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procédé de fabrication de plaques en fibres de bois.
La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication de plaques en fibres de bois et cette fabrication part de déchets de très petites dimensions, par exemple de copeaux de rabotage, de copeaux de tournage, de sciure, de copeaux de fraisage, etc. qu'un traitement spécial d'un genre nouveau pour ces matières, rend capables de former par feu- trage des plaques, la nature, la valeur et la stabilité des produits finaux pouvant être modifiées entre des limites fort écartées à la suite d'une compression à un degré voulu quel- conque ou par addition supplémentaire de liants, d'agents d'imprégnation, etc..
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On a déjà proposé de traiter des déchets de bois de petites dimensions, tels que par exemple des copeaux de natures les plus diverses, en les mélangeant avec des agents liants et collants et de transformer ces mélanges par pression en plaques. vans ces procédés connus, ou bien on ne trotte pas d'une façon spéciale les déchets, ou bien un se borne tout au plus a les séparer par tamisage en frac- tions relativement uniformes ou bien encore on les broie, dans des moulins à bras rotatifs, afin d'obtenir une gros- seur de grain uniforme.
La liaison dans le produit final, c'est a dire dans les plaques qui en sont ainsi produites, dépend en pratique exclusivement, dans le produit ainsi fabriqué, de la nature et du degré de collage des particules individuelles irré- gulières par le liant employé, ce qui constitue donc une condition pour la cohésion de la texture, car le mélange de copeaux ne présente par lui-même aucune cohésion durable.
Le manque d'homogénéité de la liaison dans la plaque, defaut qui résulte de la structure irrégulière des particules de bois séparées contenues dans la plaque, entraîne des inconvé- nients divers et considérables qui empêchent que 1'adoption des plaques fabriquées de cette façon se répande. comme la quantité de liant employée doit être faible pour des raisons d'économie et pour conserver au produit des propriétés dési- rees analogues a celles du buis, il n'a pas été possible jusque présent d'obtenir des produits présentant des pro- priétés uniques etuniformes de part en part dans 1'ensemble de la masse liée.
C'est pourquoi, les procédés connus jusqu'à présent, qui travaillent à la façon décrite plus haut, n'ont pas pour cette raison conduit à une solution satisfaisante, bien qu'on ait toujours essayé à nouveau de transformer en un matériau
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moulé utile et peu., coûteux les déchets de bois, de peites dimensions, qu'on produit en quantités énormes et qu'on devait détruire jusqu'à présent par combustion.
D'outre part, il appartient aussi au domaine connu de producire, a partir de 'bois de déchet et de morceaux de bois de dimensions relativement grandes tels que rondins, des déchets de palissades, des planches de coffrage, etc., des plaques en fibres de bois dont les propriétés sont satisfaisantes pour l'emploi envisagé. Mais ces procédés sont exclusivement conçus pour du bois de grandes dimensions et ne sont pas applicables au traitement de cop,eaux, etc.
Dans ce procédé, le traitement du Dois en morceaux consiste en ce qu'on réduit du bois en morceaux,par cuisson, par des défibreurs ou par d'autres ma- chîhes appropriées en des faisceaux résistants de fibres d'une longueur relativement grande, après quoi on transforme Jet masse de fibres en des feuilles mouillées qu'on presse ensuite, à chaud, de manière a en produire des plaques.
La désintégration du bois exécutée par ce genre de traitement ne va pas plus loin que la formation d'aggrégats fibreux durs et en forme d'éclats qui, par suite de leur 3-on- gueur, constituent un entrelacement continu, sans consistante.
La résistance des plaques qui en sont confectionnées ne se réalise qu'a la suite de la compression qui les rend plus com- pactes,et,dans tous les cas, on ajoute alors encore des liants, dont l'introduction a lieu à la pâte de fibres, pour assurer la cohésion et la résistance du produit final.
Ce procédé ne per- met pas de transformer- de petits copeaux en plaques,.ce qui est le but que se propose la présente invention, car ces dé- chets en forme de copeaux employés conformément a l'invention sont eux-mêmes déjà le plus souvent petits et plus courts que la masse qu'on obtient dans la confection des plaques, à partir de déchets de bois en gros morceaux, décrite plus haut.
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conformément au procédé objet de la présente invention, on parvient maintenant a résoudre d'une facon satisfaisante du point de vue économique, le problème de l'utilisation de dé- cnets de bois de dimensions aussi petites qu'on le désire tas que la sciure, les copeaux de tournage, les copeaux de rabotage ou les copeaux de fraisage.
Des essais ont notamment permis de constater que, par un broyage approprié a l'état mouillé ou par défibration, on peut encore réduire suffisamment même ces dé- chets de bois de petites dimensions en fibres et obtenir ainsi des fibres d'une longueur suffisante pour que, par traitement à l'état mouillé à partir de la pâte de fibres, ils puissent être transformés en plaques dont le feutrage est suffisamment résistant. Ce fait est absolument surprenant et nouveau car, jusqu'à présent, on n'a pas encore exécuté une telle élabora- tion de petits déchets jusqu'au point où ils peuvent se feu- trer et, pour ce motif, on considérait vraisemblablement cela comme irréalisable.
Ce broyage jusqu'au point où le feutrage devient possible est cependant déterminant et décisif pour la par qualité du produit final car, d'une part,/ce broyage, les ma- tières premières très peu homogènes sont unifiées et amenées à une norme déterminée, ce qui assure l'uniformité du produit final, et, d'autre part, la propriété de sa laisser feutrer entraîne une cohésion de la structure qui est tellement grande que, par ce nouveau procédé, on peut même fabriquer des produits dans lesquels des substances agglutinantes ou des liants ne sont aucunement plus nécessaires. On est donc parvenu ainsi à produire un matériau en plaques, extra ordinairement peu coQ- teux, dont les propriétés sont analogues à celles de produits qu'on ne pouvait obtenir jusqu'à présent qu'à partir de pâte mécanique de bois.
