<Desc/Clms Page number 1>
" Perfactionnements aux substances compo- sites ainsi qu'aux procédés et aux appareils pour l'obtention desdites substances. "
La présente invention se rapporte à la fabrication de substances composites en feuilles semblables au carton et aux procédés destinés à produire de telles substances susceptibles d'ap- plications très variées.
<Desc/Clms Page number 2>
L'invention a pour objet des substances isolantes au point de vue de la chaleur et(ou) - tenaces du son qui sont/.xxxxxxxxx, résistantes et assez fle- xibles, lesdites substances ayant de préférence le pouvoir isolant maximum à l'égard de la chaleur et (ou) du son avec un poids aussi faible que pos- sible. Les produits que vise la présente inven- tion sont également exempts de résonance, imperméa- bles et (ou) résistants à 1' action du feu.
Conformément à la présente invention, on incorpore dans la matière réduite en pulpe et (ou) dans le produit obtenu à partir de cette matière avec - ou bien on combine, cette ma- tière et (ou) avec le produit obtenu une substance capable de modifier les caractéristiques physiques du produit final de façon que celui-ci possède une ou plusieurs de ces caractéristiques désirables mentionnées plus haut.
La présente invention a également pour objet un appareil destiné à comprimer rapidement toute matière/-composite constituée essentiellement par de la cellulose ou pulpe de bois et contenant une substance de remplissage fusible qui peut être partiellement volatilisée, ladite matière conte- nant également des moyens destinés à empêcher l'en- crassement des plateaux polis de presse par la subs- ou une substance de charge tance liante/ou, de remplissage ou par d autres substances qui pourraient être expulsées de la ma- tière contenant le liant et la substance de rem- plissage au cours des opérations de pressage.
Ladite matière contient enfin des moyens destinés à recueillir et à récupérer toute substance liante
<Desc/Clms Page number 3>
ou de remplissage qui pourrait avait été expulsée pendant la phase où la matière est rendue compacte, ce résultat étant obtenu en conditionnant une partie de la matière que l'on presse de façon que ladite partie absorbe la substance liante ou de remplis- sage expulsée ou en excès.
La présente invention est fondée sur la constatation que, lorsqu'on ajoute de l'asphalte d'; un point de fusion relativement élevé, sous forme de poudre ou d'émulsion, à une charge de matière cellulosique ou de matière équivalente/on produit, lorsqu'on soumet la matière à l'action de la chaleur et de la pression, une substance résis- tant, d'une façon supérieure, à l'humidité, parfai- tement isolante au point de vue de la chaleur et résanant peu ou pas du tout.
Pour la mise en oeuvre du présent procédé on désintègre une matière fibreuse appropriée quel- conque, telle que le bois, pour la réduire à l'état de pulpe présentant des fibres longues et grossiè- res. On obtient d'excellents résultats en utili- sant du bois brut au lieu de pulpe traitée chimi- quement. La phase suivante consiste dans l'introduc- tion d'une émulsion d'asphalte ou de farine d'as- phalte broyé à sec et le mélange subséquent de l'émulsion ou de la farine d'asphalte avec la ma- tière réduite en pulpe. On peut faire varier la quantité d'asphalte entre certaines limites.
Jusqu'à présent, on a obtenu les meilleurs résultats en utilisant des quantités variant sensiblement entre 2 & 15 % en poids du produit final.,
Pour que l'asphaltepuisse être pulvérisé
<Desc/Clms Page number 4>
à la température ordinaire, il faut qu'il ait un point de fusion supérieur à 93 . Il faut que le point de fusion ne soit pas si bas, que l'asphalte puisse couler sous l'influence de la chaleur et de la pression ou que le point de fusion soit si élevé que la température à laquelle ontdoit l'appliquer grille ou brû le le bois ou la matière cellulosique avant que l'asphalte puisse tre fondu, puisse couler parfaitement et puisse être distribué pour réaliser une liaison convenable de la matière à laquelle il est associé.
Si l'on mélange de l'as- phalte liquide (à point de fusion bas) avec de la pulpe, la charge devient collante et adhère aux tamis et aux tuyaux. Il n'est pas possible de pro- duire des feuilles rigides avec de l'asphalte li- quide. Un des avantages de l'utilisation d'asphalte à point de fusion élevé est que celui-ci possède un coefficient de dilatation négligeable lorsqu'il est soumis à l'action de l'humidité.
Dans certains cas on ajoute des solutions de résine (par exempledu savon de résine) en même temps que l'asphalte, ladite solution étant préci- pitée ensuite par l'alun. Lorsqu'on travaille de cette façon, on constate qu'on obtient une imper- méalilisation satisfaisante, par l'utilisation de 5,44 à 6;34 kg de solution de résine pour 92,9 m2 de produit fini,semblable au carton,dont l'épaisseur est égale à 1,27 cm . On a constaté également que l'addition de 5,44 à 6,34 kg d'émulsion de résine à l'asphalte pour la production de 92,9 m2 d'un produit fini semblable au carton et de 1,27 cm3 d'épaisseur donne une imperméabilisation satisfai-
<Desc/Clms Page number 5>
saute.
On a constaté en outre qu'une quantité d'asphalte (d'un point de fusion de 93,3 à 100 ) variant de 8,15 à 49,8 kg (environ 2 à 15 %) donne 92.9 m2 d'une matière semblable au' carton et d'une épaisseur de 1,27 cm' qui est résistante et imperméable. On obtient des résultats également satisfaisants en utilisant l'asphalte soit sous forme d'une émulsion, soit sous forme d'une poudre.
L'opération suivante consiste dans le feutrage de la pulpe contenant l'asphalte pour produire des feuilles de l'épaisseur voulue. Le feutrage peut être réalisé au moyen d'une instal- lation appropriée quelconque susceptible de former des feuilles individuelles ou une nappe continue qu'on découpe en feuilles.
Au moment où la feuille ou la nappe quitte la machine à feutrer, elle,, contient .: de et épaisse 60 à 80 % d'eau. Cette feuille humide est conduite à un appareil de séchage où règne une température élevée, appareil qui est, de préférence, du type à cylindres, l'eau étant évaporée dans cet appareil.
