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Masses fibreuses artificielles.
Le but de la présente invention est de fabriquer un pro - duit dur, à texture non-fibreuse, dense et homogène à partir de matières fibreuses telles que la fibre de bois, les fibres vé - gétales, etc.. mais spécialement à partir de déchets agricoles saisonniers tels que la bagasse de cannes à sucre et analogues.
En particulier le but de l'invention est de reproduire avec la fibre un bois synthétique ou reconstitué sans addition de li - ants ou d'adhésifs.
Etant donné qu'il est naturellement désirable que la fabri- cation d'un produit du genre dont il s'agit se fasse à un prix de revient aussi bas que possible, les procédés seront décrits en particulier avec ce but en vue quoiqu'il soit tout-à-fait possible de modifier ces procédés comme il sera indiqué par après. La fabrication d'un produit de cette espèce doit néces - sairement se faire sur une assez grande échelle afin que le coût
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de production soit maintenu en dessous d'une limite raisonnable.
Vu le fait que les matières premières particulièrement traitées ici, la bagasse de cannes à sucre et analogues, sont produites d'une façon saisonnière, il est nécessaire pour une forte fabrication d'accumuler de très grands approvisionnements de matière première. Ce dernier fait est donné comme un des moyens pour diminuer le coût de fabrication.
La matière première, laquelle pour la clarté de la descrip- tion sera généralement dénommée bagasse, est soumise à une fermentation contrôlée pendant son emmagasinement en piles, laquelle fermentation a pour effet de rompre et détruire par - tiellement la substance interfibreuse ou ciment qui tient en - semble les faisceaux de fibres formant la bagasse. Cette fer - mentation contrôlée est obtenue en entassant la bagasse de pré- férenco en balles, de façon à ménager des cheminées de venti - lation.
La fermentation se produisant dans la masse, l'échauffe - ment concomitant expulsera l'humidité de la masse jusqu'au point nécessaire pour empêcher le cours de la fermentation et celle-ci est ainsi arrêtée avant de pouvoir attaquer la fibre en elle-même.
En pratique la bagasse sera formée en balles qui sont entassées en laissant entre elles d'étroites cheminées d'air jusqu'à ce qu'une pile d'environ 4000 balles est formée repré - sentant approximativement 500 tonnes de bagasse. Sur les bords et les surfaces exposées de cette pile on asperge un désinfec - tant chimique approprié en poudre, ou finement divisé, l'acide borique étant trouvé entre autres particulièrement bien adapté à cet usage. Ce produit est dissous et ne pénètre que peu à l'intérieur des balles de couverture par l'humidité telle que celle provenant de la pluie ou de condensations, mais il pénè - tre aussi loin que l'humidité extérieure et ainsi combat et arrête la fermentation qui autrement serait causée par cette
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humidité extérieure.
La quantité du produit cité qui doit être employée est plus petite que pour tout autre produit chimique connujusqu'à présent et est étonnamment petite ; en fait avec de l'acide borique sec la quantité employée était approximati- vement 2 kilog.par tonne de fibre sèche dans une pile d'appro - ximativement 500 tonnes.
La bagasse qui a été emmagasinée comme esquissé ci-dessus est chargée dans une chaudière de digestion ou ouiseur et est cuite de façon à désagréger les substances qui lient les fi - bres ensemble. Cette digestion se produit de préférence dans l'eau pure à une pression de vapeur de 2,5 à 3 kgs par cm2 pendant environ deux heures. A pression plus élevée la période de digestion est plus courte, à pression plus basse elle est plus longue, et elle peut même être effectuée en récipients ouverts à la pression atmosphérique. Le temps et la pression exacts de digestion ne peuvent pas être spécifiés vu que pour différentes matières premières, et même pour divers lots de la même matière première, la cuisson varie.
Il suffit que la digestion soit poussée jusqu'au point où les substances de liaison sont ramollies ou enlevées de façon que les faisceaux de fibres de la substance puissent être facilement et rapidement séparés. D'autre part, oette digestion ne doit pas être poussée jusqu'au point d'affecter les caractéristiques naturelles de la fibre telle que la ré - sistance. Elle élimine également la partie du produit soluble dans l'eau et quand le liquide de cuisson est évacué il est généralement accompagné de la majeure partie des fines parti - cules de sève et toute fibre très fine qui a été séparée.
La fibre désagrégée est raffinée dans une batteuse du ty- pe Jordan, dans une machine à hacher à marteau basculant ou analogue pour produire des amas de fibres assez fines, en pre - nant soin de maintenir autant que possible la longueur de ces amas de fibres et ne pas les dissocier en fibres individuelles.
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Apres que le produit a été réduit à l'état de faisceaux de fibres relativement longs et minces il est formé en nappe homogène par tout procédé désiré. Etant donné que cette nappe doit contenir de 50 à 60% d'eau pour obtenir les meilleurs résultats, il est préférable de former la nappe sur une toile mobile filtrante à partir d'une suspension de faisceaux de fibres dans l'eau. Une telle machine formant la nappe est en principe analogue aux machines à fabriquer le papier dans les- quelles une bande sans fin ou tambour tamisant tourne dans une suspension de fibres dans l'eau ce par quoi une couche de fi - bres se dépose à la surface du tamis, le liquide de suspension s'écoulant à travers le tamis pour aller soit à la rivière soit aux installations de récupération.
