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OBJETS MOULES. DURS; EN COPEAUX DE BOIS; LEUR PROCEDE ET APPAREIL DE
F'ABRICATION.
Il est déjà connu de comprimer en plaques du bois réduit en petits fragments avec addition de liants, notamment de résines synthéti- ques et d'utiliser celles-ci à la place de bois naturel dans la menuiserie de construction et d'ébénisterie. Mais ces plaques ont tendance à se dé- former, quelques fois même après un temps relativement long. La résistan- ce à la déformation à plat diminue de plus en plus avec un poids spécifi- que croissant et une épaisseur décroissante des plaqueso C'est pour ces raisons que jusqu9à présent±;on a mis la plupart du temps sur le moule que des plaques d'un poids inférieur à 0,8 g/cm3 et d'épaisseurs comprises entre 10 et 30mm.
L'invention concerne des objets moulés durs en copeaux de bois9 dont le poids est d'environ 1 g/ cm 3 et au-delà., dont l'épaisseur est comprise entre 3 et 12 mm.,et qui cependant ne se déforment pas. Ce- ci est dû à la composition des objets moulés qui sont en copeaux de bois ayant approximativement les mêmes dimensions, les copeaux étant imprégnés au moins partiellement de résine synthétique durcie et la teneur en résine synthétique des objets moulés étant comprise entre 5 et 20% en poids.
Par suite de leur grande résistance de surface et de leur résistance mécanique., ces objets moulés sont utilisables dans les domaines d'application les plus divers, notamment lorsque on exige des possibilités de nettoyage facile et une grande résistance aux contraintes mécaniqueso
Afin de pouvoir fabriquer ces objets moulés possédant de bonnes qualités techniques d9utilisation à partir de copeaux de bois, il est nécessaire d9utiliser, pour leur fabrication, les cinq stades succes- sifs du procédé en combinaison :
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1/ On doit utiliser, pour la fabrication d'un objet moulé, des copeaux de bois ayant approximativement les mêmes dimensions.
2/ Le liant constitué par une résine synthétique doit pénétrer au moins partiellement dans les copeaux de bois.
3/ Le moulage des objets à fabriquer doit être obtenu dans un moule à bords délimites.
4/ Au cours du refroidissement de l'objet chaud venant de la presse, il ne doit pas se produire de chutes nuisibles de températures.
5/ Après refroidissement on doit pouvoir amener les objets moulés terminés à leur état d'équilibre hygroscopique sans qu'il se pro- duise des tensions nuisibles.
On utilise comme matière première pour la fabrication des objets selon 1?invention des copeaux de bois et non des fibres de bois.
Sous la dénomination "bois";, on comprend non seulement le bois naturel, mais aussi la substance liquéfiée de plantes quelconques, telles que du lin, du chanvre de la canne à sucre, du roseau et similaires Alors que dans la fabrication des fibres de bois, telles quelles servent comme matière première dans la fabrication du papier, du carton ou des plaques en fibre de boisla désagrégation mécanique du bois avec addition impor- tante d'eau a lieu jusqu'à ce qu'on obtienne des fibres ou un faisceau de fibres, l'opération de fragmentation est poussée beaucoup moins loin lors de la fabrication des copeaux de bois devant être utilisée selon l'invention.
Les copeaux utilisés comme matière première selon le procédé, objet de l'invention, peuvent être obtenus par réduction de bois en co- peaux parmi lesquels on doit comprendre aussi les plantes liquéfiées,et ces copeaux doivent avoir approximativement les mêmes dimensions. On peut faire attention,déjà lors de la fabrication des copeaux de bois, à ce qu'il ne se forme que des copeaux de mêmes dimensions. Ceci est notamment le cas lorsque les copeaux sont obtenus à partir de bois en morceaux de mê- mes dimensions et de même forme particulièrement dans le but de servir de .matière première pour la fabrication de plaques en copeaux. Il existe aussi des procédés dans lesquels on utilise des copeaux de bois de dimen- sions très différentes.
Ceci s'applique avant tout aux déchets utilisés lors du travail du bois naturel, par exemple lors du sciage et du rabota- ge. Ces copeaux qui ont une importance particulière pour le procédé, objet de 1?invention, ont été considérés jusqu'à présent comme non appro- priés à la fabrication de plaques en copeaux de bois, car ils sont parti- culièrement courts et leur longueur est la plupart du temps inférieure à 20 fois leur largeur ou leur diamètre. Mais, diaprés le procédé objet de l'invention, ces déchets de bois peuvent être d'une- utilisation profitable quand on les réduit, par un procédé approprié, en fragments ayant approxi- mativement les mêmes dimensions. Les déchets trop gros se produisant lors du travail du bois en copeaux peuvent être réduits en fragments plus petits, par exemple par mouture.
La séparation peut être obtenue selon différents procédés usuels dans la technique. Un procédé dans lequel on travaille par tamisa- ge est décrit ci-après à titre d'exemple pour un mode de travail éventuel.
Mais on peut aussi opérer avec d'autres procédés, par exemple à 1?aide de tarares etc.
On répand sur un dispositif de tamisage des copeaux tels que ceux que l'on obtient dans une scierie ou un atelier de rabotage, sous for- me de copeaux de sciage ou de rabotage, les tamis ayant des largeurs de maille successives égales à 40, 20, 10, 5, 2 et 0,5 mmo Comme dispositif de tamis, on utilise un tamis oscillant rapidement dans lequel le mouve- ment est produit par l'intermédiaire d'un champ magnétique par un courant alternatif d9environ 50 ou 60 périodes/seconde.
