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OBJETS PRESSES EN FIBRES DE BOIS ET PROCEDE ET APPAREIL POUR LEUR
FABRICATION L'invention est relative à un procédé de fabrication d'un nouveau matériau de construction à partir d'amas de fibres de bois, dont les proprié- tés dépassent sous de nombreux rapports celles du bois adulte,. du contreplaqué, du bois en couches et des produits analogues à base de bois.
En outre, l'invention comprend les objets fabriqués au moyen du nouveau matériau,les appareils et modes opératoires pour leur fabrication.
On connait déjà des produits en fibres de bois, qui sont cepen- dant obtenus principalement par pressage de copeaux et fibres de bois irrégu- liers à fibres courtes, provenant du travail du bois, par exemple par rabotage ou sciage. Pour obtenir une production uniforme, les fabricants réduisent la plupart du temps également les morceaux de bois relativement grands en copeaux à fibres courtes et détruisent ainsi les valeurs élevées de la résistance que le bois adulte possède dans le sens des fibres.
Un autre, inconvénient des objets en fibres de bois connus consiste en ce que,, pour la destruction des hautes valeurs de résistance, de grands ef- forts mécaniques sont également nécessaires.
Cependant., pour fabriquer à nouveau des plaques ou objets en bois utilisables à partir des copeaux de bois à fibres courtes, dans de nombreux procédés de fabrication, on mélange les copeaux à de l'eau., qui doit ultérieure- ment être à nouveau enlevée par séchage. En outre, pour obtenir une bonne liai- son des petits déchets de bois à fibres courtes, on applique la plupart du tempsune pression de presse élevée, qui nécessite à nouveau l'emploi d'un vo- lume relativement grand de copeaux. En outre, l'addition de liants doit être relativement grande pour obtenir une résistance suffisante.
Pour un pressage moyen, la résistance des plaques connues surtout dans la direction du plan des plaques, n'est.que faible pour cette raison, malgré l'addition relativement élevée de liante de sorte que ces plaques n'ont pas une résistance suffisante pour la plupart des emplois, par exemple pour des meubles.
Pour obtenir une résistance plus élevées,, les fabricants appliquent
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des pressions plus élevées, qui entraînent nécessairement une augmentation fâcheuse du poids spécifique et une augmentation de prix de la production par Tuile de quantités plus grandes de copeaux, et de l'emploi de presses et au- tres appareils plus chers. Des plaques de ce genre sont dans la plupart des cas plus chères à fabriquer que des plaques de bois adulte ou de contreplaqué, et pour cette raison, l'emploi éminemment nécessaire au point de vue écono- mique de déchets de bois et de petits bois à la fabrication de plaques ou d'objets de bois de hautes valeurs est souvent négligé, et les copeaux et bois plus petits sont jetés au feu.
Tous ces défauts sont évités conformément à l'invention. Il est connu que le bois adulte ne gonfle ni ne se rétrécit pratiquement absolument pas en direction longitudinale de ses fibres, mais qu'on revanche, il se pro- duit un gonflement et un retrait dans le sens transversal des fibres, même à l'état comprimé. De même, la résistance du bois adulte est certes très éle- vée dans le sens des fibres, mais est extraordinairement faible dans le sens transversal aux fibres, et est par conséquent limitée pratiquement à une va- leur déterminée, ce qui rend l'emploi plus difficile ou le fait dépendre de conditions préalables déterminées.
Dans le contreplaqué,, on obtient bien une résistance plus grande dans deux directions, mais dans la troisième direction, les plaques de contreplaqué ne sont également pas maintenues, de sorte que, dans ce cas également, il existe des limites d'emploi déterminées. En revan- che, les objets de bois conformes à l'invention possèdent une résistance par- ticulièrement élevée suivant chacune des trois dimensions, et offrent l'avan tage qu'on peut les fabriquer aisément à meilleur' compte que le contreplaqué, et que les plaques de fibres de bois connues, et en utilisant de petits bois et déchets de bois.
