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PROCEDE DE FORMATION DE PANNEAUX DE LAINE DE BOIS.
L'invention a trait à un procédé de formation de panneaux de laine de bois ou excelsior, ainsi qu'elle est communément appelée, liée par un ciment au magnésium parun processus continu.
Dans le problème de la formation d'un panneau de laine de bois à ciment au magnésium par un processus continu, certains problèmes bien définis se présentent d'eux-mêmes qui ne se présentent pas lorsque le processus n'est pas continu.
Le ciment au magnésium tel qu'on l'emploie de préférence dans le présent procédé consiste en un mélange, porté par l'eau, d'oxyde de magnésium et de sulfate de magnésium. L'oxyde de magnésium et le sulfate de magnésium sont combinés immédiatement avant que le mélange ne soit pulvérisé sur la laine de verre. Tandis qu'il commence à réagir chimiquement immédiatement, sa prise prend un temps supérieur à une heure. Dans un processus continu tel que celui qui fait l'objet de la présente invention et dans lequel le matelas de laine de bois imprégné de ciment est déplacé continûment le long d'un transporteur, il est nécessaire que quelque mesure soit prise pour accélérer grandement la prise du ciment au magnésium.
Dans le présent procédé, après que le ciment a été ajouté à la laine de bois disposée en matelas sur un transporteur à courroie, la laine de bois est déplacée par le transporteur et en une certaine étape précédant l'achèvement du panneau, le transporteur déplace le matelas entre les plateaux ou les rouleaux d'une presse chauffée qui façonne le matelas de manière à en faire un panneau de l'épaisseur désirée. Ainsi, il est nécessaire que le ciment ait fait suffisamment prise pour maintenir l'épaisseur du panneau façonné avant qu'il ne quitte la pressa.., mais non avant que la presse ait agit sur le matelas.
Il s'ensuit qu'il se pose un problème lors de la formation des panneaux de laine de bois effectuée de cette manière, à savoir de régler
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la durée de la prise du ciment de façon qu'elle ait lieu juste quand le panneau quitte le plateau ou le rouleau de pressage,
Tandis que des panneaux de laine de bois ont été antérieurement formés par des processus lents, il a toujours été considéré comme impossible à faire et, du point de vue pratique commercial, impossible à réaliser, de former des panneaux de laine de bois à ciment au magnésium par un procédé continu.
Le seul procédé continu, antérieurement connu du demandeur, est un procédé allemand où la formation ou le pressage est effectué entre des courroies d'acier tirées entre des plateaux d'acier qui sont maintenus à une température extrêmement élevée, telle que 500 F. A de telles températures il est évidemment impossible de faire usage de machines rotatives, car n'importe quel lubrifiant serait dispersé ou chassé par l'ébullition et tout matériau de caoutchouc ou de textile, tel que celui d'une courroie transporteuse, serait rapidement détruit.
C'est un but de la présente invention que de présenter un procédé de formation de panneaux de laine de bois par un processus continu dans lequel le ciment au magnésium est forcé à faire prise environ au moment où le panneau même quitte la presse.
C'est un autre but de la présente invention que de présenter un procédé de formation de panneaux de laine de bois, dans lequel le processus est continu et dans lequel des machines rotatives peuvent être employées, de même que des courroies de caoutchouc, en vue de la manutention, car la température à laquelle l'appareillage et les courroies sont soumis est raisonnablement inférieure à la température à laquelle le moyen lubrifiant se vaporise ou est endommagé ou à laquelle le caoutchouc ou le textile des courroies transporteuses se trouve endommagé.
Un autre but de la présente invention est de présenter un procédé de formation de panneaux de laine de bois par un processus continu qui est commercialement pratique,relativement peu coûteux en ce qui concerne les frais d'entretien et qui implique l'emploi de parties mobiles et d'un appareillage mobile simples qui sont donc relativement faciles à régler et à réparer lorsque c'est nécessaire.
Ces buts et d'autres encore de la présente invention qui vont être exposés ci-dessous ou qui vont apparaître à une personne versée dans cette technique à la lecture de la présente description, sont atteints par une certaine construction et un agencement d'étapes dont une réalisation exemplaire va maintenant être décrite. Il est fait maintenant référence aux dessins qui en font partie.
