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La présente invention concerne la fabrication de panneaux isolants et autres matériaux de revêtement, ci-après dénommés "panneaux", à partir de matières cellulosiques., fibreuses ou autres, broyées ou discontinues, mêlées d'une résine thermodurcissable ou d'un autre liant, sous la forme d'une quel- conque nappe continue, dite ci-après "nappe", fabrication opérée dans une pres- se à débit continu telle qu'une presse à chenilles.
On connaissait déjà de produire des panneaux isolants, par exemple à partir d'un matériau cellulosique broyé et d'un liant résine, en comprimant à la presse statique avec addition de chaleur une nappe de ce mélange jusqu'à la réduire à l'épaisseur et à la densité voulues et indiquées par des butées sur les plateaux de la presse et jusqu'à la solidification complète et défi- nitive de la nappe.\! par la création dans la nappe de forces de con ésio inter- nes. Dans ces presses statiques, la nappe subit une pression active fixe, maintenue tant qu'il est nécessaire pour que, le plateau mobile ayant rejoint ses butées, la nappe soit réduite à l'épaisseur voulue, après qud la nappe demeure dans l'état, subissant son traitement thermique.
Dans ces conditions la pression engendrée dans les matières dont est fait le panneau durant leur compression ne peut pas être supérieure à la pression appliquée aux plateaux de la presse pour en déterminer la fermeture. Ainsi, pour une valeur de pres- sion donnée, seule la durée de compression qu'il faut pour réduire la nappe aux dimensions voulues peut varier, et varie effectivement suivant le type et la densité des matières dont est fait le panneau et suivant les conditions de travail; ces variations de durée, cependant, ne représentent en conditions normales qu'une faible part du temps total durant lequel la nappe doit rester soumise à la compression et à la chaleur dans la presse statique afin d'y ache- ver son traitement thermique.
En conséquence, il ne semble pas qu'on ait jus- qu'ici étudié la détermination de ces variations de la durée qu'il faut pour réduire la nappe aux dimensions voulues.
Afin d'obtenir, dans des conditions plus économiques, une produc- tion de panneaux plus élevée,on a préconisé de fabriquer des panneaux par un procédé continu dans une presse à passe simple, du type à chenilles correspon- dant par exemple à la description donnée par la demanderesse aux termes du brevet anglais n 665.276 et du brevet américain n 2.602.960;
, dans laquelle une nappe en translation continue, faite d'une matière cellulosique broyée ou autrement discontinue et d'un liant résineux, se trouve pressée entre des bandes métalliques soutenues par des chaînes de plateaux supérieure et infé- rieure entraînées par des roues motrices et guidées par des rails afin de suivre des trajectoires rectilignes et parallèles, bandes entre lesquelles les matières dont est fait le panneau sont maintenues sous pression et sous l'ac- tion de la chaleur afin d'empêcher leur nouvelle expansion après avoir été réduites aux dimensions définitives et y avoir été conglomérées durant un par- cours longitudinal relativement court à travers une zone de tassement ou com- pression de la nappe qui s'étend avant que les plateaux ne s'engagent dans la partie rectiligne de leur trajectoire.
La zone de tassement se place, entre les bandes métalliques supérieure et inférieure, à l'entrée de la presse à chenilles, et s'étend entre le point où la bande supérieure prend d'abord contact avec la nappe et le point où la bande-supérieure s'engage dans la partie rectiligne de son itinéraire. Le tassement de la nappe est obtenu en rapprochant l'un de l'autre les plateaux de la presse durant leur avance, les plateaux supérieurs étant contraints de se déplacer suivant une trajectoire courbe déterminée, sise à l'entrée de la presse.
Ce rapprochement des plateaux dans la zone de tassement, sera dénommé dans la suite "fermeture des plateaux", le rapidité de fermeture des plateaux pour la trajectoire courbe en question dépend de la vitesse linéaire des chaînes de plateaux, qui est identique à celle de translation de la nappeo On conçoit que dans une presse continue, la fermeture des plateaux dans la zone de tassement ou de compression équi- vaut à la fermeture des plateaux de la presse statique jusqu'à leurs butées et que leur translation dans la trajectoire rectiligne correspond au maintien de la pression dans la presse statique, qui a lieu après la rencontre des butées Là toutefois se limite l'équivalence des procédés d'utilisation des
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deux types de presses, ainsi que de leur comportement respectif, comme on va le voir.
La vitesse de déplacement de la nappe à travers la presse conti- nue est critique dans des limites fixées à l'avance, non seulement pour l' obtention d'une vitesse de production économique, mais encore parce que la durée de traitement du panneau aggloméré, à travers la zone rectiligne de ré- chauffage et de traitement de la presse, doit être suffisante pour assurer le traitement du liant résineux en sorte de créer les forces de cohésion in- ternes indiquées plus haut, sans cependant être excessive, pour ne pas s'écar- ter du taux d'humidité critique nécessaireà l'obtention d'un panneau de bonne qualité.
Il appartient de se rendre compte que la vitesse de déplacement de la nappe dans la presse, jointe au tracé choisi pour la trajectoire courbe des plateaux dans la zone de tassement, détermine la vitesse de fermeture des plateaux., Ainsi, la réduction d'épaisseur imposée à la nappe pour la porter à ses dimensions définitives s'opère dans un délai fixe, quelles que soient la composition de la nappe et autres conditions de travail. Dans la presse statique, au contraire, la durée de la fermeture des plateaux varie suivant la promptitude de la matière à se comprimer, cependant que la pression créée dans la matière ne peut excéder celle appliquée aux plateaux.
Dans la presse du type à translation continue, il n'est pas appli- qué de pression active déterminée, à travers les plateaux (qui toutefois sont maintenus abaissés, par exemple au moyen d'organes hydrauliques, en vue d'évi- ter leur soulèvement tandis que les matières constituant le panneau subissent la compression) et la pression qui produit l'agglomération de la nappe est réactive, se formant dans la matière elle-même tandis que celle-ci traverse le rétrécissement de la presse entre les plateaux en cours de fermeture et pour une vitesse de fermeture des plateaux déterminée, cette augmentation de pression réactive est inversement proportionnelle à l'aptitude à la compres- sion que la matière possède, pour le délai fixe dont on dispose.
Cette apti- tude des matières constituant la nappe sera dans la suite dénommée sa "oompres- sibilité", et dépend de certains facteurs, examinés plus loin, qui se réfèrent aux constituants de la nappe, à sa composition et à ses conditions de traite- ment avant et pendant son pressage. Si les matières dont est faite la nappe sont aisément compressibles, si elles présentent une bonne compressibilité, la pression réactive engendrée ne sera pas très forte, mais si ces matières ont de mauvaises caractéristiques de compressibilité, la pression réactive engendrée augmentera rapidement, pouvant atteindre un niveau dangereux pour la presse dont la longévité pourra être compromise.
On voit de ce qui précède que la presse continue pose des problè- mes que ne comporte pas l'utilisation d'une presse statique.
