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PROCEDE DE- FABRICATION D'OBJETS. EN MATIERE FIBREUSE.
L'invention concerne la fabrication d'objets en matière fibreuse telle que le papier et l'amiante.
A cet effet, il est connu de travailler de telles matières fibreu- ses suivant les procédés utilisés dans l'industrie du papier et du papier mâché.
On sait que pour la fabrication du papier, on part d'une suspen- sion fibreuse très diluée que, par aspiration sur un fond poreux, par exemple une toile métallique, on débarrasse d'une grande partie de l'eau utilisée comme moyen de suspension, puis on sèche. La bonne résistance mécanique des produits ainsi obtenus résulte du fait que les fibres se disposent essen- tiellement suivant une direction parallèle au fond.
Pour supprimer les traces que pourrait laisser le fond poreux sur la surface des produits, il est possible, dans le cas de feuilles ou de plaques, de laminer ceux-ci.
Les objets compliqués ne se prêtent évidemment pas au laminage; de plus, la fabrication de leur moule présente certaines difficultés, car des matières telles que la toile métallique ne conviennent pas à cet usage.
En outre, les suspensions fibreuses à travailler se comportant comme un liquide, il ne se forme alors, pas, sur la paroi du moule, une couche d'épais- seur uniforme ce qui peut constituer un inconvénient pour certaines applica- tions de ces produits, par exemple pour les appareils d'éclairage diaphanes.
En outre, l'objet fini se détache difficilement du moule, car la matière fi- breuse pénètre quelque peu dans les ouvertures de la toile métallique. Enfin, autre inconvénient encore, si l'on introduit dans la suspension fibreuse des substances auxiliaires, telles que des liants, des substances pour favoriser la transparence, des colorants, etc., celles-ci sont perdues en grande partie pendant l'aspiration.
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Dans la fabrication du papier mâché, la conformation s'obtient par moulage et à cet effet, la matière fibreuse doit être utilisée sous for- me d'une épaisse pâte fibreuse donc d'une masse plastique.
Ce procédé élimine les inconvénients inhérents à la méthode d'aspiration ; les moules n'ont pas besoin d'être en matière poreuse. De plus, comme le liquide que comporte la matière fibreuse est essentiellement éli- miné par vaporisation, il ne se produit pas de pertes notables de substan- ces auxiliaires éventuellement introduites dans la pâte. Cependant, la ré- sistance mécanique de ces produits moulés est beaucoup plus petite que celle des objets obtenus par aspiration, car les fibres re se disposent pas paral- lèlement à la surface du moule, mais s'éparpillent d'une façon arbitraire.
Suivant l'invention, on élimine les inconvénients mentionnés des méthodes de préparation connues d'objets en matière fibreuse, en proje= tant une pâte fibreuse contre la surface d'un moule avec une force telle que les fibres s'orientent parallèlement à cette surface et que l'on obtien- ne un objet constitué par une couche cohérente que l'on sèche sur le moule et que l'on enlève par la suite.
Les fibres étant essentiellement parallèles à la surface, on ob- tient, tout comme dans la fabrication usuelle du papier une excellente cohé- sion qui est encore renforcée par un certain effet de feutrage. Les fibres n'étant pas extraites, comme dans la fabrication du papier, d'une suspen- sion diluée, mais obtenues par séchage d'éléments de pâte qui, par suite de leurs grandeurs différentes, parviennent, animés de vitesses différentes, sur la surface du moule, la structure de l'objet n'est pas rigoureusement massi- ve, ce qui, donne un aspect particulier à la surface et assure un certain effet décoratif. Une imprégnation ultérieure permet de donner à la masse fibreuse poreuse les propriétés désirées pour certaines applications.
Cette imprégnation permet de modifier la matière de façon qu'elle soit plus dia- phane et qu'elle soit plus facile à nettoyer, ce qui est d'importance par exemple pour des abat-jour.
L'application de la couche sur le moule peut s'effectuer, par exemple, à l'aide d'un dispositif de projection pour matières plastiques, dans lequel un intense courant d'air désintègre la masse et communique aux particules de cette masse la vitesse requise. La matière peut être projetée en un jet continu, ou bien par petites portions judicieusement dosées, avec une grande force contre un élément désintégrateur fixe ou mobile, par exem- ple une bille ou une roue à aubes, et être ensuite soufflée. La vitesse requise peut être communiquée à la matière par de l'air sous pression ou par la force centrifuge. Il suffit que la masse désintégrée parvienne avec une force suffisante sur la surface du moule. On peut agir sur l'uniformité de la couche fibreuse en agissant sur le mouvement relatif de la surface du moule et du dispositif qui amène la matière fibreuse.