Dans le cas où le produit final doit répondre à des exi- gences particulières, par exemple lorsqu'il doit être relati- vement dur ou spécialement compact ou bien encore imperméable
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à l'eau, on peut, en se basant sur ce procédé peu,, coûteux, pro- duire un grand nombre de variétés de plaques,par addition de liants appropriés, par imprégnation à l'aide de substances - propriées ou par compression. Chacune de ces mesures particu- lières peut être appliquée séparément ou en combinaison avec d'autres. La succession des mesures supplémentaires à appliquer peut être quelconque. Pour chacune des variétés désirée du produit final, on choisit le cycle d'opérations particulièrement favorable.
Comme mesure pour augmenter la compacité, peut avoir lieu un pressage par exemple supplémentairement à la séparation du liquide par succion qu'on exécute lors du dépôt de la plaque sur le support perméable. Ce pressage élimine encore une nouvelle quantité d'eau et abrège ainsi la durée du séchage; en outre, il rend plus compacte la texture des matières liées par feutrage, ce qui peut être désirable suivant l'application à laquelle est destiné le produit final. Mais la compression par pressage peut aussi avoir lieu à-un stade subséquent quelconque de la déshy- dratation ou du séchage;
on peut éventuellement l'exécuter éga- lement dans des moules qu'on peut chauffer. De, plus, suivant la variété de plaque qu'on désire obtenir, il peut y avoir avantage à ne comprimer la plaque que lorsqu'elle a été séchée à la teneur en eau finale correcte. Lorsque cette compression a lieu dans des moules, on obtient ainsi des produits de dimensions exactes.
On peut faire varier, comme il est dit plus haut, la na- ture et la valeur du produit final entre des limites fort écar- tées,sans recourir à la compression ou en recourant en même temps à celle-ci, par l'addition ou l'introduction d'agents d'imprégna- tion et de liants. Ces agents d'imprégnation et ces liants pai- vent appartenir à des catégories fort différentes de substances.
Par agents d'imprégnation, on entend ici de préférence des subs- . tances dont l'addition exerce une influence sur les propriétés des particules individuelles de la pâte, par exemple les subs- tances qui, par imprégnation, en entourant d'une gaine les peti-
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tes fibres de bois rendent le produit ignifuge, inattaquable par les insectes, résistant aux moisissures ou hydrofuge. Comme liants, on doit entendre de préférence des substances qui con- tribuent à augmenter la résistance de l'aggrégat du produit fi- nal et les propriétés résultantes de la plaque, par exemple la dureté, l'élasticité, la compacité, la résistance à la rupture, la ténacité, etc..
Il est évident que les liants peuvent aussi envelopper et imprégner plus,ou moins les particules distinctes et transmettre ainsi en même temps aux fibres leurs propriétés spéciales qui leur sont éventuellement propres telles que l'in- combustibilité et la résistance à l'action de l' eau. Il s'ensuit que les mots de liant et d'agent d'imprégnation, appréciés en fonction de leur effet sur le produit final, ne peuvent pas être séparés nettement et peuvent se confondre ou se superposer En ce qui concerne leur effet.
L'addition des liants ou des agents d'imprégnation qui peuvent aussi être employés en combinaison ou les uns à cOté des autres peut, suivant la-nature, l'état et les propriétés de ces liants,ou de ces agents, avoir lieu à différents stades de la fabrication ou aussi après achèvement du produit qu'il s'agit de fabriquer. Il n'est pas nécessaire que ces agents et ces liants soient présents dans toutes les zones ou en quantités égales dans toutes les zones de la pièce achevée.
C'est ainsi par exemple que des formes d'exécution spéciales peuvent, par addition de liants qui durcissent, être rendues superficiellement dures et résistantes à l'usure ou qu'elles peuvent être rendues imperméa- bles à l'eau par une imprégnation de la surface ou bien encore que les zones constituant le coeur de la plaque peuvent être rendues élastiques par introduction de liants élastiques alcr s que la surface est rendue dure par introduction de liants qui durcissent.
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Lorsque le liant ou l'agent d'imprégnation est solu- ble ou peut être réparti à l'état collîdal dans l'eau, on peut le mélanger déjà à la pâte de fibres. Il en reste alors dans la quantité le produit final/qui était contenue dans l'eau qui a été élimi- née par le séchage à la fin des opérations. Lorsque ces ma- tières, peuvent âtre précipitées à partir d'une solution aqueuse, on peut les précipiter sur la fibre, dans la pâte de fibres, au moyen d'agents de précipitation. On peut .aussi employer des liants et des agents d'imprégnation qui se précipitent dans la pâte de fibres par l'action de l'eau de la pâte et se déposent ainsi sur les fibres.
Mais des liants- et des agents d' imprégna- tion insolubles dans l'eau sont appropriés également pour l'ad- dition à la pâte de fibres, Pour obtenir une bonne répartition, on les emploie de préférence à l'état finement divisé, par exemple à l'état d'une poudre fine, incorporée à l'état de bouillie, ou à l'état d'émulsions, de suspensions, etc.. Lors de la séparation du liquide par succion, les particules insolu- bles se déposent entre les fibres dans la feuille de fibres feutrées qui se forme. Par un traitement subs équent approprié, par exemple par pressage, on peut relier intimement aux fibres les matières introduites.
Pour autant qu'elles peuvent se ra- mollir ou fondre, on peut, par élévation de température, éven- tuellement en appliquant en même temps une pression, les unir intimement aux fibres en un tout et, après durcissement ou re- froidissement, on obtient alors une structure d'ensemble résis- tante des fibres feutrées. En raison du grand nombre de subs- tances qu'on peut employer et du grand nombre de propriétés spé- ciales qui en résultent, on obtient des variations très diffé- rentes dues à la nature du traitement ultérieur et ces variations exercent une grande influence sur la nature des produits finaux renfermant ces substances.
