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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 **.
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"Improvements made and relating to a manufacturing process for molded articles."
The present invention relates to the manufacture of cafton composed of a mixture consisting of scrap wood in the form of chips, chips, shavings and sawdust and an adhesive substance, which is hot and pressure molded to produce an article. finished.
The object of the present invention is to provide an improved process the result of which will be the production of a board of improved strength and appearance, and it has been found according to the invention that this object is achieved by a proper control of the preparation of waste bowl materials, of mixing with the adhesive substance and of the pressing operation by which the physical and mechanical characteristics of the finished products can be maintained in predetermined forms.
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In a process according to the present invention, it is essential that during the pressing operation and after heating, the molded cartons are cooled under pressure.
The pressing operation comprises heating a measured quantity of the mixture under pressure between shells to a temperature determined by the nature of the substance adhering to the mixture, maintaining the temperature and a pressure. , which is not less than 80 and greater than 500 pounds per square inch, for a period determined by the requirements necessitated by the final physical and mechanical properties of the paperboard, and ultimately the cooling while maintaining all or part of said pressure on the shells.
In the process according to the present invention, the scrap wood materials are pretreated to produce a desired particle size, the pretreated materials being directly mixed with a predetermined amount of the adhesive. the mixture of scrap wood and adhesive then being weighed and poured into a rectangular frame the base of which is formed by one of the shells, after which the frame is removed, the upper shell put into position and the whole placed in the hurry.
The pressing operation in the press is carried out in three phases. In the first phase, the charged shell pairs are placed in a cold press which is then heated to the desired temperature while pressure is applied, and in the second phase the temperature and pressure are held for a period that varies with the thickness and density of the cartons and finally, with the pressure maintained, the heating operation is stopped and the press is cooled, for example to room temperature
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with cold water or other suitable refrigerant liquid or gas and the shells are removed from the press after sufficient cooling.
In the above process the scrap wood materials consist of a mixture of wood particles and sawdust or wood powder and after treatment this material is cooled before addition with the adhesive to prevent premature hardening of the mixture. , by hot polymerization of the adhesive before pressing. If, however, the cooling of the treated material cannot be carried out properly within a reasonable time, then the mixture is introduced under pressure in the shortest possible time.
The adhesive consists of a resinous substance such as a heat setting resin, urea-formaldehyde, suitable polymerization, a chemical accelerator and water, if necessary.
Alternatively, resins of a different type such as phenol-formaldehyde, or cresolic resins, or otherwise melamine, or / casein resins can be used.
Although the strongest articles are obtained when the pressing operation is carried out immediately after mixing the raw materials, a considerable variation in the storage time of the raw mixture can be obtained by varying the amount and the kind of. chemical accelerator contained in the adhesive.
In all cases, however, it is essential that, if the base material is above room temperature, the mixture is pressed as quickly as possible since such a mixture cannot be stored satisfactorily. doing.
It emerges from the preceding description that the pressing operation is carried out in three phases; the shells filled with the raw mixture are loaded into the press while the press is cold; pressure is applied and the
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heated press up. - @ maximum desired temperature where it is maintained for a predetermined period, the heating then being stopped and the press cooled while it is under load, before the shells are removed.
The hot pressing period varies according to the thickness and the density of the cardboard e @ t is measured by appropriate reference points, for example, when the maximum temperature is reached, at the time of cooling.
Preferably, metal stops are placed between the shells to control thickness and, to avoid damage or excessive wear to the press platens, the molding pressure is maintained at. a practical minimum as soon as such a charge is controlled by the said arrested.
When loading the press, care is taken to avoid falling particles of the mixture onto the press platens, as such particles can cause damage or dent in the surface of thin shells, with imprints - are consistent with the surface of the pressed boxes.
To conveniently carry out the process, the wood waste in the form of chips, chips, shavings and sawdust are poured into a hammer mill or other type, which is provided with a sieve. 1 inch mesh.
The resulting ground material consists of approximately 70% wood particles of varying lengths and 30% sawdust and wood powder, and as this gives a sufficient, although not excessive, proportion of the final particles, no further addition. sawdust is not required.