En général, on choi- sira pour le moule, un mouvement rotatif autour d'un axe vertical et pour le dispositif, un mouvement de montée et de descente.
La pâte fibreuse doit être suffisamment consistante pour qu'elle ne puisse couler sur la surface du moule.
On peut y incorporer les éléments désirés dans l'objet, par exemple des liants pour modifier les propriétés mécaniques, des colorants et des grosses particules pour obtenir un certain effet décoratif, ainsi que des substances qui peuvent donner, par exemple aux appareils d'éclai- rage, une transparence désirée. On peut aussi y ajouter des substances, tel- les que la méthyl cellulose, qui favorisent le glissement relatif des fibres lorsque la pâte atteint la surface du moule.
Dans le procédé conforme à l'invention, les moules ne sont pas soumis à de grandes pressions, comme dans le cas du moulage sous pression; ils peuvent donc être de construction très légère. Pour permettre un dé- tachement facile des produits après le séchage, qui peut s'effectuer par un léger chauffage, on peut appliquer sur la surface du moule une couche d'un agent favorisant la séparation tel qu'utilisé pour le moulage de ma- tières plastiques, par exemple du stéarate d'aluminium. On peut aussi ajou- ter ces substances à la pâte fibreuse.
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Le procédé conforme à l'invention permet d'obtenir de manière très simple un armement constitué, par exemple, de fils ou de rubans éven- tuellement assemblés en une carcasse. A cet effet, cet armement peut être posé sur le moule avant que l'on y projette la pâte fibreuse. Cependant, de préférence, on ne place l'armement qu'après la projection sur le moule d'une mince couche de pâte fibreuse. Pour favoriser l'adhérence de la ma- tière fibreuse, on peut munir l'armement d'une couche adhésive ; utilisera, par exemple, avantageusement une émulsion, par exemple une émulsion d'une colle d'acétate polyvinylique dans l'eau. Dans le cas d'utilisation d'un armement en parties métalliques, il est recommandable d'en mordancer la surface pour la rendre rugueuse.
On peut obtenir un excellent effet décoratif, par exemple pour la fabrication d'appareils d'éclairage tels que des abat-jour, en appliquant sur le moule, avant la projection de la masse fibreuse, des pièces non trans- parentes ou moins transparentes, ou d'une autre couleur, éventuellement suivant un gabarit déterminé. Dans le cas où l'on utilise des pièces de pe- tites dimensions, par exemple des morceaux de papier, on peut aussi les appliquer mélangés à la pâte fibreuse. La force vive dont ils sont animés lorsqu'ils parviennent sur la paroi du moule, les applique à peu près paral- lèlement contre la surface de cette paroi.
On peut aussi recouvrir d'avance toute la paroi du moule d'une feuille telle que la matière fibreuse puisse adhérer à la face opposée. Ce- ci est d'importance, par exemple, pour la fabrication de réflecteurs. On peut utiliser, à cet effet, par exemple du papier métallisé ou une feuille de métal dont une face est recouverte de colle..
Les objets conformes à l'invention peuvent aussi être transfor- més en réflecteurs en y appliquant une couche métallique réfléchissante d'u- ne autre manière, par exemple par vaporisation. Il est alors recommandable d'appliquer, de façon connue, sur la surface à métalliser une couche de vernis et éventuellement une couche d'apprêt pour tenir compte des irrégula- rités superficielles que provoque la structure fibreuse. -
L'invention sera expliquée en détail à l'aide de quelques exem- ples de réalisation.
EXEMPLE I.
On constitue une pâte de papier contenant par kilo 80 g. de fi- bres de papier et 4 g. de méthyl-cellulose, le reste étant de l'eau. On pro- jette une mince couche de cette pâte sur un moule affectant la forme d'un cône tronqué qui est revêtu d'avance d'une mince couche de stéarate d'alumi- nium. Pendant la projection, on fait tourner le moule autour de son axe, tandis que l'éjecteur est animé d'un léger mouvement de montée et de descen- te. On pose ensuite sur le moule deux bagues raidisseuses en aluminium de di- mensions appropriées, de façon qu'elles entourent les deux extrémités du cône tronqué. Ces bagues, rendues rugueuses par mordangage, sont recouver- tes d'une mince couche d'une émulsion de colle à base d'acétat polyvinyli- que.