La présente invention a donc pour but de résoudre ces problèmes et en particulier de prévenir la formation de pressions réactives par trop élevées lors du traitement à la presse continue des matières dont sont faits les panneaux isolants
Pour la compression d'une nappe en translation continue, formée de matières cellulosiques;
fibreuses ou autres, broyées ou discontinues et d'un liant, jusqu'à une épaisseur et une densité déterminées, compression opérée en une seule passe dans une presse du type indiqué, l'invetion com- porte de modifier ou de prévoir, en relation mutuelle, les facteurs ci-dessus dont dépend le taux de compressibilité de..!la nappe, et la vitesse de fermetu- re des plateaux, de manière que ce taux de compressibilité ne soit pas infé- rieur à la vitesse de fermeture des plateaux, moyennant quoi la pression réac- tive engendrée par la nappe en cours de compression ne dépasse pas la limite assignée d'avance à la pression de travail de la presse.
En outre, dans la compression d'une nappe en translation continue formée de matières cellulosiques, fibreuses ou autres, broyées ou discontinues et d'un liant, jusqu'à une épaisseur et une densité déterminées, opérée en une seule passe dans une presse du type indiqué prévue pour traiter une gamme
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de matières ayant des taux de compressibilité différents, l'invention compor- te de modifier les facteurs ci-dessus dont dépend le taux de compressibilité des matières de la nappe;
par rapport à une vitesse de déplacement déterminée de la nappe, de manière que ledit taux de compressibilité ne soit pas infé- rieur à la vitesse de fermeture des plateaux, moyennant quoi la pression réac- tive engendrée par la nappe en cours de compression ne dépasse pas la limite fixée à la pression de travail de la presse.
Troisièmement, dans la compression d'une nappe en translation continue, formée de matières cellulosiques., fibreuses ou autres, broyées ou discontinues et d'un liant, jusqu'à une épaisseur et une densité déterminée opérée en une seule passe dans une presse du type indiqué prévue pour le traitement d'une gamme de matières ayant des taux de compressibilité diffé- rents, l'invention comporte de déterminer empiriquement le taux de compres- sibilité de la matière à traiter et, s'il y a lieu, de modifier les facteurs qui en commandent le taux de compressibilité afin de faire en sorte que lors du traitement dans la presse le taux de compressibilité de la matière soit égal ou supérieur à la vitesse de fermeture des plateaux de la presse, à la vitesse optimum d'approvisionnement effectivement pratiquée.
Cette détermi- nation du taux de compressibilité de la matière et sa confrontation avec la vitesse de fermeture des plateaux de la presse s'accanplissent avantageu- sement en comparant la courbe du taux de compressibilité avec la courbe de la vitesse de fermeture des plateaux, le taux de compressibilité était approprié lorsque la courbe du taux de compressibilité coïncide avec la courbe de la vitesse de fermeture, ou de préférence se situe au-dessous d'elle.
C'est ainsi, par exemple, qu'en modifiant un ou plusieurs des facteurs précités, tels que la teneur en humidité ou la température de pré- chauffage (ainsi qu'on le verra ci-après en détail), on peut faire en sorte qu'une nappe qui de par sa densité, c'est-à-dire son poids par unité de sur- face, serait normalement insuffisamment compressible pour éviter la formation dans la presse d'une pression réactive par trop élevée, soit rendre suscep- tible de traitement à la presse sans formation d'une pression réactive aussi élevée, tout en conservant la même densité.
Pour faciliter la compréhension des problèmes à résoudre, ainsi que-du principe de la présente invention, la description qu'on va lire se réfère aux dessins ci-contre, dans lesquels : - la figure 1 fournit la représentation graphique, en fonction du temps, del'évolution, en presse statique et en presse continue, de la pression créée dans des matériaux de compressibilité différente; - la figure 2 représente en élévation latérale l'entrée d'une presse continue du type à chenilles; -'la figure 3 illustre graphiquement la vitesse de fermeture des plateaux dans la zone de tassement de la presse continue, pour différentes vitesses d'amenée de la nappe;
- la figure 4 représente un graphique de cheminement relatif aux phases de traitement préalable des matières destinées à former des panneaux - les figures 5 à 15 illustrent, sous forme de graphiques, la compressibilité de matières pour panneaux, dotées de compositions, caractéris- tiques et conditions physiques différentes.
Sur la figure 1, la pression créée dans, ou par, le matériau uti- lisé est Indiquée en fonction du temps pour trois matériaux de compressibilité différente, traités à la presse statique et à la presse continue, l'identifi- cation des courbes étant la suivante :
Compressibilité
Bonne Moyenne Mauvaise A la presse statique A1 Bl C1 A la presse continue A2 B2 C2
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l'énergie ou pression appliquée pour fermer la presse statique dans cet exemple est supposée telle que la pression maximum pouvant être engendrée entre les plateaux de la presse soit PL = 400 livres par pouce carré, si Pression max PL = Energie appliquée Pression max.
P = Aire du plateau
La vitesse linéaire de déplacement de la nappe, dans la presse continue, est supposée égale à 12 pieds par minute, ce qui, pour une zone de tassement de 8 pieds de longueurs donne une durée fixe de tassement égale à 40 secondes.
Dans les deux types de presse, les butées qui déterminent l'é- paisseur finale du panneau sont supposées réglées à l'épaisseur de 1/2 pouce.
On semble distinguer deux phases successives dans la compression d'une nappe faite de copeaux de bois ou autres particules cellulosiques ou fibreuses.
La Phase N 1 consiste en un resserrement du bourrage des copeaux, dit aux déplacements relatifs des copeaux dont le nouveau groupement permet d'obtenir un bourrage plus serré, accompagné d'une expulsion d'air de la masse et suivi d'un bourrage encore plus serré entraînant une certaine déformation ou un cer- tain cintrage desdites particules. La Phase N 2 comporte la compression pro- prement dite des particules mêmes, par l'écrasement de la structure cellulaire du matériau, accompagné d'une expulsion d'air depuis l'intérieur des cellules mêmes, ce qui conduit à un accroissement de la densité globale du matériau, qui passe de # w à # w1. Dans cette phase, le nouveau groupement des parti- cules se poursuit jusqu'à un certain point.
La Phase N 1 ne requiert pas grande dépense d'énergie, et l'on verra d'après les graphiques discutés plus loin que, dans une presse statique de très faibles pressions appliquées produisent une fermeture rapide des pla- teauxo Le degré de bourrage initial des particules au moment de la distribu- tion de la nappe a dans cette phase une certaine importance et pet être ex- primé comme la proportion V des vides existant entre les particules., soit V= 1 =rc/pw où p c représente la densité apparente et / w la densité globale avant la compression de la matière même des particules.
Un autre élément joue dans la première phase de compression : c'est la facilité avec laquelle les copeaux peuvent modifier leur groupement durant la compression, et l'on verra plus loin par exemple que la promptitude de la nappe à se comprimer dais des con- ditions données croit en raison inverse de la grosseur des particules.
La Phase N 2 implique une dépense d'énergie plus considérable et l'on constate que le maintien du taux de compression exige davantage de pression, ou réciproquement qu'à pression constante le taux de compression baisse rapidement quand augmente la densité apparente /0 c, et avec elle probablement aussi la densité globale/0 w. C'est en outre à cette compres- sion de la Phase N 2, comportant déformation des particules mêmes, qu'est du. le fait qu'un panneau à liant résineux, insuffisamment traité à la presse tende à reprendre du volume ou à gonfler si l'on supprime prématurément la pression extérieure.
