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Procédé pour la fabrication de pièces pressées fortement élastiques et résistantes, de forme quelconque.
-Le présent procède concerne la fabrication de pièces pressées de forme quelconque, d'élasticité élevée et d'une grande résistance mécanique, au moyen de matières fibreuses mélangées à. des liants. L'emploi de matières fibreu- ses et de liants polymérisants pour la fabrication de masses prêtées n'est pas nouveau par lui-même.
Dans le cas des
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poudres connues de matière à presser qui consistent en une mouture fine de masses fibreuses imprégnées de liants, par exemple de résines artificielles, ou qui consistent en un mélange de matières fibreuses pulvérulentes telles que de la sciure de bois ou des matières analogues avec de la pou-
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dre ùn rcuino art.fi oi e,7.e cilpal)lq de durcir, une cohésion des différents grains de matière fibreuse lors du moulage sous pression et sous l'effet de chaleur n'est produite que par le liant entrant en fusion, tandis que les grains de matière fibreuse ne forment eux-mêmes aucune texture solide.
Les pièces pressées fabriquées au moyen de cette poudre connue pour la presse ne possèdent par conséquent que la minime résistance mécanique et la minime élasticité au liant durci, maintenant ensemble les grains de matière fibreuse.
On a également produit déjà au moyen de suspensions de matières fibreuses finement moulues, sans liant, par un procédé de moulage, des corps intermédiaires poreux ae la forme de la pièce moulée à fabriquer, on a ensuite séché l'ébauche moulée et on l'a imprégnée de solutions d'un liant, on la séchée à nouveau et on l'a comprimée ensuite dans le moule de pression final aux dimensions désirées.
On a cons- taté dans ce procédé l'inconvénient que.l'ébauche moulée, même en cas de pression, ne peut pas s'imprégner uniformément dans toutes ses parties de l'agent d'imprégnation vu que les couches extérieures se saturent d'abord jusqu'à la limite de la capacité d'absorption tandis que la pénétration vers l'intérieur diminue de plus en plus et que le liant ayant pénétré à l'intérieur de l'ébauche moulée se renààà nouveau en partie, par l'opération de séchage ultérieure, de l'inté- rieur dans les couches extérieures de sorte qu'il se forme
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dans la pièce terminée des nids de résine.
La. fabrication de l'ébauche moulée préalable offre de grandes difficultés, les masses fibreuses de l'ébauche moulée ne forment éga- lement dans ce procédé dans la pièce pressée aucune texture solide, la cohésion des différentes particules de matières fibreuse dépend essentiellement du degré d'imprégnation régnant à cet endroit au moyen du liant, les pièces pres- sées terminées sont par conséquent irrégulières dans leur constitution. Le procédé convient seulement pour la fabri- cation de pièces pressées simples auxquelles on n'impose pas des conditions de solidité élevées.
On a proposé également de produire au moyen de masses fibreuses finement divisées, d'une manière connue en elle-mme, des cartons absorbants ou des nappes, de sécher ceux-ci, de les imprégner de liants, par exemple de solu- tions de résine artificielle, de les sécher encore une fois et de les comprimer alors en pièces moulées d'un genre quelconque. Dans ce procédé on constate la difficulté ae l'imprégnation uniforme des plaques de matière fibreuse au moyen du liant, qui s'accumule le plus fortement dans les couches extérieures, en particulier dans le cas de plaques de quelques millimètres d'épaisseur et plus.
On a par conséquent proposé de produire seulement pour la réa- lisation du procédé de minces plaques de matière fibreuse dans lesquelles le défaut d'uniformité de l'imprégnation au moyen du liant se fait moins sentir et de comprimer, pour la fabrication de pièces pressées, une pile formée de plusieurs couches stratifiées. On observe toutefois alors que les différentes couches ne se transformant pas lors de l'opération de pression en une texture unitaire mais
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s'agglomèrent àe façon stratifiée, de sorte que les pièces pressées se fendent facilement et sont difficiles à usiner.