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Dans le cas où la présence de l'eau a un effet quelcon- que sur le genre de l'addition du liant, c'est à dire, lors- que l'eau agit comme solvant, comme agent de précipitation ou comme agent de répartition sur le liant ou sur l'agent d'imprégnation, l'addition peut avoir lieu non seulement à la pâte de fibres, mais aussi à la plaque déjà partielle- ment déshydratée par succion, à un stade approprié de la déshydratation. Par exemple, lorsque le liant ou l'agent d'imprégnation est soluble dans l'eau, il se répartit uni- formément par diffusion, au moment où on applique à la sur- face, dans la totalité de l'eau encore présente et il est distribué ainsi dans la texture des fibres.
Après le sécha- ge, tous les endroits de l'entrelacement de fibres contien- nent le liant ou l'agent d'imprégnation qui, éventuellement après traitement supplémentaire approprié, confère à cet entrelacement de fibres les qualités désirées. Mais lorsque le liant ou l'agent d'imprégnation est insoluble dans l'eau ou lorsqu'on ne peut le diluer qu'entre certaines limites par addition d'eau, il se précipite, quand on l'applique sur la plaque contenant encore de l'eau ou quand il pénètre dans cette plaque, et forme après le séchage une couche superfi- cielle qui pénètre plus ou moins profondément et qui, éven- tuellement par un traitement approprié,par exemple par chauf- fage ou par pressage ou passage à chaud, assure à la surface des propriétés particulières, telles que la dureté, l'élas- ticité, la résistance à l'action de l'eau,
etc. L'introduc- tion du liant ou de l'agent d'imprégnation peut aussi avoir lieu par succion, par exemple par application du vide.
Lorsque la présence de l'eau n'est pas nécessaire pour la dissolution, la précipitation ou la répartition des liants ou des agents d'imprégnation, on peut aussi appliquer ceux-ci sur la plaque séchée déjà jusqu'à sa teneur finale
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:en eau., par exemple en les y appliquant au pinceau sur la sur- face, et il se produit alors, suivant le degré 'de dilution, une pénétration plus ou moins profonde ou bien encore une pé- nétration de part en part dans toute la section, qui se remplit par inhibition ou par succion provoquée par le vide.
Exemple 1
On défibre pendant deux heures avec quinze fois son poids d'eau dans une pile hollandaise pourvue d'un mécanisme broyeur en pierre 100-parties de déchets de bois constitués par des copeaux, ces 100 parties étant calculées à l'état sec. Après dilution dans le rapport de 1 partie de fibres pour 400 parties d'eau, on conduit la pâte de fibres dans un réservoir dont le fond est constitué par une plaque perméable. Ce fond est cons- titué par exemple par une tôle à perforations fines ou par un tamis fin. L'espace au-dessous du fond est rempli d'eau, de sorte que la pâte de fibres introduite dans le réservoir ne peut pas se déposer immédiatement.
Après qu' on a rempli de pâte de fibres le.réservoir, on soutire par succion l'eau qui se trouve au-dessous du fond perforé,, grâce à quoi l'eau de la pâte de fibres passe à travers le tamis ou la tôle perforée. Il se pro- duit à la fin sur le support perméable une feuille mouillée de fibres de bois entre lacées intimement par feutrage. On sèche ensuite cette feuille mouillée, par exemple dans une étuve ou en la faisant traverser, par succion ou par pression, par de l'air chaud.
En addition aux mesures prises pour le cycle du pro- cédé suivant l'exemple 1, qui représente le mode d'exécution le plus simple de l'invention, on peut prendre des mesures supplé- mentaires pour l'obtention de plaques présentant des propriétés particulières. quelques unes des variantes importantes seront décrites succinctement-dans ce qui suit.
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Exemple. 2.
On ajoute à la pâte de fibres une résine artificielle ca- pable de durcir et se trouvant à l'état d'une poudre fine qui, de préférence, est mélangée avec de l'eau de manière à former une bouillie. On entend ici par l'expression "résine artifi- cielle capable de durcir" les produits connus préparés par l'industrie des résines artificielles, c'est à dire des résines synéthétiques qui peuvent être amenées par la chaleur à un état final insoluble ou infusible. Suivant les propriétés de ces fé sines, on chauffe après le séchage la plaque obtenue, renfermant à l'état d'un dépôt la résine pulvérisée, à une température si élevée que la résine durcisse. Le durcissement de la résine peut avoir lieu en même temps qu'une compression de la plaque; on peut donc comprimer la plaque séchée dans une mesure déterminée dans des moules chauffés.
Suivant la quantité de résine employee, qui peut osciller entre 5 et 50% par exemple, et suivant la pression exercée éventuellement à la compression, on obtient des produits dont la dureté, la compacité et la résistance peu- vent être plus ou moins grandes.
Exemple 3.-
On ajoute à la pâte de fibres une bouillie d' "asphalte allemand" finement pulvérisée. La plaque séchée renferme cette poudre fine qui s'est déeposée dans sa texture. Ensuite, on la chauffe, sans la presser, à des températures auxquelles l'asphalte précitéfond et relie et recouvre ainsi les fibres ou on la comprime aussi fort qu'on le désire sous l'effet d'une pression à des températures où cet asphalte est mou ou fondu.
Une plaque exécutée suivant cet exemple convient parfai- tement comme support des planchers garnis de linoleum ou d'au- tres matières analogues, parce qu'elle résiste suffisamment à l'eau, qu'elle est élastique et qu'on peut facilement l'appli- quer au moyen de liants sur des couches de béton.
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Exemple 4.
On ajoute à la pâte de fibres de bois et on précipite sur la fibre,par addition d'acides ou de sels acides, une résine synthétique qu'on peut obtenir par condensation de phénols et de formaldéhyde en milieu alcalin ou une solution de résine synthé- tique dans un alcali dilué. Le traitement ultérieur de la plaque contenant la résine synthétique a lieu, après le séchage, suivant l'exemple 2 ; en d'autres termes, on durcit cette plaque soit par l'action de la chaleur, sans compression, soit par pressage à chaud.
