Colle de caséine

La colle de caséine est fabriquée à partir de protéines de lait. Elle était utilisée pour fabriquer des assemblages solides et robustes au début de l'aviation, et était omniprésente sous la forme de colle blanche (aux États-Unis comme l'Elmer's Glue-All, (en)), mais est tombé en disgrâce en raison de sa sensibilité aux attaques bactériennes.

Histoire

Les colles à base de caséine sont formulées à partir de caséine, d'eau et d'alcalis (généralement un mélange de l'hydroxyde de calcium (chaux éteinte) et de l'hydroxyde de sodium). Le lait est écrémé pour éliminer les matières grasses, puis le lait est fermenté afin que la caséine soit précipitée sous forme de lait caillé. Le lait caillé est lavé (en enlevant le lactosérum), puis pressé pour faire sortir l'eau (il peut même être séché en poudre). La caséine est mélangée avec de l'alcali (généralement de l'hydroxyde de sodium et de calcium) pour fabriquer la colle. Les colles faites avec différents mélanges d'alcalis ont des propriétés différentes. Des conservateurs peuvent également être ajoutés^[1]^,^[2].

Les colles à la caséine étaient populaires pour le travail du bois, y compris pour les avions, jusqu'à l'avion de ligne de Havilland Albatross en 1939^[3]^,^[4]. L'Elmer's Glue-All, Elmer's School Glue et de nombreux autres adhésifs Borden furent à l'origine fabriqués à partir de caséine. L'une des raisons de son succès était sa nature non toxique, mais le facteur principal était qu'elle était économique à utiliser. Vers la fin du XX^e siècle, Borden a remplacé la caséine dans tous ses adhésifs populaires par des colles synthétiques comme le PVA .

Bien qu'en grande partie remplacées par des résines synthétiques, les colles à base de caséine ont encore une utilisation dans certaines applications de niche, telles que le laminage de portes coupe-feu et l'étiquetage de bouteilles^[5]^,^[6]^,^[7]. Les colles de caséine s'amincissent rapidement avec l'augmentation de la température, ce qui facilite l'application rapide de films minces pour étiqueter les bocaux et les bouteilles sur une chaîne de production^[8].

La colle de caséine est également utilisée dans la fabrication de transformateurs (en particulier la carte de transformateur) en raison de sa perméabilité à l'huile^[9].

Caractéristiques

Cette colle est constituée de caséine et de chaux éteinte. Il s'agit d'une colle naturelle, mais contrairement à la colle de peau, elle est étanche et très résistante à la chaleur. Néanmoins, elle est de moins en moins utilisé aujourd'hui et, du fait de ses propriétés, est presque exclusivement utilisé en menuiserie. Elle est disponible dans les groupes de stress D2 et D3. Il est disponible sous forme de mélange en poudre à mélanger avec de l'eau ou peut être fabriqué en mélangeant abondamment du quark maigre avec de la chaux éteinte (rapport d'environ 4-5:1).

Production : protéines de lait et composés calciques.
Forme commerciale : Sous forme de poudre blanche. La poudre de colle de caséine étant hygroscopique, elle doit être maintenue hermétiquement fermée.
Durée de conservation : Un à deux ans. Le stockage au-delà de cette durée n'est pas recommandé, car la solubilité diminue lentement.
Préparation : Dans des récipients en terre cuite, en verre ou en porcelaine, pas dans des récipients en métal. Mélanger rapidement 1 partie en poids avec 1,5 à 2 parties en poids d'eau. La caséine absorbe toute l'eau, la bouillie devient granuleuse. Laisser. La caséine est maintenant dissoute par l'action du calcium en un quart à une demi-heure pour former une nouvelle substance visqueuse, le caséinate de calcium, qui prend désormais lentement. La substance de colle durcie ne peut pas être liquéfiée à nouveau en ajoutant de l'eau (donc ne la faites pas en stock).
Durée de vie : La colle de caséine commerciale est ajustée avec des additifs appropriés de telle sorte que la colle appliquée reste étalable pendant environ 8 heures. Les endroits froids augmentent la durée de vie.
Étalement : Les rapports de mélange qui donnent le meilleur pouvoir de liaison sont difficiles et nécessitent un effort considérable lors de l'application de la colle. Pour les surfaces plus importantes, l'utilisation d'une spatule ou d'un rouleau est recommandée.
Temps de mouillage : 5-10 minutes. Pour un meilleur collage, il faut donc appliquer de la colle sur les deux pièces de bois.
Processus de prise : Cela se produit a) par la conversion chimique de la colle liquide en un état gélifié. b) En enlevant l'eau du bois. Les bois étant collés à froid, ils ne se dessèchent pas davantage sous l'effet du chauffage, comme c'est le cas avec la colle de peau. Avec le calibrage à la caséine, l'eau est éliminée plus lentement qu'avec le calibrage au gluten. La force de liaison augmente donc plus lentement.
Temps de prise : Après 3 heures, il n'y a généralement plus de rupture de colle. Le pouvoir de liaison maximal est atteint après 6 heures.
Temps de pressage : Le collage de pièces en bois non étiré nécessite 1h à 1h30 de temps de pressage. Joints serrés 3 à 6 heures.
Pression de pressage : Étant donné que les joints de colle à la caséine restent viscoplastiques et que même les joints épais ne deviennent pas cassants, des pressions de pressage élevées sont bonnes, mais pas absolument nécessaires.
Force de liaison : Elle est supérieure à celle de la colle de peau et supérieure à la résistance du bois.
Fragilité : Même les joints épais sont resserrés lors de la prise et ne deviennent pas cassants. Cela fait de la colle de caséine une excellente colle de construction et d'assemblage.
Résistance à l'eau : la colle de caséine qui a pris ne peut plus être liquéfiée par l'eau, mais gonfle à l'état de gelée. La force de liaison est alors réduite de moitié environ. Lors du séchage ultérieur, le joint n'atteint plus la résistance qu'il avait auparavant, car la pression de pressage fait défaut. Les articulations sollicitées peuvent s'effondrer complètement. On ne peut donc parler que d'une bien meilleure résistance à l'eau que la colle de peau . Les champignons peuvent également endommager la colle de caséine lorsqu'elle est humide.
Taches : La colle de caséine peut causer des taches foncées sur le bois. Pour cette raison, la colle à la caséine est plus susceptible d'être utilisée sur des boiseries peintes ou sur des joints non visibles.
Usure des outils : Elle est plus importante qu'avec la colle de peau , mais moindre qu'avec de nombreuses colles à base de résine synthétique ^[10].