Lors de l'utilisation d'un tamis de ce genre, les copeaux sautent sur le tamis, de sorte que les copeaux les plus gros ne peuvent pas se fixer facilement dans les mailles du tamis et les boucher pour lescopeaux plus petits, chacune des fractions
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tamisées des copeaux est recueillie à parto Les copeaux qui ne doivent pas être utilisés en raison de leur forme et de leurs dimensions peuvent être réduits en fragments plus petits par mouture, de même que des mor- ceaux de bois de déchets,qui sont trop petits pour être réduits en copeau: dans des machines particulières et ces copeaux sont répandus sur le tamis.
Suivant les conditions qui--se présentent, on peut choisir aussi d'autres dimensions de tamis et d'autres éléments de tamis, et mélanger deux éléments de tamis voisins et les utiliser ensemble. On peut modifier l'apparence de 1?objet moulé par le choix de la grandeur des copeaux. Avec des dimen- sions croissantes des copeaux, la structure de ceux-ci et le caractère du bois ressortent de plus en pluso L'utilisation de copeaux de mêmes dimen- sions n'exclut pas que l'on puisse munir des objets moulés, obtenus avec des copeaux d'une dimension déterminée, d'au moins une couche superficiel- le mince de copeaux d9 autres dimensions.
Ainsi, par exemple, on peut com- muniquer à des parois, à 1-laide de couches extérieures constituées par des copeaux de surfaces particulièrement grandes, une apparence agréable, et d'autre part, on peut munir des objets moulés, formés de copeaux plus gros, de couches superficielles en copeaux plus fins. Enfin, on peut aussi. munir une ou les deux faces de l'objet moulé d'une couche de placage ad- hérenteo
La solution de liant utilisée doit pénétrer au moins partiel- lement dans les copeaux. L'imprégnation des copeaux peut être obtenue de la façon suivante, par exemple. On verse les copeaux dans un récipient muni d'un dispositif de mélange. On met le mélangeur en marche et on pro- jette la solution de liant par des tuyères sur la masse de copeaux se trou- vant en mouvement permanent.
Ceci permet d'obtenir une répartition uni- forme de la solution de liant. Un traitement relativement long du mélan- ge accélère la pénétration du liant dans les copeaux. Mais l'imprégnation des copeaux peut aussi être obtenue d'une autre manière et par d9autres moyenspar exemple à l'aide d'un tambour rotatif.
Mais les solutions très visqueuses de liant livrées la plu- part du temps par l'industrie des résines synthétiques sont moins bien appropriées à la réalisation du procédé selon 1-'invention., dans l'état dans lequel elles sont livrées parce qu'elles ne pénètrent pas suffisam- ment dans les copeaux. On obtient de meilleurs résultats lorsque l'on abaisse la viscosité des solutions par addition d'eauo Il s'est cepen- dant révélé comme particulièrement avantageux d'utiliser des résines synthétiques faiblement concentrées, par exemple celles dont les solu- tions concentrées à environ 70% ont une viscosité inférieure à 2 poises à la température ambiante.
Les solutions de ce genre pénètrent aussi bien ou mieux dans les copeaux de bois que des solutions plus diluées de résines fortement condensées de même viscosité sans cependant entraîner d'aussi grandes quantités deau. La pénétration de la solution de liant peut être facilitée, en outre, par 1?utilisation de solutions à tension superficielle réduite. La tension superficielle peut être diminuée par addition d'agents mouillants, par exemple d'alcolylébenzolsulfonates ou de sulfates dalcools gras actifs capillaires.
Les copeaux ainsi obtenus, imprégnés de liant, sont prêts a être moulés. Ce mélange est désigné sous le nom de masse moulable.
Puisqu'une trop forte teneur en eau de la masse moulable diminue les qua- lités de résistance de la pièce moulée en raison de la formation de vapeur d'eau se produisant lors du moulage à chaud, on recommande de travailler la masse moulable avec une teneur en eau pas trop élevée. Jusqu'à présent, on a effectué le moulage sous pression des plaques en entassant la masse moulable dans la presse, par exemple à l'aide d'un cadre en bois en enle- vant le cadre et en effectuant l'opération de moulage. Dans d'autres cas, on a d9abord comprimé préalablement la masse moulable à froid puis termi- né le moulage de cette plaque préalablement comprimée, dans laquelle les différents fragments n'adéraient que faiblement ensemble, dans une presse chaude.
Dans les deux cas, la matière se trouvant aux bords s'écoule vers l'extérieur au cours du moulage de sorte qu9il se forme, dans la pla-
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que finie, des zones de bords dans lesquelles la matière se trouve moulée' sous une pression moindre. Ces zones de bord ont un poids spécifique plus petit quel'intérieur des plaques De même dans la répartition irréguliè- re du poids spécifique dans l'objet moulé, on voit la raison d'une déforma- tion ultérieure du moule. Cet inconvénient est diminué dans le procédé objet de 19 invention, en moulant la masse moulable dans des moules dont lES bords sont limités ou fermés. Cette opération est effectuée par exemple, de la fagon suivante : On remplit tout d9abord le moule de masse moulable.
