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Procédé de fabrication d'un matériau à partir de fibres organiques feutrablesi de préférence de fibres de bois.
La présente invention se rapporte à un procédé pour la fabrication d'un matériau qui possède des proprié- tés analogues à celles du bois et peut être usiné d'une manière quelconque. Il consiste en des fibres organiques f eutrables, de préférence des fibres de bois telles qu'on les obtient lors de la préparation des fibres par exemple par défibrage, mouture, cuisson ou meulage, ou comme ma- tière de vibrateur, ou ce qu'on appelle de la choucroute.'
Au lieu de fibres de bois proprement dites on peut employer également des fibres ligneuses d'autres gen- res comme des fibres de roseaux, des fibres de paille et des fibres lignifiées et des déchets d'autres plantes même annuelles.
On a déjà proposé des procédés (voir des brevets antérieurs) suivant lesquels a partir de copeaux de scia- ge, de rabotage, etc., et de déchets analogues sans aucun défibrage, par mélange à une pâte fibreuse visqueuse aqueuse comme liant, et moulage et séchage subséquent, éventuellement moyennant l'emploi de chaleur et de pres- sion, on fabrique des plaques et des pièces moulées ayant un poids spécifique compris entre 200 et 1400 kg/m3.
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Il a maintenant été découvert que la liaison proposée dans les procédés antérieurs dans le cas de matières de départ en forme de copeaux, au moyen d'une pâte fibreuse aqueuse, est utilisable également dans le cas de matières de départ qui consistent en des fibres feutrables, comme par exemple dans le cas de fibres de bois obtenues par défibrage, mouture, cuisson ou meulage ou de fibres analogues, d'une manière tout aussi avantageuse.
La préparation de plaques de fibres à partir de fibres feutrables se faisait jusqu'à présent de telle manière que les fibres étaient mélangées à une certaine quantité d'eau de façon qu'elles flottent dans celle-ci et qu' ensuite la pâte fibreuse diluée obtenue est soumise à une aspiration sur des supports perméables. Ce mode de travail connu nécessite toutefois une certaine quantité d'eau car pour une partie de fibres sèches on emploie au moins 100 parties d'eau.
Par suite de cette forte dilution, il faut évacuer lors de la formation des plaques de fibres ou des pièces moulues, à partir des fibres se feutrant, de très grandes quantités d'eau correspondantes hors de la suspension diluée de fibres, mode de travail qui exige une dépense considérable en appareillage et en énergie et des mesures coûteuses comme l'épuration des eaux résiduaires et la recupération et la remise en circulation des grandes quantités d'eau.
Ces inconvénients sont évités dans le cas de la présente invention par le fait que les fibres feutrables sèches ou humides telles qu'elles s'obtiennent sont mélangées directement dans un malaxeur à de la pâte fibreuse aqueuse pour former une masse humide pouvant être dispersée et possédant par exemple une teneur en matière solide d'au moins 20 %, au maximum 60 %. On évite donc la suspension diluée dans l'eau dans laquelle les fibres nagent et on emploie au lieu de ceci la charge de fibres et de pâte fibreuse avec peu d'eau, directement en vue du moulage. Ce mélange humide moulable contient seulement une quantité relativement minime d'eau que l'on peut expulser partiellement encore sous pres-
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sion.
La charge susceptible d'être étendue peut être placée entre les plaques chauffées ou dans des moules chauffés et suivant une autre forme de ralisation du procédé de la pré- sente invention, un côté de la plaque ou du moule est per- méable à l'eau, possède par exemple un revêtement d.e tamis ou est pourvu superficiellement d'une matière poreuse ou perforée, @ perforée. @
Le moulage et le séchage de la charge se font, suivant la présente invention, de préférence avec des pressions comprises entre 1 et 50 kg/m2 et avec des tempé- ratures de 100-200 C, la température et la pression pou- vant être employées simultanément ou dans un ordre de suc- cession quelconque.
La fabrication de la matière visqueuse fibreuse employée comme.liant se fait par broyage à l'état humide avec de préférence un effet d'écrasement par exemple entre des pierres lissées dans un Hollandais. Comme matière de départ pour la masse agglutinante, on peut employer tous les produits contenant de la cellulose, comme par exemple le bois lui-même, les matières cellulosiques les plus di-- verses mais également des roseaux et toutes les autres ma- tières qui contiennent de la cellulose et des substances . analogues sous une forme plus ou moins pure.
Les plaques et les pièces moulées fabriquées sui-. vant le nouveau procédé, qui présentent suivant la pression employée un poids spécifique entre 300 et 1400 kg/m3 ont de bonne valeur de résistance, surtout une bonne résistance aux 'fentes, car elles ne possèdent pas, contrairement aux produits fabriqués avec beaucoup d'eau suivant les procédés connus, une structure stratifiée marquée vu que lors du 'rem- plissage d.e la masse pouvant se disperser il y a dans la ma- tière on pratique des fibres dans les trois dimensions.