La feuille sèche, molle et légère, de nature spon- gieuse qui sort du four à sécher, contient de 1 à 6 % d'eau en poids environ. Les feuilles peu- vent être coupées à des longueurs appropriées alors qu'elles sont humides et qu'on les conduit à l'ap- pareil de séchage à cylindres. Les feuilles, après qu'elles sortent dudit pareil sont molles et com- parativement légères, xxxxxxxxxxxxxxxxx7,25kg; Les feuilles contiennent XXXXXXXXXXXXXXxxx/alors sensiblement de 2 à 10% d'humidité.
Si elles en contiennent moins de 5 ou 6% et si on les emmagasine avant de les transfor- mer en feuilles plus dures, elles absorbent, au
<Desc/Clms Page number 6>
dépens de l'atmosphère, une quantité suffisante d'humidité pour en éléver la teneur à 5 ou 6 % environ, selon l'état hygrométrique de l'atmos- phère (parfois même à 10 % pendant les périodes où l'atmosphère est plus humide).
Les feuilles sensiblement sèches sont placées ensuite dans une presse convenable dont les plateaux sont chauffés et elles sont soumises à des pressions allant de 10,55 à 21,09 kg par cm2 pour cimenter la matière fibreuse partiellement au moyen de l'action de l'asphalte. On maintient dans la presse, pendant le pressage, des températures allant de 121 à 191 , On a constaté qu'on pouvait , obtenir différentes qualités de produits rigides et relativement résistants en faisant varier la pression entre les limites de 21,09 et 28,12 kg par cm2, On a obtenu d'excellents résultats en maintenant la pression et la température pendant 10 à 30 minutes. Par la pression, la feuille est réduite de 1,27 cm environ à 0,48 cm' d'épaisseur.
Il en résulte une opération de soudure ou de collage.
Lorsqu'on utilise une solution de résine, celle-ci est fondue également et se mélange à la fibre et à l'asphalte pendant le pressage et' le chauffage grâce à quoi la résistance du produit à l'absorption de l'humidité est augmentée. La feuille obtenue a un poids spécifique sensiblement égal à l'unité et l'expansion qu'elle subit au contact de l'humidité est sensiblement égale à zéro.
Il semble que la présence de la résine agit comme une espèce de flux pour l'asphalte et contribue à sa répartition uniforme. Le point de
<Desc/Clms Page number 7>
fusion de l'asphalte peut s'élever à environ 99,5 mais il semble qu'une température plus élevée soit nécessaire pour le rendre suffisamment plastique afin d'obtenir une pénétration uniforme et complète dans la pulpe ou un mélange uniforme et complet avec ladite pulpe.
Ce qui suit est un exemple de mise en oeuvre du procédé. La matière cellulosique est d'abord réduite d'une façon appropriée en pulpe; on y mélange de 2 1/2 à 4 %, d. 'asphalte pulvérisé dont lepoint de fusion est compris entre 93,3 et 99,5 . On peut ajouter ensuiteune quantitécon- venable de solution de résine. On donne ensuite au mélange la forme de, feuilles qu'on sèche pour les amener à une teneur en eau variant entre 2 et 6 % en poids. On applique ensuite une pression comprise entre 10,55 et 14,06 par cm2, tandis qu'on main- tient une température d'environ 191 pendant sensi- blement toute la durée du pressage.
L'invention est aussi fondée en partie sur la constatation que l'addition d'une substance contenant de la protéine à la matière ligneuse transformée en pulpe , le pressage et le chauffage du mélange produisent unesubstance résistant dans une t rès large mesure au feu et très résistante également à l'absorption de l'eau.,
Dans la mise en oeuvre de l'invention on produit, d'une façon appropriée quelconque, de la pulpe de bois, soit de la pulpe de bois seule, soitde la pulpe de bois chargée et, de préférence, d'une qualité grossière. L'étape suivante consiste dans le mélange de matières contenant des protéines,
<Desc/Clms Page number 8>
telles que le poil da bestiaux, des plumes de vo- lailles, des déchets de cuir, du sang avec de la pulpe ligneuse.
On obtient de bons résultats en mélangeant de 15 à 40 % en poids de cette matière protéique calculée sur le poids du produit final.
Le choix de ces proportions' est le résultat de nombreuses expériences. On peut effectuer le mé- un malaxeur ou lange dans/une machine à battre ordinaire. Lorsqu' on utilise du poil sec, on le mélange avec la pulpe dans la batteuse et le battage est continué jusqu'à ce qu'il se produise une diminution de volume ou une hydratation convenable du poil et de la fibre ligneuse. Ceci est une caractéristique importante de l'invention. Comme substance de remplissage et comme substance destinée à rendre le produit in- combustible, on peut utiliser d'autres sibstances protéiques, telles que la soie, la gélatine, la colle et l'albumine, et toutes les protéines du genre de la globuline.
Le degré de battage déter- mine en partie la densité du produit final ; dosage des poils ou - autres substances protéiques équivalentes dans la pulpe, agit de même.
La pulpe qui contient les matières protéi- ques est transformée alors en une feuille dans une machine à feutret convenable. La feuille humide qui contient environ 70 % d'eau est amenée alors à une presse hydraulique chauffée ou à une autre presse équivalente et elle est soumise à des pres- sions comprises entre 28,12 et 31,64 kg. par cm2. la température au moment du pressage étant comprise entre 150 et 205. L'application de la chaleur et de la pression est maintenue pendant 25 à 40 minutes,
<Desc/Clms Page number 9>
tenace et ce qui produit une feuille fort/résistante, sus- ceptible de se laisser cintrer légérement, cette feuille étant sensiblement incombustible et très rasistante à l'humidité.
Si on l'allume au moyen de la flamme d'un bec de Bunsen, la combus- tion du produit de la présente invention cesse très rapidement lorsqu'on écarte la source de chaleur que constitue le brûleur. La feuille ne reste guère incandescente après ce retrait. Cette ex- tinction a lieu même en présence d'un tirage intense.