Dès que, la résine ayant été complètement traitée les forces de cohésion internes ont été créées dans la nappe, on assiste à une diminution de la pression de maintien extérieure, autrement dit à une décroissance de la pression réactive du panneau contre la compression externe
Considérant les courbes de la figure 1, on constate, en ce qui concerne la presse statique, que la pression maximum, pour laquelle est conçue l'installation de pressage, n'est pas dépassée, et que le temps re- quis pour atteindre l'épaisseur de panneau définitive augmente à mesure que diminue la compressibilité du matériau utilisé.
On note en particulier que la courbe A1, relative à un matériau de bonne compressibilité, atteint au point X1 cette épaisseur rapidement, en 12 secondes et avait qu'intervienne en totalité la pression disponible; la courbe Bl, relative à un matériau
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motos compressible, a besoin de la pression maximum (400 livres par ouce car- ré) et d'y demeurer près de 13 secondes jusqu'à ce qu'en 12 les butées d' apaisseur soient atteintes après au total 36 secondes de compression ; enfin la courbe C1, qui se rapporte à un matériau de faible compressibllité, demeu- re 58 secondes à la pression maximum de 400 livres par pouce carré avant la rencontre des butées d'épaisseur en X3, ce qui prend au total 75 secondes.
Ainsi donc, dans une presse statique, la différence de compressibilité des matériaux A, B et C se manifeste par la différence des durées nécessaires pour atteindre à pression maximum constante, l'épaisseur de panneau définitive, différence qu'expriment les longueurs a1, eps et c1 portées en projection au-dessus des courbes A1, B1, C Il ne survient donc pas de poussées de pres- sion dangereuses ou Indésirables, et même, dans la plupart des cas, le délai relativement long qu'il faut pour réduire d'épaisseur un matériau de faible compressibilité reste négligeable, comparativement à la durée totale du trai- tement de la nappe, qui peut atteindre 12 à 18 minutes, pour un bon traite- ment du panneau.
Contrairement à la presse statique, la presse continue doit, pour des raisons techniques et économiques, fonctionner à une cadence maximum fixe, et de ce fait la phase dans laquelle la nappe est réduite à son épais- seur définitive est commandée de façon critique par cette cadence fixe.
Il n'est pas appliqué aux plateaux de la presse une pression ma- ximum déterminable à l'avance, si ce n'est une pression de maintien empêchant les plateaux de se soulever pendant le traitement de la nappe, mais une pres- sion est créée dans la presse par la réaction des matières à la compression et dans certaines conditions cette pression peut atteindre un niveau compor- tant pour la presse un danger d'avarie ou la diminution de son rendement de travail.
Ce comportement est illustré par les courbes A2, B2 et C2, repré- sentant les mêmes matériaux, A, B et C que précédemment, mais cette fois traitée à la presse continue. Pour la commodité de l'exemple, la pression maximum "de longévité" (PL) de la presse continue est fixée, de même, à 400 livres par pouce carré.
Au bout d'une durée fixe de 40 secondes, adoptée- pour le présent exemple, la courbe A2, relative au matériau de bonne compres- sibilité, atteint l'épaisseur définitive avec une pression maximum de 300 livres par pouce carré, bien inférieure à la limite supportable par la presse Après 40 secondes également, la courbe B2, relative au matériau de compres- sibllité moyenne, parvient à l'épaisseur définitive, ayant atteint une pres- sion maximum de 400 livres par pouce carré, qui représente la pression-limite pour la presse.
Toujours après ces 40 secondes, la courbe C2 pour matériau peu compressible.; parvient à l'épaisseur définitive après avoir atteint la pression maximum de 600 livres par pouce carré, de beaucoup supérieure à la pression de travail maximum pour laquelle est prévue la presse et pouvant aisément avoir endommagé la presse.
On volt donc que la différence des caractéristiques de compressi- bilité que présentent les matériaux A, B et C se traduit, lorsqu'on utilise une presse continue, par la production de pressions réactives différentes (il- lustrées par les longueurs a2, b2 et c2 figurant à la droite du graphique) dans le matériau pour un traitement d'égale durée.
L'indication fournie par les longueurs a1,b1 et c1, pour le traitement à la presse statique, et par les longueurs a2, b2 et c2, pour le traitement à la presse continue, montre bien, comparativement, que pour la presse statique il ne s'agit que d'une ques- tion de durée du traitement qui tout au plus pourrait à un faible degré com- promettre son rendement économique, tandis que pour la presse continue l'on se trouve en présence de pressions réactives engendrées dans le matériau, qui, faut de pouvoir être maitrisées, réduiront la longévité de la presse ou lui causeront des avaries.
Comme on l'a dit, la présente invention vise à résoudre le problè- me de maîtriser les pressions réactives engendrées dans les matériaux traités
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à la presse continue, et en particulier à prévenir la formation de pressions réactives par trop élevées.
La figure 2 représente la partie antérieure d'une presse continue et plus spécialement d'une presse à chenilles du type dont la description par la demanderesse figure au brevet anglais n 665.276 (brevet américain n 2.602.960). dans laquelle une nappe chauffée 20, de matière cellulosique et liant résineux, se trouve comprimée entre les bandes métalliques 21 que soutiennent les chaînes sans fin, supérieure et inférieure 22 et 23 respec- tivement, des plateaux de la presse entraînée autour des roues motrices 24 et engagés, après le point Z, dans des trajectoires rectilignes et parallèles que maintiennent des éléments fixes rectilignes 25, les matières y étant tenues sous pression afin de ne pouvoir reprendre du volume.
La nappe 20 est réduite d'épaisseur et conglomérée durant un parcours longitudinal re- lativement court, allant du point X au point Z, à travers une zone de tasse- ment 26 située en avant de la partie rectiligne de la trajectoire, qui s'étend au delà du point Z. La zone de tassement 26 s'étend entre le point X où la bande 21, soutenue par les plateaux supérieurs 22, prend contact arec les matières de la nappe 20, et le point Z où la bande supérieure 21 ainsi que les plateaux 22 abordent leur trajectoire rectiligne.
La trajectoire des plateaux 22, à travers la zone de tassement 26, suit une courbe guidée par les rails de guidage 27 qui soutiennent la chaîne supérieure 28, la courbure de ces rails 27 obéissant à un tracé essentiellement prévu pour répondre à une gamme de matériaux d'utilisation probable et pouvant présenter, comme on le verra plus loin, des aptitudes à la compression différentes. Le tracé de la courbe des rails de guidage 27 répond également à des considérations relatives à la courbure et à la contrainte imposées à la bande d'acier 21 dans la zone de tassement (voir brevet anglais n 665.276 ou brevet améri- cain n 2.602.960) ainsi qu'à la longueur de la presse et à la vitesse de fonctionnement, pour des raisons économiques.
Comme indiqué précédemment, la vitesse d'amenée de la nappe 20 à la presse doit, pour des raisons pratiques et économiques, se maintenir dans certaines limites critiques, et de fait la presse normalement fonction- ne à une cadence déterminée, qui sera par exemple de 12 pieds par minute pour la production de panneaux de 1/2 pouce d'épaisseur, et de 18 pieds par minute pour un panneau d'1/4 pouce d'épaisseur.