Notes et références

(de)/(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu des articles intitulés en allemand « Holzleim » (voir la liste des auteurs) et en anglais « Casein » (voir la liste des auteurs).

↑ (en) Forest Products Laboratory, Forest Service, US Department of Agriculture et University of Wisconsin--Madison, Casein glues : their manufacture, preparation, and application - Indiana State Library, vol. 280, coll. « Information Reviewed and Reaffirmed », avril 1961 (lire en ligne)
↑ « Chemistry Casein Glue - Activity »
↑ « Casein Glues: Their Manufacture, Preparation, and Application », USDA, 1967
↑ Shurtleff W, Aoyagi A, « Pioneering Soy Protein Companies: I. F. Laucks, The Glidden Co., Rich Products, Gunther Products, Griffith Laboratories », soyinfocenter.com, 2004 (consulté le 3 septembre 2015)
↑ « Casein Glues: Their Manufacture, Preparation, and Application », USDA, 1967
↑ Coatings Materials and Surface Coatings, CRC Press, 2006, 19-7–19-11 (ISBN 9781420044058), « Soybean, Blood, and Casein Glues »
↑ Tappi PLACE Division Conference, Atlanta, Ga., TAPPI, 2004, 33 p. (ISBN 1595100628, OCLC 57487618), « Waterborne Adhesives for Bottle Labeling »
↑ « Casein glues », Adhesives
↑ « Laminated Board » [archive du 22 décembre 2011], WICOR HOLDING AG, 2011 (consulté le 11 octobre 2012)
↑ Aus der Schreiner-Berufskunde; unveröffentlicht, ca. 1970.

Bibliographie

Industrieverband Klebstoffe: Merkblatt TKH-3 „Dispersions-Holzleime“ (PDF, 93 kB) (Memento vom 7. März 2017 im Internet Archive)
Gesamtverband Deutscher Holzhandel e.V. „GDHolz“: „Leime für die Holzwerkstoffherstellung“ (Memento vom 7. März 2017 im Internet Archive)
Technisches Merkblatt PVAC-Holzleim „Ponal Classic“ (Memento vom 18. Oktober 2014 im Internet Archive) (PDF, 47 kB)

[1] (en) Forest Products Laboratory, Forest Service, US Department of Agriculture et University of Wisconsin--Madison, Casein glues : their manufacture, preparation, and application - Indiana State Library, vol. 280, coll. « Information Reviewed and Reaffirmed », avril 1961 (lire en ligne)

[2] « Chemistry Casein Glue - Activity »

[fpl.fs.fed.us-3] « Casein Glues: Their Manufacture, Preparation, and Application », USDA, 1967

[4] Shurtleff W, Aoyagi A, « Pioneering Soy Protein Companies: I. F. Laucks, The Glidden Co., Rich Products, Gunther Products, Griffith Laboratories », soyinfocenter.com, 2004 (consulté le 3 septembre 2015)

[fpl.fs.fed.us2-5] « Casein Glues: Their Manufacture, Preparation, and Application », USDA, 1967

[6] Coatings Materials and Surface Coatings, CRC Press, 2006, 19-7–19-11 (ISBN 9781420044058), « Soybean, Blood, and Casein Glues »

[7] Tappi PLACE Division Conference, Atlanta, Ga., TAPPI, 2004, 33 p. (ISBN 1595100628, OCLC 57487618), « Waterborne Adhesives for Bottle Labeling »

[8] « Casein glues », Adhesives

[9] « Laminated Board » [archive du 22 décembre 2011], WICOR HOLDING AG, 2011 (consulté le 11 octobre 2012)

[10] Aus der Schreiner-Berufskunde; unveröffentlicht, ca. 1970.

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