Suivant la présente invention, on aboutit à ce résultat grâce à ce que les objets sont constitués principalement de copeaux fins et longs, donc d'amas de fibres étroites., disposés essentiellement sous forme nettement tendue dans la direction des fibres, et dont les dimensions en longueur sont au moins égales à 20 fois, en général cependant encore un nombre de fois beau- coup plus élevé, les dimensions en largeur, tandis que l'épaisseur des co- peaux est très faible, et atteint au maximum 1 mm.m mais de préférence seule- ment 0,3 à 0,5 mm Il est donc essentiel d'utiliser des pièces de bois obte- nues à partir de déchets ou découpées en copeaux,. dont la structure naturelle des fibres dans le sens longitudinal est conservée dans la plus grande mesure possible,
et en répartissant ces morceaux à longues fibres dans la masse de base de l'objet de manière que des fibres longues soient placées dans toute direction, pour obtenir également en pratique une grande résistance dans toute direction. Par suite de leur très faible largeur qui ne comporte au maximum que quelques millimètres, ces fibres ne gonflent et ne se rétrécissent prati- quement pas. Les objets en bois sont par conséquent maintenus suivant chacune des trois dimensions, et résistent à des actions d'humidité variable.
Les pièces à longues fibres peuvent être mélangées seules entre elles ou bien en ajoutant des éléments àd courtes ou en forme de pe- tites feuilles ou encore avec des copeaux finement divisés de façon uniforme, au moyen desquels on remplit les vides, puis elles -peuvent être mélangées, à un liant approprié et ensuite être pressées sous forme d'objets de forme quelconque. Pour cela, il n'est ni nécessaire ni désirable que les fibres soient entièrement imprégnées de liant; en revanche, la surface totale des fibres est mouillée au moyen d'un liant dissous dans l'eau. La teneur en liant dissous dans l'eau atteint au maximum 20% du mélange non-comprimé.
La substance solide du liant ne constitue en revanche que 7,5 % du poids des pla- ques pressées. Comme liant, on peut utiliser une colle synthétique de quali- té connue soluble dans l'eau,
A cause de la faible addition de liant, le poids des objets ain- si fabriqués est relativement faible; la fabrication est également relative- ment très simple, spécialement quand on emploie des copeaux de déchets ou du bois de déchets découpé en copeaux, de sorte au-il est possible en même temps de transformer en produits de valeur qui, dans de nombreux cas sont de
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meilleurs qualité que le contreplauqé, du bois de faible valeur, qu'on n'a sou- vent utilise jusqu'à présent que dans des buts de chauffage.
Suivant le but d'emploi dans chaque cas particulier, on peut égale- ment introduire dans la nasse des couches continues de bandes de bois .minces d'une longueur quelconque; en outre, pendant le pressage ou après le façonna- ge, on peut y appliquer des revêtements appropriés, par exemple des placages de bois qui sont fixés aux objets en amas de fibres de bois au moyen d'un li- ant, par exemple sous forme d'un. film de Tego, Sur les cotés longitudinaux découverts de plaques en amas de fibres de bois de ce genre, on peut également appliquer une baguette ou tringle de bois mur s'étendant sur toute la longueur.
On a pu démonter par des essais de flexion que les plaques en amas de fibres de bois fabriquées suivant ce procédé présentent dans toutes les di- rections des valeurs également bonnes de résistance à la flexion, qui dépassent de beaucoup celles des plaques de fibres de bois connues jusqu'à présent, et atteignent à peu près la haute valeur de résistance du bois mir dans la direc- tion des fibres, et dépassent d'un multiple la faible résistance du bois mûr en direction transversale par rapport aux fibres.
La fabrication de ces objets en amas de fibres de bois s'effectue de façon très simple et peut s'adapter au moyen d'appareils simples à la matière première telle qu'elle existe dans chaque cas particulier au lieu de sa produc- tion, et à son emploi., parce qu'aucune grande installation n'est nécessaire à sa réalisation.
Les amas de fibres étroites obtenus'au moyen de déchets ou de dé- chets mis au préalable sous forme de copeaux, sont mélangés à l'état sec ou hu- mide dans des appareils appropriés de manière qu'ils arrivent à se placer dans les directions les plus variées et qu'ils soient intimement enchevêtrés les uns dans les autres.
La masse consistant en fibres enchevêtrées les unes dans les autres et en liant, est mise ensuite sous la forme désirée dans des appareils de pres- sage connus en soi, à pressions variables.
Quelques exemples de construction d'objets en amas de fibres de bois conformément à l'invention, et d'appareils de fabrication du mélange de fibres, sont représentés sous une forme purement schématique sur le dessin., et sont encore décrites brièvement dans ce qui suit.
La fig. 1 représente une plaque qui consiste presque exclusivement en amas de longues fibres;
La fig. 2 une plaque mixte constituée d'ames de longues fibres et autres déchets de bois ;
La fig. 3 un objet façonné dans lequel on a introduit des bandes de bois;
La fig. 4 une plaque munie d'une tringle sur les côtés;
La fig. 5 un appareil de mélange;
La fig 6, une autre exemple d' appareil de mélange.