Etant donné que la vitesse des bandes 21 et de leurs plateaux 22 et 23 doit être la même que la vitesse de déplacement de la nappe 20, la vitesse avec laquelle les plateaux supé- rieurs 22 se rapprochent des plateaux inférieurs 23 en traversant la zone de tassement 26 sera fixée par la vitesse de déplacement de la nappe 20, si l'on suppose que ; une presse déterminée, les rails courbes 27 guidant la chaîne de plateaux supérieurs 28 aient une courbure Invariable, autrement dit se comportent comme des cames fixes et de profil constant. Cette allure à laquelle les plateaux supérieurs 22 se rapprochent des plateaux inférieurs 23 dans la zone de tassement 26 porte jusqu'à ce jour la dénomination de "vi- tesse de fermeture" des plateaux de la presse.
Elle est exprimée graphi- quement sur la figure 3 qui indique, en fonction du temps, l'épaisseur de la nappe que délimitent les plateaux La courbe S12 représente la vitesse de fermeture qui correspond à une vitesse de la nappe de 12 pieds par minute et l'on comprend qu'à moins d'une prompte compression de la nappe entre les plateaux, celle-ci, en résistant à leur fermeture, donnera lieu à des pres- sions réactives fâcheusement élevées.
Si l'on diminue la vitesse de transla- tion de la nappe (à supposer que ce soit possible ou désirable, économique- ment et pratiquement), on obtiendra des courbes de fermeture qui, pour des vitesses de la nappe diminuant de 10 à 4 pieds par minute, sont figurées par les courbes S10 à S4, et l'on observera que dans la mesure où la vitesse de déplacement delà nappe diminue, la vitesse de fermeture des plateaux de la presse diminue aussi, et par conséquent la vitesse à laquelle la nappe doit être comprimée. Par conséquent, à des vitesses de la nappe moins élevées, la probabilité diminue de voir se former dans la nappe des pressions réactives élevées.
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Il serait possible de commander la vitesse de marche de la presse et l'arrivée du courant au four à haute fréquence au moyen d'un manostat sou- mis à la pression réactive régnant au fond de la zone de tassement dans la pressede sorte que, peur un matériau se comprimant mal, un ralentissement de la presse et une réduction de la consommation du four à haute fréquence se produiraient automatiquement, proportionnellement à cette réduction de la vitesse de marche,
Ainsi, la compression s'opérerait de façon comparable ou analogue à celle d'une presse statique, mais il s'ensuivrait très. probablement pour la presse continue à chenilles l'obtention de vitesses et de cadences de production trop lentes pour être économiques.
La présente invention se préoccupe davantage d'obvier au danger des hautes pressions réactives sans avoir recours au ralentissement de la vitesse d'alimentatîon de la nappe.
Pour aider à comprendre les principes;, phases d'exécution et tech- niques de traitement mis en oeuvre par la présente invention en vue de résoudre les divers problèmes qui se posent, la description:, à titre d'exemple, d'un processus permettant de soumettre à une préparation idoine les matières de la nappe avant leur introduction dans la presse sera maintenant donnée, réfé- rence étant faite à la figure 4.
La matière première brute,, constituée par exemple par de la sciure de bois, des fragments de copeaux, des rebuts ou des chutes de bois, est in- troduite dans un concasseur ou broyeur prévu pour en réduire les fragments à une grosseur maximum fixée à l'avance et pour en fragmenter les morceaux trop volumineux. La séparation des matières broyées d'avec l'air qui les porte est opérée dans un cyclone, après quoi les matières passent dans un tamis prévu pour retenir les morceaux trop gros ayant pu échapper au broyeur.
Ce criblage peut servir également à l'élimination des matières broyées trop fin pour être utilisables. Du criblage les matières après triage passent au séchages où l'acheminement est de préférence pneumatique et où la tempéra- ture des gaz de sortie (l'air en l'occurence) indique la teneur en humidité des matières séchées. Cette disposition permet l'emploi d'une commande ther- mostatique du foyer fournissant l'air chaude afin d'assurer un séchage unifor- me Cette phase du séchage, dans la préparation des matières, est au plus haut point importante et critique, ainsi qu'on va le voir.
Le matériau, ramené par séchage à la teneur en eau choisie après sa séparation de l'air dans un cyclone, passe dans un réservoir de matière première qui est muni d'un déversoir variable et d'un briseur de voûte inté- rieur pour éviter que l'écoulement des matières ne soit obstrué par la forma- tion de voûtes dans le réservoir. Le déversement est commandé en sorte que le débit fourni par le réservoir soit exactement celui que nécessite la dis- trj.bution, ensuite, de la nappe alimentant la presse.
Le débit fourni par le réservoir de matière première peut être également contrôlé en poids, cette étape étant nécessaire quand la phase successive, d'incorporation de la résine et de conditionnement d'huidité, s'opère en divisant la charge en deux parties aux fins d'addition séparée de résines humidité et chaleur comme on verra plus loin.
Après vérification du matériau en quantité et/ou en poids, on pro- cède à l'addition du liant résineux sous forme liquide ou pulvérulente,tandis qu'en même temps le matériau subit une ré-humidification. Encore qu'on pour- rait dès la phase antérieure de séchage porter le matériau au taux d'humidité finalement voulu, il faut mieux en pratique ramener d'abord à un faible taux d'humidité fixe tous les matériaux à leur réception., pour ensuite, durant la phase de mélange, en régler la teneur en eau par l'addition de vapeur saturée à celle que demande effectivement le processus de pressage.
Par l'addition de vapeur, on assure au matériau simultanément une humidification et un pré- chauffage initial préparant le pressage, ce qui permet la hausse de température que devra fournir le dispositif de préchauffage final (par exemple, un four
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à haute fréquence suivant le brevet anglais n 605.806 ou brevet américain n 2.580.200) ainsi qu'on le verra plus loin.
Comme on l'a signale et suivant la description que renferme la demande de brevet anglais n 5302/53, il est préférable et en certains cas nécessaire de diviser, à ce stade, la charge de matériau en deux par- ties, dont l'une reçoit l'addition de résine et l'autre l'addition de cha- leur et d'humidité, et ceci parce que, s'agissant d'une résine en poudre, on aurait un mélange insuffisant si l'on ajoutait la résine à une matière humide ou gonflée de vapeur,et que s'agissant de résine en poudre ou à l'état liquide, son addition à une masse de matière chauffée ou l'addition de vapeur à la résine, opérées trop tôt, pourraient provoquer une trans- formation chimique prématurée, intervenant avant que le matériau n'ait at- teint la zone de tassement dans la presse.
Une fois les deux parties de la charge de matériau mélangées respectivement avec de la résine et avec de la vapeur, les deux parties sont mélangées ensemble au cours d'une seconde opé ration, et réunies pour reformer la charge. Pour faciliter la compréhension générale du processus, la figure 4 n'a pas fait mention de la phase de mé- langes séparés et de réunion que l'on vient de décrire.
Le matériau, maintenant mélange de résine, humidifié à point et ayant subi un premier préchauffage, parvient ensuite au dispositif distribu- teur de la nappe, s'il y a lieu à travers une phase de malaxage final ser- vant à parfaire le mélange et à garantir que le matériau soit bien demeuré à l'état discontinu comme l'exige la distribution de la nappe. Cette phase de malaxage final peut comprendre l'opération de soumettre le matériau, ache- miné vers la trémie de distribution de la nappe, à l'action de la force cen- trifuge en vase clos, en sorte de rompre toute agglomération pouvant s'être formée dans ce matériau.
