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PROCEDE DE FABRICATION DE PLAQUES DE FIBRE DURES STRATIFIEES.
La présente invention concerne un procédé de fabrication de pla- ques en fibre dures stratifiées à partir de substances fibreuses végétales telles que du bois, consistant à préparer un magma de fibres auquel on peut ajouter, le cas échéant, des liants tels que des résines synthétiques thermo- durcissables et à déshydrater, mouler et comprimer ce magma à chaud.
Habituellement,le magma de fibre est préparé par limage du bois ou opérations analogues, ou par déchiquetage de particules de bois soumises au préalable à un traitement chimique, ce déchiquetage ayant lieu, par exemple, dans des machines à déchiqueter munies de disques d'acier convenablement agen- cés, ou encore par extrusion de ibres de bois sous l'action d'une forte pres- sion de vapeur à travers des ajutages, cette opération s'accompagnant d'une dé- tente explosive qui provoque une désagrégation des fibres.
Dans tous ces procé- dés, la texture végétale de l'ensemble des fibres est détruite au moins dans une grande mesure ;il se produit une fragmentation en fibres élémentaires sé- parées les unes des autres et un déchiquetage et une destruction partiels de ces fibres. Ces fibres élémentaires sont alors utilisées pour la fabrication de pla- ques de fibre dures, généralement après addition de liants tels que des résines synthétiques à base de phénol et d'aldéhyde, par déshydratation, moulage et compression à la chaleur, ce processus commençant en général sur des machines appropriées ou encore sur des presses de moulage et se terminant par la compres- sion du gâteau de fibre sous une forte pression et à une température élevée dans une presse de finition. La plaque obtenue.,
dont la dureté dépend, dans une gran- de mesure, de la proportion et de la nature du liant ajouté (par exemple, avec des résines synthétiques durcissables, le taux d'addition est de l'ordre de 5%) est alors prête à subir des façonnages divers. On peut encore augmenter la dure- té, au moins celle de la surface supérieure, en appliquant sur la plaque termi- née un revêtement de laque ou d'une substance durcissable telle qu'une résine synthétique.
Des plaques de fibre dures d'un autre type peuvent être obtenues par compression de copeaux de bois, de sciure ou autres particules d'origine vé-
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gétale telles que des résidus végétaux quelconques ou de chutes provenant d'opérations mécaniques, vêtus d'une-couche d'un liant tel qu'une résine synthétique durcissable,'cette compression ayant lieu à chaud et sous des pressions très élevées, par exemple de l'ordre de 200 kg/cm2o -
Ces procédés s'apparentent, lorsqu'on utilise de grandes quan- tités de résine synthétique, à la fabrication de plaques par compression de mélanges de résines artificielles qui donne lieu à la difficulté d'obtenir une distribution uniforme de la matière coulée dans le moule de formation des plaques,
difficulté-qui est d'autant plus grande que la proportion de résine synthétique est plus faible, du fait que l'écoulement de la matière, après l'échauffement dans la presse, n'a lieu que dans une mesure plus ré- duite et est arrêté prématurément par le durcissement de la résine et par l'augmentation d'adhérence des fibres dus aux températures qui règnent dans la presse. Les défectuosités augmentent d'autant, étant donné qu'il résulte de ce qui précède, non seulement une épaisseur non-uniforme de la plaque et une surface supérieure défectueuse, mais encore l'apparition de zones mal comprimées du fait que, lors de la stratification de la matière, certaines zones où la matière s'accumule sont soumises à une pression considérablement plus élevée que d'autres, où la matière est moins compacte ce qui risque, en outre,
d'endommager, voire de briser la presseo Même avec une très bonne dis- tribution, il est très difficile et parfois impossible d'éviter une non-uni- formité de résistance de la plaque comprimée,
Le deuxième procédé présente donc des inconvénients particuliers par rapport à celui qui a été décrit au début du préambule (le procédé cou- rant) ; mais il est un inconvénient commun aux deux procédés : c'est celui de ne pas permettre la création volontaire de différences de structure entre les diverses couches de la plaque, si l'on excepte la possibilité d'obtenir une très mince couche dure à la surface supérieure par laquage ultérieur ;
or, . pour un grand nombre d'applications, par exemple lorsqu'on utilise les plaques de fibre dures comme revêtement de plancher, une telle possibilité de diffé- renciation des propriétés physiques des diverses couches est essentielleo
L'invention a pour but de remédier aux inconvénients énoncés ci- dessus.