Comme la masse qui y est versée occupe environ 6 à 7 fois le volume de l'ob- jet moulé terminée la partie inférieure de l'outil de moulage c'est-à-dire la matrice, doit être suffisamment creuse pour pouvoir recevoir toute la masse moulable mobile qui y est versée. Après remplissage du moule, la fa- ce supérieure de la masse doit être lissée. Mais si des parties de l'ob- jet moulé devaient-être d9épaisseurs plus ou moins grandes, on doits, en ces emplacements,remplir plus ou moins le moule de masse moulable, afin que celle-ci soit comprimée également en ces emplacements et que l'objet moulé ait partout le même poids spécifique. Après que la masse moulable a été versée dans la presse on forme celle-ci.
Au cours du chauffage de la masse moulable la plus grande partie de 1-'eau présente encore dans la masse moulable se vaporise et on recommande de laisser la vapeur d'eau s'é- chapper hors de la masse moulable avant le durcissement du liant de rési- ne synthétique. Ceci peut être obtenu., par exemple,par une ouverture de courte durée de la presse,, puis on referme la presse et on effectue le durcissement de la matière sous la pression complète de la presse. Afin d'atteindre un poids spécifique de l'ordre de grandeur de 1 g/cm3 et au- delà, des pressions de l'ordre de grandeur d'environ 70 Kg/cm2 et au-delà sont nécessaires. La température de durcissement est comprise entre 100 et 1800 environ, la durée de durcissement décroissant avec une températu- re croissante de durcissement.
Le durcissement étant terminée on ouvre la presse et on retire l'objet mouléo
Au cours du traitement ultérieur des objets moulés terminés, il y a lieu de faire attention qu'il ne se produise pas de tensions nui- sibles qui pourraient produire une déformation des objets moulés. Dans ce but, il est nécessaire de refroidir uniformément les objets moulés chauds. On peut obtenir ce résultat de façon tout à fait simple, sans l'utilisation de dispositifs particuliers., en déposant les objets moulés chauds.9 immédiatement après les avoir retirés de la presseg dans une chambre calorifugée et en les y laissant lentement refroidir jusqu'à la température ambiante.
Mais on peut aussi utiliser des dispositifs de refroidissement construits dans ce but, dans lesquels la vitesse de re- froidissement peut être influencée par exemple par un dispositif de chauffage. Les dispositifs de ce genre peuvent aussi travailler de fa- çon continue.
La teneur en eau de l'objet moulé est abaissée jusqu'à 2 à 3% environ par le moulage à haute température. Cette teneur en eau est inférieure à celle que les objets moulés peuvent atteindre par ab- sorption d'eau de Pair ambiant. Dans ce cas, il est absorbé plus ou moins d'humidité suivant la teneur en humidité de 1-'air. L'état dans le- quel la plaque contient suffisamment d'humidité pour qu'elle absorbe plus d'humidité de 1-'espace environnant ou ne lui en cède pas, est dé- signé sous le nom d'équilibre hygroscopique. Si l'on abandonne la pla- que à elle-même avec la teneur réduite en humidité. il peut se produire une déformation des objets moulés due à une absorption non uniforme de l'eau.
C'est pour cette raison que les objets moulés doivent être ame- nés à l'équilibre hygroscopique,, à savoir de telle manière que, pendant 1-'absorption d'eau, les tensions pouvant apparaître ne produisent pas de déformations de la plaque.
La fixation de l'équilibre hygroscopique peut être obtenue de façon très simple et par exemple de la panière suivante
Les objets moulés refroidis sont immergés dans l'eau, à la-
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quelle, afin de mieux humecter l'objet moule;, on peut ajouter des agents mouillants. Les plaques, bien humectées superficiellement sont ensuite su- perposées et pressées dans une chambre fermée ou abandonnées pendant quel- ques heures ou quelques jours à 19'état humide. La durée de ce dépôt va- rie suivant la constitution de la plaque, son épaisseur, son poids spéci- fique et sa teneur en résine synthétique. On peut aussi traiter les ob- jets moulés par la vapeur d'eau ou les soumettre sur toutes leurs faces à un gaz contenant de la vapeur d'eau, en particulier de 1-'air humide.
La déformation des objets moulés lors de l'humidification peut être empêchée mécaniquement,pour autant qu'il est nécessaire, par exemple,par empilage des pièces moulées sans couches intermédiaires ou par montage dans un ca- dre. Il est recommandable en outre, d'humidifier les objets au-delà de 19équilibre hygroscopique, puis de les sécher jusqu9à la teneur normale en eau. Le séchage peut être effectué de façon analogue à l'humidification, par exemple,par entreposage des objets moulés dans une chambre ayant une teneur normale en humidité.
Ils cèdent alors l'humidité absorbée en excé- dent et ne se déforment plus ultérieurement, même lorsque la teneur hy- groscopique de 19air varieo
La réalisation pratique du procédé décrit peut être beaucoup facilitée par une conformation appropriée des appareils nécessaires à cet effet. Ceci s'applique d'abord à la presse.
Les figures 1 à 3 servent à caractériser de façon non équivo- que les références utilisées dans la description du dispositif.
La figure 1 représente une coupe verticale axiale et schéma- tique d'une presse hydraulique servant à la fabrication des objets moulés, selon 19invention.
Au piston inférieur 1, étanche à la pression,est fixée la conduite 2 pour le fluide de compression, de 1?huile ou de Peau. Dans le cylindre 1 coulisse le piston 3. Sur ce piston est fixé le plateau infé- rieur 4 de la presse, en face duquel se trouve le plateau supérieur 5 de la presse. Sur ces plateaux de presse, on monte les deux parties de l'ou- til à mouler conformateur, la partie inférieure ou matrice, recevant la matière à comprimer ou à mouler et la partie supérieure ou poinçon s'a- daptant dans la partie inférieure de l'outil à mouler.