L'enrichissement plus fort du liant dans les surfaces exté- rieures des feuilles de carton et l'accumulation de grandes quantités de liant dans les surfaces superposées ci'une pile provoquent également la formation de nids de résine qui aug- ment encore la possibilité de fendillement et la fragilité de la pièce pressée.
Des propositions consistant à augmenter suivant des procédés connus, par un traitement chimique, la capacité d'absorption des fibres .en vue de la production d'une imprégnation uniforme et de la limitation de la migration en retour du liant de l'intérieur dans les couches extérieures des plaques de matière fibreuse lors de l'opération de séchage, n'ont pu influencer que fort peu les inconvénients tandis qu'elles augmentent considérablement les frais de fabrication des masses pressées.
Les inconvénients des matières pressées connues et de leur compression sont évités suivant le présent procédé par le fait qu'on donne à la pièce pressée à '. fabriquer, sans aucun moulage préalable, une charpente de solidité ou un squelette élastique, tenace, cohérent unitairement, comme support de la résistance mécanique élevée, qui existe déjà comme charpente solide, tenace de forme indéterminée, dans la matière première de pressage et se transforme pendant l'opération de pressage en la charpente ayant la forme de l'objet à fabriquera en même temps, dans ce procédé, la fabrication de la matière première prête pour la compression, son emmagasinement, sa manipulation et sa compression sont simplifiés considérablement et rendus moins coûteux.
Dansle présent procédé, pour la fabrication .le
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la masse de compression brute, des matières fibreuses, par exemple de la cellulose, sont conformées en un corps de char- pente capable de couler ou de glisser, mais conservant sa cohésion et de forme indéterminée, qui sert de support à la résistance mécanique élevée et à l'élasticité de la pièce pressée moulée, terminée ultérieurement, par le fait que les matières fibreuses débarrassées d'une manière connue des glutens, des lignines, etc., sont préparées jusqu'à- l'obten- tion de fibres de grande finesse avec une grande longueur, et transformées en même temps ou ultérieurement.en une texture feutrée compressible, meuble, et cependant à ténacité fibreu- se,
texture dans laquelle le ou les liants sont répartis fine- ment et uniformément par mélange mécanique. En outre, pour augmenter la capacité de glissement, l'élasticité et la capa.- cité de ramollissement de la texture feutrée de la matière brute, le liant peut être mélangé totalement ou partiellement en une subdivision fine telle que le liant finement réparti enveloppe complètement ou mouille les. différentes fibres de la texture et adhère aux fibres comme de la poudre de talc très finement répartie, comme un revêtement qui se colle superfi- ciellement, très légèrement lors de l'apport de chaleur sub- séquent minime.
Aussi bien pour le transport aes masses à presser brutes que pour le dosage de la masse brute avant le pressage, on a trouvé particulièrement avantageux de aonner à. la texture feutrée de la masse à presser brute ayant en elle-même une forme quelconque indéterminée, une conformation en plaques ou en nappes que l'on peut facilement empaqueter, emmagasiner et expédier en paquets de plaques.
Les inconvé- nients du développement de poussière nuisible à la santé, lors du traitement des matières de presse pulvérulentes con-
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nues et la mise en tablettes, fréquemment nécessaire de la poudre de matière à presser avant la compression sont évités également suivant la présente invention par le fait qu'une quantité de matière brute correspondant au poids de la pièce terminée à fabriquer- est découpée ou déchirée de :La plaque ou de la nappe de matière première, est mise sous la forme voulue et finalement comprimée.
Lors de la compression, sous pression et sous l'action de la chaleur, de la matière première, par exemple en forme de plaques, suivant la présente invention, les masses fibreuses de la matière brute se déposent d'abord en conservant leur feutrage intérieur de texture, en glissant et en s'écou- lant, dans toutes les parties du moule de pressage tandis qu'elles remplissent toutes les cavités formées par la matrice et le poinçon et forment dans celles-ci une charpente feutrée, d'abord encore non rigide, compressible, de la pièce pressée à fabriquer.