Lorsqu'une plaque de fibre dure n'est soumise à des efforts que sur l'une de ses faces,il est inutilement coûteux de donner à cette plaque, sur toute son épaisseur, les propriétés qui ne sont indispensables que pour les couches superficielles supérieures : il est ' même parfois désirable que les couches inférieures aient une structure différente, par exemple moins ri- gide ou plus poreuse ; par ailleurs, une plaque à surface supérieure laquée, telle que décrite ci-dessus, est inutilisable par exemple comme revêtement de plancher (quelle que soit la structure des autres parties) étant donné que la mince pellicule de laque non seulement est susceptible d'être détruite après un temps très court, mais encore présente, même après une courte durée d'utili- sation, un aspect déplaisant.
Suivant l'invention, on fabrique des plaques de fibre formées de couches de toute structure et résistance désirées, notamment des plaques de fi- bre dures stratifiées, particulièrement utilisables comme revêtement de plan- cher et présentant une couche supérieure suffisamment résistante pour remplir les conditions désirées, sans que ces plaques soient trop coûteuses, le pro- cédé utilisé réunissant les avantages des deux procédés-antérieurs décrits ci- dessus, tout en évitant leurs inconvénients.
Le procédé suivant l'invention consiste à fabriquer une ou plusieurs couches de la plaque à obtenir, et notamment la partie inférieure, par déshydra- tation et moulage d'un magma de matières fibreuses délayé, par exemple de l'une des manières connues et une ou plusieurs autres couches, et notamment la partie supérieure de la plaque à obtenir, par compression de particules de matières fibreuses telles que des copeaux résiduels éventuellement revêtus d'une couche d'un liant,par exemple par pulvérisation, ce qui détermine la réunion sous pres- sion desdits copeaux (non traités mécaniquement) avec le gâteau formé à partir du magma de fibres complètement dissous.
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Le procédé suivant l'invention réunit les avantages résultant, d'une part, de l'utilisation d'un magma de-matières fibreuses, délayé, à savoir : l'obtention d'un remplissage uniforme de la presse de moulage, rendu possible par la teneur en eau élevée (par exemple 98%) du magma et par l'épaisseur uni- forme du gâteau de matières fibreuses qui en résulte et, d'autre part, de l'uti- lisation de particules de matières fibreuses revêtues d'un liant, à savoir : une fabrication peu coûteuse et sans charge et l'obtention facile de propriétés déterminées du produit final par un choix correspondant de la nature et de la proportion du liant utilisé tel qu'une résine synthétique durcissable ;
les in- convénients des deux procédés sont, par contre, évités du fait que l'on peut donner à la ou aux couches fabriquées à partir du magma de matières fibreuses délayé, par exemple à la partie inférieure de la plaque, les propriétés désirées, sans qu'il soit nécessaire de tenir compte des conditions imposées aux couches supérieures, de sorte que l'on travaille dans des conditions économiques, cepen- dant qu'une irrégularité lors de la compression des particules de matières fi- breuses telles que des copeaux revêtus de liants, ou même un endommagement de la presse ne sont plus à craindre étant donné que le support (l'ébauche en magma) rend suffisamment meuble des particules de matières fibreuses.
Dans ce procédé, on peut utiliser avec avantage des opérations par- ticulières auxquelles se réfèrent les formes de mise en oeuvre préférées qui sont décrites ci-après.
Suivant un mode de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, on prépare tout d'abord un magma délayé de matières fibreuses auquel on peut ajouter un agent hydrofuge. On fabrique ensuite à partir de ce magma un support (ou ébau- che), par exemple dans une presse de moulage, On peut encore utiliser un simple entonnoir-filtre
Lorsqu'une seule couche, par exemple la couche inférieure, ou une couche intermédiaire, doit être fabriquée de cette manière, on répand sur la sur- face supérieure du support des particules de matières fibreuses telles que des co- peaux de raboteuse, de la sciure, un mélange des deux, de petites lamelles de bois, des chutes de contreplaqué, de la paille ou autres particules de fibres végétales susceptibles d'être comprimées en couches planes,
les proportions dépendant de l' épaisseur désirée de la couche et le produit étant ensuite soumis à une compression finale à chaud et sous une forte pressiono
Cette adjonction au support de copeaux destinés à former la couche supé- rieure de la plaque peut également être réalisée en plaçant les copeaux à la surfa- ce supérieure de la pulpe non déshydratée, par exemple dans une presse de moulage. les copeaux flottent alors à la surface supérieure du magma et sont, lors de la déshydratation, aspirés sur la surface supérieure du suppor en formation ou même partiellement à l'intérieur de ce support où on les fait pénétrer ensuite par com- pression, par exemple au moyen de rouleaux.