Les fag. 1 et la sont des schémas en élévation latérale et en section représentant l'appareil, la fig. la constituant la continuation de la fig. 1.
La fig. 2 est une section de détail, à une plus grande échelle, prise suivant la ligne de section 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est un graphique représentant les différentes températu- res à différents moments du présent processus.
La fig. 4 est un graphique représentant le temps de prise du ciment pour différents degrés de préchauffage.
En bref, dans la pratique du présent procédé, on fait usage d'un transporteur du type à courroie mobile, de l'espèce ordinaire. La courroie est de préférence foraminée ou perforée de manière à permettre à l'air ou aux vapeurs de passer à travers le matelas et la courroie transporteuse. Sur ce transporteur à courroie, on dépose un matelas lisse de laine de bois sur une épaisseur prédéterminée, dépendant de l'épaisseur du panneau final. Im- médiatement après que la laine de bois a été déposée sur le transporteur, elle est aspergée du présent ciment au magnésium. Le présent ciment de magnésium consiste en substance en un mélange de 35% de sulfate de magnésium dissous dans l'eau, solution à laquelle ont été ajoutés 65% d'oxyde de magnésium.
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Ces pourcentages n'ont pas une signification rigoureuse, mais seulement exem- plaire, car la qualité de l'oxyde de magnésium peut varier substantiellement et la proportion peut être modifiée d'après son activité chimique préalablement déterminée.
Dès que l'oxyde de magnésium a été mélangé avec la solution de sul- fate de magnésium, le ciment résultant commence à faire prise. Toutefois, la prise prend plus d'une heure aux températures normales. La réaction chimique entre l'oxyde de magnésium et le sulfate de magnésium est exothermique et pour tirer profit de ce fait et pour augmenter grandement la durée de prise du ci- ment, le demandeur fait usage, 9. la première station le long de la courroie transporteuse chargée en mouvement, d'une étuve de préchauffage.
Cette étuve de préchauffage est une caractéristique très importan- te du présent procédé, car la température à laquelle l'étuve de préchauffage est maintenue détermine le temps que met le ciment au magnésium à faire prise.
L'étuve de préchauffage consiste en une enveloppe qui entoure la courroie transporteuse sur laquelle la laine de bois en matelas est portée et comprend des ventilateurs soufflants qui soufflent l'air chauffé, saturé d'eau, vers le bas à travers le matelas et, de préférence à travers la courroie transpor- teuse, qui est perforée pour permettre le passage de cet air et contribuer à la formation du matelas de laine de bois. Une chambre, communiquant avec l'é- tuve de préchauffage, reçoit un courant de vapeur d'eau à travers une soupape qui est réglée thermostatiquement de manière à admettre la vapeur d'eau dans une mesure telle que la vapeur d'eau contenue dans la chambre soit élevée à une température prédéterminée.
La température de la vapeur ou de l'air saturé d'eau contenu dans cette chambre est généralement comprise entre 110 F et 140 F. La vapeur contenue dans la chambre à cette température prédéterminée s'écoule dans l'étuve de préchauffage et de là, à travers le matelas qui se trouve sur le transporteur.
Les limites de 110 F à 140 F données à la température régnant dans l'étuve résultent en un temps de prise du ciment au magnésium compris environ entre un maximum de 10 1/2 minutes et un minimum de 4 minutes. Le rapport de la température au temps de prise dépend de l'activité chimique de l'oxyde de magnésium employé pour le ciment et cette activité est donc prédéterminée; un graphique tel que celui représenté fig. 4 est préparé pour une charge don- née d'oxyde de magnésium.,
Du fait que la vapeur de chauffage employée dans l'étuve de pré- chauffage consiste en air saturé d'eau et ayant une température prédéterminée, la vapeur ou l'air entrant dans l'étuve de préchauffage est complètement sa- turé et a une humidité relative de 100%.
A la station suivante le long du transporteur à courroie, le deman- deur dispose la presse proprement dite qui comprime la matière en matelas et fagonne les panneaux à leur épaisseur prédéterminée. La presse employée de préférence consiste de deux courroies transporteuses de caoutchouc revêtues d'une série de plaques transversales qui viennent en contact entre elles pour former un plateau lorsqu'elles sont dans leur position horizontale ou de pres- sage. Il s'ensuit que la presse agit comme une presse à deux plateaux disposés de part et d'autre du matelas de matière et qu'en outre, elle sert de trans- porteur destiné à déplacer la matière à travers la presse.