On obtient un produit excellent solide, résistant ,susceptible d'être cintra légèrement, incombustible et résistant à l'humidité en soumettant le mélange de pulpe et de protéine à unepression de 31,3 kg. environ par cm2 et à une température de 188 C pendant 30 minutes environ. Ce produit a une résistance à la traction de 239 kg. par cm2 et son poids spécifique est voisin de l'unité.
Il semble que l'incombustibilité est due en grande partie à la présence de substances pro- téiques mais, il se pourrait également que la com- binaison de cette substance de remplissage ou de ces substances de remplissage avec la pulpe ou matière ligneuse, produise une nouvelle combinaison chimique et que les effets conduisant à cette incom- bustibilité aient pour origine des causes physiques et chimiques.
Il semble que les corps contenus dans les substances de remplissage ou dans les substances destinées à assurer l'incombustibilité se décomposent partiellement avec dégagement de volumesrelativement grand de, gaz inertes qui empêchent sensiblement toute combinaison chimique avec l'oxygène d'avoir lieu
<Desc/Clms Page number 10>
ou qui chassent l'oxygène de façon $ empêcher la continuation de la combustion, Pendant le pres- sage du produit à des températures élevées entre les plateaux chauds de la presse, il se produit un autre effet caractéristique qui consiste dans la libération de- substances semblables à l'huile qui lubrifient les plateaux de la presse et empê- chent le collage du produit auxdits plateaux.
Ceci est une caractéristique importante. Lorsqu'on presse le genre ordinaire de pulpe mécanique sans addition des substances décrites plus haut destinées et imperméable à rendre ladite pulpe incombustible/ la feuille se colle fréquemment à la surface des plateaux polis de la presse. Ceci non 'seulement nuit au produit mais entraîne une perte de temps considérable pour libérer la feuille et pour repolir les plateaux de la presse.
L'invention vise également la production de matières qui ont le plus grand pouvoir isolant possible contre la chaleur; qui absorbent le moins possible l'humidité; qui sont aussi incombusti- bles que possible; qui exercent un effet maximum pour l'amortissement des sons; qui ont une tenlance aussi grande que possible de se lier avec le plâtre; et de retenir qui sont susceptibles de recevoir la peinture et d'autres substances utilisées dans des buts décora- enfin ces matières tifs;xxxxx peuvent être produites à très peu de frais.
La présente invention consiste dans l'as- sociation xxxxxxxxxxxxxxxxd'une feuille d'une matière incombustible avec une feuille ou une plan- chette de matière qui ne soit pas incombustible, au
<Desc/Clms Page number 11>
moyen d'une substance de collage résistant is la l'acdans la tion du feu et excluant l'air et (ou)xxxxxx production xxxxxxxxxd'une matière incombustible constituée par des couches alternées de substances incombustibles et d'une substance qui ne soit pas incombustible.
On a constaté que l'on obtient, avec une dépense extrêmement réduite, une matière plus incom- bustible lorsque la matière non incombustible pré- sente une épaisseur comprise entre 0,32 et 2,55 cm' environ.
Une des caractéristiques de la présente invention est le fait qu'on rend incombustible des matières isolantes au point de vue de la chaleur et du son sans augmenter la conductibilité de la matière pour la chaleur et pour le son.
Des deux côtés d'un corps isolant au point de vue de la chaleur et du son et convenant à la construction, on place des feuilles d'amiante collées audit corps isolant par une pellicule de matière qui résiste à la chaleur et qui empêche le passage de l'air. Les feuilles extérieures sont constituées de préférence par des feuilles d'amiante mais elles peu- vent évidemment être constituées par d'autres subs- tances minérales incombustibles équivalentes qu'on peut réduire en pulpe et transformer en feuilles.
Une colle qu'on a trouvée convenable pour le but indiqué est constituée par d'un mélange de trois parties de silicate de sodium et/une partie de blanc d'Espagne qui agit comme une couche ou pellicule em- pêchant le passage de l'air. Lorsque, dans des essais on applique une flamme à la surface, le noyau combus- tible ne s'enflamme pas; il est simplement carbonisé
<Desc/Clms Page number 12>
ou transformé én coke. La pellicule de colle agit pour laisser s'échapper les gaz mais empêche l'en- trée de l'air et, de cette façon, l'inflammation est toujours empêchée. Il y a lieu de noter que, après la conversion de la matière combustible en une masse analogue au coke, cette masse conserve encore une résistance considérable.
Dans des essais comparatifs on appliqua à des murs en roseaux couverts de plâtre une tempé- rature de 982 au moyen d'un chalumeau pendant
32 minutes et la flamme traversa le mur. Des murs construits conformément à la présente invention auxquels on appliqua pendant 80 minutes une tempéra- rent ture de 982 ne montré/qu'une faible tache à la sur- face sur laquelle la chaleur fut appliquée et, bien que la matière combustible placée entre les revê- tements externes fut réduite à l'état de braise, il n'y eut pas d'inflammation.
Dans des essais à 982 qui dépassèrent 80 minutas et à la suite d'es- sais à 1093 pendant 50 minutes, la chaleur étant appliquée du c8té peint ou onduitde plâtre, il se produisit la carbonisation du corps inflammable, mais les revêtements extérieurs furent simplement un peu tachés bien que l'épaisseur du carton d'a- miante ne fut que de 0,39 cm2.
Bien que la matière dont est constituée la colle puisse être légèrement hygroscopique, son volume ou son épaisseur est tellement faible qu'il n'y a pas une absorption appréciable d'humidité.
Le carton ou papier d'amiante est sensiblement non hygroscopique.
<Desc/Clms Page number 13>
Dans un autre mode de mise en oeuvre de la présente invention, la pièce de matière est collée revêtue d'un côté de papier ou de carton d'amiante par une pellicule d'un mélange de silicate de so- dium ou de blanc d'Espagne dans les proportions indiquées plus haut. L'autre coté de la pièce, c'est-à-dire celui qui forme la surface extérieure du mur de la chambre, reçoit une couche de peinture.