Le liant fondant de plus en plus (le façon fluide avec l'accroissement de la température dans le moule, remplit complètement les intervalles entre les fibres et les cavités dans les fibres, et la texture de feutre fibreux, coulât comme telle dans la masse fondue chaude de liant et se feu- trant davantage se concentre, sous la pression de compression croissant toujours jusqu'à la fermeture du moule, en un corps d'armature de plus en plus dense, unitaire et élastique, correspondant exactement à la forme de la pièce terminée à produire, constitution dans laquelle elle est maintenue et stabilisée invariablement lors du durcissement ou de la poly- mérisation du liant.
Il importe donc d'abord, suivant la présente in- vention, de dissocier les matières fibreuses d'une nature
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connue, de les débarrasser des glutens, etc. et de les préparer jusqu'à ce qu'elles aient un degré de finesse et des longueurs
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tels que taudis qu'elles sont mélangeas ilJ.t,jWGm(3J:J.
P...J.' voie mooanique avec aes liants solio.es fi118e.([t; aivisés ou pâteux capables de durcir, on peut les transformer à. la température ordinaire, et sans emploi de pression élevée, en une texture feutrée compressible,meuble et cependant d'une ténacité fi- breuse, de forme indéterminée en elle-même, qui est mis e sous la forme de plaques ou de nappes connue en elle--même, et cette texture feutrée susceptible de couler est conservée aussi bien après.l'élimination de l'eau d'écoulement employée pour la pré- paration des fibres et le feutrage qu'après le séchage ulté- rieur et également dans la première partie du façonnage sous la presse à. chaud.
Les matières fibreuses débarrassées des matières mélangées, par exemple la cellulose du bois, doivent par conséquent être préparées suivant la présente invention en fibres très fines ne s'emmêlant pas, de grande longueur, par exemple en grande partie de plus de 3mm de longueur.
Le feutre de matière à. presser formé au moyen de ces fibres, mélangé intimement au liant et que l'on peut considérer comme coulant à moitié à froid devient capable de couler comme tex- ture feutrée dans la seconde partie de l'opération de pressage, c'est-à-dire dans le moule sous une température plus élevée et une forte pression de pressage, dans le liarit devenu liqui- de à chaud, tandis qu'alors moyennant un dépôt plus local et une pénétration plus feutrante, les fibres s'agglomèrent en un corps d'armature feutré extrêmement dense, solide, élas- tique, forme sous laquelle elles sont maintenues par le liant durci et polymérisé,
On peut employer pour le procédé toutes les matières
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fibreuses ou toutes les sortes 'de fibres pourvu qu'elles puissent se dissocier ou se mettre en fibres tenaces de grande finesse avec en même temps une grande longueur. La dissociation ou'la préparation de ces matières fibreuses au degré voulu se font d'une manière connue par un traitement chimique et méca- nique.
Le passage à l'état ae la texture feutrée en fibres pour la phase de matière première se fait, suivant le genre de fibres et le dispositif existant, totalement ou partielle- ment pendant la préparation des fibres ou bien en même ten:ps que la dernière phase de la préparation des fibres, par exem-
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ple dans les broyeu:rs-nléLu.geuL's usuels dans la fabrication du papier, auliii lasquolc eri m%R'o tampa peut sa f .Ai.!':'" l'injonc- tion du liant, avantageusement broyé au préalable dans un moulin particulier ou un appareil analogue. Pour la production de matière première en forme de plaques ou de nappes et pour l'extraction du liquide employé pendant la .préparation des fibres et le feutrage, on peut étendre la mélange de matière fibreuse et déliant sur des tamis ou des organes analogues et le faire égoutter.
Le séchage définitif des nappes ou des plaquas de matière à presser brute peut se faire à l'air ou dans le vide et avec ou sans apport de chaleur.
