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PROCEDE ET APPAREIL POUR LE MOULAGE D'OBJETS EN MATIERES FIBREUSES.
La présente invention concerne certains perfectionnements dans la fabrication d'objets creux en matière fibreuse; elle a en particulier pour objet des procédés et appareils dans lesquels on presse une pâte ou pulpe, contenant une matière fibreuse et aqueuse, sur un moule perméable à l'eau, de telle façon qu'on obtient sur ce moule une couche fibreuse que l'on reti- re et que l'on fait séchero
Par 19 expression t'objets creux en matière fibreuse"., il faut en- tendre ici des objets dans lesquels les fibres sont liées entre elles par un feutrage et grâce aux substances visqueuses et gélatineuses contenues dans une matière végétale fibreuseo Ces objets en matière fibreuse sont connus et servent, par exemple, comme matière d9empaquetage peu coûteuseo Cependant,
ces objets ne possèdent qu'une très faible résistance et leur utilisation ne peut donc être envisagée que dans certaines limiteso
La présente invention a pour but de fabriquer de tels objets en matière fibreuse ayant en particulier une forme cylindrique ou légèrement co- nique et possédant une résistance plus élevée que les'objets en matière fi- breuse connus jusqu'à présente La présente invention ne concerne donc que des objets dont la densité spécifique est supérieure à 0,6.
Un autre but de l'invention est la simplification et l'abaisse- ment du prix de revient dans la fabrication de ces objetso
L'invention vise également à fabriquer de tels objets creux en '-matière fibreuse dont les surfaces intérieures et extérieures sont lisses et qui possèdent à un degré élevé le pouvoir de conserver leurs dimensions.
Il n'est pas difficile de donner à un objet moulé en matière fi- breuse une densité spécifique égale à 0,6 en lui appliquant une pression suf- fisamment élevée, quelle que soit l'épaisseur de l'objet moulé à l'état humi- de avant l'application de la pressiono Cependant, l'expérience a montré que l'épaisseur de l'objet moulé à l'état humide est extrêmement importante au point de vue de la qualité de l'objet fabriquéo En effet, une pièce moulée en
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matière fibreuse et obtenue par la compression d'un moulage épais à l'état humide a une résistance plus faible que si elle est obtenu à partir d'un mou- lage de faible épaisseur.
Ceci semble dû, d'après les recherches effectuées, au fait que les fibres sont feutrées ensemble quand on procède à un moulage humide, tandis qu'elles sont simplement comprimées quand on applique une pres- sion au moulage humide. La compression des fibres contribue cependant beau- coup moins que le feutrage à l'augmentation de la résistance.
Conformément à la présente invention, il faut donc utiliser sui- vant un rapport minimum prédéterminé, les deux procédés partiels, c'est-à- dire le feutrage pendant la formation du moulage humide et la compression qui constitue l'opération finale. Ce rapport minimum est pratiquement réali- sé si le rapport de compression dans cette deuxième opération ne dépasse pas la valeur de 4/la
Dans ce but, et conformément à la présente invention, on produit, entre les faces intérieure et extérieure du moule poreux sur lequel on effec- tue le moulage de la pâte fibreuse, une pression différentielle telle que l'épaisseur des parois ne dépasse pas quatre fois l'épaisseur du corps qui est finalement pressé dans un moule chauffée Cette différence de pression' est comprise de préférence entre 1 et 5 kg/cm2,
et égale par exemple à 2 kg/cm2. En règle générale, une pression supérieure à 5 kg/cm2 ne convient pas, car elle conduit à la perte des constituants les plus fins des fibres végétales formant la pâte. Par conséquent, conformément à l'invention, le dé- pôt du moulage fibreux sous cette différence de pression est terminé quand sa paroi a atteint une épaisseur supérieure à deux fois, mais inférieure à quatre fois l'épaisseur des parois de l'objet comprimé et fini. Un autre avan- tage de ce procédé réside dans le fait que l'opération de compression peut être facilitée notablement par l'emploi de moulages relativement minces quand ces moulages sont cylindriques ou légèrement coniques.
On bénéficie en outre des avantages suivants. La pièce moulée obtenue par ce procédé possède, immédiatement après sa fabrication, une ré- sistance telle qu'on peut la retirer du moule sans difficulté, puis la tra- vailler à l'extérieur du moule. De plus, on évite à peu près complètement l'accumulation de matière dans les coins, c'est-à-dire entre le fond et les parois cylindriques ou coniques de l'objet creux. L'agrégation des matières à ces endroits produit des fentes pendant l'opération finale'de compression.