La surface tournée vers l'intérieur de la chambre peut, si on le désire, tre recouverte de plâtre, se on peut aussi l'imprégner ou la peindre en/servant d'un produit chimique approprié résistant à l'ac- tion de la chaleur qu'on peut appliquer à peu de frais soit au moyen d'une brosse, soit par aspersion.
Conformément à une autre modification, on produit un corps feuilleté constitué par des éléments combustibles entre lesquels on place une feuille d'amiante, les deux cotés du papier étant collés sur les surfaces correspondantes des éléments combusti- bles au moyen d'une pellicule qui empêche le passage de l'ait. Les surfaces extérieures de chacune des éléments combustibles sont revêtues d'une feuille d'amiante reliée aux dites surfaces par une matière collante.
Ce produit feuilleté conforme à cette modification de la présente invontion est composé par conséquent de couches alternées de feuilles d'a- miante et d'une substance combustible mais, de préfé- rence non inflammable,qu'on a collée sur lesdites feuilles d'amiante au moyen d'une pellicule résistant au feu et emmenant le passage de l'air. La papier d'amiante offre une surface qui retient parfaitement le plâtre et sur laquelle on peut appliquer des déco-
<Desc/Clms Page number 14>
rations d'une façon usuelle quelconque.
D'une façon générale, plus la plaque de matière non combustible est épaisse, plus grande est la quantité de matière combustible et plus grande est la surface du bord qui est exposée à l'infiltration de l'air. 0'est pouquoi il y a une limite d'épaisseur pour le produit si l'on veut dans tous les -cas éviter l'inflammation.
La demanderesse a constaté que les limites sont comprises entre 0,64 et 1,92 cm environ. On se rappellera que cette matière est faite en grandes dimensions et qu'on la coupe souvent ( par exemple à la scie) en petites pièces. En raison de ce fait, les bords ne sont pas couverts; seules les surfaces extérieures de la plaque ou feuille le sont.
L'utilisation de produits chimiques des- tinés à rendre incombustibles ou imperméables les feuilles, les amène à coller les unes aux autres lorsqu'on traite de cette façon leurs deux faces Dans le cas présent, si la matière subit un trai- tement quelconque par des produits chimiques, on ne traitede cette façon qu'une seule face et, lorsqu' on empile ces matières, une surface traitée se trouve en contact avec le papier d'amiante ou toute autre feuille de revêtement équivalente à fibres minérales et il ne se produit pas .de collage. Ceci est encore une caractéristique de l'invention.
Lorsqu'on utilise la matière pour servir de support àuu plâtre, on n'utilise le revêtement d'amiante collé, d'un côté seulement et l'autre côté est recouvert de plâtre ou de peinture.
<Desc/Clms Page number 15>
revêtement d'un
Lorsqu'on utilise la matière comme/mur ou cloison on couvre généralement les deux côtés de papier d'amiante collé, ce papier pouvant être peint ou décoré d'une autre façon.
Si le papier d'amiante ou une autre substance minérale en feuilles est collée à un seul côté du corps, on place ce papier du côté décoré du mur mais, dans tous les cas il vaut mieux soit du revêtir les deux côtés de papier d'amiante collé ou d'une autre substance minérale équivalente, soit du revoir les c8tés respectifs d'amiante et de plâtre, soit de les revêtir d'amiante et de peinture, ou enfin d'amiante etde produits chimiques résis- tant au feu, appliqués à la brosse ou par aspersion.
Conformément à une autre caractéristique de la présente invention, on introduit de la ver- miculite dans la pulpe en quantités variant entre 10 et 30 % dit poids de la pulpe sèche. La compo- sition de la vermiculite est Si 02 33,35; AI2O3 17,78; Fe2O3 7,32; Fe 0 2,11; Mg 0 19,26 et H2O 19,87.
Ce qu'on connaît dans le commerce sous le nom de ver- miculite est sensiblement incombustible; elle tend à étouffer et à empêcher l'inflammation de la matière dans laquelle/est incorporée.
Dans toutes les formes d'exécution de la présente invention, il se produit une carbonisation de la matière combustible sans inflammation et sans incandescence subséquente.
L'invention a également pour objet un pro- cédé perfectionné de pressgge pour la production de substances composites analogues au carton. Lorsqu'on produit des corps xxxxxxxxxxxxxdus, rigides et sensible-
<Desc/Clms Page number 16>
analogues au carton ment insonores/en soumettant des matières cellulo- analogues siques ou des matières fibreuses xxxxxxxxxxxxxà l'action de la chaleur et de la pression, la subs- tance est réduite en pulpe à fibres longues, de pré- férence plus grossières que celles qu'on utilise pour la qualité la plus grossière de papier. La pulpe est envoyée alors à uns machine à feutrer con- vanable quelconque.
De cette machine, la pulpe passe à travers une presse à cylindres qui extrait la plus grande partie de l'eau avant le passage dans un appareil de séchage, On règle l'épaisseur de la feuille en faisant varier la teneur en eau de la masse de pulpe.' Le séchage se fait ordinairement à chaud, sans pres- sion, et laisse la feuille à l'état spongieux. et remplie d'air. La phase suivante consiste dans le. pressage et le chauffage simultané du produit feutré.
On obtient un produit excellent par l'application, pendant trente minutes environ, d'une pression de 21,09 kg par cm à une température correspondant à une, pression de 8,44 kg par cm2 de la vapeur, parmi les matériaux qui ont été utilisés on-peut citer le bois de réglisse qui constitue un résidu de l'extraction de la réglisse. On peut utiliser aussi des matières cellulosiques qui contiennent 99% de cellulose pure.
Le produit léger peut tre fabriqué dans l'usine, expédié à des endroits éloignés et trans- formé en produits plus durs par l'emploi de petites presses chauffées propres à une petite fabrication.
En outre, on gagne du temps car, au lieu que deux heures ou plus soient nécessaires pour extraire l'eau d'un produit humide par l'application de la pression
<Desc/Clms Page number 17>
et de la chaleur (ainsi que cela se fait d'habitude) on peut produire la même quantité par le procédé ici décrit en dix minutes environ. Un autre avantage réside dans le fait qu'il n'est pas nécessaire de fabriquer le produit très dur qu'on obtient d'ordi- naire par l'application de températures et de pres- sions très élevées nécessaires pour sécher une feuil- le humide. Un autre avantage résulte du fait qu'il est beaucoup moins coûteux de sécher d'abord et de presser ensuite et de chauffer le produit sec.
