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BREVET D'IMPORTATION "PROCEDE DE FABRICATION DE STRUCTURES MOULEES ET PRODUITS
EN RESULTANT"
Cette invention est relative aux produits agglomérés tels que : carton fibre, liège aggloméré, etc. dans lesquels une matière cellulaire broyée est convertie en une masse cohé- rente par un liant plastique.
Jusqu'à ce jour, on a proposé diverses matières à titre de liant pour les produits de ce genre, mais chacune d'elles présentait certains inconvénients. Les seules matières qui aient donné des produits de caractéristiques physiques satisfaisantes à l'heure actuelle sont les résinoides, mais ces matières elles-mêmes présentent certains inconvénients.
Il était nécessaire de sécher parfaitement la matière cellulaire ou fibreuse avant de la mélanger avec des résines
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réactives, ce qui introduisait une opération coûteuse dans le procédé. La plupart des résines utilisées présentent des inconvénients du point de vue de la couleur, et les résines de très faible couleur étaient trop coûteuses pour pouvoir être utilisées pour la fabrication des produits de ce genre.
Certaines des matières présentaient aussi des inconvénients pour la fabrication des bois de charpente artificiels en ce sens que les produits finals obtenus étaient cassants et ne pouvaient pas aisément être sciés ou cloués.
On a maintenant découvert qu'on peut obtenir des produits très satisfaisants en utilisant comme liànt les colles décrites dans la demande de brevet de même date et au même nom que la présente, intitulée : "Procédé de traitement de la zéine en vue de la. fabrication de colles, plastiques ,etc." Ces colles sont des solutions de zéine dans des solvants organiques aqueux tels que l'alcool éthylique aqueux contenant des quantités importantes d'aldéhydes réactives.
Ces solutions de zéine sont de préférence préparées à partir d'une zéine dont on a éliminé l'huile et le colorant et peuvent avantageusement être obtenues. par le procédé faisant l'objet de la demande de brevet de même date et au même nom que la présente, intitulée: "Perfectionnements à l'élimination de l'huile et du colorant dans la fabrication de la zéine On peut préparer les colles à l'aide de solutions alcooliques de zéine de cette nature en ajoutant simplement la quantité désirée de formaldéhyde aqueuse. Il faut approximativement 2 % de formaldéhyde libre, par rapport au poids de la zéine, pour obtenir un produit de résistance mécanique satisfaisante, mais on peut en utiliser, si on le désire, des quantités
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pouvant s'élever jusqu'à 50 %du poids de la zéine.
Tout solvant convenable, tel que l'alcool éthylique, l'alcool méthylique, le carbitol, la cellosolve, la diacétone-alcool, l'éthylène chlorbydrine, etc., peut être utilisé dans les solutions de zéine. La quantité d'eau que contient le mélange solvant peut varier entre les limites de tolérance relatives au solvant particulier utilisé mais, en raison de l'évaporation subséquente de la majeure partie du mélange solvant et du fait que les solutions contenant des quantités .excessives d'eau ont tendance à se coaguler, il est préférable d'utiliser le minimum de teneur en eau. En raison de la nature aqueuse du mélange solvant, il est évident que la matière cellulaire à utiliser n'a pas besoin d'être parfaitement sèche mais qu'il faut tenir compte de la teneur en humidité pour déterminer la composition du mélange solvant.
La quantité de solvant organiqueutilisée n'est pas essentielle, étant donné que ce solvant contribue sim- plement à distribuer le liant dans toutes les parties de la matière cellulaire. La majeure partie du mélangé solvant est éliminée avant le moulage de la masse finale, de sorte qu'il est préférable de n'utiliser que la quantité de solvant strictement nécessaire pour assurer une distribution satisfaisante du liant. Bien entendu, la quantité particulière dépendra dans chaque cas de la nature de la matière cellulaire et des moyens de malaxage utilisés. Toutefois, pour la plupart des applications, une solution d'une partie de zéine dans 3 à 5 parties d'un solvant tel que l'alcool éthylique à 95 % donnera des résultats satisfaisants.
Les matières cellulaires susceptibles d'être utilisées dans le procédé peuvent être l'une quelconque de
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celles qui ont été employées jusqu'à ce jour, telles que la sciure de bois, la fibre de bois, les copeaux, la pâte à papier, le liège broyé, l'écorce râpée, etc. Le degré de subdivision de la matiere dépendra bien entendu de la nature du produit désiré. Par exemple, si l'on désire un produit dur et dense, on pourra utiliser une matière finement divisée telle que la farine de bois. Par contre, si l'on désire des feuilles ou planches plus poreuses, on pourra utiliser des copeaux ou de grosses fibres de bois. La proportion du liant influera aussi sur les propriétés du produit final.
Des quantités relativement grandes de liant donneront des produits denses et massifs et des quantités plus petites donneront des produits plus poreux. En général, on peut dire que toute proportion de liant inférieure au poids de la matière cellulaire utilisée donnera des produits satisfaisants. Toutefois, pour la plupart des usages, il est préférable d'utiliser de 20 à 40 % de zéine par rapport au poids de la matière cellulaire.
Le malaxage peut être effectué de boute manière convenable, par exemple en ajoutant la solution de liant à la matière cellulaire et en dispersant parfaitement la solution par une agitation, dans une pétrisseuse. A titre d'alternative, on pourrait mélanger la matière cellulaire à sec avec de la poudre de zéine et ajouter alors le mélange solvant organique aqueux contenant l'aldéhyde à la masse entière soumise à un malaxage parfait. Après le malaxage, il convient que la solution de liant ait été à peu près entière adsorbée par les particules de matière cellulaire.