Par ailleurs, la résistance due au pourcentage d'eau relativement faible du moulage permet d'effectuer une déshydratation mécanique sous des pressions plus élevées et donne ainsi la possibilité de travailler à plus grande vites- se avec des moyens que l'on ne pouvait utiliser jusqu'à présent à cause de la fragilité des pièces mouléeso
On s'est aperçu que ce procédé devient particulièrement avanta- geux si on soumet la pièce moulée à un séchage intermédiaire amenant le pour- centage de matière sèche à une valeur comprise entre 30 et 80 %. On obtient ainsi une nouvelle augmentation importante de la résistance de la pièce mou- lée, de sorte que l'objet comprimé et fini est capable de résister à des for- ces de poussée ou de cisaillement considérables.
La limite inférieure du pour- centage des matières sèches, limite égale à 30 %, doit être respectée, car dans le cas contraire la résistance serait trop faible pour permettre de réa- liser d'une manière simple la compression finale. Quant à la limite supérieu- re de 80 %, elle est également impérative car, si on réalisait un séchage plus poussé, la plasticité serait réduite à l'excès et les forces naturelles adhésives de la pulpe disparaîtraient.
Le procédé conforme à l'invention consiste par conséquent, pour produire des objets creux en matière fibreuse et d'une forme cylindrique ou légèrement conique, dont la densité spécifique est égale à au moins 0,6 , à faire arriver une pâte aqueuse par dessous dans l'intérieur d'un moule poreux, à établir au moins temporairement, entre l'intérieur et l'extérieur du moule une différence de pression supérieure à 1 kg/cm2, de telle façon qu'une cou- che de pâte formant un moulage fibreux et humide se dépose dans le moule creux, ce moulage ayant une épaisseur supérieure à deux fois mais inférieure
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à quatre fois celle de l'objet fini et soumis à la pression, après avoir ainsi formé un moulage fibreux et humide,
on fait arriver un fluide gazeux à l'intérieur de celui-ci la pression de ce fluide est suffisante pour chas- ser en dehors du moule la pâte en excédant; on introduit ensuite à l'inté- - rieur du moulage fibreux et humide un noyau poreux d'une forme correspondan- ' te pour extraire le moulage du moule creux-, on applique ensuite mécaniquement une certaine pression au moulage pour en faire sortir une grande quantité d'eau; enfins on soumet le moulage à une pression finale sur le même noyau ou un autre noyau en combinant la chaleur et la pression.
Quelques caractéristiques de l'invention consistent en des pro- cédés particulièrement appropriés pour mettre en oeuvre le traitement indiqué ci-dessus. L'invention concerne en outre certains détails de l'appareil et de l'installation toute entière permettant de fabriquer des objets creux en ma- tière fibreuseo
On comprendra mieux l'invention en lisant la description détail- lée suivante qui se réfère au dessin annexé représentant quelques modes de réalisation particuliers de l'appareil permettant la mise en oeuvre.
Sur ce dessins
La figo 1 est une coupe longitudinale d'un appareil permettant de'fabriquer le moulage humide conformément à l'inventiono
La figo 2 est une coupe longitudinale d'un appareil permettant d'effectuer le traitement ultérieur du moulage humide conformément à l'in- ventiono
Les mêmes nombres de référence désignent des pièces analogues dans les différentes vues du dessino
Si on considère maintenant le dessin en détail en commençant par la figo 1, on voit qu'une tubulure 3 portant un raccord 4 est serrée dans une ouverture circulaire 2 d'une plaque de base circulaire lo On a don- né une forme conique aux surf aces 5 du raccord 4 et de l'ouverture 2.,
afin de réaliser un meilleur ajustageo Fixé sur la plaque de base 1 se trouve un moule 6 constitué par un corps creux, coulé ou forgé, dont les parois com- portent un grand nombre d'orifices 7. L'espace intérieur du moule 6 est garni d'une crépine 80 Un récipient 9 ouvert à la base est appliqué sur la plaque 1; il comporte un orifice intérieur de décharge 10 et une ouverture supérieur 11.
Celle-ci est reliée à deux tubulures 13 et 14 par l'intermé- diaire d'un robinet à trois voies 12. Ainsi, le récipient 9, dont une paroi est formée par le moule 6, peut être rendu étanche à l'air si les orifices 7 du moule 6 sont étanchéisés par la pulpe fibreuseo
On remplit de pulpe aqueuse l'intérieur du moule 6 en faisant arriver cette pulpe vers le haut par l'intermédiaire delà. tubulure 3o L'eau pénètre à l'intérieur du récipient 9 en traversant les mailles de la crépi- ne 8 et les orifices 7 du moule 60 L'orifice 10 est fermé par un robinet 15 tandis que l'orifice 11 est mis en communication avec la conduite de dé- charge 14.
Par conséquent, l'eau sortant de la crépine 8 et du moule 6 rem- plit progressivement l'espace intérieur du récipient 9, tandis que les fi- bres de la pulpe se déposent sur la crépine 8.