La figure 2 représente en coupe un outil à mouler qui sert à la fabrication d'une plaque plate. La matrice cômprend des parois la- térales 7 résistantes à la pression, et un fond solide 8 dans lequel on peut prévoir des évidements 9, qui servent à recevoir 19agent de chauf- fage, par exemple,de la vapeur,des bâtons chauffants, etc. On peut aussi réaliser le chauffage par la haute fréquence,, à 1-laide des pattes 10 prévues latéralement, la matrice est fixée sur le plateau inférieur 4 de la presse. Le poinçon correspondant 11 s'adapte dans l'ouverture de la matrice et peut être aussi muni d'évidements 9, destinés à recevoir l'a- gent de chauffage, et de pattes 10 pour sa fixation au plateau supérieur 5 de la presse.
Si l'on veut fabriquer des objets occupant un volume dans 1-'espace, par exemple un plat.,on utilise une matrice 24, telle que celle qui est représentée sur la figure 3. Au-dessus de cette matrice, on a représenté le poinçon 14. Abstraction faite de sa forme l'outil est construit de façon analogue à celui de la figure 2.
On a déjà indiqué que la masse moulable entassée occupe un volume égal à 6 à 7 fois celui de l'objet moulé terminé et que, dans ce but, la matrice doit être usinée très profondément pour pouvoir recueil- lir la masse moulableo 19 enlèvement de l'objet moulé terminé hors de la matrice est rendu difficile non seulement par la profondeur du moule et par sa température élevée.,mais en raison de ce que, aussi, les ob- jets moulés peuvent adhérer occasionnellement au moule et ne peuvent être retirés hors de ce dernier qu'en utilisant des outils particuliers; dans ces cas,on ne peut pas toujours éviter sûrement que les objets moulés soient endommagés, en outre, le poinçon chaud est une cause de dérange-
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ment pour le personnel.
Le remplissage du moule et l'enlèvement de l'ob- jet moulé terminé occasionnent des pertes de temps pendant lesquelles la presse ne peut pas être utilisée pour la productiono
Or la demanderesse a trouvé que 19 on peut éviter, ces in- convénients quand on verse la masse moulable dans un récipient au moins partiellement non résistant à la pression et transportable, dont la surfa- ce extérieure est identique à la forme de la matrice, lorsqu-'on introduit celui-ci dans la presse, qu'on effectue 1?opétation de moulage et quon enlève le récipient hors de la presse avec l'objet moulé terminé. La fi- gure 5 représente un récipient 12 de ce genre en matière non résistante à la pression, dont la face extérieure est identique à la forme de la matrice 13.
La paroi latérale du récipient 12 fait saillie au-dessus de la paroi latérale 13 de la matrice. L'utilisation d'un récipient léger de ce genre et facilement transportable permet d'obtenir de grands avan- tageso Le récipient est séparé de la presse dans l'espace, il est rem- plia indépendamment du travail technique de masse moulable et est intro- duit dans la matrice 13 qui est fixée sur le plateau inférieur de la presse. Lors de la fermeture de la presse, le poinçon 14, représenté sur la figure 3 et fixé au plateau de presse 5 comprime la masse moula- ble de plus en plus dans le récipient 12. La pression latérale qui se produit tout d'abord est si faible qu'elle peut être absorbée par la paroi latérale mince du récipient 12 sans que cette paroi latérale soit déformée.
En continuant à fermer la presse., le poinçon 14 atteint la hauteur de la matrice 13 de sorte que la pression devenue maintenant plus forte et s'exerçant sur la paroi latérale du récipient 12 est ab- sorbée par la matrice 13.
Les avantages de l'utilisation d'un réservoir ne résis- tant pas à la pression produisent leurs effets non seulement au cours des différents stades de travails mais aussi sur les outils de moulage.
Les outils représentés sur les figures 2 et 3 sont usinés très profon- démento Si l'on veut obtenir des objets moulés à surface extérieure lisse, les outils doivent être lissés sur les parties conformatrices9 polis et, le cas échéant subir un chromage dur,ce qui est possible seu- lement pour l'acier coulé. Pour cette raison les outils sont très coû- teux. Mais par contre la matrice 13 représentée sur la figure 5 est par contre beaucoup plus basse et peut être en fonte moulée ordinaire.
Le réservoir 12 peut être en tôle profondément étirée être poli sans difficulté etle cas échéante subir un chromage dur.
Beaucoup d'objets moulés sont fabriqués de telle manière que la face de l'objet moulé qui sera ultérieurement à l'extérieur ou à la partie supérieure se trouve à la partie inférieure du moule. Le verso de l'objet moulé est tourné vers le haut et n'a pas besoin d'être aussi poli que la face qui sera ultérieurement à l'extérieur. 0-'est pourquoi on peut faire également le poinçon en fonte moulée qui est moins coûteuse. Bien que la fonte moulée soit poreuse dans une certai- ne mesures son poli de surface est suffisant pour les buts de l'inven- tion. Mais si 19 on veut fabriquer des pièces qui soient parfaitement lisses sur leurs deux faces,on peut recouvrir le poinçon d'une envelop- pe en tôle étirée profondément et on n'a pas besoin de le faire en acier coulé. .
