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EBAUCHES CREUSES OBTENUES PAR MOULAGE D'UNE COMPOSITION A BASE
DE FIBRES ET DE MATIERE PLASTIQUE FUSIBLE.
La présente invention concerne l'obtention d'ébauches moulées en creux à base de fibres et de résines ou d'autres substances plas- tiques, susceptibles d'être transformées par l'application de chaleur et de pression, en assiettes, plats, plateaux, tasses et autres ob- jets ayant un bord relevé ou de forme creuse, imperméables à l'eau, pratiquement incassables et réfractaires aux températures élevées.
Jusqu'à présent, on a utilisé pour le moulage d'objets creux de divers types des résines synthétiques, en particulier des résines phénoliques, insensibles à l'eau et résistant à la chaleur au-dessous de la température de décomposition, mais les objets ainsi fabriqués sont fragiles. On fabrique aussi des panneaux et des feuilles d'épais. seurs diverses en faisant adhérer par la chaleur et la pression une superposition de feuilles de papier imprégnées de telles résines.
Les feuilles de ce type et les objets obtenus par découpage de ces feuilles sont tenaces et résistent à la rupture grâce à leur teneur en fibres et ils sont plus ou moins résistants à la chaleur et à l'eau suivant leur teneur en résine, mais ils ne peuvent avoir qu' une forme plane ou cylindrique. Ces feuilles ne permettent pas l'ob- tention d'objets creux comportant sur leur périphérie un rebord suréle- vé, sans découper certainesparties.
Pendant le moulage, la composi- tion de moulage doit subir un fluage sous la pression des matrices et si cette composition de moulage contient des fibres, ce fluage déplace ou rompt les fibres et les sépare plus ou moins dans les ré-
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gions qui en sont affectées; il en résulte que les objets sont fai- bles et fragiles aux endroits où un fluage marqué s'est produit.Dans le cas de feuilles de papier imprégnées de résine, la distorsion dé- ohire les feuilles si elle dépasse une valeur très faible et est telle qu'elle exerce une tension sur les feuilles,ou elle les froisse et provoque des plis qui gênent le déplacement des matrices.
Bien que cet inconvénient soit moins sensible lorsqu'on utilise des feuilles de tissu imprégnées de résine, il n'en existe pas moins quoi- que à un degré moindre, et la profondeur des objets moulés à partir de feuilles superposées de tissu imprégné est limitée. Le prix élevé de ce produit en gène l'utilisation commerciale et en interdit l'em- ploi pour beaucoup d'applications.
Suivant la présente invention, on évite les inconvénients pré- cités et il devient possible, pour un:prix de revient faible, de mou- ler des objets creux, de profondeur quelconque, de structure homogè- ne, de résistance uniforme dans toute la masse,et qui sont imperméa- bles à l'eau:, quand la matière plastique incorporée à la composition de moulage est insoluble dans l'eau, et résistant à la chaleur au- dessous de la température de carbonisation quand la composition de moulage contient une résine thermo-durcissable.
On obtient ces résul- tats en préparant un mélange de fibres, d'une dispersion de résine ou d'une autre matière plastique appropriée et d'eau, ledit mélange ayant la consistance delà pâte à papier ou une consistance plus ou moins analogue, en façonnant le mélange de manière à former l'ébauche de l'objet pendant que le mélange est fluide et que les fibres peuvent se déplacer et s'orienter à la demande des dispositifs de façonnage, en éliminant ensuite l'eau du mélange constituant l'ébauche et, dans une dernière opération, en passant l'ébauche à la presse pour lui donner sa forme et ses dimensions définitives et en stabilisant la ré- sine du mélange par application de pression et de chaleur.
La présente invention concerne les ébauches d'objets creux à contours de révolution à base de fibres enchevêtrées (telles que cel- les utilisées en papeterie) et de particules dispersées de résine ou d'une autre matière plastique appropriée, susceptibles d'être pressées et transformées par l'application de pression et d'une chaleur suffi- sante pour fondrez la résine (et la durcir quand on utilise une résine
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thermo-durcissable) en objets denses, tenaces et imperméables à l'eau convenant aux besoins ordinaires.
Les objets envisagés suivant l'invention comportent des pa- rois latérales et un fond ou une paroi supérieure de structure et de composition pratiquement homogènes. on peut, faute d'un meilleur terme pour les désigner, les définir comme Otant délimités par des surfaces de révolution, c'est à dire engendrées par une ligne autre qu'une droite tournant autour d'un axe ou se déplaçant en @'appuyant constamment sur une ligne, autre qu'une droite, perpendiculaire à la génératrice.
