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"Perfectionnements apportés et relatifs à un procédé de fabrication d'articles moulés."
La présente invention se rapporte à la fabrication de cafton composé d'mn mélange consistant en bois de rebut sous la forme de copeaux, éclats, rabotures et sciure et d'une substance adhésive, qui est moulé à chaud et sous pression pour produire un article fini.
Le but de la présente invention est de fournir un procédé perfectionné dont le résultat sera la production d'un carton de résistance et d'apparence améliorées, et l'on a trou- vé selon l'invention, que ce but est atteint par un contrôle approprié de la préparation de matériaux en bols de rebut, du mélange avec la substance adhésive et de l'opération de pres- sion par laquelle les caractéristiques physiques et mécani- ques des produits finis peuvent être maintenus sous des formes prédéterminées.
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Dans un procédé s'accordant avec la présente inven- tion, il est essentiel que pendant l'opération de pression et après la chauffe, les cartons moulés soient refroidis sous pression.
L'opération de pression comprend le chauffage d'une quantité mesurée du mélange sous pression entre des coquilles à une température déterminée par la nature de la substance ad- hési ve dans le mélange, le maintien de la température et d'u- ne pression, qui n'est pas inférieure à 80 et supérieure à 500 livres par pouce carré, pour une période déterminée par les exigences nécessitées pour les propriétés finales, physi- ques et mécaniques du carton, et finalement le refroidissement en maintenant en tout ou en partie ladite pression sur les coquilles.
Dans le procédé selon la présente invention, les ma- tériaux de bois de rebut sont préalablement traités pour pro- duire une dimension de particule désirée, les matériaux trai- tés à l'avance étant directement mélangés avec une quantité prédéterminée de l'adhésif, le mélange de bois de rebut et d'adhésif étant alors pesé et versé dans un châssis rectangu- laire dont la base est formée par une des coquilles, après quoi le châssis est enlevé, la coquille supérieure mise en position et le tout placé dans la presse.
L'opération de pression dans la presse est effectuée en trois phases. A la première phase, les paires de coquilles chargées sont placées dans une presse froide qui est alors chauffée à la température désirée pendant que la pression est appliquée, et à la seconde phase, la température et la pression sont maintenues pour une période qui varie avec l'é- pa.isseur et la densité des cartons et finalement, avec la pression maintenue, l'opération de chauffage est arrêtée et la presse est refroidie par exemple à la température ambiante
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avec de l'eau froide ou autre liquide ou gaz réfrigérant con- venable et les coquilles sont enlevées de la presse après re- froidissement suffisant.
Dans le procédé ci-dessus les matériaux de bois de rebut consistent en un mélange de particules de bois et de sciure ou poudre de bois et après traitement, cette matière est refroidie avant l'adjonction avec l'adhésif pour éviter un durcissement prématuré du mélange, par polymérisation à chaud de l'adhésif avant le pressage. Si cependant le refroi- dissement de la matière traitée ne peut être effectué conve- nablement endéans un temps raisonnable, le mélange est alors introduit sous pression dans le plus bref délai possible.
L'adhésif consiste en une substance résineuse comme une résine prenant à chaud, d'urée-formaldéhyde, de polymérisation conve- nable, un accélérateur chimique et de l'eau, si nécessaire.
Suivant une variante, des résines d'un type différent comme de la phénol-formaldéhyde, ou des résines crésoliques, ou des autrement de la résines de mélamine, ou/caséine, peuvent être utilisées.
Bien que' les articles les plus solides sont obtenus lorsque l'opération de pressage est effectuée immédiatement après avoir mélangé les matières premières, une variation con- sidérable du temps d'emmagasinage du mélange brut peut être obtenue en variant la quantité etle genre de l'accélérateur chimique contenu dans l'adhésif.
Dans tous les cas cependant, il est essentiel que, si la matière de base est au-dessus de la température ambiante, le mélange soit pressé dans le plus bref délai possible puis- qu'un pareil mélange ne peut être emmagasiné de façon satis- faisante.
Il ressort de la description précédente que l'opé- ration de pressage est effectuée en troisphases; les coquilles remplies de mélange brut sont chargées dans la presse alors que la presse est froide; la pression est appliquée et la
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presse chauffée jusqu'à . - @ température maximum désirée où elle est maintenue pendant une période prédéterminée, le chauffage étant alors arrêté et la presse refroidie pendant qu'elle est en charge, avant l'enlèvement des coquilles.
La période de pressage à chaud varie suivant l'épais- seur et la densité du carton e@t est mesurée par des points de référence appropriés, comme par exemple, le moment où la température maximum est atteinte, au moment du refroidissement..