Contrairement à ce qui se passe dans les procédés connus de fabrication de plaques de fibres dures à partir d'un magma de fibres délayé, on peut utiliser- suivant l'invention, indépendamment des particules de fibres telles que des copeaux, destinées à la formation des couches précitées, d'autres particules du même type qu'on mélange avec le magma délayé de matière fibreuse, ces dernières particules pénétrant alors plus ou moins régulièrement dans le magma et formant éventuellement des parties de la couche obtenue à partir du magma par déshydratation, lesdites der- nières particules étant soumises en même temps que le magma aux opérations de déshy- dratation, de moulage et de compression.
Suivant l'invention, on ajoute donc des copeaux résiduels (pour'la plu- part non traités mécaniquement), au magma de fibres complètement dissous. Cette opération peut être réalisée en mélangeantles deux substances ligneuses différen- tes, à savoir, d'une part, le magma de fibres, et, d'autre part, les copeaux de bois non traitéso Ce mélange de matière sèche, d'une part, avec de la.fibre frai- che, d'autre part, peut être réalisé dans des proportions déterminées, soit en su- perposant simplement les substances des deux types, ce qui ne produit un mélange intime que sur les bords des couches meubles en cours de formation, soit en réa- lisant le mélange essentiel sur la couche, par exemple, inférieure, tandis que la éouche, par exemple supérieure, est de préférence uniquement formée de substance
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sèche.
La proportion de copeaux (par exemple bruts de rabotage) peut être considérable et, par exemple, atteindre 70%, le magma -de fibre ayant, de préférence, un degré de finesse Schoppe-Riegler d'au moins 18 et, de préfé- rence, de 20 à 25 ou même davantage ; il y a lieu de tenir compte du fait que la vitesse de déshydratation diminue lorsque le degré de finesse augmen- te tandis qu'au contraire le pouvoir de cohésion avec la finesse augmenteo .
Si la proportion de copeaux dans la masse totale atteint 70%, on peut utili- ser un degré de finesse plus élevé, par exemple de l'ordre de 40 Schoppe- Riegler, étant donné que la force de cohésion suffit alors pour les copeaux, par exemple bruts, et que la forte proportion de copeaux accélère la déshy- dratationo Les particules de matières fibreuses telles que des copeaux, celles qui sont mélangées au magma et/ou celles qui forment .La ou -Les coucnes précitées peuvent être soumises avec avantage, en totalité ou en partie, à un ou plusieurs traitements préalables tels qu'une imprégnation destinée à empêcher une décomposition ultérieure ou un processus d'hydrofugation.
Ces particules peuvent être utilisées, soit brutes, soit après un traitement chimique et/ou mécanique. Lorsque la matière utilisée ne possède pas l'élasticité désirée, il est nécessaire de traiter les particules à la va- peur, par exemple, en présence de produits chimiques ou de les soumettre à une cuisson. Il peut être prévu de provoquer une désintégration chimique modérée des copeaux avec ou sans action de vapeur ou de cuisson, en les traitant avec une solution de soude caustique chaude concentrée, par exemple, à 4%, avec ou sans pression.
On peut encore soumettre avec avantage les copeaux ou particules de matières fibreuses, notamment celles qui servent à la formation d'une cou- che, à un traitement ultérieur, de préférence avant la réunion de cette couche avec le support, ce traitement consistant à revêtir les particules d'un liant tel qu'une résine synthétique thermo-durcissable, une huile siccative, ou les deux à la fois, ou encore d'autres substances telles que par exemple des la- ques.
Cette imprégnation ou ce revêtement peuvent être réalisés par une courte immersion dans un bain constitué, par exemple, par une solution ou par une émulsion de résine synthétique, ou par pulvérisation, ou par tout autre procédé convenable.
La nature de la substance d'imprégnation, le mode d'imprégnation et la proportion de cette substance déposée sur les particules dépendent des propriétés désirées et sont, en règle générale, différents pour les copeaux à mélanger au magma et pour les copeaux destinés à former la ou les couches et dépendent encore de 1?utilisation qu'on se propose pour les plaques. Ces diver- ses conditions sont notamment différentes, selon que les plaques doivent être utilisées comme revêtements de tables, de meubles ou de planchers.