Au cours de la fabrication de plaques planes., les pres- sions latérales qui se forment sont inférieures à celles qui se for- ment lors de la fabrication d'objets moulés occupant un certain volume dans l'espace. CPest pour cette raison que l'on peut construire le ré- cipient transportable de telle manière quil réunisse en une seule piè- ce la partie résistante à la pression et la partie non résistante à la pression, comme on l'a représenté sur la figure 4. Le récipient de la figure 4 comprend un cadre rectangulaire 15 en fer en U, résistant à la pression,
à la partie inférieure duquel est fixée une¯plaque de fer mince 16 non résistante à la pressiono -Le cadre résistant à la pres-
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sion qui peut être aussi moins haut qu'on l'a représenté sur la figure 4, suffit à absorber les pressions latérales minimeso Il donne, en outre, au récipient la résistance à la torsion nécessaire au transport, sans trop augmenter le poidso Lorsque on opère avec ce récipient, on amène, sur le plateau inférieur 4 de la presse, le plateau chauffant à étages 17, qui dans ce cas, doit être considéré comme matrice,, puisque le récipient avec sa partie non résistante à la pression de la plaque de fer mince 16 y est posée. L'ajustage exact du récipient peut être facilité par des lis- tels de butée 18.
L'enlèvement de la plaque terminée hors du récipient est très simplifié si, avant de verser la masse moulable dans le récipient, on pose une plaque de fer mince 19 au fond du moule. Lors du renverse- ment du récipient;, la plaque de fer tombe au dehors avec la plaque mouléeo Si l'on pose sur le fond du moule ou sur la plaque de fer encastrée de mince listels 20 en forme de coin, on obtient une plaque entaillée que l'on peut briser facilement en morceaux plus petits. Ce mode de tra- vail est particulièrement recommandable lors de la fabrication de pla- ques de parois,de planchers ou de parquets. Mais aussi, lors de la fa- brication d'objets déterminés non plats, des listels en forme de coin peuvent faciliter le travail.
Au cours de la fabrication du siège de lavabo, tel qu'il est représenté vu par en-dessous et en coupe sur la figure 6, on peut mouler la partie 21 devant être fixée à la cuvette en porcelaine conjointement avec le siège 22 proprement dit en une seule opération et dans un moule unique, si l'on fixe au poinçon un lis- tel en forme de coin, qui imprime dans la partie mouléeune entaille 23 le long de laquelle ce morceau peut être séparée
Selon le procédé décrite on peut fabriquer des objets moulés plats et occupant un certain volume dans l'espace qui sont ûti- lisables pour les buts les plus différents par exemple comme ustensi- les de ménage ou comme produits semi-ouvrés ou finis pour des appli- cations quelconques dans la menuiserie du bâtiment ou l'ébénisterie aus- si bien que comme éléments de construction dans la construction de ma- chines,
d'appareils et de véhicules également là où on n'a pas utilisé de bois naturel jusqu9à présent. '
Les plaques planes peuvent être utilisées comme dessus' de tables ou de planchers, comme plaques pour bureaux,bancs d'école, comme panneaux de porte, comme paroi ainsi que comme parois et portes pour des meubles. Lorsqu'on utilise ces plaques comme dessus de tablele bord des tables peut être renforcé. Lorsque on utilise ces plaques pour des meubles de bureau ou à écrire, des bancs d'école, etco, on peut réaliser par moulage des dépressions destinées à recevoir des crayons, des encriers,etc.
Les plaques peuvent être reliées par colla- ge, vissage, etc.., à d'autres éléments de construction, par exemple des cadres en bois ou en métal, des bâtis en tube d9acier, etco, et être assemblées de façon très simple pour constituer des meubles finis ou d'autres éléments de construction.
Les objets moulés plats ou occupant un certain volume dans l'espace peuvent servir d'appui pour le corps par exemple de sièges de chaise ou de dossiers qui sont adaptés aux formes du corps. D'autres exemples dobjets moulés occupant un certain volume dans l'espace sont représentés par des sièges de lavabo, des couvercles d'armoires réfri- gérantes,des éléments de carrosserie!) des articles publicitaires occu- pant un certain volume dans l'espace et de nombreux autres articles.
Les objets moulés plats ayant une autre forme peuvent en outre être munis d'une couche de placage et aussi d'un autre revêtement quelconque,fabriqué par exemple en étoffe et être ainsi adapté dans leur apparence à chaque but d'utilisation.
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MOLDED OBJECTS. HARD; OF WOOD CHIPS; THEIR PROCESS AND APPARATUS FOR
MANUFACTURING.
It is already known to compress wood reduced into small fragments into plates with the addition of binders, in particular synthetic resins and to use these in place of natural wood in construction joinery and cabinet-making. But these plaques tend to deform, sometimes even after a relatively long time. The resistance to flat deformation decreases more and more with an increasing specific weight and a decreasing thickness of the plates. It is for these reasons that until now ±; we have put most of the time on the mold that plates weighing less than 0.8 g / cm3 and thicknesses between 10 and 30mm.
The invention relates to hard molded objects made of woodchips9 whose weight is about 1 g / cm 3 and above., Whose thickness is between 3 and 12 mm., And which, however, do not deform. . This is due to the composition of the molded objects which are made of wood chips having approximately the same dimensions, the chips being impregnated at least partially with cured synthetic resin and the synthetic resin content of the molded objects being between 5 and 20%. in weight.
Owing to their high surface resistance and mechanical resistance, these molded articles can be used in the most diverse fields of application, in particular when easy cleaning possibilities and high resistance to mechanical stress are required.