Par suite de ces propriétés favorables, le maté- riau obtenu suivant la présente invention convient parti- culièrement pour la fabrication de planchers, de murs, de , revêtements de toit et de plafond, en outre pour la fabri- cation de portes, dtencadrements de portes, de châssis de fenêtres, etc. Finalement on peut faire au moyen du matériau
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des meubles, des glacières, des récipients d'emballages et d'autres corps creux. Autant que c'est nécessaire, on peut appliquer des vernis et des placages.
Quelques-unes des nombreuses variantes du procède suivant l'invention sont représentées par les exemples sui- vants : Exemple 1.- 2000 gr. de fibres de bois, èalculés à sec, fa- briqués par défibrage de bois haché, sont mélangés pendant 10 minutesdans un malaxeur à 100 gr.de pâte fibreuse de cellulose, calculas à sec, cette pâte étant employée sous forme de suspension aqueuse à 3,5 %, et moyennant une nouvelle addition d'eau la charge est portée à une teneur en matière solide de 20 %. La masse humide susceptible de dispersion est alors portée pour la fabrication d'une plaque entre les plateaux chauffés d'une presse, un tamis étant disposé en-dessous de la masse.
Les plateaux de chauffage sont chauffés à 170 C et sont amenés sur la masse avec / une pression de 4 kg/cm2. Il prend naissance une plaque ayant les dimensions 500 x 500 x 10 mm. qui, après 40 mi- nutes de pressage à chaud, est enlevee de la presse. Le matériau obtenu a un poids specifique de 770 kg/m3 et une resistance à la flexion mesurée suivant Din 7701, de 88 kg/cm2.
La préparation de la pâte fibreuse aqueuse de cellulose se fait de la manière suivante :
Dans un Hollandais de 200 litres à système de broyage en grès, on broie pendant 13 heures avec beaucoup d'eau 15 kg. de cellulose à la soude caustique. La pâte prenant naissance, qui a une consistance presque glaireuse, est mise au point pour une teneur de matière solide d'en- viron 3,5 %.
Exemple 2.- exactement suivant le mode de travail de l'exem- ple 1, 2000 gr. de fibres de vibrateur sont traitées avec 200 gr. de pâte fibreuse de cellulose, calculés à sec, sous une pression de pressage de 10 kg/cm2 pour l'obtention d'une plaque. Les valeurs produites sont les suivantes:
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Poids spécifique 82 kg/m3
Résistance à la flexion 144 kg/crn2
Résistance à la pression: 133 kg/ém2 (essayée dans la direction de la plaque).
'Exemple 3*-'' Exactement suivant le mode de travail de l'exemplè 1, 2000 gr. de ce qu'on appelle de la choucroute, une matière'de déchet de la préparation des fibres, sont trai- tés avec 200 gr. de pâte fibreuse de cellulose, calculés à sec, sous une pression de pressage de 20 kg/cm2 pour l'obtention d'une plaque. Les valeurs obtenues sont les suivantes:
Poids spécifique 850 kg/m3
Résistance à la flexion 116 kg/cm2 Résistance à la pression : 103kg/ém2 (essayée dans la direction de la plaque).
Au lieu de la pâte fibreuse de cellulose à la souda employée dans les exemples précédents, on peut employer également une pâte de fibres de bois. Celles-ci est préparée comme suit:
Dans un Hollandais de 200 litres à. système de broyage en grès, on broie avec beaucoup d'eau pendant 18 h.
20 kg. de déchets de bois de placaga de hêtre. La masse visqueuse obtenue est mise au point pour une teneur de ma- tière solide d'environ 6e5 %,. Les produits obtenus au moyen de cette matière visqueuse sont tout à fait analogues à ceux indiqués dans les exemples précédents.
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A method of manufacturing a material from feutrable organic fibers, preferably wood fibers.
The present invention relates to a process for the manufacture of a material which has properties similar to those of wood and can be machined in any way. It consists of meltable organic fibers, preferably wood fibers as obtained during the preparation of the fibers, for example by defibrating, milling, cooking or grinding, or as a vibrator material, or the like. we call sauerkraut. '
Instead of actual wood fibers, it is also possible to use woody fibers of other kinds such as reed fibers, straw fibers and lignified fibers and wastes from other plants, even annuals.
Processes (see prior patents) have already been proposed in which, starting from sawing, planing, etc. chips and the like, without any defibration, by mixing with an aqueous viscous fibrous pulp as a binder, and molding and subsequent drying, optionally with the use of heat and pressure, plates and moldings having a specific weight of between 200 and 1400 kg / m 3 are produced.
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It has now been found that the bond proposed in the prior processes in the case of starting materials in the form of chips, by means of an aqueous fibrous pulp, is also usable in the case of starting materials which consist of feutable fibers. , as for example in the case of wood fibers obtained by defibration, milling, cooking or grinding or similar fibers, in an equally advantageous manner.