Le procédé à employer pour la dissociation et la préparation de la matière fibreuse se règle naturellement dans ses détails d'après la nature de la matière considérée; de semblables procédés sont connus en grand nombre. La prépa- ration doit toujours être conduite de telle façon que suivant la présente invention, on produit des fibres aussi fines que possible, résistantes, de grande longueur, pour la plus grande partie de plus de 5 mm de longueur, à partir desquelles le feutre de charpente de la texture de matière première
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est fabriqué, Pour certains genres de fibres, par exemple le coton ou la cellulose du bois,
l'élasticité et la solidité des différentes fibres peuvent encore être renforcées par le fait qu'on les traite au préalable suivit un êtes procédés connus de mercerisation. Avec une matière première de pressage en fibres traitées de cette manière on peut fabriquer des pièces pressées de solidité mécanique et d'élasticité tout particulièrement élevées. On obtient une texture feutrée de matière première, particulière capable de glisser et avantageu- se pour le pressage, par le mouillage des fibres au moyen d'un on liant finement réparti, comme l'a décrit précédemment, et par un léger collage, ce qui peut se faire par exemple par un apport minime de chaleur pendant ou aprèsl'opération de séchage.
Comme liants on peut employer tous les liants capa- bles de durcir, solubles ou insolubles à l'eau, comme les ré- sines de phénol ou de crésol, la résine artificielle d'urée, etc., ainsi que-le caoutchouc, qui sont mélangés mécaniquement, à l'état finement moulu, aux masses fibreuses pendant ou après la préparation ou leur feutrage.
Pour la réalisation du procédé on peut également mélanger ensemble différents genres de fibres de même genre de dissociation ou de genres différents et de même degré de dissociation ou de degrés différents. On peut ajouter aux fibres, avant ou pendant la transformation en texture de l'état de matière première, ainsi qu'avant ou pendant l'ad- jonction par broyage ou par mélange, du liant, des matières de remplisnage ou de glissement pour influencer la réalisation de la texture de matière première et également de l'opération de pressage ainsi que pour la production de propriétés déter- minées des pièces pressées finies, par exemple de la terre
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d'infusoires, de la china-clay, -du talc, du mica ou ae la poudre de mica,
de 1'asbeste ainsi que des catalyseurs et des matières colorantes. Pour diminuer le volume de la matière première ainsi que pour faire varier ultérieurement certaines propriétés de la matière première ou pour produire des effets particuliers pour un but d'utilisation déterminé, la matière première peut être soumise à un traitement ultérieur, par exemple un pressage ou un laminage ou une imprégnation avec différentes matières colorantes ou des matières analogues. On peut munir la matière première en forme de plaques, d'une ma- nière connue, par exemple par impression ou par peinture, sur la surface, de dessins colorés, par exemple d'un dessin de madrure qui apparaît sur la pièce pressée sous la forme d'un dessin plus ou moins pénétrant, ineffaçable.
La matière première, en plaques par exemple, proaui- te suivant le présent procédé peut se presser également en couches pliées ou empilées l'une sur l'autre. La naissance de pièces terminées agglomérées en couches et le danger de fen- dillement qui en résulte sont empêchés suivant la présente invention et l'on produit la formation d'une texture fibreuse unitaire dans la pièce pressée par le fait que l'on rend plus ou moins rugueuses les surfaces des plaques de matière pre- mière à presser de sorte que les fibres des couches extérieures de deux assises successives peuvent pénétrer plus facilement L'une dans l'autre lors du pressage pour donner une texture unitaire.
La. rugosité peut être produite d'une manière connue, par exemple au moyen de cylindres gratteurs ou d'appareils analogues.
La matière première de pressage fabriquée suivant le présent procédé peut être mise pour.le pressage également
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sous la forme de morceaux découpés. Comme il importe également que la texture des masses de fibres de la matière première découpée puisse se transformer en une texture unitaire danse dans la pièce terminée, les morceaux ne sont pas formés par
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('r1I1UIJagn n nia 1 piài:
<iô nb 1 >.0npii;t, \n l¯Ft llI1d.lnJ'" rm'rmLr r'l'lJ(j"ti'lJI"'I comme mélange de matières fibreuses avec des Liants, car c'est seulement par déchirement de la texture fibreuse tenace, com- pressible, de l'état de matière première que les fibres soit mises à nu sur toute la surface des différents morceaux de telle façon que sous la presse à chaud elles se transforment de nouveau en une texture fibreuse unitaire et dense. Lors de cette transformation en morceaux, on peut utiliser également avantageusement les déchets de la matière première.