Exemple 5.-
On ajoute à la pâte de fibres des résines synthétiques solubles dans l'eau, des colles ou des agents d'imprégnation solbles dans l'eau, ces derniers devant par exemple, servir à conférer des propriétés ignifuges. Le dosage de cet agent est fait de façon que, dans la quantité d'eau qu'on élimine de la plaque par séchage, la quantité désirée de la substance ajoutée qui se trouve ensuite dans le produit final est contenue. Lorsque la substance ajoutée est une résine capable de durcir, on exécute le traitement ultérieur comme il est dit aux exemples précédents, c'est à dire en durcissant la résine à chaud avec ou sans com- pression.
Si l'on ajoute d'autres substances, outre le séchage, un traitement ultérieurs, avantageux pour ces substances employées en vue de l'obtention des effets désirés, peut avoir lieu. exemple $.-
Au lieu d'ajouter les résines synthétiques, comme à l'e- xemple 5, on peut aussi ajouter à la pâte de fibres des produits intermédiaires qui.. par un traitement ultérieur, deviennent des résines synthétiques ou les matières premières à partir desquelles se forment les résines synthétiques. La formation des produits dé- sirés alieu alors directement dans la texture fibreuse et le trai- tement ultérieur de la plaque s'effectue évidemment dans des con-
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dit ions qui conduisent à la formation des résines synthétiques.
Ce qui a été dit aux exemples précédents s'applique également au traitement de durcissement de la plaque séchée.
Exemple 7.-
Cn ajoute à la pâte de fibres, à l'état finement divi- sé, par exemple à l'état d'une émulsion ou d'une suspension,des substances thermoplastiques synthétiques, leurs matières premiè- res, ou des produits intermédiaires conduisant à ces substances.
Pour le traitement ultérieur et le traitement final,on doit tenir compte des mesures spéciales qui sont avantageuses -pour la formation des produits finaux désires à partir des matières premières ou des produits intermédiaires. Suivant la nature des substances thermoplastiques synthétiques, on effectue finalement, avec avantage, une compression par pressage à des températures où les substances thermoplastiques présentent un degré de plas- ticité suffisant.
Exemple 8.
On ajoute à une pâte produite, comme à l'exemple 1, à partir de 70 parties de déchets de bois constitués par des co- peaux, ces 70 parties étant calculées à l'état sec, 30 parties de tiges de paille coupées à faible longueur. Par le traitement ultérieur suivant l'exemple 1, il résulte de ce mélange une plaque très légère remplie de nombreux' alvéoles formée par les fragments de tiges de paille et qui possède un grand pouvoir isolant.
Par une imprégnation élastique, on obtient par cette variante une matière possédant des propriétés analogues à celles du liège, et on réalise en même temps une résistance à l'action de l'eau. par l'expression "substances synthétiques thermo- plastiques'; on doit entendre ici les substances qu'on produit à l'état d'un grand nombre de variantes dans l'industrie des
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matières synthétiques, par exemple des produits de polyméri- sation de combinaisons organiques non saturées,des dérivés de la cellulose obtenus par estérification ou par éthérification, des résines thermoplastiques obtenues par condensation ou par polycondensation et d'autres corps analogues.
Pour le traitement suivant les exemples 1 à 8 'convien- nent comme.liants,outre les substances qui y sont nommées, les colloïdes organiques connus tels que la colle et la gélatine, les produits caoutchouteux ou les produits formant du caoutchouc, tels que le latex, les résines naturelles et des substances tel- les que celles qu'on emploie par exemple pour l'encollage du papier dans l'industrie de la cellulose. De plus, on peut aus- si introduire simultanément ou successivement des mélanges de substances appropriées. D'autre part, des produits inorganiques possédant un pouvoir liant, par- exemple des solutions de verre soluble, les lessives de magnésite et d'autres corps analogues, conviennent aussi à l'emploi conformément au procédé objet de l'invention.
D'une façon analogue à celle de toutes les variantes décrites aux exemples précédents, on peut aussi effectuer l'ad- dition des liants ou des agents d'imprégnation non pas dans la pâte de fibres, mais dans ou sur la plaque mouillée, à un stade quelconque précédant le séchage. Lorsqu'alors les substances ap- pliquées sont solubles dans l'eau ou lorsqu'elles peuvent être réparties colloîdalement dans l'eau, elles traversent par diffu- sion l'ensemble de la structure en même temps que l'eau restante présente dans la plaque.
Lorsqu'elles ne sont que partiellement solubles dans l'eau ou lorsqu'elles ne peuvent être diluées dans l'eau que dans une mesure restreinte, elles se précipitent à un eertain degré de dilution et ne pénètrent que partiellement dans la texture, ce qui est avantageux par exemple lorsqu'on veut conserver une zone purement fibreuse centrale au coeur de la;plaque et qu'on ne veut durcir ou imprégner que les couches
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qui recouvrent cette zône Lorsque les produits ajoutés sont des bouillies de poudres, des émulsions ou des suspensions,ils forment sur la plaque une couche de recouvrement qui est plus ou moins fortement ancrée dans la texture et qui permet d'ob- tenir des effets de surface bien marqués.
Laddition des liants ou des agents d'imprégnation du gen- re précité peut en outre être effectuée sur les plaques sèches.
Si la pénétration doit traverser toute la texture, les moyens employés doivent être solubles. La pénétration dans la texture peut être aussi facilitée par succion ou par pression des so- lutions dans cette texture. Mais si l'on ne veut produire que des propriétés particulières limitées à certaines zones, par exemple si l'on veut produire seulement des surfaces dures, on n'imprègne que celles-ci des solutions précitées de subs- tances. Le traitement ultérieur a évidemment lieu dans tous ces cas d'une façon qui convient au liant et, à cet effet, comme on l'a décrit à diverses reprises plus haut, on doit amener à leur état final par chauffage avec ou sans compression par exemple des résines capables de durcir.