Comme il a été spécifié, on doit veiller à ce que les faisceaux de fibres gardent une longueur appréciable et il n' est parfois pas possible de maintenir cette longueur tout en obtenant une épaisseur de fibre suffisamment réduite. Dans ce but on a trouvé nécessaire dans certains cas d'ajouter à la masse primitive une quantité de masse de liaison telle que fi - bres de papier, de 5 à 20 % ; le mélange de ces masses primitives et de fibres de bois produit une masse composée qui a les ca - ractéristiques de souplesse désirées. La nappe fibreuse formée sur la bande ou tambour tamisant est débarrassée d'une partie , de son eau en passant entre des cylindres de compression, ou par un autre dispositif de compression.
La nappe humide ainsi obtenue est découpée à des dimensions convenables dépendant du produit final à obtenir et est alors séchée par application de la chaleur avec compression simulta - née. La presse utilisée comporte des surfaces de compression plates ou d'une forme quelconque dépendant de l'article à pro - duire, mais étant donné que les opérations finales de fabrica - tion sont en elles-mêmes semblables et indépendantes de la forme de l'article, on décrira seulement la fabrication de feuilles
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plates.
La presse utilisée devrait de préférence être capable de produire une pression d'environ 35 kg. par cm2. Une pression un peu moindre peut être employée,jusqu'à 25 kg.par cm , quoique dans de tels cas le produit final ne sera pas tout-à-fait aussi dense et aussi dur que quand la haute pression est utilisée.
D'autre part des pressions encore plus fortes, par exem - ple jusque 52 kg. par cm2 , et même plus, peuvent être employées, mais la pression de 35 kg, par cm2 a été trouvée la plus pra - t i que.
Les plateaux de la presse doivent être munis de moyens de chauffage tels que enroulements chauffants, circulation de va- peur ou autres par lesquels ils peuvent être chauffés jusqu' environ 1750 C. Une presse peut naturellement comporter entre ses plateaux un certain nombre de plaques additionnelles avec moyens de chauffage de façon à ce qu'on puisse presser plus d'une nappe ou plaque de fibre à la fois.
La presse étant ouverte, une nappe ou galette du produit fibreux obtenu humide est introduite entre chaque paire de pla- teaux chauffés et d'un côté de la nappe une toile de tamis assez fine est placée entre la nappe et le plateau. Aveo ses plateaux chauffés à environ 175 C et chargée de galettes humides et d' une toile tamisante pour chaque galette, la presse est fermée et amenée à exercer la dite pression normale d'environ 35 kg. par cm2. Dans ces conditions l'eau est évaporée des galettes humi - des, la vapeur en résultant s'échappant par le bord des galet - tes et par la toile du tamis. La pression et la chaleur sont maintenues dans la presse jusqu'à ce que la galette soit sèche et dure, après quoi la presse est ouverte et le produit qui peut être qualifié de bois synthétique ou reconstitué est enlevé.
Cette opération dans la presse demande de trois quarts d'heure à une heure pour former une planche finie d'une épaisseur d'en- viron 5 m/m. On doit attirer particulièrement l'attention sur
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le fait que la planche doit être absolument sèche avant que la décompression ait lieu ; autrement s'il existait encore dans la planche de l'eau non évaporée ou des poches de vapeur, la planche sera fendue au moment où on la soustrait à la pression de la presse.
On a déjà fabriqué des produits quelque peu semblables en utilisant de la fibre ayant une assez forte teneur en résine, ou en ajoutant à la fibre un liant, afin de former des produits durs et denses par l'application de la chaleur et de la pression à ces substances. Dans ces procédés on travaille avec un liant qui cimente les fibres ensemble et les fait adhérer l'une l' autre. Le procédé suivant l'invention se distingue nettement de cette fabrication en ce que dans ce procédé les différentes phases de préparation de la fibre produisent l'élimination de toutes les résines, gommes et autres substances collantes, et en ce que aucun adhésif quel qu' il soit n'est aj outé.
Il semble que la cellulose de la fibre dans les galettes, en présence de la vapeur formée et sous l'effet de la pression appliquée, su - bit une sorte de plastification ou une modification par laquel - le les fibres sont amenées à adhérer fortement l'une à l'autre.
Par le procédé décrit on a fabriqué, à partir de fibre obtenue par digestion au sulfite et à partir d'alpha cellulose, des planches de pulpe si dures et si résistantes qu'elles ne pouvaient pas être coupées par une scie circulaire à. bois or - dinai're. Par ceci on se rendra compte que le procédé qui vient d'être décrit fournit une méthode par laquelle on peut fabri - quer à partir d'en principe n'importe quelle fibre, produite dans les végétaux, un produit dur, homogène, analogue au bois, mais sans la texture fibreuse de celui-ci et qui n'a donc pas la facilité de se fendre qui en résulte.
L'invention ne s'applique pas à la fabrication d'un tel produit à partir de la fibre de coton étant donné que pour une raison inconnue, les fibres individuelles du coton ne se cimen -
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tent pas l'une à l'autre et n'adhérent pas par le traitement décrit.
REVENDICATIONS.,
1. Procédé pour fabriquer un produit dur à,texture non fibreuse à partir de la bagasse de cannes à sucre et autres substances analogues fibreuses, comprenant une fermentation contrôlée de la matière première, une opération de digestion et de raffinage de la même, la soumettant ensuite à une compres- sion de l'ordre de 35 kg. par cm2 dans une presse en même temps qu'à un chauffage à environ 1750C afin d'en éliminer l'humidité s'élevant à environ 50 % et l'amener à l'état sec et dur avant de la soustraire à l'action de compression.
2. La méthode pour faire adhérer ensemble les fibres de cellulose consistant à soumettre une cellulose à 50 % d'humidité à l'action d'une presse et à une compression de l'ordre de 35 kg. par cm2 avec chauffage simultané à environ 175 C
3. Un bois synthétique ou reconstitué, en plaques ou plan- ches, composé de fibres de cellulose amalgamées ensemble sans l'addition de résines ou d'adhésifs.