Le matériau est étendu, en une nappe de largeur, épaisseur et densité déterminées, sur une bande sans fin en acier comprenant la bande d'acier inférieure 21 de la presse, décrite en partie ci-dessus, Le dis- positif distributeur de la nappe pourra être conforme au brevet anglais n 665.275 (demande de brevet américain n 128.198), ou de préférence à la demande conjointe de brevet anglais n 3737/51 (demande de brevet américain n 270.979) qui fournir la description d'un distributeur de nappe dans le- quel les matières sont déversées sur la bande d'acier par un élément réticu- lé animé d'un mouvement alternatif ou vibratoire et situé au-dessus de la bande à une distance égale à l'épaisseur de nappe désirée, de manière que la nappe, une fois déposée,
soit égalisée par cet élément réticulé qui en règle avec précision l'épaisseur.
La nappe, étant disposée sur la bande, est entraînée vers la presse traversant d'abord une zone de préchauffage final dans laquelle les matières se trouvent portées à la température de traitement voulue par un appareil de chauffage à haute fréquence d'un 'quelconque type connu. L'application d'un chauffage à haute fréquence à la nappe en vue de son agglomération successive dans une presse continue est exposée dans la description du brevet anglais n 605.806 (brevet américain n 2.580.200), et la nécessité ainsi que le degré de préchauffage final à l'effet d'obtenir les meilleures conditions de compres- sibilité sont par ailleurs exposés au brevet anglais n 684.350.
L'appareil de préchauffage à haute fréquence est placé le plus près possible de l'entrée de la presse à chenilles dans laquelle est introduit le matériau, désormais prêt à son agglomération. Comme on l'a déjà vu rela- tivement à la figure 2, la nappe est d'abord comprimée et portée à son épais- seur définitive dans la zone de tassement 26, puis maintenue sous pression afin de l'empêcher de reprendre du volume jusqu'à prise complète du matériau qui maintenant présente la forme d'un panneau aggloméré.
On voit par conséquent qu'au cours du traitement préalable et de la préparation du matériau, celui-ci passe par des étapes ayant pour fonction de déterminer les facteurs ci-après :
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1) Grosseur et forme des particules du matériau.
2) Proportion des matériaux fins.
3) Teneur en eau.
4) Teneur en liant résineux.,
5) Quantité ou poids par unité de surface de la nappe, et
6) Température à laquelle le matériau est préchauffé et à laquelle la nappe est chauffée avant compression et chronologie des divers stades de préchauffage.
Un autre facteur variable (7) comprend en outre le choix de la matière première de départ quant au type (par exemple : bois dur, ou bois tendre, ou mélange des deux), tandis que dans la presse même un autre fac- teur variable (8) réside en ce que les plateaux de la presse peuvent être chauffés à une température de travail déterminée à l'avance.
Il est apparu que tous les facteurs variables ci-dessus énoncés commandent,, à des degrés divers, le taux de compressibilité du matériau utilisé. Par conséquent, suivant la présente invention, la compressibilité des matières de la nappe est accordée ou rendue essentiellement compatible avec la vitesse de fermeture des plateaux de la presse, par modification des facteurs ci-dessus qui commandent le taux de compressibilité de la nappe, en relation avec la vitesse prévue de déplacement de la nappe, de manière que ce taux de compressibilité ne soit pas inférieur à la vitesse de fermeture des plateaux, moyennant quoi la pression réactive engendrée par la nappe en cours de compression ne s'élève pas au-dessus de la limite, fixée à l'avance de la pression de travail imposée par la fermeture des plateaux.
Ainsi donc, supposant qu'une presse continue doive fonctionner à une cadence de production maximum fixe et que la vitesse de fermeture des plateaux soit également constante en raison du profil courbe, déterminé d' avance, que présentent les rails (27 sur la figure 2) de la zone de tassement dans la presse, et que la presse ait été construite pour une limite maximum de pression de travail PL, il appartient de déterminer le taux de compressi- bilité du matériau de nappe qu'il s'agit de traiter.
Certains des facteurs variables énoncés ci-dessus pourront en pratique n'être pas susceptibles de variation; par exemple un seul type de bois peut être disponible ou convena- ble pour un certain produit, ou bien l'on peut devoir utiliser une teneur en résine particulière, pour des raisons économiques ou relatives à la qualité ou aux propriétés du panneau qu'on désire obtenir, ou encore dans la presse les plateaux peuvent n'être chauffables qu'à une température maximum déter- minée, tandis que par ailleurs il est évidemment désirable de standardiser le plus possible la technique, ce qui peut conduire à rendre constants certains autres facteurs.
Toutefois, pour autant que tous ou certains des facteurs qui influent sur la compressibilité du matériau soient variables, il peut y avoir lieu d'effectuer des essais pour déterminer si la compressibilité du matériau convient à la presse et, dans la négative, de modifier comme il convient celui des facteurs qui peut le mieux agir sur la compressibilité et la rendre adéquate,
Les essais nécessaires peuvent commodément s'effectuer dans une presse statique dont les plateaux sont rapprochés au moyen d'une force fixée à l'avance qui, comme il a été exposé ci-dessus, ne peut provoquer que la for- mation dans le matériau d'une pression réactive maximum fixe.
La force en question sera choisie en sorte d'engendrer une pression réactive maximum se situant à la limite connue de la pression de travail de la presse, ou dans son voisinage. Le matériau choisi, ayant subi le traitement préalable qui vient d'être décrit par référence à la figure 4, et dont on connaît par consé- quent les facteurs de compressibilité, est versé dans la presse qu'on met en mouvement.
La vitesse de fermeture des plateaux en fonction du temps est enregistrée, et si la courbe obtenue se situe nettement en dehors (au-dessus) de la courbe enregistrée pour la vitesse de fermeture de la presse continue
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(par exemple connue sur la figure 3),le matériau, dans cet état, peut être tenu pour trop peu compressible pour que la presse continue puisse fonction- ner dans les conditions voulues. On conçoit à cet égard que si le plateau mobile de la presse statique n'atteint pas les butées-limites (définissant l'épaisseur définitive du panneau) dans la durée (de 40 secondes, dans les exemples considérés plus haut) connue du tassement des matières dans la presse à chenilles, le matériau, dans l'état soumis aux essais, n'est pas apte au traitement à la presse continue.
Si le matériau essayé apparaît insuffisamment compressible, les facteurs de compressibilité variables, ou certains d'entre eux, devront être modifiés jusqu'à ce qu'on obtienne de bons résultats.
Pour permettre de mieux comprendre la manière dont les facteurs de compressibilité agissent sur le taux de compressibilité de la nappe, et afin de fournir des indications sur la face d'effectuer les essais à la presse statique indiqués ci dessus, des exemples prévis d'essais à la presse stati- que seront maintenant décrits, avec référence aux figures 5 à 15 des dessins annexés. La phase de traitement préalable, dans laquelle chacun des facteurs est corrigé, se retrouve également sur le graphique de cheminement fourni par la figure 4.