In order to be able to manufacture these molded objects having good technical qualities of use from wood chips, it is necessary to use, for their manufacture, the five successive stages of the process in combination:
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1 / Wood chips of approximately the same dimensions must be used for the manufacture of a molded object.
2 / The binder consisting of a synthetic resin must at least partially penetrate into the wood chips.
3 / The molding of the objects to be manufactured must be obtained in a mold with delimited edges.
4 / During the cooling of the hot object coming from the press, no harmful drops in temperature should occur.
5 / After cooling, it must be possible to bring the finished molded articles to their state of hygroscopic equilibrium without causing harmful stresses.
Wood chips and not wood fibers are used as raw material for the production of the articles according to the invention.
The denomination "wood" includes not only natural wood, but also the liquefied substance of any plants, such as flax, hemp, sugar cane, reed and the like. While in the manufacture of fibers from wood, as it is used as raw material in the manufacture of paper, cardboard or wood-fiber boards the mechanical disintegration of the wood with significant addition of water takes place until fibers or a bundle are obtained fibers, the fragmentation operation is pushed much less far during the manufacture of wood chips to be used according to the invention.
The chips used as raw material according to the process, object of the invention, can be obtained by reduction of wood into chips, among which one must also include liquefied plants, and these chips must have approximately the same dimensions. One can take care, already during the manufacture of wood chips, that only chips of the same dimensions are formed. This is particularly the case when the chips are obtained from lumber in pieces of the same dimensions and of the same shape, particularly for the purpose of serving as a raw material for the manufacture of chipboards. There are also processes in which wood chips of very different sizes are used.
This applies above all to waste used in working with natural wood, for example when sawing and planing. These chips, which are of particular importance for the process, object of the invention, have heretofore been considered unsuitable for the manufacture of wood chip boards, since they are particularly short and their length is great. most of the time less than 20 times their width or diameter. However, depending on the process which is the subject of the invention, such wood waste can be of profitable use when it is reduced, by a suitable process, into fragments having approximately the same dimensions. Excessively large waste that occurs during chipping woodworking can be reduced to smaller fragments, for example by milling.
The separation can be obtained by various methods customary in the art. A process in which one works by sieving is described below by way of example for a possible mode of operation.
But it is also possible to operate with other methods, for example with the aid of tarares etc.
Shavings such as those obtained in a sawmill or planing workshop, in the form of sawing or planing chips, are spread over a sieving device, the sieves having successive mesh widths equal to 40, 20, 10, 5, 2 and 0.5 mmo As the sieve device, a rapidly oscillating sieve is used in which the movement is produced by means of a magnetic field by an alternating current of about 50 or 60 periods. second.
When using such a sieve, the chips jump over the sieve, so that the larger chips cannot easily get caught in the mesh of the sieve and plug them for the smaller chips, each of the fractions.
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sieved shavings is collected in parto Chips which should not be used due to their shape and size can be reduced to smaller fragments by grinding, as can chunks of waste wood, which are too small to be reduced to chips: in special machines and these chips are spread on the sieve.
Depending on the conditions present, one can also choose other sizes of screen and other screen elements, and mix two neighboring screen elements and use them together. The appearance of the molded object can be altered by the choice of chip size. With the increasing dimensions of the chips, the structure of the latter and the character of the wood emerge more and more. The use of chips of the same dimensions does not exclude the possibility of providing molded objects, obtained with chips of a determined size, at least one surface layer - the thin layer of chips of other sizes.
Thus, for example, it is possible to impart to the walls, with the aid of outer layers consisting of chips of particularly large surfaces, a pleasant appearance, and on the other hand, it is possible to provide molded articles formed of chips. larger, from surface layers to finer chips. Finally, we can also. provide one or both sides of the molded object with a layer of adhesive plating
The binder solution used must penetrate at least partially into the chips. The impregnation of the chips can be obtained as follows, for example. The chips are poured into a container fitted with a mixing device. The mixer is started up and the binder solution is sprayed through nozzles onto the constantly moving mass of chips.
This makes it possible to obtain a uniform distribution of the binder solution. A relatively long treatment of the mixture accelerates the penetration of the binder into the chips. However, the impregnation of the chips can also be obtained in another way and by other means, for example using a rotating drum.
However, the highly viscous binder solutions supplied mostly by the synthetic resin industry are less suitable for carrying out the process according to the invention, in the state in which they are supplied because they are do not penetrate sufficiently into the chips. Better results are obtained when the viscosity of solutions is lowered by the addition of water. It has, however, been found to be particularly advantageous to use synthetic resins of low concentration, for example those with solutions concentrated at about. 70% have a viscosity of less than 2 poises at room temperature.
Solutions of this kind penetrate as well or better into wood chips as more dilute solutions of strongly condensed resins of the same viscosity without, however, carrying such large quantities of water. The penetration of the binder solution can be further facilitated by the use of solutions with reduced surface tension. The surface tension can be reduced by the addition of wetting agents, for example of alcolylbenzolsulphonates or of capillary active fatty alcohol sulphates.
The chips thus obtained, impregnated with binder, are ready to be molded. This mixture is referred to as the moldable mass.
Since too high a water content of the moldable mass decreases the strength qualities of the molded part due to the formation of water vapor which occurs during hot molding, it is recommended to work the moldable mass with a not too high water content. Heretofore, the pressure molding of the plates has been carried out by packing the moldable mass in the press, for example by means of a wooden frame by removing the frame and performing the molding operation. In other cases, the cold-moldable mass was first compressed beforehand and then the molding of this previously compressed plate, in which the different fragments only slightly adhered together, was completed in a hot press.