Si l'on applique cette définition à l'objet repré- senté au dessin annexé, la génératrice est constituée par les seg- ments successifs b, d et e (fig.2) et le rayon du fond, la généra- trice tournant autour de l'axe géométrique de l'ébauche. toutefois, l'invention n'est pas limitée aux objets délimités par des surfaces de révolution, mais embrasse les objets de forme polygonale ou au- tre, régulière ou irrégulière, fermée ou ouverte. La génératrice peut être une courbe continue de rayon uniforme ou varié ou peut être constituée par une suocession de deux ou plusieurs segments droits ou curvilignes raccordés par des angles plus ou moins aigus ou des courbes. Les coupes d'un tel objet perpendiculaires à la direction du déplacement de la génératrice sont constituées par des lignes brisées.
Au dessin annexé:
La fig.l représente, en vue cavalière, une ébauche suivant l'invention destinée à être transformée, par application de pres- sion et de chaleur, en une assiette à dessert, ceci étant l'un des nombreux modes de réalisation de l'invention;
La fig.2 est une coupe diamétrale de l'ébauche représentée à la fig.1;
La fig. 3 représente en vue cavalière et la fig. 4 en coupe dia- métrale l'objet obtenu par application de chaleur et de pression, à partir de l'ébauche représentée aux figs 1 et 2.
Pour réaliser l'invention, on prépare une pâte de fibre et d'eau. On peut utiliser à cet effet toutes les fibres utilisées en papeterie, y compris les fibres courtes de bois moulu. On peut utili-
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de ser une pâte neuve, telle que la pâte de bois au sulfite ou un mélan- ge de fibres de bois moulu et de fibres au sulfite, ou des déchets de papier. De vieux journaux bien brassés dans de l'eau fournissent une pâte satisfaisante et très peu coûteuse.
On ajoute à la pâte de fibre une quantité appropriée de résine.
On peut utiliser une résine quelconque, sans s'écarter du principe et de la portée de l'invention, mais on préfère utiliser une résine synthétique thermodurcissable, telle qu'une résine formol-phénol, Plutôt qu'une résine thermoplastique. Toutefois, pour les objets non susceptibles d'être soumis à des températures assez élevées pour les ramollir, on peut utiliser des résines thermoplastiques.
La résine est ajoutée à la pâte dans la pile et pour obtenir et maintenir une dispersion uniforme de la résine dans la pâte, on préfè- re appliquer le procédé décrit dans le brevet américain N02.027.090 du 7 janvier 1936.
Suivant ce procédé, la résine très divisée est d'abord mélangée intimement avec une dispersion peu concentrée de fibres au sein d'un liquide formant un gel qui maintient en suspension les fibres disper- sées et les particules de résine et qui, après gélification et brassa- ge dans la pile, enrobe les particules de résine et les lie aux fi- bres isolées et aux faisceaux de fibres de sorte que, lorsqu'on les incorpore à la paie de fibre proprement dite, les particules de résine ne peuvent, en raison des fibres sur lesquelles elles sont fixées, se séparer de la dispersion ou être entrainées par l'eau qu'on élimine au moment oû la pâte est façonnée.
En résumé, le procédé suivant le bre- vet précité permet l'introduction de la résine en fines particules dans la pâte, un mélange et une dispersion uniforme de ces particules dans la masse fibreuse et la stabilité de la dispersion pendant l'ébau- chage de l'objet. Le procédé est décrit de manière complète dans le brevet précité. Toutefois, l'inventait pas limita à ce procédé de dispersion de la résine, et les ébauches moulées contenant une rési- ne incorporée de toute autre manière appropriée entrent dans le cadre de l'invention.
La teneur en résina peut varier dans une large étendue. On obtient des assiettes ou autres objets très satisfaisants avec des teneurs en résine allant, en poids, jusqu'à 40% du poids de la fibre sèche dans
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la pâte. Mais cette teneur peut varier entre un peu moins de 20% et un peu plus de 60% suivant la ténacité, la dureté, la résistance mé- canique et la résistance à l'eau et aux produits chimiques que doi- vent posséder les objets terminés.
La pâte est alors façonnée de façon à former l'ébauche de l'ob- jet désiré, d'épaisseur plus grande que celle de l'objet terminé, par dépôt sous aspiration sur ou dans un moule, par compression entre deux matrices; par injection dans une enceinte fermée de forme conve- nable comportant des trop-pleins appropriés,ou de toute autre maniè- re, c'est à dire qu'on peut utiliser tous les procédés déjà connus pour la fabrication d'objets en pâte de bois, ou tout autre procédé convenable.