En outre on peut utiliser un séchoir à cylindres de 91,44 m. de longueur et on peut faire passer par jour environ 39.111 m2 de matière produite par une machine à feutrer à travers ledit séchoir. Le prix de la presse à cylindres plus grande, de la capacité indiquée, est inférieur à celui de plu- sieurs petites presses hydrauliques. La main d'oeu- vre est plus considérable pour les petites presses hydrauliques parce qu'une feuille fragile et humide (au lieu des feuilles sèches ici décrites) doit être manipulée sur des claies couvertes de toile métallique, ces claies étant introduites dans la machine et devant tre soulevées à la main pour être placées dans la presse.
Après de nombreux essais on a constaté que la formation du produit de faible densité et l'expression ainsi que le séchage sur cylindres de ce produit sans application de pression mais sous l'action de la chaleur, opérations qu'on fait sui- vre par un autre traitement à sec sous l'action simultanée de la pression et de la chaleur, donneun produit dont les propriétés physiques sont beaucoup
<Desc/Clms Page number 18>
meilleures et semble conférer audit produit de nouvelles propriétés chimiques inconnues jusqu'à présent, le produit étant sensiblement insonore et * relativement dur et résistant .
Le poids spécifique du produit final se trouve entre 0,7 et 0,85 et la résistance à la traction monte de 21,09 à environ 84,37 kg. par cm2, Un avantage du pressage à sec est que la durée de cette opération est plus uniforme car il n'est pas question d'attendre pour le pressage jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de vapeur comme dans le cas où la matière est pressée à l'état humide. Le pro- celle duit feutré a environ 1,27 cm d'épaisseur et du produit pressé à nouveau varie entre 0,96 et 0,48 cm selon l'usage auquel il est destiné.
Dans certains cas on peut produire du carton dur et flexible de 0,48 cm d'épaisseur, im- perméable à l'eau et d'une résistance à la traction de plus de 140 kg par cm en appliquant une pression de 21,09 kg par cm2. à une température de 177 pendant quinze heures.
Le produit de la première opération a un poids spécifique compris entre 0,2 et 0,3. Après la seconde série d'opérations, le produit a un poids spécifique variant entre 0,7 et 0,8. La résistance à la traction du produit de la première série d'opéra- tions est d'environ 21,09 kg par cm2 tandis que la résistance à la traction du produit de la deuxième série d'opérations est d'environ 84,37 kg. par cm2
D'autres produits sont fabriqués conformément à ce procédé en exerçant des pressions de 63,28 kgpar cm2 et en chauffant à une température comprise entre
<Desc/Clms Page number 19>
141 et 150 .
Conformément à l'invention on fabrique des produits dont la résistance à la traction varie d'une façon approximative entre 21,09 kg et 140 kg par cm tandis que le poids spécifique varie entre 0,2 et 0,8; ce produit étant réalisé par l'application de pressions variant entre 63,28 kg et 84,37 kg par cm2 et sous l'action d'une tempéra- ture comprise entre 141 et 150 environ. La pression est appliquée pendant 10 à 60 minutes environ.
On a constaté également que lorsqu'on faisait cuire du bois dans un appareil de digestion avant qu'il soit réduit en pulpe ou en faisant cuire à la vapeur la pulpe brute, 18 à30% de cons- tituants originaux sont enlevés. La pulpe ainsi produite a une couleur brune comme l'acajou. Elle présente presque exactement les mêmes caractéristi- ques que le bois épuisé dont la matière soluble a été enlevée par cuisson à la vapeur. Au moyen de cette pulpe on peut produire une feuille molle, lé- gère et poreuse dont on exprime au moins 30 % d'eau, de préférence dans une presse à cylindres. Les feuilles humides sont placées dans une presse hydrau- lique chauffée à la vapeur et sont rendues fermes sous la forme d'un carton dense,résistant et rigide par l'application de la chaleur et de la pression.
On a constaté que des pressions variant entre 21,09 et 28,10 kg par cm2 et des températures va- riant entre 138 et 205 produisent un carton satisfai sant .
Conformément à l'invention aussi on com- prime rapidement une substance composite quelconque
<Desc/Clms Page number 20>
constituée par des substances ligneuses mélangées ou combinées avec une substance de remplissage fusible ou mélangées avec une substance fusible et partiellement volatilisable, l'invention visant également lesproduits obtenus par ce procédé.
Le mot ligneux utilisé dans cette descrip- tion désigne des matières végétales contenant cer- tains ou tous les constituants que l'on trouve gé- néralement dans les arbres, les plantes, les racines, les écorces et les feuilles.
On a constaté que les matières ligneuses mélangées avec une substance fusible ou avec une substance fusible et partiellement volatile utilisée comme substance de remplissage et d'imperméabilisa- tion peuvent être transformées en un corps très dur résistant et imperméable à l'eau, d'une grande ré- sistance à la traction et se dilatant très faible- ment sous l'action de l'humidité, lorsqu'on rend compact ledit mélange ou masse par l'action de la chaleur et de la pression et lorsqu'on' élève d'abord la masse à une température qui fait passer au moins une partie de la substance de remplissage à l'état mobile ou partiellement volatil,:
ou bien lorsqu'on élève ladite masse à une température qui volatilise ou rend mobile une partie de la substance de rem- plissage et de la' matière ligneuse et qui engendre de la vapeur sous pression dans la masse, la tension de la vapeur pouvant être abaissée dans une certaine mesure pendant qu'on applique, de l'extérieur, une pression à la masse.
L'invention se fonde en outre en partie sur la constatation que les résultats sus- visés peuvent être obtenus lorsqu'on applique une
<Desc/Clms Page number 21>
pression extériéure et lorsqu'on fait varier la pression pour rendre la matière compacte, la près sion étant maintenue dans la plupart des cas pendant un temps déterminé après chaque changement de pres- sion et une modification de la pression ayant ' lieu au moins pour permettre l'accès de l'air à la surface sur laquelle on applique la pression. L'invention est basée également en partie sur la constatation de l'action de l'asphalte en général (et plus parti- culièrement de l'asphalte à point de fusion élevé) qui se manifeste lorsqu'on travaille conformément au procédé indiqué.