Sur les fig. 1 et 2, on représente, à cause de sa simplicité, un objet en forme de plaque; on peut évidemment fabriquer également de façon sein- blable des objets ayant d'autres formes.
On désigne par 1 les parcelles de bois individuelles à longues fi- bres qui, dans la direction des fibres, sont au moins 20 fois aussi longues que dans le sens transversal.Comme on l'a dit, on mélange ces amas de fibres avec un liant et on les enchevêtre les uns dans les autres de manière qu'ils se posent transversalement les uns par rapport aux autres, pour que la résis- tance dans le sens longitudinal des fibres se fasse sentir dans chacune des trois dimensions. 2 représente un placage extérieur, servant à recouvrir la plaque.
La plaque suivant la fig. 2 se prépare essentiellement de la même
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manière, nais contient encore à côté des amas de longues fibres 1 un nombre assez grand de bouts de bois 3, à fibres courtes ou en forme de feuilles. Au lieu de ces bouts de bois, on peut également répartir des copeaux finement di- visés dans toute la masse des fibres.
Dans les objets préparés au moyen d'amas de fibres de bois suivant la fige 3' on introduit dans la masse constituée de particules de bois à lon- gues fibres 1 et de fins copeaux de bois 4m des bandes de bois longues, étroi- tes et minces 5.
La fig. 4 représente une coupe à travers une plaque constituée de parcelles 1 à longues fibres et de fins copeaux 4 munie d'un revêtement de pla- cage 2, mais sur laquelle, du côté restant découvert pendant l'emploi, on a placé une latte 6 en bois mûr préparée de façon correspondante.
L'appareil de mélange et de pressage préalable suivant la fig.5 consiste essentiellement en une enveloppe en forme de cuve se rétrécissant du haut vers le bas,7 munie d'une trémie d'introduction 18 et d'un certain nom- bre de rouleaux tournants placés à l'intérieur de la cuve, parmi lesquels le rouleau supérieur 8 tourne en sens inverse du mouvement de la masse vers le bas, tandis que les rouleaux suivants 9a et 9b tournent dans le sens du mouve- ment vers le bas. Les rouleaux sont munis de pointes ou nervures 10, le long de leur surface.
Les amas de longues fibres introduits par le haut.., mélangés éventuellement à d'autres additions, sont d'abord saisis par le rouleau su- périeur, et sont en partie poussés à travers le canal formé entre sa surface et la paroi de 1-'enveloppe. Il parviennent alors successivement dans les do- maines d'action des rouleaux suivants, qui les mélangent intimement les uns dans les autres et les font passer progressivement vers le bas à travers l'es- pace qui se rétrécit et dans lequel ils sont comprimés,, jusqu'à ce que finale- ment ils pénètrent sous forme de bande dans le canal 11 De ce canal, on peut alors enlever la masse enchevêtrée et la faire passer dans la presse de façon- nage pour lui donner sa forme finale.
Dans l'appareil de mélange suivant la figure 6, l'espace de mélange en forme de cuve est formé de deux courroies de transport 12, 13, tournant à des vitesses réglables, dont les tambours d'enroulement supérieurs 14 15 sont plus éloignés l'un de l'autre que les tambours inférieurs 16 17. Les brins des deux courroies de transport formant les parois de la cuve se meuvent de haut en base Les amas de fibres de bois 2 sont introduits par la trémie 18 et sont ensuite saisis par un rouleau muni de pointes 19, qui vibre dans la direction de l'axe, et sont mélangés intensément les uns dans les autres, en étant en- traînés progressivement vers le bas dans la cuve, et sont encore intimement mé- langés davantage et comprimée,
jusqu' à ce qu'ils parviennent dans un canal ho- rizontal 11 d'où ils sont amenés à la presse.
L'enchevêtrement peut être amélioré du fait que les parois latéra- les de la trémie convergent de façon réglable l'une vers l'autre vers le bas et vibrent plus ou moins fortement.
Au lieu du rouleau à pointes 19, on peut également utiliser éven- tuellement un piston se déplaçant vers le haut et vers le bas, qui pousse la masse de fibres vers le bas et les mélange les unes dans les autres en tour- nant.
REVENDICATIONS.
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PRESSED WOOD FIBER OBJECTS AND METHOD AND APPARATUS FOR THEIR
MANUFACTURING The invention relates to a method of manufacturing a new building material from lumps of wood fibers, the properties of which in many respects exceed those of mature wood. plywood, layered lumber and similar wood products.