On dispose, en outre, facilement, avec le procédé suivant l'in- vention, d'une grande latitude, en ce qui concerne l'obtention de propriétés désirées pour les plaques.
L'adjonction de particules de matières fibreuses, qu'elles soi- ent revêtues ou non d'un liant, en vue de l'obtention d'une couche, peut se faire sur un support de matière fibreuse ou sur la surface supérieure du ma- gma avant la formation de ce support, même si aucune particule de matière fi- bieuse (copeaux de bois) n'est incorporée à ce magma ; cette opération est tou- tefois plus avantageuse lorsque la masse du magma (le matière fibreuse délayé ou* le support formé à partir de ce magma contiennent de telles particules tel- les que des copeaux, et ceci en proportion non négligeable et même, de préfé- rence, considérable.
La quantité de copeaux destinés à former la couche à ajouter, dé- pend de l'épaisseur désirée de la couche et peut être, par exemple, pour une épaisseur de couche d'i mm, égale à un kilogramme de copeaux par mètre carré, cette quantité variant en outre selon l'essence du bois.
Si l'adjonction a lieu avant le passage entre les rouleaux des- tinés à assurer la séparation de l'eau, les copeaux sont incorporés sous pres- sion dès ce stade à la masse de matière fibreuse fine, à laquelle sont déjà
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éventuellement incorporés d9autres copeaux,
Le moulage, la déshydratation et la compression 5' effectuent dans une presse à haute pression chauffée classique, par exemple;? dans une presse à plusieurs étages, ces opérations assurant une bonne cohésion des fibres;, par exemple sous des pressions de 12 kg/cm2 ou davantage et à des températures supérieures à 1000 C.
Avec le procédé suivant 1-'invention, aucun risque d'endomma gement de la presse ne subsiste ; la non-uniformité de résistance est évitée ainsi que les irrégularités de la surface supérieure et à fortiori les cra- quelures ou analogues, tandis que des zones de compression inégales ne peu- vent plus se former étant donné que les particules de matière fibreuse for- mant la ou les couches précitées sont réparties avec une uniformité suffi- sante par la pression, sur le support constitué par 1.9 ébauche en matière fibreu- se poreuse et meuble en soi ; on obtient, même dans le cas où l'on utilise un liant thermo-durcissablee une répartition uniforme des particules avant l'ag- glomération définitive de celles-ci.
On peut même prévoir une condensation préalable par échauffement ou encore,, lorsqu'il s9agit d'huile siccative, une oxydation préalable et, d9une manière plus générale, un durcissement préalable lorsqu'il s'agit de li- ants durcissables tels que la caséine, le silicate de potasse, le caoutchouc, par exemple sous la forme d'une émulsion, ou encore des huiles siccatives, etc...
Des résultats excellents ont été, par exemple obtenus en dépo- sant des copeaux imprégnés de résine synthétique ou d'huiles siccatives à rai- son de 20% sur le support en matière fibreuse, par exemple avant le passage dans une presse à rouleaux, le produit étant ensuite comprimé dans la presse chauffée, dans des conditions conduisant à un durcissement complet définitif de la résine synthétique ou laissant à l'huile un temps suffisant pour son oxydation. La plaque est alors constituée par deux couches incrustées solide- ment 1-'une dans l'autre ce qui, lors de la compression en une seule opération, présente Davantage que la couche inférieure est par exemple élastique et bon isolant thermique, tandis que le côté supérieur est par exemple compact, im- perméable et dur.
Des effets analogues peuvent être obtenus en comprimant tout d'abord des copeaux non imprégnés de liant de manière à former une couche et en aspergeant la plaque terminée par exemple avec une résine synthétique qui est adsorbée aisément par les copeaux et qui peut ensuite être durcie par échauffement. Une pénétration de la résine synthétique dans la couche formée de particules fines peut alors être évitée sans autre précaution on peut également réaliser des procédés d'immersion sans difficulté en immergeant seulement la couche à imprégner.
Si, suivant un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, la couche de copeaux n9est pas traitée aves des agents de durcissement, on peut fabriquer des plaques stratifiées de type spécial, par exemple dans le cas où la couche obtenue à partir du magma '-; matière fibreuse délayé comporte un liantOn choisit alors par exemple cette couche comme couche supérieure tan- dis que la couche de copeaux non imprégnée constitue la couche inférieure et assure, par exemple, un bon isolement thermique.