On réduit en fibres, grâce à des mpyens mécaniques, une matière appropriée telle qu'une substance cellulosique ou ligneuse pour produire une pulpe présentant des fibres longues et grossiè- res. On obtient de bons résultats lorsqu'on se sert de bois tel quel au lieu de pulpe de bois traitée chimiquement. On obtient des résultats très satis- faisants lorsqu'on introduit dans la pulpe, soit sous forme d'une émulsion, soit sous forme d'une poudre brpyée à sec, de l'asphalte ayant de préfé- rence un point de fusion élevé.
Dans ce qui suit on a décrit un mode de mise en oeuvre de cette partie de l'invention, le procédé décrit étant un des meilleurs que l'on ait découvert jusqu'à présent. On suppose que la tem- pérature de la presse est portée à 188 et qu'elle se maintient à ce niveau pendant sensiblement toute l'opération; que la pression maximum exercée par la presse est de 42,18 kg par cm2 et que la pression théorique qui est engendrée à l'intérieur de la
<Desc/Clms Page number 22>
matière par les parties fusibles et (ou) de ladite matière est de 11,25 kg-par cm. On élè- ve la pression à l'intérieur de la presse d'abord de zéro à 42,18 kg par cm2. La presse est maintenue alors à cette pression élevée, par exemple pendant
5 minutes,/durée pendant laquelle cette pression est maintenue pouvant varier.
On diminue ensuite théorique la pression.jusqu'à ce qu'allé soit inférieure à a l'intérieur de la masse la pression engendrée par le fluide/, soit à 7,03 kg par cm2. cette pression étant maintenue pendant une minute par exemple. La durée pendant laquelle on maintient cette pression peut varier. Pendant ce une temps, on abaisse dans/certaine mesure; la pression du fluide (liquide ou vapeur et (ou) gaz).
On ob- servera que, lorsque la pression.a été abaissée dans la presse par exemple dans le cas présent de 35,15 kg à 7,03 kg seulement , cette pression est inférieure de 4,22 kg à celle de la pression théo- (11,25 kg) RIQUE engendrée par le fluide à l'intérieur de la matière et par conséquent, une pression de 4,22.kg agit pour purger la masse ce qui a pour résultat de rendre la masse plus compressible en raison du rejet ou de l'échappement d'une partie du fluide que con- tient ladite masse.
On fait monter alors de nou- veau la pression à 42,18 kg environ et ' on la main- tient pendant cinq minutes environ après quoi on réduit de nouveau la pression à 7,03 kg environ pour maintenir cette pression pendant une minut ep La, pression est portée de nouveau à 42,18 kg et maintenuB à ce niveau pendant cinq minutes puis abaissée de nouveau et maintenue pendant une minute à 7,03 kg après quoi on l'élève de nouveau à 42,18 kg
<Desc/Clms Page number 23>
pression à laquelle la masse est maintenue pendant cinq minutes. Il Bst bien entendu qu'on peut recourir à un nombre plus grand ou plus petit de changements de pression.
La pression est alors abaissée de nouveau mais cette fois à zéro et il en résulte un dégagement suffisant de la quantité restante du fluide de la masse pour éviter la formation de boursouflures dans le produit final après coup. En outre, on met de l'oxygène en contact avec le corps imprégné et chaud, cet oxygène faisant monter le point de fusion de la substance de remplissage (dans le cas présent, l'asphalte) ce qui la rend plus durent rend pro- bablement plus dure également la partie des autres substances, c'est-à-dire les substances ligneuses de la masse pressée, partie qui se trouve à la surface ou dans le voisinage de la surface du carton ou plaque. Le temps pendant lequel la presse est maintenue à la pression zéro peut va- rier mais il est ordinairement d'une minute envi- ron.
On fait monter alors de nouveau la pression au maximum et on la maintient pendant cinq minu- tes à ce niveau après quoi on abaisse de nouveau la pression à zéro et le produit est terminé.
Le procédé, lorsqu'on le met en oeuvre avec le nombre de variations de pression indiquées ci-dessus , dure environ 37 à 39 minutes pour être terminé. Dans la pratique, il faut environ une minute pour élever la pression de la presse de zéro à 42,18 kg et un temps a peu près égal pour réduire la pression à 7.03 kg et ainsi de suite, La pression de la presse est également
<Desc/Clms Page number 24>
maintenue-à zéro,' pendant une minute environ, pour purger la masse.
Conformément à l'invention, on recherche évidemment une différence aussi grande que possible entre la pression correspondant au dégagement de la vapeur et la pression de la presse au moment où ladite pression est abaissée, de façon que le déga- gement du fluide (vapeur ou liquide) et, par/conséquent l'abaissement de la pression du fluide soient accélé- rés ce qui conduit à une accélération correspondante de l'ensemble du traitement.
Le traitement décrit en premier lieu peut être accéléré grâce à une modification dudit procédé, modification qui consiste dans le fait qu'on applique une pression dans la presse et une température qui engendre dans la matière une pression de vapeur plus grande que celle de la pression maximum exercée par la presse, de façon que, pendant le pressage, la pres- sion de la vapeur dans le carton soit plus élevée que celle qui est appliquée au moyen de la presse grâce à quoi il y a un abaissement de pression pendant le temps toutxxxxxxxxxxxx où la presse exerce son action de pressage. Lorsque la pression de la presse est des- cendue à zéro après application de la pression la plus élevée qu'exerce la presse, on obtient un abais- sement rapide d'une partie importante de la pression résiduelle du fluide.
Après expulsion du fluide ou des résidus gazeux qui a lieu en raison de cet abais- , sement de la pression à zéro, on applique de nouveau la.pression maximum qu'exerce la presse comme dans le cas précédent pour comprimer de nouveau la nasse après l'échappement du résidu.