Further, the invention includes articles made from the new material, apparatus and procedures for their manufacture.
Wood fiber products are already known, which are however obtained mainly by pressing irregular short-fiber wood chips and fibers, originating from woodworking, for example by planing or sawing. In order to achieve uniform production, manufacturers mostly also reduce relatively large pieces of wood to short-grain chips and thus destroy the high values of resistance that mature wood has in the grain direction.
Another disadvantage of the known wood fiber articles is that, for the destruction of high strength values, great mechanical forces are also necessary.
However, in order to re-manufacture usable wooden slabs or articles from the short-staple wood chips, in many manufacturing processes the chips are mixed with water, which must subsequently be re-mixed. removed by drying. In addition, in order to achieve good bonding of the small short-staple wood waste, in most cases high press pressure is applied, which again requires the use of a relatively large volume of chips. In addition, the addition of binders must be relatively large to achieve sufficient strength.
For medium pressing, the resistance of the known plates, especially in the direction of the plane of the plates, is only low for this reason, despite the relatively high addition of binder so that these plates do not have sufficient strength to most jobs eg for furniture.
To achieve higher strength, manufacturers apply
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higher pressures, which necessarily lead to an unfortunate increase in specific weight and an increase in the price of the production per tile of larger quantities of chips, and the use of presses and other more expensive apparatus. Plates of this kind are in most cases more expensive to manufacture than slabs of adult wood or plywood, and for this reason the economically necessary use of waste wood and kindling In the manufacture of valuable slabs or wood objects is often overlooked, and smaller chips and wood are thrown into the fire.
All these defects are avoided in accordance with the invention. It is known that mature wood hardly swells or shrinks in the longitudinal direction of its fibers at all, but instead swells and shrinks in the transverse direction of the fibers, even at the grain. compressed state. Likewise, the strength of adult wood is admittedly very high in the direction of the fibers, but is extraordinarily low in the direction transverse to the fibers, and is therefore limited practically to a given value, which makes the use more difficult or makes it dependent on certain preconditions.
In plywood, a greater strength is obtained in two directions, but in the third direction the plywood sheets are also not held, so that in this case too there are certain limits of use. On the other hand, the wooden articles according to the invention have a particularly high strength in each of the three dimensions, and offer the advantage that they can be easily manufactured more cheaply than plywood, and that the known wood fiber boards, and using kindling and wood waste.
According to the present invention, this result is achieved by virtue of the fact that the objects consist mainly of fine and long chips, therefore of clusters of narrow fibers., Arranged essentially in a clearly taut form in the direction of the fibers, and whose dimensions in length are at least equal to 20 times, in general however still a number of times much higher, the dimensions in width, while the thickness of the shells is very small, and reaches a maximum of 1 mm.m but preferably only 0.3 to 0.5 mm. It is therefore essential to use pieces of wood obtained from waste or cut into chips. whose natural fiber structure in the longitudinal direction is preserved to the greatest possible extent,
and distributing these long fiber pieces in the basic mass of the object so that long fibers are placed in any direction, in practice also to achieve great strength in any direction. As a result of their very small width, which comprises at most only a few millimeters, these fibers do not swell and practically do not shrink. The wooden objects are therefore held in each of the three dimensions, and resist actions of varying humidity.
The long fiber pieces can be mixed alone with each other or by adding short or small sheet-shaped elements or with finely divided evenly chippings, by means of which the voids are filled, then they can be mixed, with a suitable binder and then be pressed into objects of any shape. For this, it is neither necessary nor desirable that the fibers be completely impregnated with binder; on the other hand, the total surface of the fibers is wetted by means of a binder dissolved in water. The content of binder dissolved in water reaches a maximum of 20% of the uncompressed mixture.
The solid substance of the binder, on the other hand, constitutes only 7.5% of the weight of the pressed plates. As binder, a synthetic adhesive of known quality that is water soluble can be used,
Due to the small addition of binder, the weight of the articles thus manufactured is relatively low; the manufacture is also relatively very simple, especially when using waste chips or chopped waste wood, so that at the same time it is possible to transform into valuable products which in many cases are of
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better quality than plywood, a low-value wood, which has so far often been used only for heating purposes.
Depending on the purpose of use in each particular case, continuous layers of thin strips of wood of any length may also be introduced into the trap; in addition, during pressing or after shaping, suitable coatings can be applied to it, for example wood veneers which are fixed to the objects in wood fiber heaps by means of a binder, for example under form of a. Tego film, On the longitudinal sides uncovered with panels of clusters of wood fibers of this kind, one can also apply a strip or rod of wood wall extending over the entire length.