La charge de matériau de départ (pour la commodité; on dira :les copeaux) est en premier lieu séchée à une température ne dépassent pas 100 C sa teneur en eau est déterminée, puis portée tout d'abord, sur base sèche, à 5,5% par l'introduction d'une quantité de vapeur mesurée en poids.
La pulvérisation de résine dans la masse de copeaux s'effectue sur la base de 50 parties d'eau pour 100 parts de résine à l'état sirupeux, le mélange final étant par conséquent :
Copeaux 80%
Résine (particules 7% solides)
Eau 13%
Le matériau est ensuite distribué en nappe à une densité déterminée à l'avance, qui peut être par exemple de 0,00145 livres par pouce carré (soit 1,015 grammes par centimètre carré), et soumis durant environ 1 minute à un préchauffage à 90 C au moyen d'un courantà haute fréquence.
La nappe est ensuite placée entre les plateaux de la presse statique, de préférence chauf- fés à 130 C par exemple, après quoi l'on ferme le plus vite possible la presse afin d'agglomérer la nappe dont l'épaisseur est réduite approximativement de 2 1/2 pouces à 1 1/2 pouces. Ceci constitue la Phase n 1 de compression mentionnée plus haut.
On poursuit la fermeture des plateaux à une allure aussi proche que possible de la vitesse de fermeture de la presse continue, jusqu'à attein- dre la pression-limite nécessaire, c'est-à-dire la limite de pression de tra- vail connue, propre à la presse continue et qui peut être par exemple de 300 ou 400 livres par pouce carré. On maintient cette pression jusqu'à atteindre les butées d'épaisseur, réglées par exemple à 1/2 pouce. C'était là la Phase N 2 de compression, mentionnée plus haut.
Durant la Phase II de compression, autrement dit durant le passage de l'épaisseur de nappe de 1 1/2 pouces à celle de 1/2 pouce, la fermeture de la presse est chronométrée avec précision, ce qui permet d'établir le gra- phique, en fonction du temps, de la réduction d'épaisseur de la nappe et de comparer la courbe obtenue avec la courbe de fermeture de la presse continue qu'indique la figure 3 des dessins annexés.
Si la courbe indique que le matériau n'est pas assez compressibl e d'autres essais sont effectués comme ci-dessus avec correction des facteurs de compressibilité les plus adéquats ou dont on peut disposer.
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Les effets obtenus en faisant varier le type de bois ou autre matériau cellulosique utilisé ainsi que la forme des particules ne sont pas pleinement exposés, mais les recherches déjà effectuées, relativement à ces facteurs et aux autres, facilitent déjà considérablement la correc- tion des facteurs. Les résultats de ces recherches seront examinés ci- après, à l'égard de chaque facteur individuellement.
Facteur N 1 .Grosseur et forme des particules.
Grosseur - S'agissant des copeaux et fragments de copeaux, dont les particules sont en général laminaires ou en forme d'éclats.\! en relevé un net accroissement de la compressibilité suivant que diminue la grosseur des particules, mesurée au crible. Sur la figure 5pour une pression limite
PL = 300 livres par pouce carré, les deux courbes qui concernent un bois tendre 'A' correspondent à des grosseurs de particule de 1/2 pouce et de 1/4 pouce, et la courbe relative à un second bois tendre 'B', pour une grosseur de particule de 1/4 pouce, est très semblable à celle pour le bois tendre 'A' de 1/4 pouce.
Sur la figure 7, les courbes se rapportent à un autre bois tendre 'C', dont la compression cette fois s'opère à la pression-limite PL = 400 livres par pouce carré. Ici encore, la compressibilité augmente quand décroit la grosseur des particules, mais il semblerait que quand s'élève la pression limite PL la différence apportée par la grosseur des particules soit moins marquée, comme le montre également la figure 6 qui concernent les mêmes matériaux que la figure 5, mais comprimés à une pression limite PL de 400 livres par pouce carré.
Forme - S'agissant de particules de dimensions plus irrégulières telles que des chutes de bois soumises au broyage et dont la forme peut être plus ramassée, on constate à nouveau que la compressibilité croit quand dimi- nue la grosseur des particules, mais généralement une plus forte pression limite PL peut être nécessaire. Les chutes broyées diffèrent aussi des par- ticules en forme de copeau ou d'éclat par le fait d'être dans leur structure elles sont davantage à contre-fil et le sont sur une plus grande profondeur de ce fait, elles se compriment et se déforment plus aisément. La figure 8 reproduit les courbes relatives à des chutes de bois broyées;, offrant une grosseur de particules de 1/2 et 1/4 pouce, comprimées à la pression de 40C livres par pouce carré.
Facteur N 2 - Proportion des matériauxs fins-
Les courbes reproduites sur la figure 9 ont été obtenues pour trois matériaux : bois tendre bois tendre 'A' diminué de tous les maté- riaux trop fins pour le crible à 30 mailles, et bois tendre 'A' augmenté de 10% de ces mêmes matériaux trop fins pour le crible à 30 mailles. On note que la compressibilité croit légèrement avec la proportion des matériaux fins inclus, qui se logent dans les vides, mais en général il n'est pas recommandé d'accroître la compressibilité d'un matériau moyennant l'addition de matériaux extra-fins, car il en résulte généralement une diminution de résistance du pan- neau obtenu, Imputable à l'excès des matériaux fins qu'il renferme.
Facteur N 3- Teneur en eau.
"C'est un facteur de très grande importance, dont l'influence sur la compressiblité est signalée déjà dans le brevet anglais n 684.350 précité qui fait état du taux d'humidité nécessaire, particulièrement en ce qui con- cerne la température à laquelle la nappe subit sa compression. Ce brevet visait à obtenir le meilleur taux de compressibilité pour un matériau à pres- sion assez basse, et tout en restant valable, négligeait alors les possibili- tés qui s'offrent lorsqu'on agit sur l'humidité et la température des matériaux.
Moyennant la présente invention, l'action exercée sur l'humidité et la tempé- rature (voir également 'Tacteur N 6" plus loin) étend son effet à la solution du problème qui vise à modifier le taux de compressibilité des matériaux pour répondre à la vitesse de fermeture des presses continues en vue de ménager celles-ci.
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On a découvert en outre que plus la teneur en eau est élevée, plus augmente la température de préchauffage obtenue par traitement du matériau au four à haute fréquence. C'est ainsi, par exemples qu'une nappe faite de copeaux de bois tendre mélangés à 7 % de résine et subissant au four à haute fréquence une énergie de 220 ampères donne lieu, pour une durée de traitement identique aux températures ci-après :
Humidité Température
9,1 % 77,5 C 11,3 % 84,5 C 12,6 % 94,0 C
Les courbes indiquées par la figure 10 ont été obtenues en com- primant des nappes préparées en pulvérisant des copeaux de bois à l'aide d' une solution de résine, avec taux d'humidité réglé de manière à porter res- pectivement à 8%, 10% et 13% le pourcentage final d'eau dans la masse totale.