Comme il est dit ci-dessus, il est important que le ciment au ma- gnésium, au moment où le matelas atteint la presse, soit dans un état tel qu'il n ait pas fait tout à fait prise car la presse même écrase le matelas et en diminue l'épaisseur et que si le ciment avait fait prise, il serait brisé par l'écrasement. D'autre part, après que la matière a été rendue com- pacte et a été pressée à l'épaisseur prédéterminée, le ciment doit être ame- né à faire prise au moins suffisamment pour maintenir cette épaisseur.
On maintient de préférence la température de la presse à environ 190 F, mais cette température n'est pas suffisante pour accélérer la prise du ciment suffisamment pour un processus continu comme l'est le présent pro- cessus. Par exemple, si la température de la presse est de 190 F et si l'on
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fait usage d'un matelas de laine de bols donne rn panneau de trois pou- ces, il faudrait tout de même 45 minutes, comptées du moment ou le ciment est appliqué au matelas, pour qu'il fasse prise suffisamment en vue du but de la présente invention. Ce temps est évidemment beaucoup trop long pour un proces- sus continu comme le présent processus.
Pour pourvoir à un processus continu où l'on fait usage d'un ciment de ce type, le demandeur prédétermine la distance entre le point du transpor- teur en mouvement où le ciment est appliqué à la matière et l'extrémité de sortie de la présente presse. Du fait que la matière est déplacée vers la presse et dans celle-ci à une vitesse uniforme prédéterminée, la distance comprise entre ces deux points est une fonction du temps. Ainsi, si l'on fait usage d'un graphique semblable à celui représenté fig. 4, on peut déterminer la température qui doit régner dans l'étuve de préchauffage pour assurer la prise du ciment à l'endroit adéquat de la presse. Evidemment, pour des matelas de différentes épaisseurs, la vitesse de la courroie transporteuse est modi- fiée, mais cette vitesse est toujours gardée uniforme.
Par exemple, si d'après la vitesse de la présente courroie trans- porteuse, la matière prend 8 1/4 minutes à se déplacer du point où le ciment est appliqué à l'extraite de sortie de la presse le graphique semblable à celui de la fig. 4 indique qu'une température de 120 F est la température cor- recte pour l'étuve de préchauffage.
Il faut observer à la lumière de ce qui précède, qu'en prédétermi- nant la chaleur de l'étuve de préchauffage il faut noter qu'elle s'ajouteà la chaleur exothermique dégagée par la réaction chimique du ciment de manière à accélérer la prise du ciment au magnésium et à rendre ainsi possible la for- mation de panneaux de laine de bois par un processus continu relativement ra- pide. En faisant usage de vapeur saturée d'eau dans l'étuve de préchauffage, on ajoute fort peu d'humidité à la matière et tout excès en est évidemment chassé dans les étuves de séchage finales.
Il est maintenant fait référence aux dessins. Les fig. 1 et la re- présentent schématiquement le présent appareil. Une courroie transporteuse mobile 1 est présente et se déplace à une vitesse constante prédéterminée dé- pendant de l'épaisseur du matelas de laine de bois 2. La laine de bois meuble 3 est placée sur la courroie transporteuse 1 d'une manière uniforme et est saturée de ciment au magnésium, consistant en un mélange de sulfate de magné- sium porté par l'eau et d'oxyde de magnésium, au moyen de pulvérisateurs 4.
Le ciment porté par l'eau peut être réparti sur le matelas après qu'il a été placé sur la courroie transporteuse 1; mais, fig. 1, les pulvérisateurs 4 ont été simplement représentés comme étant placés dans le couloir menant à la courroie. Toutefois,le procédé de la saturation du matelas ne constitue pas un point primordial du présent procédé.
Comme la courroie transporteuse 1 se déplace vers la droite, fig.