Toutefois, la quantité de mélange solvant présente sera
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usuellement trop grande pour permettre d'obtenir une union satisfaisante dans l'opération de moulage, de sorte qu'il convient de traiter ensuite la matière pour en éliminer la majeure partie du solvant organique.
Pour éliminer le solvant, on peut simplement étaler la masse et la sécher à la température atmosphérique, ou bien on peut évaporer le solvant dans un courant d'air chaud.
Toutefois, il faut éviter de soumettre la masse à des températures sensiblement supérieures à 40 C, à ce stade, étant donné que la réaction de la zéine avec l'aldéhyde a lieu relativement rapidement à des températures plus élevées et qu'il est préférable de ne pas laisser cette réaction s'accomplir à un degré sensible avant l'opération de moulage. On pourrait convenablement effectuer l'élimination du mélange solvant en excès en même temps que le préfaçonnage de la matière en feuilles en laminant la masse entre des cylindres chauds. Il est habituellement désirable que la teneur en eau du produit final soit de l'ordre de 10 % en poids et, par conséquent, il est préférable de n'effectuer l'évaporation à ce stade que jusqu'à un point auquel 20 % environ d'eau ou une quantité équivalente de solvant mixte restent dans la zéine.
Le moulage peut être effectué de l'une quelconque des manières adoptées jusqu'à ce jour pour les matières de ce genre et l'on peut utiliser n'importe quel appareil approprié. Le type ordinaire de presse hydraulique muni de moules chauffés est éminemment satisfaisant pour cette opération. Lorsqu'on utilise le type ordinaire de presse à fabriquer les feuilles, on peut placer dans les moules soit des feuilles préalablement préparées, soit une quantité
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convenable de matière en vrac, et soumettre le contenu des moules à des pressions de 35 - 105 kg par cm2, à une température de 100 - 105 C. A cette température, on constatera qu'il faut environ 15 minutes pour effectuer une réaction complète des ingrédients du liant de façon à obtenir un produit résistant complètement à l'eau.
Toutefois, d'un point de vue pratique, il est préférable de n'effectuer qu'une réaction partielle dans le moule, afin d'augmenter la production par unité d'appareil. On constate que, en gênerai, un temps de réaction de 5 minutes environ à 100 C donne une matière possédant une résistance mécanique satisfaisante et qu'on peut alors augmenter la résistance à l'eau par une cuisson à la pression atmosphériqu e. Le temps et la température nécessaires pour le moulage dépendront dans une certaine mesure de la quantité de formaldéhyde utilisée et de l'épaisseur de la matière moulée. Toutefois, en général, on obtiendra des résultats satisfaisants avec une période de 5 minutes environ à 100 C ou des périodes diminuées ou augmentées dans une mesure correspondant à des températures supérieures ou inférieures.
A de:tempéra-bures sensiblement supérieures, à 105 C, le risque de décomposition de la protéine ou d'autres effets indésirables est augmenté.
Si l'on désire obtenir des produits capables de résister immédiatement à l'eau et que la réaction n'a été que partiellement effectuée dans le moule, on peut cuire les produits à la pression atmosphérique pour terminer la réaction. Il est préférable d'effectuer la cuisson au-dessous de 90 C, afin d'empêcher la porosité due à la teneur en humidité. Des températures de 60 à 90 C sont généralement satisfaisantes, mais il est préférable d'appliquer une température de 80 C environ. A cette température on peut donner
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au produit une complète résistance à l'eau en 8 à 10 heures si la réaction préliminaire a été réalisée dans le moule de la façon spécifiée plus haut.
Il convient d'appliquer-des périodes de temps diminuées ou augmentées dans une mesure correspondante à des températures. plus élevées ou plus basses.
Les produits obtenus de la façon décrite plus haut sont des corps durs résistants qui pour de nombreux usages peuvent être substitués aux matières cellulaires naturelles.
Si la matière est préparée à l'aide de fibre de bois, le produit résultant ressemblera à du bois naturel et, étant donné la nature faiblement colorée et limpide du liant, il conservera la couleur de la fibre de bois utilisée. Sous forme de plaques ou de planches, les produits moulés peuvent être utilisés pour construire des cloisons, murs, plafonds, etc., de la même manière qu'avec d'autres éléments muraux. Les produits possèdent une résistance à l'eau extrêmement bonne et ne sont pas sujets à travailler. Ils sont suffisamment tenaces et élastiques pour que leurs bords soient peu sujets à se rompre et on peut les scier ou les clouer aussi facilement que le bois naturel. En ce qui concerne la résistance à la traction, ces produits sont égaux ou supérieurs aux produits analogues qui utilisent les résinoides phénoliques à titre de liants.
Bien entendu, on peut finir les produits avec les types usuels de peintures ou vernis, mais un autre avantage des présents produits est .le fait que le liant est utilisé dans un mélange solvant organique auquel des colorants solubles dans les alcools peuvent facilement être incorporés.
De cette manière, on peut obtenir des produits finis possédant toute couleur désirée. Il est évident qu'on peut apporter d'autres modifications aux produits en .introduisant
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d'autres matières telles que pigments, plastifiants, etc.
En général, on peut dire que tous les équivalents ou modifications de modes opératoires que l'homme du métier est susceptible de concevoir rentrent dans le cadre de cette invention.