Les formes et objets susceptibles d'être ainsi préparés comprennent tous ceux qui peuvent être moulés, appliqués sur ou dans un moule ou injectés dans un espace clos convenablement muni d'ori- fices et d'où l'ébauche peut être retirée quand on a éliminé une quantité d'eâu suffisante et que les fibres se sont feutrées assez solidement pour permettre les manipulations. Pour obtenir des objets dont les dimensions absolues et relatives exigent une armature ou dont l'emploi exige la fixation à des supports, on peut mouler la pâte en y noyant une armature appropriée. L'eau résiduelle est en- suite éliminée par évaporation.
On a décrit ci-dessus l'objet de l'invention. Il est constitué, dans ses multiples modes de réalisation, par un article manufacturé qui peut être vendu ou expédié à des industriels en vue d'un traite- ment ultérieur comportant l'application de pression et de chaleur.
Pour ce traitement, l'ébauche est placée entre des matrices à surfa- ces lisses et de forme complémentaire de celle de l'objet terminé et elle est soumise à une pression et une chaleur suffisantes pour com- primer les fibres et cuire la résine. L'ébauche de structure lâche peut ainsi être comprimée au tiers environ de son épaisseur primitive.
Etant donné qu'en raison des difficultés d'élimination de l'eau dans des masses très épaisses, l'épaisseur de l'ébauche est limitée à une certaine valeur, il peut être désirable, dans de nombreux cas, de su- perposer deux ou plusieurs ébauches dans le moule définitif pour que l'objet terminé ait l'épaisseur et la densité désirées. Sous l'action de la chaleur et de la pression, la résine fond, s'écoule et emplit
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les interstices entre les fibres et forme une pellicule sur la surfa- ce de l'objet. Quand on presse ensemble deux ou plusieurs ébauches, la pellicule superficielle ainsi formée assure la liaison des surfa- ces adjacentes et permet d'obtenir un objet d'une seule pièce.
Dans certains cas, il est désirable d'appliquer une couche de résine pulvérulente ou liquide sur les surfaces de l'ébauche avant le moulage définitif de maniàre à noyer les fibres qui peuvent faire saillie à la surface et à rendre celle-ci plus lisse. On peut, en même temps, appliquer une matière colorante sur cette surface et aug- menter Ainsi l'effet décoratif.
La forme de l'ébauche est si voisine de celle des matrices uti- lisées pour le moulage définitif qu'il ne se produit pratiquement pas de déplacement de fibres dans la masse et que le seul changement ap- préciable est la réduction de l'épaisseur de l'objet. La structura et la direction des fibres ne sont pas modifiées, les fibres étant seule- ment rapprochées les unes des autres. Toutefois, de petites modifioa- tions de forme, telles que la nervure a (fig.4) et les zones distino- tes représentées en b et c, peuvent être apportées, lors du moulage définitif, à l'ébauche, et les angles., tels que les angles d et e, entre les surfaces adjacentes peuvent être avivés sans que les fibres se déplacent et se rompent.
L'objet terminé contient donc des fibres dont les positions re- latives ne sont pas modifiéeà par le moulage définitif, si ce n'est pour être rapprochées les unes des autres, et qui sont restées entiè- res et aussi résistantes que dans l'ébauche. L'objet ne se brise pas par un choc ou d'autres accidents qui provoquent si souvent le bris du verre ou de la porcelaine. on peut, dans le briser ou l'ébrécher, le laisser tomber sur un sol dur ou le heurter contre le bord d'un évier. On peut, sans l'abimer, le laver à l'eau chaude de manière ha- bituelle et le stériliser à l'eau bouillante. Quand on utilise une résine thermodurcissable,, il peut impunément supporter de hautes tem- pératures comprises entre celle de l'eau bouillante et celle où la décomposition de la résine et des fibres commence.
Le mode de réalisation représenté au dessin est constitué par une assiette à dessert pour un service de table. Mais il est bien entendu qu'on peut, de la même manière, fabriquer des assiettes et des plats
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de toutes les dimensions et de toutes les formes, des tasses et des soucoupes, des plats à légumes, des plateaux, etc... tous ces objets devant être compris sous l'appellation générale d'objet en forme de plat.
REVENDICATIONS.
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1. Un objet en pulpe moulée, de forme creuse, à surfaces de révolution ou polygonales, tel qu'un plat, caractérisé par une masse fl é1---1 fibreuse feutrée, ltche et compressible, moulée en matrice dans cette #######forme à partir d'une suspension dans l'eau de fibres et de particules de matière plastique entremêlées, réparties d'une manière sensible- ment uniforme parmi les fibres.