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Procédé de fabrication de plaques à partir de fragments de matière cellulosique, et plaques obtenues par ce procédé.
La présente invention concerne la fabrication de pla- ques en matière cellulosique, plus particulièrement de pla- ques en fragments en forme de feuilles (ci-après désignées par le terme de "feuilles" tout court) de matière cellulosi- que brute, agglomérée sous l'influence de la pression et de la chaleur à l'aide d'un adhésif thermodurcissant finement réparti dans cette matière. Les termes "feuilles" et "brute" doivent être entendus dans ce sens que la matière cellulosique consiste en petits fragments individuels de faible épaisseur
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par rapport à leur surface, comme c'est le cas par exemple de tournures et de copeaux de bois et analogues, mais que cet- te matière n'est pas défibrée.
Une telle matière cellulosi- que est obtenue en grande quantité sous forme de déchets de la transformation mécanique du bois; elle peut cependant aussi être préparée spécialement pour être utilisée confor- mément à la présente invention.
L'invention consiste principalement en un procédé pour la fabrication de plaques du type indiqué en partant de feuilles de matière cellulosique brute, par compression dans une chambre de presse entre des plateaux de presse chauffés dont un au moins présente des saillies destinées à pénétrer dans la matière et qui facilitent l'adduction de chaleur vers les parties internes de la matière sous pression, tout en formant des creux dans cette matière, grâce auxquels le poids par unité de volume de la plaque finie est sensiblement réduit.
Selon un mode d'exécution préféré de l'invention, ces saillies sont amenées à pénétrer dans la matière de façon que le matériau comprimé final présente des creux dans chaque section parallèle à ses faces supérieure et inférieure.
Grâce à la présente invention, le temps nécessaire pour chauffer la matière jusqu'à la température à laquelle l'adhésif thermodurcissant se solidifie est sensiblement réduit grâce au fait que les saillies chauffées pénétrant dans la matière transmettent la chaleur directement aux par- ties interne de celle-ci, de sorte que l'adduction de la chaleur ne doit pas se faire uniquement par l'intermédiaire de surfaces extérieures supérieure et inférieure du matériau, lequel, en raison de sa nature décrite plus haut, résiste particulièrement à ce dernier mode de transmission thermique.
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La réduction du poids par unité de volume peut attein- dre 30 à 60%, et même davantage, si les saillies sont prévues sur deux plateaux de presse chauffés agissant conjointement pour former le matériau dans la phase finale de l'opération de pressage, de façon qu'il présente des creux longitudinaux profonds, sans qu'il en résulte un déplacement latéral appré- ciable des feuilles individuelles de la matière. Bien que ces feuilles soient disposées pale-mêle lorsque la matière est introduite dans la chambre de presse, avant l'opération de pressage, on a constaté que ces feuilles s'orientent d'el- les-mêmes sous l'action de cette opération dans un sens essen- tiellement parallèle au profil de la surface de la plaque finie, déterminée par les creux résultant de cette opération.
Cette caractéristique assure aux plaques finies une très grande résistance mécanique.
Selon l'invention, le matériau peut être constitué par une plaque à creux longitudinaux prévus sur ses deux faces, de manière à constituer un élément ondulé dont l'é- paisseur est sensiblement constante et considérablement in- férieure à la profondeur des ondulations. L'opération de pressage peut dans ce cas être exécutée de façon à soumettre l'élément à une compression sensiblement égale dans toutes ses parties, procurant ainsi à cet élément une homogénéité très avantageuse.
Dans l'opération de pressage, la compression finale est avantageusement poussée à un degré tel que la matière cellulosique contenue dans le produit fini présente un poids spécifique au moins voisin de celui du bois solide à partir duquel les feuilles ont été obtenues sous forme de déchets.
Plus particulièrement, dans la fabrication d'éléments de la forme indiquée en dernier lieu, l'opération de pressa- ge s'effectue utilement en deux phases. Dans la première
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phase, la masse inconsistante de feuilles de matière cellulo- sique brute est comprimée sans aucun apport de chaleur, pour former une ébauche appelée à être comprimée au cours de la seconde phase, avec apport de chaleur, jusqu'à sa forme finale, tout en étant liée par l'adhésif thermodurcissant finement réparti dans la matière et durci au cours de cette seconde phase par la chaleur apportée* Dans cette opération en deux phases l'ébauche peut recevoir une forme présentant des sur- faces supérieure et inférieure planes, la formation des creux étant exécutée exclusivement lors du second stade.
Ceci n'est toutefois possible que lorsque les feuilles individuelles de la matière ne doivent pas subir de déplacements sensibles pour la format*ion des creux, un tel déplacement étant pres- que impossible dans l'ébauche déjà précomprimée. L'opération de pressage à chaud est donc de préférence exécutée entre deux plateaux chauffés présentant des saillies longitudinales disposées alternativement sur les deux plateaux de telle fa- çon que, dans la position de fermeture extrême de ces der- niers, lors du stade final du pressage à chaud, ces saillies soient uniformément écartées les unes des autres, formant ainsi un espace de largeur constante et d'une forme corres- pondant à celle de l'élément voulu.