<Desc/Clms Page number 25>
Dans ce qui suit, on a décrit un exemple du traitement. On porte d'abordla température de la presse à 232 . A cette température la pression du fluide, c'est-à-dire la pression de la vapeur, est de 34,1 kg par cm2. On applique alors une pression de 31,64 kg que l'on maintient pendant quinze minu- tes. On abaisse ensuite la pression à zéro et on l'y maintient pendant une minute pour obtenir une purge rapide de toute pression résiduelle et pour admettre de l'air. On élève ensuite la pression à
31,64 kg et on l'y maintient pendant cinq minutes après quoi elle est abaissée de nouveau à zéro, le produit étant terminé alors.
Ce produit possède sensiblement le même résistance à la traction,'le même comportement en ce qui concerne l'absorption de l'eau et le même degré de dilatation par unité de longueur que celui qu'on produit par le procédé dé- crit en premier lieu. Grâce à ce mode de travail, les opérations sont terminées en 25 minutes environ.
La différence entre la résistance à la traction, l'absorption de l'eau et le degré de dila- tation sous l'influence de l'humidité des produits obtenus par l'ancien procédé et les propriétés des produits exécutés conformément à la présente inven- tion est frappante. Lorsqu'on applique, par exemple l'ancien procédé à une température de 188 pendant au maximum 2 la pression, cette pression étant/de 48,18 kg par cm le produit a une résistance à la traction d'environ 175,8 kg par cm2 de section, une absorption d'eau de 5% au bout de deux heures de séjour sous l'eau et une dilatation après cette durée d'immersion dans l'eau d'environ 0,05 cm par mètre linéaire.
Dans les
<Desc/Clms Page number 26>
marnes conditions et par l'application d'un des pro- cédés décrits ci-dessus, la résistance à la traction est d'environ 281 kg par cm2 de section, l'absorp- tion d'eau étant de 1,5 % au bout de deux heures d'immersion dans l'eau et la dilatation variant de zéro à 0,01 cm par mètre linéaire. On voit par conséquent que le procédé décrit peimet de fabriquer la pidement un produit très dur possédant une résis- tance à la traction relativement élevée et une faible dilatation sous l'influence de l'humidité, ledit produit absorbant de très faibles quantités d'eau.
On met en oeuvre le présent procédé de préférence de façon que la température maximum soit telle qu'il ne se produise pas de carbonisation, la température étant cependant suffisamment élevée pour fluidité réaliser la xxxxxxxxx nécessaire et (ou) la vapo- risation nécessaire des constituants mobiles de la matière. Les meilleures températures de travail semblent, jusqu'à présent, être comprises entre 177 et 205 .
A 150 , un asphalte fondant à 77 possède , une viscosité de 318; à 177 , sa viscosité est de 169 et à 205 , elle est de 64. La modification de la viscosité est, par conséquent, relativement fai- ble jusqu'à une certaine température et elle se modi- fie proportionnellement beaucoup plus vite à partir de ce point. La meilleure température pour la mis,e' en oeuvre de la présente invention, lorsqu'on fait usage d'asphalte comme liant ou comme substance de remplissage, est comprise entre 177 et 205 .
.,
Il a été difficile de produire jusqu'à pré- sent un canton présentant une densité uniforme et
<Desc/Clms Page number 27>
dans lequel il ne se produit pas de boursouflures à la surface du carton au moment où la pression de la presse est abaissée. Conformément au procédé qui fait l'objet de la présente invention et à ses variantes, on produit un carton ou corps qui non seulement ne présente pas de boursouflures mais qui présente une surface unie et une texture sans rugosité et sans tache, le produit étant dur, im- perméable à l'eau, très résistant à la traction et ne se dilatant pas d'une façon appréeiable lorsqu'on l'expose à l'action de l'humidité.
Une des caracté- ristiques importantes de la présente invention est qu'une très grande proportion de l'eau contenue dans la matière peut, grâce à ce procédé, être exprimée de ladite matière et qu'on produit ainsi une substance très sèche et très dure. Pour obtenir les meilleurs résultats on doit mettre en oeuvre le procédé à une température qui se trouve au-dessus du point de va- porisation et (ou) du point de fusion de certaines des substances contenues dans la rnasse, par exemple au-dessus de la température de vaporisation de l'eau, de certaines gommes d'arbres, ainsi qu'au dessus de la température de la vaporisation d'une partie cons- tituant environ $ 1/2 % de l'asphalte, partie qui est volatile à 177 et qui semble agir comme flux, l'in- ventio présentant comme une de ses caractéristiques,
la libération de cette partie pour permettre le dur- cissement du résidu d'asphalte moins volatil et (ou) moins fusible.
On a constaté que bien que l'asphalte utilisé pour la mise en oeuvre du présent procédé soit soluble dans l'essence, le produit obtenu con-
<Desc/Clms Page number 28>
fermement audit procéda, produit qui contient de l'asphalte, n'est pas soluble dans l'essence ou du moins ne montre aucun signe de solubilité lorsqu'on le plonge pendant douze heures dans ce liquide.
La présente invention vise également un procédé et un dispositif destinés à empêcher l'en- crassement des surfaces polies de la presse par les substances liantes ou les substances de remplis- sage qui sont expulsées par pression de la matière pendant l'opération qui a pour effet de rendre compac- te cette dernière. Le dispositif comprend des moyens faire destinés à/absorber le liant résiduel exprimé par une partie de la matière soumise à la pression, de façon que le résidu puisse être récupéré.
Actuellement, l'application la plus avan- tageuse du présent procédé consiste dans la fabrica- tion de produits composites à partir de matières ligneuses mélangées à de l'asphalte. La matière li- gneuse hydratée xxx et mélangée avec l'asphalte est ensuite pressée et chauffée pour amener la substance
EMI28.1
/avec laouill# liante à se répandre dans la masse/pour produire une elle est renlue com- substance imperméable, dure analogue à du carton. pacte Pendant l'application de la pression, une certaine partie de la substance liante est expulsée et l'excès de cette substance encrassait jusqu'à présent les pla- ques des presses et des taches apparaissaient à la surface ou sur les surfaces de la feuille suivante.