On observera qu'une faible réduction du taux d'humidité a un effet marqué sur la compressibilité du matériau, et qu'un taux d'humidité de 10 à 13% constitue l'idéal, à condition de prendre au cours du traitement à la presse des précautions pour éviter les soufflures ou la délamination, comme l'indi- qaait ledit brevet n 684.350, qui limitait à 10% le maximum de teneur en eau désirable, faute de voir alors que, tout en demandant davantage de soin, des taux d'humidité plus élevés profitent grandement au taux de compressibilité du matériau=
Facteur ? 4- Teneur en liant de résine.
Les courbes que présente la figure Il montrent que la compressi- bilité tend à croître si la teneur en résine reste faible, mais il semble bien qu'en pratique la proportion du liant résineux n'ait qu'un effet minime du point de vue du réglage de la compressibilité Néanmoins, les courbes de la figure 11 montrent effectivement que la présence de résine influe sen- siblement sur la compressibilité, comme on le voit en comparant les courbes de la figure Il avec la courbe à 13% d'eau (pour le même matériau sans résine) de la figure 10, particulièrement en ce qui concerne la partie de la courbe qui représente la dernière partie de la première phase de compression et le début de la seconde phase de compression, ceci probablement en raison de son effet plastifiant.
L'addition d'autres liants naturels (tels que la colo- phane) à la résine artificielle semble également améliorer la compressibilité du matériau, comme il est démontré dans la demande conjointe de brevet anglais n 14216/53.
(Mo), Facteur N 5- Quantité ou poids par unité de surface de la nappe (Mo).
Si la densité du matériau de départ et des ingrédients résineux ainsi que le degré de bourrage des particules lors de la distribution et du traitement préalable de la nappe étaient constants, ce facteur pourrait se mesurer volumétriquement d'après l'épaisseur de nappe initialement distribuée Cette constance de la densité et du bourrage étant improbable, voire impossi- ble, l'évaluation de ce facteur a lieu de préférence en poids par unité de surface, dénommé ci-après poids de la nappe Mo.
Sur la figure 12, les courbes de Mo = 2,16, Mo = 2,05 et Mo = 1,96 livres par pied carré montrent que de très faibles variations de la valeur Mo influent nettement sur l'aptitude de la nappe à se comprimer assez prompte- ment pour la vitesse de fermeture fixe que comporte la presse continue.
Dans l'exemple considérée une différence de 0,09 livre par pied carré, de Mo = 1.96 à Mo = 2,05, modifie la compressibilité de la nappe au point de rendre la nappe de Mo = 2,05 assez imcompressible, à la pression limite pL = 300 livres par pouce carré, pour se trouver impropre au traitement à la presse continue qui comporterait cette pression limite.
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Le poids de la nappe au départ, Mo, influe directement sur la densité maximum que l'on peut obtenir dans la nappe sous une pression maxi- mum fixe, cette densité maximum pouvant être obtenue est dénommée densité limite f TN; elle est fonction de l'épaisseur finale à laquelle la nappe peut être réduite sous la pression maximum fixe.
Si par conséquent la den- sité limite P TN dépasse un certain niveau;, l'épaisseur finale désirée ne peut être atteinte dans une presse statique sous une pression maximum fixe, ce qui signifie qu'on ne parviendra jamais à toucher les butées d'épaisseur La courbe de Mo = 2,16, sur la figure 12, en est l'exemple, puisque paral- lèlement à l'axe du temps, elle tend vers l'infinie Traité dans une presse continue où les plateaux doivent être repoussés à force vers les butées d'épaisseur, un tel matériau engendre une pression réactive plus élevée que la pression limite PL, pour être compressé à l'épaisseur finale voulue, et accroît ainsi sa densité finale réelle à un point supérieur à la densité limite.
On voit donc que le chiffre de la densité limite peut être utilisé pour déterminer le poids initial Mo nécessaire pour éviter la création de pressions réactives excessives dans la presse continue, moyennant l'équa- tion Mo = PTN X T dans laquelle T représente l'épaisseur finale de
12 la nappe, mesurée en pouces, que déterminent les butées d'épaisseur.
La valeur de p TN dans cette équation est affaire de choix et se situe entre une limite inférieure dictée par le degré de résistance exigé du panneau ob- tenu et une limite supérieure déterminée par la pression limite PL de la pres- se. Ainsi par exemple, comme on le voit par la figure 12, une nappe ayant un poids initial Mo de 2,16 livres par pied carré et agglomérée dans une presse continue comportant une pression limite PL de 300 livres par pouce carré et des butées d'épaisseur réglées à 1/2 pouce,atteindrait sous 300 li- vres par pouce carréla densité limite p TN = 46,8 quand l'épaisseur de la nappe n'aurait été abaissée qu'à 0,555 pouce,
si bien qu'une ultérieure ré- duction ne pourrait s'obtenir qu'en augmentant la pression résultante dans le matériau au delà de la pression limite PL.
Ainsi,, dans cet exemple, le matériau n'est pas suffisamment com- pressible quand il est distribué en nappe de Mo = 2,16 livres par pied carré et par conséquent Mo doit être diminué s'il n'est pas possible d'améliorer les caractéristiques de compressibilité du matériau en modifiant un autre des facteurs de compressibilité. En outre, étant donné la possibilité de fluctuations dans la nappe même, relativement aux facteurs de compressibilité il faut prévoir un facteur de sécurité, de sorte qu'en pratique on choisit Mo de manière à fournir une densité finale réelle du panneau aussi inférieure que possible à la densité limite PTN, compte tenu de la résistam e et des autres propriétés requises du panneau. En voici un exemple, à titre complé- mentaire.
Pour produire, à la cadence de 12 pieds par minute, dans une pres- se continue un panneau isolant de 1/2 pouce d'épaisseur (épaisseur T), il faut compter utiliser, comme le moins compressible, un matériau dont la densité limite sera, par exemple, de = 46,8 livres/pied cube, dans les condi- tions suivantes : Teneur en eau (Facteur N 3) 13% Teneur en résine (Facteur N 4) 7 % Pression limite de la presse PL 400 livres/pouce carré Température de préchauffage de la nappe (Facteur N 66) 90 C Température des plateaux de la presse (Facteur N 8) 130 C (Les facteurs N 6 et 8 sont discutés plus loin).
Le poids Mo par unité de surface de nappe distribuée doit donc
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être inférieur à Mo=TN X T=46,8x 0,5/12 1,95 livre/pied carré sinon des pressions supé- rieures à PL = 400 livres par pouce carré se développeront entre les pla- teaux de la presse.
On voit de ce qui précède qu'il est essentiel d'être renseigné sur la compressibilité du matériau à traiter dans la presse continue., afin de choisir la valeur f TN du matériau à la pression limite PL de la presse et de déterminer ainsi la valeur Moo On y parvient au moyen d'essais à la presse statique effectués comme on l'a vu plus haut.
Il convient aussi d'observer que la densité réelle du¯panneau achevé, au sortir de la presse, est inférieure à la valeur de 1 , non seulement parce qu'en pratique cette valeur n'est pas recherchée, mais en- core parce que le panneau se dilate légèrement au sortir de la presse et parce qu'une certaine perte d'humidité s'est produite durant le traitement thermique.