In both cases, the material at the edges flows outward during molding so that it forms in the plate.
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than finished, edge areas in which the material is molded under less pressure. These edge areas have a smaller specific weight than the interior of the plates. Also in the uneven distribution of specific weight in the molded object, the reason for subsequent deformation of the mold can be seen. This disadvantage is reduced in the method of the invention by molding the moldable mass in molds the edges of which are limited or closed. This operation is carried out, for example, in the following way: The mold is first filled with moldable mass.
As the mass which is poured into it occupies approximately 6 to 7 times the volume of the finished molded object, the lower part of the molding tool, that is to say the die, must be sufficiently hollow to be able to receive any the movable moldable mass which is poured into it. After filling the mold, the upper face of the mass must be smoothed. But if parts of the molded object were to be of greater or lesser thickness, we must, in these locations, more or less fill the mold with moldable mass, so that it is also compressed in these locations and that the molded object has the same specific weight everywhere. After the moldable mass has been poured into the press, it is formed.
During heating of the moldable mass most of the water still present in the moldable mass vaporizes and it is recommended to allow water vapor to escape from the moldable mass before the binder hardens. of synthetic resin. This can be achieved, for example, by opening the press for a short time, then closing the press and curing of the material under the full pressure of the press. In order to achieve a specific weight of the order of magnitude of 1 g / cm3 and above, pressures of the order of magnitude of about 70 kg / cm2 and above are necessary. The cure temperature is between about 100 and 1800, the cure time decreasing with increasing cure temperature.
Once the hardening is complete, the press is opened and the molded object is removed
During the further processing of the finished molded articles, care should be taken that no harmful stresses arise which could cause deformation of the molded articles. For this purpose, it is necessary to uniformly cool hot molded articles. This result can be obtained quite simply, without the use of special devices., By depositing the hot molded articles. 9 immediately after removing them from the pressg in a heat-insulated chamber and allowing them to cool slowly there. at room temperature.
However, it is also possible to use cooling devices constructed for this purpose, in which the cooling rate can be influenced, for example, by a heater. Devices of this kind can also work continuously.
The water content of the molded article is lowered to about 2-3% by high temperature molding. This water content is lower than that which molded articles can achieve by absorbing water from the ambient air. In this case, it is absorbed more or less moisture depending on the moisture content of the air. The state in which the plate contains enough moisture for it to absorb more moisture from the surrounding space or not yield to it, is referred to as hygroscopic equilibrium. If one leaves the plate to itself with the reduced moisture content. Deformation of molded articles may occur due to non-uniform absorption of water.
It is for this reason that the molded articles must be brought to hygroscopic equilibrium, namely in such a way that, during the absorption of water, the tensions which may appear do not produce deformations of the plate. .
The fixing of the hygroscopic balance can be obtained very simply and for example from the following basket
The cooled molded objects are immersed in water, with-
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which, in order to better moisten the mold object ;, wetting agents can be added. The plates, well moistened on the surface, are then superposed and pressed in a closed chamber or left for a few hours or a few days in a humid state. The duration of this deposition varies according to the constitution of the plate, its thickness, its specific weight and its synthetic resin content. The molded articles can also be treated with water vapor or subjected on all their faces to a gas containing water vapor, in particular moist air.
Deformation of the molded articles during humidification can be prevented mechanically, as far as is necessary, for example, by stacking the molded parts without intermediate layers or by mounting in a frame. It is further advisable to moisten the objects above hygroscopic equilibrium and then to dry them to normal water content. Drying can be carried out analogously to humidification, for example, by storing the molded articles in a chamber having normal moisture content.
They then give up the moisture absorbed in excess and do not deform later, even when the hygroscopic content of the air varies.
The practical realization of the described method can be greatly facilitated by a suitable configuration of the apparatuses necessary for this purpose. This first applies to the press.
Figures 1 to 3 serve to unequivocally characterize the references used in the description of the device.
Figure 1 shows an axial vertical section and schematic of a hydraulic press for the manufacture of molded articles, according to the invention.
To the lower pressure-tight piston 1 is attached the line 2 for the compression fluid, oil or water. In the cylinder 1 slides the piston 3. On this piston is fixed the lower plate 4 of the press, in front of which is the upper plate 5 of the press. On these press plates, the two parts of the shaping molding tool are mounted, the lower part or die, receiving the material to be compressed or molded and the upper part or punch fitting in the lower part. of the molding tool.
Figure 2 shows in section a molding tool which is used in the manufacture of a flat plate. The matrix consists of pressure-resistant side walls 7, and a solid bottom 8 in which recesses 9 can be provided, which serve to receive the heating medium, for example, steam, heating sticks, etc. . It is also possible to carry out the heating by high frequency ,, with 1-using the legs 10 provided laterally, the die is fixed on the lower plate 4 of the press. The corresponding punch 11 fits into the opening of the die and can also be provided with recesses 9, intended to receive the heating aid, and with tabs 10 for its attachment to the upper plate 5 of the press.
If we want to make objects occupying a volume in 1-space, for example a dish, we use a die 24, such as the one shown in Figure 3. Above this die, there is shown punch 14. Apart from its shape, the tool is constructed in a manner similar to that of FIG. 2.
It has already been stated that the piled up moldable mass occupies a volume equal to 6 to 7 times that of the finished molded object and that, for this purpose, the die must be machined very deeply in order to be able to collect the moldable mass. the finished molded object outside the die is made difficult not only by the depth of the mold and its high temperature, but also because the molded objects can occasionally adhere to the mold and cannot be removed. out of the latter only by using special tools; in these cases, it is not always safe to avoid that the molded objects are damaged, moreover, the hot punch is a cause of disturbance-
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ment for the staff.