Lors de l'adjonction du liant on peut également opérer de telle façon qu'à une partie des masses fibreuses on adjoint d'autres liants par exemple plus riches en résine qu'à d'autres parties, ou bien que lors de la production de la ma- *bière première en plaques par dépôt sur des tamis, on réunit
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par o o 1.1 CIl 1 011 ia aa iJ ù± 1. a ni <, <1" tnH L 1.6 !:o f .Í1u'I1tItH1 aVr,c < 1 1 r rà r ni it liants, par exemple de telle manière què dans les couches extérieures de la matière de pressage en plaques sont content des liants se polymérisant plus lentement que dans les couches intérieures.
Une semblable répartition de liants différente dans la matière de pressage s'est montrée avantageuse en particulier pour la production de pièces pressées à parois épaisses. Il est -évidemment possible également de presser
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dos nl.aqtct3 de mwt:;re rx'rm,frc etu proriuage ti honour différente en liant en les empilant de façon appropriée.
Comme il a été reconnu que la production de séries de pièces pressées de même aspect dans les mêmes conditions
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de pressage et les mêmes conditions extérieures, dépend essen- tiellement de ce que les approvisionnements (le matières de pressage à traiter se trouvent dans un état identique de séchage, et que la présence de minimes quantités d'humidité est avantageuse aussi bien pour l'obtention d'un temps de pressage déterminé uniforme par pièce pressée que pour la production régulière de pièces terminées bien pressées, l'humi- dité est extraite de la matière de pressage dans la phase de
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séchage du procédé non pas cun,rJ1 Lameh'L maIn Ltvt-i2 un r im i.a reste,
ou bien à la matière de pressage complètement séchée on apporte de nouveau de minimes quantités d'humidité, et par des mesures appropriées d'un genre connu par exemple lors de l'ern- magasinement de la matière de pressage ou de l'empaquetage, etc., on veille à ce que le degré de siccité ainsi produit reste conservé. La production d'une teneur déterminée en humidité peut se faire au moyen de tous les dispositifs appropriés d'un genre connu, par exemple par le traitement dans les chambres par de l'air humide ou par des moyens ana- logues. Ce traitement peut également se faire immédiatement avant le pressage et on y soumet avantageusement toute la quantité de matière de pressage arrivant au pressage.
Le degré d'humidité à produire varie entre 0,1 et 5% suivant le genre de matières fibreuses et de liants employé dans la ma- tière de pressage et il exerce aussi une influence sur la résistance mécanique et l'élasticité de la pièce pressée ter- minée. Aussi bien lors de la première phase du procédé pour la production de la matière de pressage que pendant l'opération
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de pressage même, on peut incorporer par moulage ou prc.3.iiol'J, d'une manière connue, des pièces métalliques, des axes, etc., ou des objets en matière non métallique de nature quelconque.
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Les pièces pressées fabriquées suivant le présent procédé se caractérisent par une résistance mécanique et une élasticité étonamment élevée ; en particulier la résistance à la flexion par choc atteint des valeurs élevées jamais obtenues jusqu'à présent dans les pièces pressées en résine artificielle, valeurs qui se trouvent en moyenne entre 20 et 50 cmkg/cm2. Le procédé convient tout aussi bien pour la fa- brication de pièces minces que de pièces à parois épaisses, de pièces simples ou de pièces compliquées. Les pièces pres- sées, qui se rabottent, se fraisent, se forent et s'usinent comme du métal, se caractérisent non seulement par leur résistance élevée mais encore par le poids spécifique minime qui correspond environ à la moitié de celui de l'aluminium.
En cas d'emploi de liants appropriés, on peut fabriquer des pièces pressées résistantes aux acides et résistantes aux alcalis. Le procédé convient en particulier aussi pour la fabrication de plaques, de tiges et de profils pressés qui par suite de leur ténacité, de leur élasticité, de leur possi- bilité de rivure et de la légèreté, représentant un matériau nouveau pour l'industrie des wagons, de l'automobile et de l'aviation et pour de nombreux autres domaines.
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