L'invention sera décrite plus amplement ci-après avec référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple, des plaques et éléments du type précité, fabriqués selon l'invention.
Dans ces dessins:
La figure 1 est une vue en perspective d'une partie de plaque montrant une première variante.
La figure 2 est une coupe selon.la ligne II-II de la figure 1.
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La figure 3 est une vue perspective d'une partie d'une plaque ou d'un élément représentant une seconde varian- te.
La figure 4 est une coupe d'un élément composite en bois comprenant deux plaques du type représenté dans la figure 3.
La plaque selon les figures 1 et 2 se compose de pe- tits fragements ou feuilles de matière cellulosique, comme indiqué plus haut, par exemple des tournures de bois. Un adhésif thermodurcissant, par exemple une solution aqueuse d'aldéhyde d'urée, préalablement condensée, est mélangé à la matière, par exemple par injection dans celle-ci à l'aide d'un pistolet. La matière est ensuite soumise à une compres- sion entre deux plateaux de presse dans une chambre de presse. Pour produire une plaque de la forme selon les fi- gures 1 et 2, les deux plateaux sont munis de saillies tron- coniques qui déterminent dans la plaque finale comprimée des creux de forme correspondante 10, 12, s'enfonçant dans l'in- térieur de la plaque depuis ses surfaces supérieure et in- férieure. Ces figures n'indiquent que quelques-uns de ces creux.
Ces derniers ne traversent pas la plaque de part en part, mais sont pourvus de fonds. Les plateaux de la pres- se et leurs saillies sont chauffés et, sous l'effet de la pression, transmettent la chaleur vers l'intérieur de la matière non seulement par l'intermédiaire des surfaces la- térales de la plaque, mais aussi par l'intérieur, à l'aide des saillies qui pénètrent dans la masse de la matière.
La transmission thermique est donc sensiblement améliorée par rapport à ce qu'elle aurait été sans les saillies, et la plaque est finie en un temps réduit en conséquence. La chaleur transmise à la matière amène l'adhésif thermodurcis- sant y contenu à se solidifier, de sorte que les tournures
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comprimées, lesquelles,comme indiqué plus haut, se sont dé- jà orientées par le pressage, parallèlement au profil de la surface de la plaque, tel que déterminé par les creux, sont intimement liées entre-elles.
Pour faciliter le retrait des saillies hors des creux dans la plaque comprimée finale, on emploie un écran présen- tant des perforations correspondant en nombre et en forme aux saillies des plateaux, et placé convenablement sur celles- ci. Cet écran constitue un élément de retenue fixe empêchant la plaque finie de suivre le plateau de presse lors du retrait de celui-ci. la plaque ou élément représenté dans la figure 3 et désigné par 14 présente un profil de surface fortement ondu- lé grâce à la prévision.de creux longitudinaux alternatifs sur les deux faces de la plaque et séparés les uns des autres, sur chacune des faces de la plaque, par des crêtes détermi- nées par les creux correspondants de la face opposée de la plaque .
La profondeur des creux est sensiblement supérieure à l'épaisseur de la matière comprimée. Tout comme la plaque des figures 1-2, celle de la figure 3 se compose de feuilles 16 de matière cellulosique brute, par exemple copeaux de bois, agglomérés par un adhésif ou liant thermodurcissant.
Ces feuilles 16 peuvent présenter n'importe quelles dimen- sions irrégulières. Utilement, leur longueur ne dépassera pas la distance entre tout au plus trois creux. Les crêtes désignées par 18 présentent des faces extérieures sensible- ment larges et planes. L'épaisseur de la plaque, qui est sensiblement uniforme dans toute l'étendue de celle-ci, dé- passe utilement 2 mm. et se situe de préférence entre 3 et 10 mm.
L'élément en bois de la figure 4 présente un corps intérieur composé de deux plaques 14 réunies en 22 par leurs
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crêtes planes. Ce corps est encastré entre de fines plaques de couverture 20 constituées par exemple par des feuilles de placage et des pièces d'encadrement en bois plus épaisses 24, le tout étant fixé à ce corps par collage par exemple.
La fabrication de la plaque selon la figure 3 débute par 'addition, aux feuilles de matière cellulosique brute, par exemple tournures de bois, d'un adhésif thermoddrcis- sant, par exemple en injectant dans cette matière, à l'aide d'un pistolet, une solution aqueuse d'aldéhyde d'urée préa- lablement condensée. La matière est ensuite introduite dans une chambre de presse ou moule en une couche d'une épaisseur de 15 cm. par exemple. Cette masse inconsistante subit en- suite de préférence une précompression dans une presse froi- de, c'est-à-dire sans élévation de la température, de sorte que l'adhésif thermodurcissant n'est pas Influencé. Au cours de cette opération, la matière est comprimée pour former une ébauche ayant une épaisseur de 1,5 à 2,5 cm. par exemple.