Le procédé, objet de l'invention n'est pas limité à la production de plaques. En donnant une forme convenable au sup- port perméable, on peut aussi obtenir des pièces moulées de forme voulue quelconque, par exemple des tuyaux ou des tasseaux, à partir de la pâte de fibres. L'introduction du liant ou l'im- prégnation et le mode de traitement ultérieur qui en résulte correspondent exactement aux procédés qui ont été décrits à propos des plaques. La compression subséquente éventuellement désirée doit évidemment être exécutée dans des moules qui cor- respondent à la forme de l'ébauche.
Pendant que les plaques ou les pièces moulées sont sou- mises à la succion, on peut, par introduction sur ou au-dessus du support perméable, encastrer des matériaux de forme et de na-
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tures diverses; on peut par exemple, par l'opération de suc- cion, encastrer des tiges et des pièces profilées créant la possibilité de liaisons et de raccordements. Mais on peut aussi enlever ensuite ces pièces encastrées pour former des creux dans les produits. L'encastrement de toiles métalliques peut, par exemple, être avantageux également.
En outre, les fibres peuvent aussi être teintes, soit dans la pâte de fibres soit plus tard, de toutes facons dési- rées.
Conformément à un autre développement du procédé objet de l'invention, on introduit dans la pâte de fibres des petites pièces qui créent des alvéoles, par exemple des frag- ments de tiges de paille, de petits manchons légers ou d'autres éléments analogues, grâce à quoi on obtient une plaque très légère remplie d'alvéoles supplémentaires relativement grands.
Suivant la quantité et la nature des matières ajoutées pour produire des alvéoles, on peut réduire ainsi le poids spéci- fique jusqu'à 50 kg. par mètre cube.
On obtient un résultat analogue en introduisant, conformément à l'invention, dans la pâte ou dans la plaque, à un stade quelconque de la fabrication, des matières qu'on peut faire se gonfler, grâce à quoi on produit des plaques très légères, remplies d'alvéoles. On peut évidemment appliqer aussi en même temps ces deux mesures conformes à l'invention, parce ce que l'une seconde l'action de l'autre et réciproque- ment.
On peut citer, comme matières qui se gonflent, des résines synthétiques renfermant des substances qui foisonnent, par exemple le carbonate d'ammonium.
Les mesures décrites, destinées à diminuer le poids spécifique, ont pour résultat la capacité d'adaptation extra- ordinaire des produits précités en fibres de bois à toutes les applications où il s'agit d'une isolation contre la chaleur,
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le froid et le bruit.
On peut par conséquent citer en premier lieu comme champ d'application : les plaques pour parois, les plaques iso- lantes pour les p lanchers , les mire , les espaces vides, les gla- cières, les locaux insonores, tels que les cabines téléphoniques, les salles d'enregistrement, et, pour des buts spéciaux d'amortis- sement acoustique, par exemple les diffuseurs de haut-parleurs, etc.
En raison de leur résistance relativement élevée et de leur faible poids, les produits objet de l'invention, conviennent comme plaques de support pour des plaques ou dalles de construc- tion, comme plaques pour l'ébénisterie, comme couche médiane des bois contreplaqués ou de placage, comme couche de support ou comme couche médiane pour tout autre façonnage des surfaces, comme ma- tériau remplaçant les plaques contenant du liage, comme flotteurs, comme anneaux de sauvetage, etc. Enfin cette matière peut servir aussi à remplir des vides, comme corps de soutien pour des élé- ments de construction soumis à des forces statiques, car elle est très résistante à la pression.
Dans les constructions légè- res pour des véhicules terrestres, aquatiques ou aériens, le nou- veau matériau peut être employé de préférence, en raison de son faible poids spécifique, pour le remplissage des vides.
Pour le même motif, il convient en outre pour la con- fection des carlingues d'avion, les parois des cabines et les fécipients légers servant au transport. En outre, le fait que la texture feutrée de fibres de bois absorbe les forces, entraîne la conséquence que son emploi convient comme matériau d'amortis- sement destiné à absorber les chocs et les grands efforts brusques.
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manufacturing process of wood fiber boards.
The present invention relates to a process for manufacturing wood fiber boards and this manufacturing starts from very small waste, for example planing chips, turning chips, sawdust, milling chips, etc. that a special treatment of a new kind for these materials makes it capable of forming plates by felting, the nature, the value and the stability of the final products being able to be modified between widely differing limits following a compression to any desired degree or by further addition of binders, impregnating agents, etc.
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It has already been proposed to treat small-sized wood waste, such as, for example, chips of the most diverse kinds, by mixing them with binding and sticking agents and to transform these mixtures by pressure into plates. In these known processes, either the waste is not trotted in a special way, or one is at most limited to separating them by sieving into relatively uniform fractions or else they are crushed in hand mills rotary, in order to obtain a uniform grain size.
The binding in the final product, that is to say in the plates thus produced therefrom, depends in practice exclusively, in the product thus produced, on the nature and degree of sticking of the individual irregular particles by the binder employed. , which therefore constitutes a condition for the cohesion of the texture, since the mixture of chips does not by itself exhibit any lasting cohesion.
The lack of homogeneity of the bond in the board, which results from the irregular structure of the separate wood particles contained in the board, causes various and considerable disadvantages which prevent the adoption of boards made in this way. spread. as the quantity of binder used must be small for reasons of economy and in order to keep the product desired properties similar to those of boxwood, it has not been possible hitherto to obtain products exhibiting properties unique and uniform through and through throughout the bonded mass.