Pour empêcher ces taches, il était d'usage de nettoyer la ou les plaques après chaque pressage ce qui entrai- nait une perte de temps. Dans les grandes presses le produit est déchargé environ toutes les trente minutes et, par conséquent, le nettoyage des plaques
<Desc/Clms Page number 29>
devait, avec l'ancien procédé, se faire toutes les demi-heures. Dans la pratique de la présente invention, le nettoyage est superflu et on peut faire fonctionner la presse pendant un jour au moins sans nettoyage des plaques de presse.
Dans les presses de grand modèle, on utilise vingt plaques de presse d'une surface de 1,26 m. sur
3,81 m. Vingt corps ou plaques de matière sont par- conséquent pressés simultanément dans ces grandes presses.
Dans les anciens procédés on ne cherchait pas à empêcher l'encrassement des plaques par la matière qui suinte et chacune des vingt plaques devait être nettoyée, après chaque opération de pressage. La durée moyenne de net- toyage de chaque plaque est de dix minutes. 'applica- tion du présent procédé a presque doublé la production parce qu'un nettoyage fréquent des plaques n'est pas nécessaire et parce qu'une partie de la production ne doit pas être mmx mise au rebut à cause de taches su- perficielles.
Le présent procédé est exécuté à l'aide d'un type de presse approprié quelconque. Un certain type de presse est pourvu de plateaux creux dans lesquels on introduit de la vapeur. Il est d'usage de placer sur un de ces plateaux une plaque polie pour donner au moins obtenus à l'une des surfaces des corps/ un poli et un fini équivale lent. La plaque sus-visée est généralement rectangulaire et présente des chanfreins convergeant vers sa surface de pressage, c'est-à-dire vers la surface de pressage oppo- sée de la presse.
Conformément à ce procédé, ces faces du corps auquel on applique la pression ont une surface plus grande que celle de la plaque ou de la face au moyen de laquelle s'exerce la pression et lesdites
<Desc/Clms Page number 30>
faces du corps pressé débordent au delà de la face qui exerce la pression, ce qui produit sur le corps pressé, une partie marginale qui s'étend en de-hors de la zone de pressage. Au cours de l'opération, la substance de remplissage est expulsée ; elle est arrêtée et absorbée par ces parties non pressées. Il s'est formé une digue ou zone qui circonscrit la partie qu'on presse, Le produit pressé présente en cet endroit une dépression dont la surface correspond à la sur- face qui est soumise à l'action qui rend plus com- pacte la partie pressée.
Le procédé décrit ici peut s'appliquer à toute surface donnée ou à toute partie donnée de la masse qu'on presse. En d'autres termes, les conditions favorables à l'absorption ne doivent pas nécessairement se limiter aux bords ou au voi- sinage immédiat des bords ; peuvent tre réalisées de façon à circonscrire une partie quel- conque afin d'empêcher le dépôt des produits expulsés sur les plaques des presses ou sur les sur- faces de pression et de manière qu'on puisse récu- fier l'excès de liant.
Dans la mise en oeuvre du procédé telle qu'elle a lieu actuellement, le corps ou plaque dé- passe de 1,27 cm environ les quatre c8tés d'une pla- que rectangulaire de presse. Aussi, lorsqu'on uti- lise une plaque de presse dont les dimensions sont 1,26 x 3,81 m., une quantité considérable de matière doit être enlevée ou découpée pour effectuer le finissage après le pressage. La ma-tière constituant ces bords est pratiquement saturée d'asphalte ;
<Desc/Clms Page number 31>
ce motif la récupération de cet asphalte par la re- mise à l'état de pulpe des bords ainsi découpés entraîne une économie substantielle.
Conformément à une modification du dispo- sitif en question, on pratique des rainures angu- laires le long des bords ou marges des objets que l'on presse. E orientant vers le haut la rainure, on forme un rebord à un niveau plus bas que celui de la surface supérieure de la matière non pressée.
On pourrait aussi bien diriger la rainure vers le bas. La profondeur de la rainure, dans le sens où s'exerce la pression, est suffisante pour rendre l'épaisseur de la partie marginale, qui circonscrit la plaque de la presse, sensiblement égale à celle de l'objet après qu'il est pressé. Cette partie marginale n'est donc jamais soumise à une pression suffisante pour faire obstacle à sa fonction d'ab- sorption,
Conformément à une autre modification, la face active de la plaque de pressage ou de la presse a une surface plus grande que celle de l'ob- jet que l'on presse. Dans ce cas, on pratique une rainure périphérique dans l'une des faces de la ma- tière, à une certaine distance du bord, vers l'ex- térieur.
La partie du corps ou objet qui se trouve directement au-dessous du fond de la rainure 0 une hauteur ou épaisseur sensiblement égale à l'épais- seur du produit fini.
Le but général de l'invention est de mani- puler le carton et (ou) les faces des plaques ou faces de pressage, de façon à empêcher autant que possible la compression de certaines parties de
<Desc/Clms Page number 32>
l'objet à presser et de maintenir ces parties dans des conditions favorables à l'absorption, lesdites parties étant disposées de façon quela matière puisse être découpée et r ecueillie pour être ré- duite de nouveau à l'état de pulpe.
REVENDICATIONS
1.- Procédé de fabrication de substances composites consistant essentiellement en une ma- tière réduite en pulpe, caractérisé par l'incorpo- ration d'un agent modificateur approprié dans-,la matière en pulpe et (ou) dans le produit obtenu à partir de cette matière, de façon que le produit final soit sensiblement insonore; imperméable et moins bon conducteur de la chaleur et du son ou qu'il ait une ou plusieurs de ces propriétés.
2. - Procédé de fabrication de substances composites consistant essentiellement en une matière réduite en pulpe, caractérisé par le fait qu'on mélange ou qu'on combine avec la pulpe et (ou) avec le produit qui en résulte une substance pouvant modifier les caractères physiques du produit final afin que celui-ci soit sensiblement imperméable à l'eau, résistant à la chaleur, insonore et incombus- tible ou qu'il ait une ou plusieurs de ces proprié- tés.