Dans la presse froide, la matière repose sur une tôle qui, après le pressage à froid, est transférée ensemble avec l'é- bauche vers la presse chaude, mais est enlevée de celle-ci, cependant que l'ébauche reste dans la presse. Le pressage à froid a conféré au moulage une résistance mécanique suffisante pour lui permettre de garder sa consistance lors du trans- fert. Les plateaux de la presse chaude présentent des sail- lies longitudinales du même profil que les creux longitudi- naux de la plaque comprimée finale selon la figure 3, les faillies d'un plateau alternant avec celles de l'autre plateau, de façon à s'engager les une entre les autres.
Lorsque les plateaux de la presse occupent leur position de fermeture extrême, leurs saillies laissent entre elles un espace ayant la même forme que la plaque finie que l'on désire obtenir.
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L'ébauche est soumise,entre les plateaux de presse chauffés, à une nouvelle compression qui le réduit à une épaisseur finale de 4 mm. par exemple. Grâce à la présence des sail- lies sur les plateuax, l'ébauche est amenée par cette der- nière opération à acquérir le profil ondulé selon la figure 3. Ici également, les saillies, en pénétrant dans les parties internes de l'ébauche, accélèrent le transfert de la chaleur vers ces parties.
Plue particulièrement, lors de la àbri- cation de plaques profilées avec des ondulationa dont la profondeur dépasse notablement l'épaisseur de la plaque fi- nie, la tendance, indiquée plus haut, des feuilles indivi- duelles de la matière cellulosique, à s'orienter en substan- ce parallèlement au profil de surface de la plaque finie déter miné par les creux formée dans cette dernière, ainsi que la prise rapide et efficace de l'adhésif grâce au fait que les saillies des plateaux pénètrent dans les parties internes de l'ébauche, auront pour effet d'imprimer au produit final une résistance surprenante.
L'exécution du pressage en deux stades présente des avantages marqués sur le pressage en un seul stade. L'é- @ paisseur de la plaque comprimée finale n'est que 1/20 à 1/40 de la hauteur de la masse de matière inconsistante introdui- te dans la chambre de presse. La première compression sans apport de chaleur, qui produit une ébauche ayant une épaisseur d'environ 1,5 à 2,5 cm.
peut être exécutée en quelques secon- des, tandis que la compression à chaud demande plusieurs mi- nutes jusqu'à la prise de 1' adhésif. Selon l'invention, une série d'ébauches peuvent être traitées simultanément dans la press.e chaude, ces ébauches étant empilées dans la presse les unes sur les autres, avec interposition entre elles de plateaux présentant des saillies longitudinales du
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genre décrit. Comme chaque ébauche individuelle est rela- tivement mince, la hauteur d'une presse chaude capable de recevoir dans son ouverture plusieurs ébauches empilées ne dépassera pas une valeur permettant une manipulation aisée.
Une seule presse froide permet de préparer un nombre suffi- sant d'ébauches une à une dans le laps de temps pendant le- quel la compression chaud, plus lente, de plusieurs moula- ges superposés est exécutée dans la presse chaude. Ainsi, on peut utiliser côte à côte une presse froide et une pres- se chaude, toutes deux de construction courante connue et présentant une ouverture normale, l'ensemble de l'installatior ayant néanmoins une capacité de production extrêmement éle- vée.
En dehors des feuilles de matière cellulosique brute, la matière de départ peut même comprendre un certain nombre d'éclats et de menus fragments de bois ainsi que de l'écorce, ces déchets étant généralement aussi obtenus lors du travail mécanique du bois. La fine sciure de bois doit cependant être préalablement éliminée si possible, car elle absorbe- rait une trop grande quantité de la solution aqueuse d'a- dhésif thermodurcissant. Dans certains cas, les feuilles de matière cellulosique peuvent consister en paille ou roseaux, employés exclusivement ou éventuellement avec addition de tournures de bois par exemple.
Les tournures doivent être suffisamment minces pour être élastiques. Les feuilles de matière cellulosique/doi- vent pas avoir une teneur en humidité trop élevée, car celle- ci donnerait lieu à un développement de vapeur gênant lors du .pressage à chaud. Donc, lorsqu'il est fait usage d'une solution aqueuse d'adhésif, il peut être avantageux de sou- mettre la matière cellulosique à un séchage préalable. Une addition d'une émulsion de cire de paraffine dans une propor-
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tion de quelques pour mille de la matière confère au produit final une résistance élevée à l'eau.
Comme la masse est de préférence comprimée au point que le poids spécifique de la matière cellulosique qui la compose est amené au voisinage de celui du bois à l'état désintégré dont les déchets forment les feuilles de matière cellulosique, la pression finale du pressage à chaud doit s'élever à 5 - 25 atm/cm et même davantage.
L'adhésif thermodurcissant est utilement ajouté dans une proportion de 1 à 10%, de préférence de 2 à 4%, en poids de la matière de départ. les plaques et éléments fabriqués selon l'invention peuvent être utilisés dans de nombreux domaines de la pro- duction industrielle, par exemple pour l'exécution d'unités nervurées pour portes, dans lesquelles ces plaques consti- tuent un corps intérieur qui. sera recouvert sur les deux fa- ces avec du contre-plaqué mince et, sur ses quatre bords la- téraux, avec des pièces d'encadrement en bois solide; collées à ce corps.
REVENDICATIONS.
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