Pour le dépôt de copeaux imprégnés d'un liant sur le support formé à partir du magma de matière fibreuse délayé, on peut également procé- der en préparant tout d'abord une ébauche à partir des copeaux, en déposant celle-ci sur le support obtenu à partir du magma de matière fibreuse délayé et en comprimant le tout pour obtenir la plaque definitive.
Indépendamment des avantages remarquables déjà mentionnés, on obtient, dans tous les cas, mais en particulier dans le cas où l'on incorpo- re des particules de matière fibreuse telles que des copeaux au magma de ma- tière fibreuse délayé indépendamment de celles destinées à former la ou les couches précitées, une réduction considérable du prix de revient étant donné que, par exemple, si l'on ajoute 50 à 70% de copeaux de rabotage, séchés à l'air et non traités, en réalise, avec cette proportion, une économie consi@-
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dérable sur le prix de revient du procédé.
Mais cette économie est toujours réalisée, étant donné que la préparation de la couche de copeaux est plus économique que la préparation d'une couche de même épaisseur à partir d'un ma- gma de matière fibreuse délayé, laquelle implique un prix de revient non né- gligeable
De plus, la cohésion des matières fibreuses obtenue avec des par- ticules relativement grossières telles que des copeaux est avantageuse et cet avantage est encore amélioré par l'addition de liants, de sorte que par exem- ple, une couche supérieure 'fabriquée à partir de chutes de bois de chêne pré- sente,, après un tel traitement, des qualités supérieures à celles du bois de chêne lui-même. De même,on peut obtenir à partir d'un bois tendre des propri- étés de la plaque qui,
avec d'autres procédés, ne peuvent être réalisées qu' en partant de bois dur. La distribution irrégulière des copeaux elle-même se montre favorable, par analogie avec ce qui se produit dans la fabrication du contreplaqué. Il est à noter qu'une plaque suivant l'invention peut être trai- tée comme une planche en matière végétale et même plus facilement que celle- ci ; par exemple, elle peut être travaillée mécaniquement, clouée, etc... De plus, on peut utiliser comme matière en particules grossières de l'écorce, de la fibre d'écorce, de la paille hachée, des feuilles même à l'état humide au lieu des autres matières citées ou en combinaison avec celles-ci.
On réalise encore une économie et une amélioration supplémentai- res du fait qu'on peut utiliser à l'échelle industrielle des chutes de scierie qui, avec les procédés antérieurs, sont inutilisables, pour la fabrication de plaques en fibre dures.
Il peut être avantageux de colorer tout ou partie des copeaux for- mant la couche et éventuellement ceux qui sont utilisés en mélange avec le ma- gma ou encore d'utiliser des copeaux de différentes colorations mélangés ce qui permet d'obtenir des effets remarquables.
RES UMEo
L'invention a pour objet :
1 - Un procédé de fabrication de plaques dures en plusieurs cou- ches à partir de matières fibreuses végétales et de liants, destinées tout par- ticulièrement au revêtement de planchers, ce procédé consistant à former une ou plusieurs des couches et, en particulier, celle destinée à former la partie in- férieure de la plaque à fabriquer, par déshydratation et moulage d'un magma, de matière fibreuse et à réunir par compression à chaud cette ou ces couches avec une ou plusieurs autres couches et, notamment, celle destinée à former la sur- face supérieure de la plaque, constituées par des particules de matière fibreu- se telles que des copeaux, imprégnées ou revêtues d'un liant tel qu'une résine synthétique.
20 - Un mode de réalisation du procédé suivant 1 , remarquable en ce que la partie inférieure de la plaque, ou encore une ou plusieurs couches, notamment une couche située vers le milieu de l'épaisseur de la plaque, sont préparées par déshydratation et moulage d'un magma de matière fibreuse et en ce que la couche supérieure, ou encore une ou plusieurs couches, et notamment également la couche inférieure, sont formées par incorporation sous pression de particules de matières fibreuses propres à adsorber 'de liants, par exemple de copeaux de bois bruts ou soumis au préalable à un traitement chimique, mais non revêtus de liants, lesdites particules de matières fibreuses étant alors éventuellement imprégnées ou revêtues de liants par exemple par immersion.
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