This is why the methods known until now, which work in the manner described above, have not for this reason led to a satisfactory solution, although it has always been tried again to transform into a material
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molded useful and inexpensive wood waste, small dimensions, produced in enormous quantities and which had until now been destroyed by combustion.
On the other hand, it also belongs to the known field of production, from scrap wood and pieces of wood of relatively large dimensions such as logs, waste from palisades, shuttering boards, etc., from wooden slabs. wood fibers whose properties are satisfactory for the intended use. However, these processes are exclusively designed for large-sized wood and are not applicable to the treatment of wood, water, etc.
In this process, the treatment of Dois in pieces consists in reducing wood into pieces, by firing, by shredders or by other suitable machines, into strong bundles of fibers of relatively great length. after which the mass of fibers is transformed into wet sheets which are then pressed, hot, so as to produce plates.
The disintegration of the wood carried out by this kind of treatment goes no further than the formation of hard fibrous aggregates in the form of splinters which, by virtue of their 3-thickness, constitute a continuous, inconsistent interlacing.
The resistance of the plates which are made from them is only realized following compression which makes them more compact, and, in all cases, further binders are then added, the introduction of which takes place in the dough. of fibers, to ensure the cohesion and strength of the final product.
This process does not make it possible to transform small chips into slabs, which is the object of the present invention, since these waste in the form of chips employed according to the invention are themselves already the object of the invention. more often smaller and shorter than the mass obtained in the preparation of the plates, from waste wood in large pieces, described above.
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in accordance with the process which is the subject of the present invention, it is now possible to solve in a satisfactory manner from an economic point of view, the problem of using wood chippings of dimensions as small as desired heap as sawdust. , turning chips, planing chips or milling chips.
Tests have in particular made it possible to observe that, by appropriate grinding in the wet state or by defibration, it is still possible to sufficiently reduce even these small-sized wood waste into fibers and thus obtain fibers of sufficient length for that, by treatment in the wet state from the pulp of fibers, they can be made into plates with sufficiently strong felting. This fact is absolutely surprising and new because, until now, such processing of small waste has not yet been carried out to the point where it can felt and, for this reason, it was presumably considered that as unachievable.
This grinding up to the point where felting becomes possible is however decisive and decisive for the quality of the final product because, on the one hand, / this grinding, the raw materials which are not very homogeneous are unified and brought to a determined standard. , which ensures the uniformity of the final product, and, on the other hand, the property of letting it felt leads to a cohesion of the structure which is so great that, by this new process, it is even possible to manufacture products in which Agglutinating substances or binders are no longer necessary. It has thus been achieved in this way to produce a plate material, which is usually extra inexpensive, the properties of which are similar to those of products which hitherto could only be obtained from mechanical wood pulp.
In the event that the final product has to meet special requirements, for example when it has to be relatively hard or especially compact or even impermeable
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With water, a large number of varieties of plates can be produced on the basis of this inexpensive process, by addition of suitable binders, by impregnation with proprietary substances or by compression. Each of these particular measures can be applied separately or in combination with others. The sequence of additional measures to be applied can be arbitrary. For each of the desired varieties of the final product, the particularly favorable operating cycle is chosen.
As a measure to increase the compactness, a pressing can take place, for example in addition to the separation of the liquid by suction which is carried out during the deposition of the plate on the permeable support. This pressing removes a further quantity of water and thus shortens the drying time; in addition, it makes the texture of the felting bonded materials more compact, which may be desirable depending on the application for which the final product is intended. But compression by pressing can also take place at any subsequent stage of dehydration or drying;
it can optionally also be carried out in molds which can be heated. In addition, depending on the variety of plaque desired, it may be advantageous to compress the plaque only when it has been dried to the correct final water content. When this compression takes place in molds, products of exact dimensions are thus obtained.
The nature and value of the final product can be varied, as stated above, between widely differing limits, without resorting to compression or at the same time having recourse to it, by the addition or the introduction of impregnating agents and binders. These impregnating agents and these binders may belong to very different categories of substances.
The term “impregnating agents” is understood here preferably to mean subs. the addition of which exerts an influence on the properties of the individual particles of the paste, for example the substances which, by impregnation, by enveloping the small
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your wood fibers make the product fire retardant, insect proof, mold resistant or water repellent. As binders, one should preferably understand substances which help to increase the strength of the aggregate of the final product and the resulting properties of the plate, for example hardness, elasticity, compactness, resistance to corrosion. breakage, toughness, etc.
It is evident that the binders can also envelop and impregnate more or less the separate particles and thus at the same time impart to the fibers their special properties which are possibly peculiar to them such as the incombustibility and resistance to the action of l water. It follows that the words binder and impregnating agent, judged on the basis of their effect on the final product, cannot be clearly separated and may overlap or overlap with regard to their effect.
The addition of binders or impregnating agents which can also be used in combination or one beside the other can, depending on the nature, state and properties of these binders, or of these agents, take place. different stages of manufacture or also after completion of the product to be manufactured. These agents and binders need not be present in all areas or in equal amounts in all areas of the finished part.
Thus, for example, special embodiments can, by addition of hardening binders, be made superficially hard and wear-resistant or can be made waterproof by impregnation of the surface or alternatively that the areas constituting the core of the plate can be made elastic by introducing elastic binders so that the surface is made hard by introducing binders which harden.
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When the binder or impregnating agent is soluble or can be distributed in a colloidal state in water, it can already be mixed with the fiber pulp. The final product / which was contained in the water which was removed by drying at the end of the operations then remains in the quantity. When these materials can be precipitated from an aqueous solution, they can be precipitated on the fiber, in the fiber pulp, by means of precipitating agents. It is also possible to use binders and impregnating agents which precipitate in the fiber pulp by the action of the water in the pulp and thus settle on the fibers.