On maintient d'abord, entre les faces intérieure et extérieure du moule 6, une différence de pression faible de manière que les fibres de la pulpe se déposent à plat sur le tamis 80 Dans le cas où cette différen- ce dépression serait trop élevée, les fibres seraient repoussées et pénétre- raient dans les mailles de la crépine 8 et dans les orifices 7 du moule 60 Dès qu'une couche fibreuse suffisamment épaisse s'est formée sur la crépine 8, on augmente sensiblement la pression de la pulpe arrivant par la tubulu- re 3, de manière que la différence de pression entre l'intérieur et l'exté- rieur du moule dépasse 1 kg/cm2o La valeur de la pression la meilleure à uti- liser dépend des différentes conditions de travail.
D'une manière générale, on peut dire qu'une pression différentielle de 2 kg/cm2 est avantageuseo
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Cette augmentation de la pression différentielle réalise une telle solidification du moulage humide 16 formé à l'intérieur du moule 6, que l'épaisseur des parois de ce moulage 16 ne dépasse pas quatre fois l'é- paisseur du produit fini obtenuo Le moulage humide 16 est délimité à son ex- trémité inférieure par une crépine annulaire 8a reliée à l'extrémité supé- rieure du raccord 4. Cette crépine ou tamis annulaire 8a a la largeur du moulage humide 16 à obtenir et empêche ainsi celui-ci de former vers le bas un appendice que l'on serait obligé de sectionner ensuite.
Dès que les pa- rois du moulage humide ont atteint l'épaisseur désirée, on introduit par la tubulure 17 de la vapeur ou de l'air comprimé qui applique avec force le moulage 16 contre la crépine 8 et fait retourner dans le tube 3 la pulpe en excès. On sépare alors du raccord 4 le moule 6 avec la crépine 8 et le mou- lage humide 16, ainsi que la plaque dé base 1. On peut ensuite dégager le moulage 16 et le soumettre à un traitemento
Pour faciliter le dégagement du moulage humide en dehors du moule, dans le cas où il s'agit d'un moule cylindrique ou à peu près cylin- drique, comme celui de la figo 1, on introduit dans le moulage 16 un noyau perméable 18 (figo 2).
Le noyau 18 est muni de nombreux orifices 19 et d'une crépine mince 22.Quand le noyau 18 a été introduit dans le moulage 16, on relie l'intérieur de cette pièce, par l'intermédiaire d'une conduite 18a, à une pompe à vide; en faisant le vide, on libère le moulage de la crépine 8.
On peut également obtenir le même résultat en établissant dans l'espace 9* une pression supérieure à la pression atmosphérique, par l'intermédiaire du robinet à trois voies 12 ; peut également combiner ces deux moyens. On re- tire alors complètement le moulage 16 du moule 6 au moyen du noyau 18, puis on l'introduit à l'intérieur d'un récipient creux 21 en le faisant passer par l'ouverture inférieure 22 de celui-cio A l'intérieur du récipient 21 se trouve une crépine 23 ayant une forme analogue à la surface extérieure du moulage 16 mais notablement plus grande que celui-ci de manière à se trou- ver écartée en tous les points de la surface du moulageo Un sac flexible et dilatable 24, constitué par du caoutchouc ou une matière analogue,
est assem- blé sur le récipient 21 d'une manière étanche à l'air par un moyen approprié 25 tout autour de l'ouverture 22. Le récipient 21 comporte un orifice 26 qui permet de le relier à une pompe à airo
Quand on introduit le noyau 18 portant à sa surface le moulage humide 16, on fait le vide à l'intérieur du récipient 21 par l'intermédiaire de la conduite 26. Le sac flexible 24 vient alors s'appliquer contre la cré- pine 23.Dès que la pièce 18 portant le moulage humide 16 a été placée à l'endroit désiré du récipient 21, on admet de l'air comprimé à l'intérieur du récipient 21 par l'intermédiaire de la conduite 26.
Le sac flexible 24 s'engage alors au contact de la surface extérieure du moulage 16 et fait sortir par pression une partie notable de l'eau contenue dans le moulage, cette eau s'échappant par les orifices 19 du noyau 180 Les dispositions sont telles que le moulage humide 16 se trouve ainsi déshydraté à un point tel qu'il contient un pourcentage en poids de matière sèche compris entre 50 et 70 %.
On peut compléter d'une manière appropriée quelconque le sé- chage intermédiaire du moulage humide de manière à obtenir un pourcentage de matière sèche compris entre 30 et 80 %. Par exemple, on peut souffler de la vapeur chaude ou de l'air chaud sur ou à travers le moulage, c'est- à-dire soit dans le moule contenant la pièce moulée, soit entre le noyau et la cavité, soit encore dans une chambre où les moulages humides ont été empilés. On a décrit l'invention en détail en choisissant certains modes de réalisation préférés ; cependant, il est évident pour les hommes de l'art qui ont compris l'invention, que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux exemples décrits sans sortir pour celà du domaine de l'inven- tion.