Filling the mold and removing the finished molded object results in wasted time during which the press cannot be used for production.
Now, the Applicant has found that these drawbacks can be avoided when the moldable mass is poured into a container which is at least partially non-pressure-resistant and transportable, the outer surface of which is identical to the shape of the matrix, when this is introduced into the press, the molding operation is carried out and the container is removed from the press with the finished molded article. FIG. 5 shows a container 12 of this type made of material not resistant to pressure, the outer face of which is identical to the shape of the die 13.
The side wall of the container 12 protrudes above the side wall 13 of the die. The use of such a light and easily transportable container allows great advantages to be obtained. The container is separated from the press in space, it is filled independently of the technical work of moldable mass and is intro - duit in the die 13 which is fixed on the lower plate of the press. On closing the press, the punch 14, shown in Fig. 3 and attached to the press plate 5 compresses the increasingly moldable mass in the container 12. The lateral pressure which first occurs is so weak that it can be absorbed by the thin side wall of the container 12 without this side wall being deformed.
By continuing to close the press, the punch 14 reaches the height of the die 13 so that the pressure which has now become stronger and exerted on the side wall of the container 12 is absorbed by the die 13.
The advantages of using a non-pressure-resistant reservoir produce their effects not only in the various stages of work but also on the molding tools.
The tools shown in Figures 2 and 3 are very deep machined. If molded objects with a smooth exterior surface are to be obtained, the tools must be smoothed over the polished shaping parts9 and, if necessary, be hard chrome-plated. which is only possible for cast steel. For this reason the tools are very expensive. On the other hand, however, the die 13 shown in FIG. 5 is much lower on the other hand and can be made of ordinary cast iron.
The reservoir 12 can be made of deeply drawn sheet metal which can be polished without difficulty and where appropriate undergo hard chrome plating.
Many molded objects are made in such a way that the face of the molded object which will later be on the outside or at the top is at the bottom of the mold. The back of the molded object faces upward and does not need to be as polished as the face that will later be on the outside. This is why we can also make the die cast punch which is less expensive. Although cast iron is porous to some extent its surface polish is sufficient for the purposes of the invention. But if one wants to make parts which are perfectly smooth on both sides, one can cover the punch with a casing of deeply drawn sheet metal and one does not need to do so of cast steel. .
During the manufacture of flat plates, the lateral pressures which form are lower than those which form during the manufacture of molded articles occupying a certain volume in space. It is for this reason that the transportable container can be constructed in such a way that it unites in one piece the pressure-resistant part and the non-pressure-resistant part, as shown in the figure. 4. The container of Figure 4 comprises a rectangular pressure-resistant U-shaped iron frame 15.
to the lower part of which is fixed a fer thin iron plate 16 not resistant to pressure o -The frame resistant to pressure
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which can be as low as shown in Figure 4, is sufficient to absorb minimal lateral pressures o It also gives the container the resistance to torsion necessary for transport, without increasing the weight too much. operates with this container, one brings, on the lower plate 4 of the press, the heating plate with stages 17, which in this case, must be considered as matrix ,, since the container with its part not resistant to the pressure of the plate thin iron 16 is laid there. The exact fit of the container can be facilitated by stop strips 18.
The removal of the finished plate from the container is greatly simplified if, before pouring the moldable mass into the container, a thin iron plate 19 is placed at the bottom of the mold. When the container is overturned ;, the iron plate falls out together with the molded plate o If one places thin wedge-shaped strips on the bottom of the mold or on the iron plate 20 notched that can be easily broken into smaller pieces. This working method is particularly recommendable when manufacturing wall, floor or parquet boards. But also, when fabricating specific non-flat objects, wedge-shaped listellos can facilitate the work.
During the manufacture of the sink seat, as shown seen from below and in section in Figure 6, the part 21 to be attached to the porcelain bowl may be molded together with the seat 22 itself. in a single operation and in a single mold, if a wedge-shaped edge is attached to the punch, which prints in the molded part a notch 23 along which this piece can be separated
According to the method described, it is possible to manufacture flat molded articles occupying a certain volume in space which are usable for the most different purposes, for example as household utensils or as semi-finished or finished products for applications. - any cations in building joinery or cabinet-making as well as as structural elements in the construction of machines,
devices and vehicles also where natural wood has not been used up to now. '
The flat plates can be used as tops for tables or floors, as plates for desks, school benches, as door panels, as a wall as well as as walls and doors for furniture. When these plates are used as table tops, the edges of the tables can be reinforced. When these plates are used for office or writing furniture, school benches, etc., it is possible to produce depressions intended to receive pencils, inkwells, etc. by molding.
The plates can be connected by gluing, screwing, etc., to other building elements, for example wooden or metal frames, steel tube frames, etc., and can be assembled in a very simple way. constitute finished furniture or other construction elements.
Molded objects that are flat or occupy a certain volume in space can serve as support for the body, for example chair seats or backs which are adapted to the shapes of the body. Other examples of molded objects occupying a certain volume in space are represented by washbasin seats, cooling cupboard covers, body parts!) Promotional items occupying a certain volume in the space and many other articles.
The flat molded articles having another shape can furthermore be provided with a veneer layer and also with any other coating, for example made of fabric and thus be adapted in appearance to each purpose of use.