Facteur N 6 - Tempecture à lamelle le matériau est D'réchauffé et à laquelle la nappe distribués est chauffée avant compression. et chrono- logie des divers stades de préchauffage
Le texte du brevet anglais n 684.350 indique qu'il existe une gamme optimum de température pour la compressibilité maximundes matériaux pour panneaux isolants, la gamme qui convient aux matériaux cellulosiques tels que la sciure de bois allant de 90 à 100 C quand le taux d'humidité est compris entre 6% et 10% d'eau, cependant qu'au-dessus et au-dessous de ces températures la compressibilité décroît, du fait qu'à des températures inférieures l'influence de la chaleur se trouve diminuée et qu'à des tempé- ratures dépassant 100 C la teneur en eau est moins forte.
Comme on l'a signalé précédemment à propos du Facteur n 3 (Teneur en eau),pour un traitement de durée déterminée au four à haute fré- quence travaillant à une puissance déterminée, la température d'une nappe, formée de copeaux de bois tendre par exemple, augmente avec la teneur en eau de ce matériau..
Il peut être nécessaire ou avantageux d'établir une corréla- tion entre le Facteur N 3 (Teneur en eau) et le Facteur ? 6 (Température de préchauffage de la nappe) afin de parvenir à une nappe de compressibilité adéquate Comrae indiqué ci-dessus à propos du graphique de cheminement de la figure 4, les matières constituant la nappe sont, après un premier chauffage dans la phase de séchage, avantageusement soumises à deux autres phases de chauffage avant de pénétrer dans la presse, à savoir une seconde phase lors de l'addition de résine ou autre liant à la matière première et de la correction de sa teneur en eau, et une troisième phase en traversant la zone de chauffage à haute fréquence.
Les seconde et troisième phase de chauffage sont (voir ci-après) des phases de préchauffage proprement dit, com- parativement à la première phase qui est surtout une phase de séchagea La se- conde phase a pour but de préchauffer les matières avant qu'elles ne parvien- nent à la troisième phase de chauffage, afin que la hausse de température du matériau, qui incombe à l'appareil à haute fréquence, ne soit pas trop forte compte tenu du temps alloué à la troisième étape de chauffage ainsi que des dimensions et puissance pouvant être, pratiquement et économiquement, accor- dées à l'appareil à haute fréquence.
Aussi bien pour la seconde phase que pour la troisième phase du préchauffage, la durée de chaque traitement, jointe au moment où les phases se produisent relative-ment à l'entrée du matériau dans la zone de tassement de la presse, est de la plus grande importance, car si le préchauffage se révèle insuffisant au point de ne pas permettre au panneau dans la presse d'achever son traitement thermique, on obtient un panneau défectueux pour n'avoir pas pu y créer de forces internes de cohé- sion, et si le préchauffage s'est opéré en sorte que le traitement thermique
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du panneau soit trop avancé au moment où la nappe entre dans la zone de tas- sement de la presse, on aura constitué des liaisons internes dans la nappe avant d'avoir réduit celle-ci d'épaisseur, liaisons qui seront détruites, sans être rétablies,
durant la compression de la nappe à travers la zone de tassement, donnant lieu là encore à un panneau défectueux. Les erreurs portant sur la durée et sur la succession chronologique des phases de pré- chauffage peuvent également endommager la presse comme on l'a vu plus haut lorsqu'elles sont propres à conférer à la nappe des caractéristiques de compressibilité inadéquates .
La température de préchauffage de la nappe est de grande impor- tance du point de vue du réglage de la compressibilité, le fait qu'à l'ap- proche de 90 C le matériau soit de plus en plus apte au traitement à la presse continue découlant directement de la découverte qui fait l'objet du brevet n 6840350, dont la portée s'étend au problème d'adapter la com- pressibilité des matériaux à la vitesse de fermeture d'une presse continue.
Les courbes de la figure 13 ont été obtenues en utilisant une nappe de 1/4 pouce, en bois tendre B', distribués à raison d'un poids Mo = 1,96 livres par pied carré, dont la teneur en eau était de 13%. La pression limite était de PL= 400 livres par pouce carré, et la nappe fut chauffée par haute fréquence, les températures étant mesurées à l'aide de thermo- couples. Les courbes montrent clairement que la compressibilité de la nappe augmente constamment à mesure que la température s'élève au niveau de 92 C compris dans la gamme de 90 à 100 C des maxima pouvant être obtenus.
Facteur N 7 - Type de la matièrepremière.
Pour des raisons évidentes, les recherches portant sur l'effet produit par ce facteur sont demeurées restreintes, une étude complète étant sans intérêt immédiat étant donné que la procédure normale, dans la pratique de fabrication des panneaux isolants, consisterait à faire l'essai des matières premières à mesure qu'on peut en disposer. Il n'est pas douteux cependant que certaines nappes, utilisant certaines matières premières de départ, soient plus compressibles que d'autres, même entre matériaux d'une même catégorie, celle des bois tendres par exemple.
La figure 14 reproduit les courbes de compressibilité de trois essences différentes de bois tendre, comparées avec celle du bois- tendre 'B' ayant servi à la préparation des courbes de compressibilité de la plupart des autres figures. Toutes les courbes de la figure 14 ont été établies dans les conditions des facteurs énoncées ci-après : Grosseur des particules (Facteur N 1) au-dessous d'1/4 pouce Teneur en eau (Facteur n 3 13 % d'eau Teneur en résine (Facteur n 4) Néant (pour raisons expérimentales) Poids de la nappe Mo (Fac- teur N 5) 1,96 livre par pied carré Température de préchauf- fage (Facteur N 6) 90 C Température des plateaux (Facteur N S) 1300 C (La discussion du Facteur ? 8 aura lieu plus avant).
On peut voir de la figure 14 que le pin de Parana, par exemple est nettement plus compressible que le bois tendre 'B'. Il semble donc qu'en utilisant du pin de Parana, l'on pourrait augmenterle poids de la nappe Mo et produire un panneau de plus haute densité, ou bien, si l'on désire un pan- neau de faible densité, diminuer le taux d'humidité tout en conservant un taux
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de compressibilité approprié à la presse continue.
Il convient de signaler pourtant qu'en dehors du bois tendre 'B', les matériaux utilisés étaient constitués par du bois broyé, et que la différence de forme et de structnre des particules résultant de ce fait explique en partie, probablement, l'amélioration de compressibilité const4tée; toutefois la différence entre le sapin Hemlock et le pin de Pa- rana-est elle aussi fort considérable, bien que tous deux aient été con- stitués par des particules broyées de 1/4 pouce.
Facteur N 8 - Température des plateaux de la presse.
Les courbes que présente la figure 15 concernent un bois tendre 'B' de 1/4 pouce distribué en nappe au poids Mo de 1,96 livres par pied carré avec un taux d'humidité de 13 %. La température de préchauffage de la nappe avait été de 90 C et, la pression limite de 400 livres par pouce carré.
Ces courbes indiquent qu'une augmentation de la température des plateaux détermine une augmentation de la compressibilité. La température des pla- teaux est aussi conditionnée (du point de vue de la température du traite- ment thermique) par le type de résine utilisé et par le risque de délamina- tion aux fortes températures, dû à la formation de vapeur intérieurement au panneau (nappe comprimée}.
Une fois déterminées les valeurs des facteurs requises pour l'ob- tention d'un produit de caractéristiques déterminées, suivant les matériaux dont on dispose, on peut composer, traiter et passer à la presse continue la nappe en toute sécurité, pour produire un panneau économiquement.