However, water-insoluble binders and impregnating agents are also suitable for adding fiber to the pulp. To obtain good distribution, they are preferably used in a finely divided state. for example in the form of a fine powder, incorporated in the form of a slurry, or in the form of emulsions, suspensions, etc. During the separation of the liquid by suction, the insoluble particles become deposit between the fibers in the sheet of felted fibers that forms. By a suitable sub-equivalent treatment, for example by pressing, the introduced materials can be intimately connected to the fibers.
As far as they can soften or melt, it is possible, by raising the temperature, possibly by applying pressure at the same time, to unite them intimately to the fibers as a whole and, after hardening or cooling, we then obtains a strong overall structure of the felted fibers. Owing to the large number of substances which can be employed and the large number of special properties which result from them, very different variations are obtained due to the nature of the further processing and these variations exert a great influence on the nature of the final products containing these substances.
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In the case where the presence of water has any effect on the kind of addition of the binder, that is, when the water acts as a solvent, as a precipitating agent or as a stabilizing agent. distribution on the binder or on the impregnating agent, the addition can take place not only to the fiber pulp, but also to the board already partially dehydrated by suction, at an appropriate stage of the dehydration. For example, when the binder or the impregnating agent is soluble in water, it distributes evenly by diffusion, when applying to the surface, in all of the water still present and it is thus distributed in the texture of the fibers.
After drying, all areas of the fiber interlacing contain the binder or impregnating agent which, optionally after appropriate additional treatment, gives this fiber interlacing the desired qualities. But when the binder or the impregnating agent is insoluble in water or when it can only be diluted within certain limits by adding water, it precipitates, when it is applied to the plate still containing water or when it penetrates into this plate, and after drying forms a surface layer which penetrates more or less deeply and which, possibly by an appropriate treatment, for example by heating or by pressing or passing when hot, provides the surface with specific properties, such as hardness, elasticity, resistance to the action of water,
etc. The introduction of the binder or the impregnating agent can also take place by suction, for example by application of vacuum.
When the presence of water is not necessary for the dissolution, precipitation or distribution of binders or impregnating agents, these can also be applied to the dried plate already up to its final content.
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: in water., for example by applying them with a brush on the surface, and there then occurs, according to the degree of dilution, a more or less deep penetration or even a penetration through and through. the whole section, which is filled by inhibition or by vacuum induced suction.
Example 1
100 parts of wood waste consisting of chips, these 100 parts being calculated in the dry state, are de-fiber for two hours with fifteen times its weight of water in a Dutch pile fitted with a stone crusher mechanism. After dilution in the ratio of 1 part of fibers to 400 parts of water, the fiber pulp is driven into a tank, the bottom of which consists of a permeable plate. This base is formed, for example, by a sheet with fine perforations or by a fine sieve. The space below the bottom is filled with water, so that the fiber pulp introduced into the tank cannot settle immediately.
After filling the tank with fiber pulp, the water which is below the perforated bottom is sucked off, whereby the water in the fiber pulp passes through the sieve or the bottom. perforated sheet. At the end, on the permeable support, a wet sheet of wood fibers is produced, between laced intimately by felting. This wet sheet is then dried, for example in an oven or by passing it, by suction or by pressure, with hot air.
In addition to the measures taken for the cycle of the process according to Example 1, which represents the simplest embodiment of the invention, additional measures can be taken to obtain plates having properties. particular. some of the important variations will be briefly described in what follows.
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Example. 2.
An artificial resin capable of hardening and in the form of a fine powder is added to the fiber pulp which is preferably mixed with water to form a slurry. By the expression "artificial resin capable of hardening" is meant here the known products prepared by the artificial resin industry, that is to say synethetic resins which can be brought by heat to an insoluble or infusible final state. . Depending on the properties of these fesines, after drying the plate obtained, containing the pulverized resin as a deposit, is heated to a temperature so high that the resin hardens. Curing of the resin can take place at the same time as compression of the plate; it is therefore possible to compress the dried plate to a determined extent in heated molds.
Depending on the amount of resin used, which may vary between 5 and 50% for example, and depending on the pressure possibly exerted during compression, products are obtained whose hardness, compactness and resistance may be greater or less.
Example 3.-
A finely pulverized "German asphalt" slurry is added to the fiber pulp. The dried plate contains this fine powder which has settled in its texture. Then, it is heated, without pressing it, to temperatures at which the aforementioned asphalt melts and thus binds and covers the fibers or it is compressed as hard as desired under the effect of pressure at temperatures where this asphalt is soft or melted.
A slab made according to this example is ideally suited as a support for floors lined with linoleum or the like, because it is sufficiently water resistant, elastic and easily removable. apply with binders to concrete layers.
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Example 4.
A synthetic resin which can be obtained by condensation of phenols and formaldehyde in an alkaline medium or a solution of synthetic resin is added to the pulp of wood fibers and precipitated on the fiber, by the addition of acids or acid salts. - tick in dilute alkali. The subsequent treatment of the plate containing the synthetic resin takes place, after drying, according to Example 2; in other words, this plate is hardened either by the action of heat, without compression, or by hot pressing.
Example 5.-
Water-soluble synthetic resins, water-soluble glues or impregnating agents are added to the fiber pulp, the latter for example to serve to impart flame retardant properties. The dosage of this agent is made so that in the quantity of water which is removed from the plaque by drying, the desired quantity of the added substance which is then found in the final product is contained. When the added substance is a resin capable of hardening, the subsequent treatment is carried out as described in the previous examples, that is to say by curing the resin under heat with or without compression.
If other substances are added, besides drying, further processing which is advantageous for those substances employed in order to obtain the desired effects can take place. example $ .-
Instead of adding the synthetic resins, as in Example 5, it is also possible to add to the fiber pulp intermediate products which, by further processing, become synthetic resins or the raw materials from which are produced. form synthetic resins. The formation of the desired products then takes place directly in the fibrous texture and the subsequent treatment of the plaque obviously takes place in
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said ions which lead to the formation of synthetic resins.
What has been said in the previous examples also applies to the hardening treatment of the dried plate.