De préférence, des arrêts métalliques sont placés entre les coquilles pour contrôler l'épaisseur et, pour éviter les dé- gats ou usure excessive des plateaux de la presse, la pression du moulage est maintenue à. un minimum pratique aussitôt qu'une telle charge est contrôlée par les dits arrêta.
Lorsqu'on charge la presse, il est pris soin d'éviter la chute de particule du mélange sur les plateaux de la presse, car de telles particules peuvent causer des dégâts ou des den- telures dans la surface de coquilles minces, avec des emprein- tes conséquentes à la surface des cartons pressés.
Pour mettre c'une façon pratique le procédé en exé- cution, les déchets de bois sous la forme de copeaux, éclats, rabotures et sciure sont versés dans un broyeur à marteau ou d'un autre type, qui est pourvu d'un tamis à mailles de 1 pou- ce.
La matière broyée résultante consiste approximative- ment en 70%de particules de bois de longueurs variées et 30% de sciure et poudre de bois, et comme ceci donne une propor- tion suffisante, bien que non excessive, des particules finales, aucune addition ultérieure de sciure n'est requise.
Du broyeur, la matière est délivrée par tirage for- cé, soit directement vers une plateforme de mélange ou, si la teneur d'humidité des déchets de bois est excessive, vers un séchoir à vapeur rotatif duquel après séchage, elle est amenée vers une plateforme où elle est recueillie ,et pesée
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et conduite à l'emmagasinage pour le refroidissement.
Le mélange des déchets de bois avec l'adhésif est effectué dans un malaxeur et, dans ce but, une quantité mesu- rée de cette matière est versée dans le malaxeur qui est alors fermé et mis en marche, et l'adhésif est chassé par pompage dans le malaxeur par un tuyau à asperger muni d'un ajutage de pulvérisation présentant des trous de 1/8 de pouce de diamè- tre, et le mélange est'poursuivi pendant 10 minutes après dis- tribution de tout l'adhésif.
La matière mélangée est alors pesée et délivrée au banc de travail où elle est versée dans un châssis placé dans ce but au sommet de la coquille inférieureLLorsque le châssis est rempli et rendu uni, il est enlevé et la coquille supérieu- re mise en position. Le gâteau produit est alors chargé dans la presse et après qu'un nombre convenable de coquilles char- gées ont été introduites dans la presse, on effectue les opé- rations de chaleur et de pression.
Il est pris soin durant le pressage, de permettre à la vapeur de s'échapper au bord des coquilles. La non-obser- vance de ceci à un effet nuisible sur les cartons terminés.
Lorsque les cartons sont suffisamment refroidis, ils sont en- levés de la presse , et les cartons pressés sont arrangés et empilés ou emmagasinés de façon à permettre la libre circula- tion de l'air autour d'eux.
Le procédé de la présente invention est particuliè- rement approprié à la fabrication de cartons qui peuvent être utilisés en remplacement de boiseries, triplex, cartons en bloc ou analogues, et ce qui suit est un exemple pratique du procédé appliqué à la fabrication d'un tel cartonnage.
360 livres de bois moulu sont versés dans le mala- xeur et l'un ou l'autre des adhésifs suivant peut y être ajouté :
EMI5.1
<tb> a) <SEP> Résine <SEP> de <SEP> formaldéhyde-urée........67µ <SEP> livres
<tb>
<tb> Accélérâtes <SEP> chimique.............. <SEP> 63/4 <SEP> "
<tb>
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EMI6.1
<tb> Eau........ <SEP> (5pintes <SEP> 3 <SEP> onces <SEP> liquides)
<tb>
<tb> 22, <SEP> livres <SEP> (2@ <SEP> gallons)
<tb>
<tb> b) <SEP> Résine <SEP> de <SEP> formaldéhyde-urée <SEP> ..... <SEP> 67'- <SEP> livres
<tb>
<tb> Accélérateur <SEP> chimique...........22;
<SEP> livres(l6pintes
<tb>
<tb> Eau.............................2 <SEP> 3/4 <SEP> "(1 <SEP> pinte
<tb>
<tb> 16 <SEP> onces <SEP> liquides)
<tb>
L'adhésif est pompé dans le malaxeur de la façon susdite et le mélange est continué pendant une période de 10 minutes après la distribution complète de l'adhésif.
Lorsqu'il est enlevé du malaxeur, le mélange est pesé et délivré par quantités ou portions prédéterminées au banc de travail où chaque portion est versée dans le châssis susdit.
Lors de la préparation de coquilles chargées, le châssis de bois joue le rôle de calibre, le mélange étant répandu uniformément à la surface du plateau inférieur à l'in- térieur de la surface du châssis, une attention particulière étant donnée au remplissage des coins et bords qui doivent être légèrement chargés ou tassés.