On poursuit alors la projection de façon à obtenir sur le moule une couche fibreuse de l'épaisseur désirée. Après séchage forcé, on détache l'objet du moule, puis on l'imprègne de vernis à la nitrocellulose et l'en- semble devient suffisamment transparent pour l'utilisation comme abat-jour.
EXEMPLE II.
Une pâte fibreuse de papier de même composition que dans l'exem- ple I, est projetée sur un moule parabolique de façon à constituer une cou- che d'épaisseur uniforme. Après séchage, on revêt l'intérieur de l'objet obtenu d'une couche d'apprêt constituée de vernis à la nitrocellulose con- tenant comme pigment du brun de Cassel et de la bentonite, puis on y appli- que une couche de vernis à base d'urée. Ensuite, on chauffe à une tempéra- ture d'environ 1200 et on y applique de manière connue, par vaporisation, un miroir d'aluminium. On obtient ainsi un réflecteur bon marché qui sa- tisfait à des conditions très sévères.
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EXEMPLE III.
On travaille en pâte 1/2 kilo de fibre d'amiante et 5 g. de cel- lulose méthylique, mélangés à un litre d'eau. Pour favoriser le décollement du moule. on ajoute à la pâte de l'huile émulsionnée, par exemple une émulsion d'huile de paraffine. En procédant de la manière indiquée dans l'exemple II, on obtient un réflecteur qui résiste bien à la chaleur et qui est incombus- tible. En cas de besoin, la surface extérieure peut être recouverte de vernis contenant des pigments colorés.
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METHOD OF MANUFACTURING OBJECTS. IN FIBROUS MATERIAL.
The invention relates to the manufacture of articles made of fibrous material such as paper and asbestos.
To this end, it is known to process such fibrous materials according to the processes used in the paper and papier-mâché industry.
It is known that for the manufacture of paper, one starts with a very dilute fibrous suspension which, by suction on a porous background, for example a wire mesh, frees a large part of the water used as a means of. suspension, then dried. The good mechanical strength of the products thus obtained results from the fact that the fibers are arranged essentially in a direction parallel to the bottom.
To remove the traces that the porous base could leave on the surface of the products, it is possible, in the case of sheets or plates, to laminate them.
Complicated objects obviously do not lend themselves to rolling; in addition, the manufacture of their mold presents certain difficulties, because materials such as wire mesh are not suitable for this use.
In addition, since the fibrous suspensions to be processed behave like a liquid, a layer of uniform thickness does not then form on the wall of the mold, which may constitute a drawback for certain applications of these products. , for example for diaphanous luminaires.
In addition, the finished article is difficult to detach from the mold, because the fibrous material penetrates somewhat into the openings of the wire mesh. Finally, yet another drawback, if auxiliary substances, such as binders, substances for promoting transparency, colorants, etc. are introduced into the fibrous suspension, these are largely lost during the aspiration.
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In the manufacture of papier-mâché, the conformation is obtained by molding and for this purpose, the fibrous material must be used in the form of a thick fibrous pulp and therefore of a plastic mass.
This process eliminates the drawbacks inherent in the suction method; the molds do not need to be of porous material. In addition, since the liquid in the fibrous material is essentially removed by vaporization, no appreciable losses occur in any auxiliary substances which may be introduced into the pulp. However, the mechanical strength of these molded products is much smaller than that of objects obtained by suction, because the fibers are not arranged parallel to the surface of the mold, but scatter in an arbitrary fashion.
According to the invention, the mentioned drawbacks of the known methods of preparing articles of fibrous material are eliminated by projecting a fibrous pulp against the surface of a mold with a force such that the fibers are oriented parallel to this surface. and that an object is obtained consisting of a coherent layer which is dried on the mold and which is subsequently removed.
As the fibers are essentially parallel to the surface, an excellent cohesion is obtained, as in usual papermaking, which is further enhanced by a certain felting effect. The fibers not being extracted, as in the manufacture of paper, from a dilute suspension, but obtained by drying pulp elements which, owing to their different sizes, reach, at different speeds, on the surface. surface of the mold, the structure of the object is not strictly massive, which gives a particular appearance to the surface and ensures a certain decorative effect. Subsequent impregnation makes it possible to give the porous fibrous mass the properties desired for certain applications.
This impregnation makes it possible to modify the material so that it is more dia- phane and that it is easier to clean, which is of importance for example for lampshades.