It has been demonstrated by bending tests that the panels of wood fiber heaps produced by this process exhibit in all directions equally good values of bending strength, which far exceed those of wood fiber panels. known heretofore, and reach about the high value of the strength of mature wood in the direction of the fibers, and exceed by a multiple of the low strength of the mature wood in the transverse direction to the fibers.
The manufacture of these objects in clusters of wood fibers is carried out very simply and can be adapted by means of simple devices to the raw material as it exists in each particular case instead of its production, and its use., because no large installation is necessary for its realization.
The clumps of narrow fibers obtained by means of scraps or scraps previously in the form of shavings, are mixed in the dry or wet state in suitable apparatus so that they are able to be placed in the containers. various directions and that they are intimately entangled in each other.
The mass consisting of fibers entangled with one another and binding, is then brought into the desired shape in pressing devices known per se, at varying pressures.
Some examples of construction of objects in clusters of wood fibers according to the invention, and of apparatuses for manufacturing the mixture of fibers, are shown in purely schematic form in the drawing., And are further described briefly in what follows.
Fig. 1 shows a plate which consists almost exclusively of clusters of long fibers;
Fig. 2 a mixed plate made up of long fiber cores and other wood waste;
Fig. 3 a shaped object in which strips of wood have been inserted;
Fig. 4 a plate fitted with a rod on the sides;
Fig. 5 a mixing apparatus;
Fig 6, another example of a mixing apparatus.
In fig. 1 and 2, because of its simplicity, an object in the form of a plate is shown; Obviously, it is also possible to manufacture objects having other shapes in a seizable manner.
Individual long-fiber lumps are designated by 1, which in the grain direction are at least 20 times as long as in the transverse direction. As mentioned, these fiber clumps are mixed with a binding and entangling them with each other so that they lie transversely to each other, so that the resistance in the longitudinal direction of the fibers is felt in each of the three dimensions. 2 shows an exterior veneer, used to cover the plate.
The plate according to fig. 2 prepares essentially the same
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In this way, nais still contains, next to the clusters of long fibers 1, a fairly large number of pieces of wood 3, with short fibers or in the form of leaves. Instead of these pieces of wood, it is also possible to distribute finely divided chips throughout the mass of the fibers.
In the objects prepared by means of clusters of wood fibers according to figure 3 ', long, narrow strips of wood are introduced into the mass made up of long-fiber wood particles 1 and 4m fine wood chips. and thin 5.
Fig. 4 shows a section through a plate made up of pieces 1 with long fibers and fine chips 4 provided with a veneer coating 2, but on which, on the side remaining uncovered during use, a slat 6 has been placed. in ripe wood prepared in a corresponding way.
The pre-mixing and pre-pressing apparatus according to fig. 5 consists essentially of a casing in the form of a tank tapering from top to bottom, 7 provided with an introduction hopper 18 and a number of rotating rollers placed inside the tank, among which the upper roller 8 rotates in the direction of the downward movement of the mass, while the following rollers 9a and 9b rotate in the direction of the downward movement. The rollers are provided with spikes or ribs 10, along their surface.
The clumps of long fibers introduced from the top .., mixed possibly with other additions, are first seized by the upper roller, and are partly pushed through the channel formed between its surface and the wall of 1 -'envelope. The following rollers then successively arrive in the fields of action, which intimately mix them into each other and gradually make them pass downwards through the space which is narrowed and in which they are compressed, , until finally they penetrate in the form of a band in the channel 11 Of this channel, one can then remove the entangled mass and pass it through the press in such a way as to give it its final shape.
In the mixing apparatus according to figure 6, the tank-shaped mixing space is formed by two conveyor belts 12, 13, rotating at adjustable speeds, of which the upper winding drums 14 are further apart. 'one from the other than the lower drums 16 17. The strands of the two conveyor belts forming the walls of the tank move up and down. The lumps of wood fibers 2 are introduced by the hopper 18 and are then grasped by a roller provided with spikes 19, which vibrate in the direction of the axis, and are mixed intensely in each other, being gradually drawn down into the tank, and are still intimately mixed further and compressed ,
until they reach a horizontal channel 11 from where they are brought to the press.
The entanglement can be improved by the fact that the side walls of the hopper adjustably converge towards each other downwards and vibrate more or less strongly.
Instead of the spiked roller 19, it is also possible, if necessary, to use an upward and downward moving piston which pushes the mass of fibers downwards and mixes them into each other by rotating.
CLAIMS.