La fuite de la matière première entre les plateaux, lorsque le châssis est enlevé pendant le chargement de la presse, peut être empêchée par l'utilisation d'une bordure de papier ou une autre matière convenable qui est pliée sur les bords exposés du mélange, cette bordure étant enlevée lors d'une opération rectificatrice postérieure sur le carton pres- sé.
Les coquilles chargées sont placées dans une presse froide qui est alors chauffée à une température de 140 C et une pression de 200 livres par pouce carré maximum. La chauffe estmaintenue par une période prédéterminée suivant les propriétés du carton et finalement la presse est refroidie sous pression, les cartons avec leurs coquilles étant enlevés lorsque la matière est à la température ambiante.
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Par exemple, les temps minima suivants de pression sous chaleur seront requis pour des cartons de densités et épaisseurs établies.
EMI7.1
<tb>
Densité <SEP> 3? <SEP> livres:3/8 <SEP> pouce <SEP> .......... <SEP> 10 <SEP> minutes
<tb>
<tb> 1/2 <SEP> " <SEP> ..........13 <SEP> "
<tb>
<tb> 5/8 <SEP> " <SEP> ..........16 <SEP> "
<tb>
<tb> 3/4 <SEP> " <SEP> .......... <SEP> 20 <SEP> "
<tb>
<tb> Densité <SEP> de <SEP> 45 <SEP> livres <SEP> : <SEP>
<tb> 3/8 <SEP> pouce..........12 <SEP> minutes
<tb>
<tb> 1/2 <SEP> " <SEP> ..........16 <SEP> "
<tb>
<tb> 5/8 <SEP> " <SEP> ........20 <SEP> "
<tb>
<tb> 3/4 <SEP> " <SEP> .........24 <SEP> "
<tb>
Lorsqu'ils sont enlevés des coquilles, les cartons sont empilésde façon à permettre la libre circulation de l'air alentour.
Les cartons peuvent être produits avec l'une ou les deux surfaces pourvues d'une feuille de placage en bois, en papier, en matière plastique ou en métal de la façon décrite dans la description d'une demande de brevet également en ins- tance, n 16061@du même inventeur et de telles ouvertures peuvent être appliquées pendant la fabrication du carton par le procédé ci-dessus.
Des exemples typiques de feuilles de placage convenable sont: a) cartons fabriqués comme ci-dessus, ayant une couverture de surface en papier de soie imprégné d'une résine phénolique qui procure une surface raisonnablement bonne, ré- sistant à la chaleur et à l'humidité. b) cartons couverts de papier mince qui permet une peinture facile pour un fini de haute qualité,et c) cartons couverts de feuilles de placage décora- tives en bois donnant une solidité et une stabilité supérieu- res aussi bien qu'une apparence naturelle.
Il est désirable, particulièrement lorsque la feuil- le de placage mentionnée au paragraphe (a) ci-dessus est uti- lisée, de l'empêcher de coller aux surfaces métalliques des
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:noules et, à cet effet, ces surfaces doivent toujours être par- faitement nettoyées, si c'est nécessaire, par polissage et rodage afin d'enlever toute particule adhérente, la surface étant alors traitée avec un lubrifiant, un revêtement fin et uni d'environ 6 grammes par pied carré ayant été trouvé satis- faisant.
Le lubrifiant est appliqué comme une fine pellicule, le soin étant pris d'éviter les trainées épaisses ou autres irrégularités qui entraîneraient un manque d'unité dans la surface du carton, et le mélange peut être versé dans les co- quilles avant ou après le sèchage de la pellicule lubrifiante.
Un lubrifiant convenable peut être préparé de la façon suivante:
EMI8.1
<tb> Stéarate <SEP> de <SEP> zinc.........5 <SEP> parties <SEP> du <SEP> poids
<tb>
<tb> Huile <SEP> de <SEP> paraffine.......12 <SEP> " <SEP> "
<tb>
ou si un recouvrement très mince est requis, le lubrifiant suivant peut être employé à titre de variante:
EMI8.2
<tb> Stéarate <SEP> de <SEP> zinc.........5 <SEP> parties <SEP> du <SEP> poids.
<tb>
<tb>
Huile <SEP> de <SEP> paraffine.......10 <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb> Acétone <SEP> ................... <SEP> 2 <SEP> " <SEP> "
<tb>
Le terme "carton" utilisé dans cette spécification et les revendications suivantes est destiné partout où il est applicable à comprendre les articles moulés.
REVENDICATIONS
1) Dans un procédé de production de carton à partir d'un mélange consistant en déchets de bois comme base princi- pale et en une substance adhésive dans laquelle le mélange est consolidé à la chaleur et sous une pression non inférieure à.
80 et non supérieure à 500 livres par pouce carré, le maintien en tout ou en partie de ladite pression pendant le refroidis- sement.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.