The application of the layer on the mold can be carried out, for example, with the aid of a projection device for plastics, in which an intense current of air disintegrates the mass and communicates to the particles of this mass the required speed. The material can be thrown in a continuous jet, or in small, carefully measured portions, with great force against a fixed or movable disintegrating element, for example a ball or a paddle wheel, and then be blown. The required velocity can be imparted to the material by pressurized air or by centrifugal force. It suffices that the disintegrated mass reaches with sufficient force on the surface of the mold. One can act on the uniformity of the fibrous layer by acting on the relative movement of the surface of the mold and of the device which feeds the fibrous material.
In general, for the mold, a rotary movement around a vertical axis will be chosen, and for the device, an upward and downward movement.
The fibrous paste must be sufficiently consistent so that it cannot flow onto the surface of the mold.
The desired elements can be incorporated therein in the object, for example binders to modify the mechanical properties, dyes and coarse particles to obtain a certain decorative effect, as well as substances which can give, for example to lighting devices. - rage, a desired transparency. Substances, such as methyl cellulose, can also be added to it which promote the relative sliding of the fibers when the dough reaches the surface of the mold.
In the process according to the invention, the molds are not subjected to great pressures, as in the case of die casting; they can therefore be of very light construction. To allow easy detachment of the products after drying, which can be effected by gentle heating, a layer of a release promoting agent as used for molding the mold may be applied to the surface of the mold. plastics, for example aluminum stearate. These substances can also be added to the fibrous pulp.
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The method according to the invention makes it possible to obtain, in a very simple manner, an armament constituted, for example, of threads or of tapes possibly assembled into a carcass. To this end, this armament can be placed on the mold before the fibrous pulp is sprayed thereon. However, preferably, the weapon is placed only after the projection on the mold of a thin layer of fibrous paste. To promote the adhesion of the fibrous material, the armament can be provided with an adhesive layer; will, for example, advantageously use an emulsion, for example an emulsion of a polyvinyl acetate glue in water. In the case of using a weapon in metallic parts, it is advisable to etch the surface to make it rough.
An excellent decorative effect can be obtained, for example for the manufacture of lighting fixtures such as lampshades, by applying to the mold, before the projection of the fibrous mass, non-transparent or less transparent parts, or of another color, optionally according to a determined template. In the case where pieces of small dimensions are used, for example pieces of paper, they can also be applied mixed with the fibrous pulp. The live force by which they are driven when they reach the wall of the mold, applies them more or less parallel against the surface of this wall.
It is also possible to cover in advance the entire wall of the mold with a sheet such that the fibrous material can adhere to the opposite face. This is of importance, for example, in the manufacture of reflectors. One can use, for this purpose, for example metallized paper or a sheet of metal, one side of which is covered with glue.
The objects according to the invention can also be transformed into reflectors by applying a reflective metallic layer thereto in another way, for example by vaporization. It is then advisable to apply, in a known manner, to the surface to be metallized a layer of varnish and possibly a primer layer to take account of the surface irregularities caused by the fibrous structure. -
The invention will be explained in detail with the aid of a few exemplary embodiments.
EXAMPLE I.
A pulp of paper is formed containing 80 g per kilogram. of paper fibers and 4 g. methyl cellulose, the remainder being water. A thin layer of this paste is cast on a mold in the form of a truncated cone which is coated in advance with a thin layer of aluminum stearate. During spraying, the mold is rotated around its axis, while the ejector is driven by a slight up and down movement. Two aluminum stiffening rings of suitable dimensions are then placed on the mold so that they surround the two ends of the truncated cone. These rings, roughened by biting, are covered with a thin layer of an emulsion of glue based on polyvinyl acetate.
Projection is then continued so as to obtain on the mold a fibrous layer of the desired thickness. After forced drying, the object is detached from the mold, then impregnated with nitrocellulose varnish and the whole becomes transparent enough for use as a lampshade.
EXAMPLE II.
A fibrous pulp of paper of the same composition as in Example I is sprayed onto a parabolic mold so as to constitute a layer of uniform thickness. After drying, the inside of the object obtained is coated with a primer layer consisting of nitrocellulose varnish containing Cassel brown and bentonite as pigment, then a layer of varnish is applied. urea based. Thereafter, it is heated to a temperature of about 1200 and an aluminum mirror is applied thereto in known manner by vaporization. This gives an inexpensive reflector which satisfies very severe conditions.
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EXAMPLE III.
We work in paste 1/2 kilo of asbestos fiber and 5 g. of methyl cellulose, mixed with one liter of water. To promote mold detachment. emulsified oil, for example a paraffin oil emulsion, is added to the paste. By proceeding as indicated in Example II, a reflector is obtained which is resistant to heat and which is incombustible. If necessary, the outer surface can be covered with varnish containing colored pigments.