1, le matelas 2 entre dans l'étuve de préchauffage 5. Il s'y trouve une cham- bre 6 reliée à l'étuve de préchauffage 5; une soupape à vapeur d'eau 7, réglée par un thermostat 8 règle la vapeur. entrant dans la chambre 6 et s'y mélangeant à l'air jusqu à. ce qu'une température prédéterminée soit atteinte à la- quelle le thermostat ferme la soupape à vapeur 7. Cette température est pré- déterminée par l'emploi d'un graphique semblable à celui qui est représenté fig. 4.
Tandis que le matelas 2 se trouve dans l'étuve de préchauffage 5, la vapeur chaude de l'étuve et la chaleur exothermique de la réaction chimi- que avant lieu dans le ciment au magnésium font augmenter la température de manière que le temps de prise du ciment au magnésium soit grandement augmenté et réglé de manière que le ciment fasse prise suffisamment, tant que le mate- las se trouve dans la presse 9, à la station suivante de la chaîne.
Après que le mate la,:; 2 quitte l'étuve de préchauffage 5, il entre dans la presse 9. Cette presse est de préférence composée de courroies trans- porteuses de caoutchouc opposées 10 qui sont revêtues de plaques métalliques 11 qui forment une surface plate lorsqu'ils se trouvent dans la position hori-
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zontale, comme le représente la fig. 1 des dessins. Comme le montrent les dessins, les courroies revêtues 10 de la presse écrasent le matelas de manier re à lui donner l'épaisseur prédéterminée finale; il s'ensuit qu'il est im- portant que le ciment au magnésium soit relativement plastique et n'ait pas suffisamment fait prise pour amener une rupture ou une désagrégation du ci- ment pendant cet écrasement. Le demandeur maintient de préférence la tempé- rature de la presse 9 à environ 190 F.
Alors que le matelas 2 se déplace dans la presse, le ciment au magnésium fait suffisamment prise pour maintenir l'épaisseur formée par la presse, si bien que quand le matelas quitte la presse, soit en 2', il ne gon- fle ni ne se dilate, mais reste à l'épaisseur voulue prédéterminée.
Pour assurer la prise complète du ciment de magnésium avant que le matelas ne pénètre dans les étuves de séchage, le demandeur dispose de préférence une chambre 12 immédiatement au-delà de la sortie de la presse 9.
Cette chambre 12 est maintenue à la même température que la presse, c'est-à-' dire à environ 190 F et sert simplement à assurer la prise complète du ciment au magnésium et à supprimer la nécessité de rendre la presse 9, relativement coûteuse, suffisamment longue à cet effet. Après que le matelas fagonné quit- te la chambre 12, il pénètre dans une série d'étuves de séchage 13 où l'air chauffé est soufflé à travers le matelas, ce qui chasse l'humidité excéden- taire. Tandis que, fig. la, le demandeur a simplement représenté l'extrémité d'entrée d'une des étuves 13, il est entendu qu'il est préférable de faire usage d'une série d'étuves de séchage de tout type ordinaire voulu pour as- surer le séchage complet du matelas façonné avant qu'il ne soit coupé aux dimensions prédéterminées et expédié.
La fig. 3 représente un graphique montrant les différentes températures lors du passage du matelas à différentes stations pendant le présent processus. Evidemment, ce graphique est simplement exemplatif et on y suppose que le transporteur à courroie se déplace à la vitesse de six pieds par minute et que l'étuve de préchauffage soit réglée à 120 F. D'après l'activité chimique de 1,'oxyde de magnésium, la température de l'étuve de préchauffage est modifiée et elle est également modifiée d'après la vitesse du transporteur à courroie.
La fig. 4 représente un graphique exemplatif où la température de préchauffage est représentée en fonction du temps. Ce graphique est employé à déterminer la température de préchauffage de cette étuve d'après la vitesse du transporteur, laquelle est uniforme et est donc fonction du temps, et d'après l'activité chimique de l'oxyde de magnésium. Un tel graphique est de préférence préparé pour chaque charge nouvelle séparée d'oxyde de magnésium et d'après un essai initial montrant l'activité chimique de la charge par rapport à la vitesse de sa prise.