The preparation of fiber plates from fusible fibers has hitherto been done in such a way that the fibers are mixed with a certain amount of water so that they float in it and then the diluted fibrous pulp obtained is subjected to suction on permeable supports. However, this known working method requires a certain amount of water because for one part of dry fibers at least 100 parts of water are used.
As a result of this strong dilution, it is necessary to evacuate during the formation of the fiber plates or the ground pieces, from the felt fibers, very large quantities of corresponding water out of the dilute suspension of fibers, a working method which requires considerable expenditure on equipment and energy and costly measures such as the purification of waste water and the recovery and recirculation of large quantities of water.
These drawbacks are avoided in the case of the present invention by the fact that the dry or wet castable fibers as obtained are mixed directly in a kneader with aqueous fibrous pulp to form a wet mass which can be dispersed and having for example a solid content of at least 20%, at most 60%. The dilute suspension in water in which the fibers swim is therefore avoided and instead the charge of fibers and fibrous pulp with little water is employed, directly for the molding. This moldable wet mix contains only a relatively small amount of water which can be partially expelled while still under pressure.
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if we.
The expandable charge may be placed between the heated plates or in heated molds and in another embodiment of the process of the present invention one side of the plate or mold is permeable to the heat. water, for example has a screen coating or is provided on the surface with a porous or perforated material, @ perforated. @
The molding and drying of the filler takes place, according to the present invention, preferably with pressures of between 1 and 50 kg / m2 and with temperatures of 100-200 C, the temperature and the pressure being able to be. used simultaneously or in any order of succession.
The production of the viscous fibrous material used as a binder is carried out by wet grinding with preferably a crushing effect, for example between stones smoothed in a Dutchman. As starting material for the agglutinating mass, it is possible to use all products containing cellulose, such as, for example, the wood itself, the most diverse cellulosic materials, but also reeds and all the other materials which contain cellulose and substances. analogues in a more or less pure form.
The plates and molded parts produced as follows. before the new process, which have, depending on the pressure used, a specific weight between 300 and 1400 kg / m3 have good resistance value, especially good resistance to cracks, because they do not have, unlike products made with a lot of water according to known methods a marked layered structure, since when filling the dispersible mass there are fibers in the material in all three dimensions.
As a result of these favorable properties, the material obtained according to the present invention is particularly suitable for the manufacture of floors, walls, roof and ceiling coverings, in addition for the manufacture of doors, window frames. doors, window frames, etc. Finally we can do with the material
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furniture, coolers, packaging containers and other hollow objects. Whenever necessary, varnishes and veneers can be applied.
Some of the numerous variations of the process according to the invention are represented by the following examples: Example 1 - 2000 g. of wood fibers, computed in the dry, made by pulverizing chopped wood, are mixed for 10 minutes in a mixer at 100 gr. of fibrous pulp of cellulose, dry calculus, this pulp being used in the form of an aqueous suspension at 3 , 5%, and with a further addition of water the feed is brought to a solid content of 20%. The wet mass capable of dispersion is then carried for the manufacture of a plate between the heated plates of a press, a sieve being placed below the mass.
The heating plates are heated to 170 C and are brought to the mass with / a pressure of 4 kg / cm2. A plate having the dimensions 500 x 500 x 10 mm is born. which, after 40 minutes of hot pressing, is removed from the press. The material obtained has a specific weight of 770 kg / m3 and a flexural strength, measured according to Din 7701, of 88 kg / cm2.
The preparation of the aqueous fibrous cellulose pulp is carried out as follows:
In a 200-liter Dutchman with a stoneware grinding system, 15 kg are ground for 13 hours with plenty of water. from cellulose to caustic soda. The forming paste, which has an almost slimy consistency, is developed for a solids content of about 3.5%.
Example 2.- exactly according to the working method of example 1, 2000 gr. of vibrator fibers are treated with 200 gr. of cellulose fibrous pulp, calculated dry, under a pressing pressure of 10 kg / cm2 to obtain a plate. The values produced are as follows:
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Specific weight 82 kg / m3
Flexural strength 144 kg / crn2
Resistance to pressure: 133 kg / em2 (tested in the direction of the plate).
'Example 3 * -' 'Exactly according to the working method of example 1, 2000 gr. of so-called sauerkraut, a waste material from the preparation of fibers, are treated with 200 gr. of cellulose fibrous pulp, calculated dry, under a pressing pressure of 20 kg / cm2 to obtain a plate. The values obtained are as follows:
Specific weight 850 kg / m3
Flexural strength 116 kg / cm2 Compressive strength: 103 kg / em2 (tested in the direction of the plate).
Instead of the fibrous cellulose pulp with suda employed in the preceding examples, it is also possible to use a pulp of wood fibers. These are prepared as follows:
In a Dutch 200 liter to. sandstone grinding system, grinded with plenty of water for 18 h.
20 kg. of beech plasterboard waste. The viscous mass obtained is developed for a solids content of about 65%. The products obtained by means of this viscous material are quite similar to those indicated in the preceding examples.