Example 7.-
Cn adds to the fiber pulp, in the finely divided state, for example in the form of an emulsion or a suspension, synthetic thermoplastics, their raw materials, or intermediate products resulting in these substances.
For the further processing and the final processing, account must be taken of special measures which are advantageous for the formation of the desired end products from the raw materials or intermediate products. Depending on the nature of the synthetic thermoplastics, ultimately, with advantage, compression by pressing is carried out at temperatures where the thermoplastics exhibit a sufficient degree of plasticity.
Example 8.
Is added to a pulp produced, as in Example 1, from 70 parts of wood waste consisting of chips, these 70 parts being calculated in the dry state, 30 parts of low cut straw stalks. length. By the subsequent treatment according to Example 1, this mixture results in a very light plate filled with numerous cells formed by the fragments of straw stems and which has a great insulating power.
By elastic impregnation, this variant produces a material having properties similar to those of cork, and at the same time resistance to the action of water is achieved. by the expression "thermoplastic synthetic substances"; here we must understand the substances which are produced in the state of a large number of variants in the
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synthetic materials, for example polymerization products of unsaturated organic combinations, cellulose derivatives obtained by esterification or etherification, thermoplastic resins obtained by condensation or polycondensation and the like.
For the treatment according to Examples 1 to 8, in addition to the substances named therein, known organic colloids such as glue and gelatin, rubbery products or rubber-forming products, such as rubber, are suitable as binders. latex, natural resins and substances such as those used for example for the sizing of paper in the cellulose industry. In addition, it is also possible to introduce mixtures of suitable substances simultaneously or successively. On the other hand, inorganic products having a binding power, for example water glass solutions, magnesite lye and other similar substances, are also suitable for use according to the process which is the subject of the invention.
In a manner analogous to that of all the variants described in the preceding examples, it is also possible to add the binders or impregnating agents not to the fiber pulp, but to or to the wet plate, to any stage preceding drying. When the substances applied are then soluble in water or when they can be distributed colloidally in water, they pass by diffusion through the whole of the structure at the same time as the remaining water present in the water. plate.
When they are only partially soluble in water or when they can be diluted in water only to a limited extent, they precipitate to a certain degree of dilution and only partially penetrate into the texture, which means is advantageous for example when one wants to keep a purely fibrous central zone in the heart of the plate and that one wants to harden or impregnate only the layers
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which cover this area When the added products are powder slurries, emulsions or suspensions, they form on the plate a covering layer which is more or less strongly anchored in the texture and which makes it possible to obtain the effects of well marked surface.
The addition of the binders or impregnating agents of the above type can furthermore be carried out on the dry plates.
If the penetration is to pass through the entire texture, the means employed must be soluble. Penetration into the texture can also be facilitated by suction or by pressing solutions in that texture. However, if one wishes to produce only particular properties limited to certain zones, for example if one wishes to produce only hard surfaces, only these are impregnated with the aforementioned solutions of substances. The further processing obviously takes place in all these cases in a manner suitable for the binder and for this purpose, as has been described several times above, one has to bring to their final state by heating with or without compression by. example of resins capable of hardening.
The method which is the subject of the invention is not limited to the production of plates. By imparting a suitable shape to the permeable support, moldings of any desired shape, for example pipes or battens, can also be obtained from the pulp. The introduction of the binder or the impregnation and the subsequent mode of treatment which results therefrom correspond exactly to the methods which have been described in connection with the plates. Any subsequent compression which may be desired must, of course, be carried out in molds which correspond to the shape of the blank.
While the plates or the molded parts are subjected to the suction, it is possible, by introduction on or above the permeable support, to embed materials of shape and na-
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various tures; for example, by the suction operation, it is possible to embed rods and profiled parts creating the possibility of links and connections. But we can also then remove these embedded parts to form hollows in the products. The embedding of wire mesh can, for example, also be advantageous.
Furthermore, the fibers can also be dyed, either in the fiber pulp or later, in any way desired.
In accordance with another development of the process which is the subject of the invention, small pieces which create cells, for example fragments of straw stems, small light sleeves or other similar elements, are introduced into the fiber pulp. whereby one obtains a very light plate filled with additional relatively large cells.
Depending on the amount and nature of the materials added to produce the cells, the specific weight can thus be reduced by up to 50 kg. per cubic meter.
A similar result is obtained by introducing, according to the invention, into the dough or into the plate, at any stage of the manufacture, materials which can be made to swell, whereby very light plates are produced, filled with cells. These two measures in accordance with the invention can obviously also be applied at the same time, because one supports the action of the other and vice versa.
As swelling materials, mention may be made of synthetic resins containing swelling substances, for example ammonium carbonate.
The measures described, intended to reduce the specific weight, result in the extraordinary adaptability of the aforementioned wood fiber products to all applications where it is a question of insulation against heat,
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cold and noise.
We can therefore cite in the first place as a field of application: plates for walls, insulating plates for floors, rods, empty spaces, coolers, soundproof rooms, such as telephone booths. , recording rooms, and, for special acoustic damping purposes, for example loudspeaker diffusers, etc.
Owing to their relatively high strength and low weight, the products which are the subject of the invention are suitable as support plates for building slabs or slabs, as panels for cabinet making, as a middle layer of plywood or plywood. of veneer, as a backing layer or as a middle layer for any other surface shaping, as a material replacing plates containing bonding, as floats, as rescue rings, etc. Finally, this material can also be used to fill voids, as a support body for construction elements subjected to static forces, because it is very resistant to pressure.
In light constructions for land, water or air vehicles, the new material can be preferably used, due to its low specific weight, for filling voids.
For the same reason, it is also suitable for the construction of aircraft cabins, cabin walls and light starch containers used for transport. In addition, the fact that the felted texture of wood fibers absorbs forces, results in its use being suitable as a damping material intended to absorb shocks and large sudden forces.