De ce qui précède, il apparaît que le demandeur a présenté un procédé de formation de panneaux de laine de bois en faisant usage d'un ciment comprenant l'oxyde de magnésium et le sulfate de magnésium en tant que liant, par un processus continu rapide. Comme on peut le voir à l'examen du graphique de la fig. 3, le temps total pris par le matelas de laine de bois saturée de ciment pour se déplacer du point de son application jusqu'à l'extrémité de la presse où le ciment a fait suffisamment prise pour empêcher la dilatation du matelas est inférieur à vingt-sinx minutes. Ainsi qu'il est dit cidessus, le matelas passe ensuite à travers une chambre chauffée qui assure la prise complète du ciment après quoi le ciment est séché par l'air chaud sous pression, à mesure qu'il passe par une série d'étuves de séchage.
Après que le matelas quitte ces étuves de séchage, il est coupé à dimensions et est prêt pour l'expédition.
Les opérations détaillées qu'il est nécessaire d'accomplir pour mettre en oeuvre ce procédé sont, en substance, les suivantes :
En premier lieu, la charge d'oxyde de magnésium à employer est soumise à essais en vue de déterminer son activité chimique et à partir de ces résultats on trace un graphique comme celui qui est représenté fig. 4.
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Après le tracé du graphique et la prédétermination de la température de l'étuve de préchauffage par l'emploi du graphique, la soupape de réglage du thermostat est réglée en conséquence. Après le réglage de la soupape thermosta- tique 8, il n'y a aucun autre réglage à faire si l'on suppose que la presse a été réglée pour une épaisseur prédéterminée et que la vitesse de la courroie transporteuse a été réglée d'après l'épaisseur désirée.
Lorsque le matelas pénètre dans l'étuve de préchauffage, la vapeur saturée est amenée à passer vers le bas à travers le matelas de manière que la chaleur de la vapeur et la chaleur exothermique dégagée par la réaction chimique accélèrent la prise du ciment. La légère condensation résultant de l'élévation de la température du matelas et de l'abaissement de la température de la vapeur dans l'étuve est relativement négligeable et, évidemment, toute humidité excédentaire est chassée par les étuves de séchage à l'extrémité de la course.
II doit être particulièrement observé que dans tout l'appareil aucune pièce ou partie n'a été élevée au-dessus de 220 F et il s'ensuit que l'appareillage rotatif où la lubrification est nécessaire et les courroies de caoutchouc et de fibres, qui se détériorent à haute température, peuvent être employés.
Les graphiques et les dessins qui sont représentés n'ont pas une signification rigoureuse et sont simplement exemplatifs, car le temps et la température mêmes dépendent de bien des facteurs tels que la pureté et la réactivité chimique de l'oxyde de magnésium, la longueur de la presse, la distance du point où le ciment est appliqué au point de la presse où le ciment doit avoir fait prise; de même, la vitesse du transporteur à courroie qui déplace le matelas est modifiée d'après l'épaisseur du matelas et du panneau final désiré.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de formation d'un panneau de laine de bois et de ciment au magnésium, d'une manière rapide et ccntinue, caractérisé en ce qu'il consiste en la formation d'une couche de laine de bois imprégnée d'oxyde de ma- gnésium et ses sels de magnésium du groupe du sulfate et du chlorure, portés par l'eau, le passage continu de la coucheà travers un courant d'air chauffé et ensuite le passage de la couche entre des surfaces de compression en mouvement continu, la température de l'air chauffé étant telle que le ciment fait prise suffisamment pour maintenir la couche, de manière qu'elle ne se dilate pas, tant que la couche se trouve entre les surfaces de compression.
2. Procédé de formation d'un panneau de laine de bois et de ciment au magnésium, d'une manière rapide et continue, caractérisé en ce qu'il consiste en la fornation d'une couche de laine de oois imprégnée d'oxyde de ma- gnésium et de sels de magnésium du groupe du sulfate et du chlorure, portés par l'eau, le passage continu de la couche à travers un courant d'air chauffé et ensuite le passage de la couche entre des surfaces de compression en mouvement continu, la température de l'air chauffé étant,telle qu'il supplée à la chaleur exothermique dégagée par la réaction du ciment au magnésium, dans la mesure où le ciment ne fait pas prise avant que la couche ne passe entre les surfaces de compression, mais fait prise suffisamment pour maintenir la couche, de manière qu'elle ne se dilate pas,
avant qu'elle ne sorte d'entre les surfaces de compression.
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