From the shredder, the material is fed by forced draft, either directly to a mixing platform or, if the moisture content of the wood waste is excessive, to a rotary steam dryer from which, after drying, it is fed to a platform where it is collected, and weighed
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and conducted to storage for cooling.
The mixing of the wood waste with the adhesive is carried out in a kneader and for this purpose a measured amount of this material is poured into the kneader which is then closed and started, and the adhesive is forced out by pumping into the mixer through a spray hose fitted with a spray nozzle having 1/8 inch diameter holes, and mixing continued for 10 minutes after all the adhesive had been dispensed.
The mixed material is then weighed and delivered to the work bench where it is poured into a frame placed for this purpose at the top of the lower shell. When the frame is filled and made plain, it is removed and the upper shell put into position. The cake produced is then loaded into the press and after a suitable number of loaded shells have been introduced into the press, the heat and pressure operations are carried out.
Care is taken during pressing to allow steam to escape at the edge of the shells. Failure to observe this adversely affects the finished cartons.
When the cartons are sufficiently cooled, they are removed from the press, and the pressed cartons are arranged and stacked or stored so as to allow free circulation of air around them.
The process of the present invention is particularly suitable for the manufacture of cartons which can be used as a replacement for woodwork, triplex, blockboard or the like, and the following is a practical example of the process applied to the manufacture of a carton such cardboard.
360 pounds of ground lumber is poured into the mixer and either of the following adhesives can be added:
EMI5.1
<tb> a) <SEP> Formaldehyde-urea <SEP> resin <SEP> ........ 67µ <SEP> pounds
<tb>
<tb> Chemical <SEP> accelerates .............. <SEP> 63/4 <SEP> "
<tb>
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EMI6.1
<tb> Water ........ <SEP> (5pints <SEP> 3 <SEP> ounces <SEP> liquids)
<tb>
<tb> 22, <SEP> pounds <SEP> (2 @ <SEP> gallons)
<tb>
<tb> b) <SEP> Formaldehyde-urea <SEP> <SEP> resin <SEP> ..... <SEP> 67'- <SEP> pounds
<tb>
<tb> Chemical <SEP> accelerator ........... 22;
<SEP> pounds (l6pintes
<tb>
<tb> Water ............................. 2 <SEP> 3/4 <SEP> "(1 <SEP> pint
<tb>
<tb> 16 <SEP> fluid ounces <SEP>)
<tb>
The adhesive is pumped into the mixer as above and mixing is continued for a period of 10 minutes after the adhesive has been completely dispensed.
When removed from the mixer, the mixture is weighed and delivered in predetermined quantities or portions to the work bench where each portion is poured into the aforesaid frame.
When preparing loaded shells, the wood frame acts as a gauge, the mixture being spread evenly over the surface of the lower platen inside the frame surface, special attention being given to filling the corners. and edges that need to be lightly loaded or packed.
Leakage of the raw material between the trays, when the frame is removed during the loading of the press, can be prevented by the use of a paper border or other suitable material which is folded over the exposed edges of the mixture, this border being removed during a subsequent rectifying operation on the pressed cardboard.
The loaded shells are placed in a cold press which is then heated to a temperature of 140 C and a pressure of up to 200 pounds per square inch. The heating is maintained for a predetermined period depending on the properties of the board and finally the press is cooled under pressure, the boards with their shells being removed when the material is at room temperature.
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For example, the following minimum times of pressure under heat will be required for cartons of established densities and thicknesses.
EMI7.1
<tb>
Density <SEP> 3? <SEP> pounds: 3/8 <SEP> inch <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> Density <SEP> of <SEP> 45 <SEP> pounds <SEP>: <SEP>
<tb> 3/8 <SEP> inch .......... 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>
When removed from the shells, the boxes are stacked so as to allow free circulation of the surrounding air.
Cartons can be produced with one or both surfaces provided with a veneer sheet of wood, paper, plastic or metal as described in the description of a pending patent application. , No. 16061 @ by the same inventor and such openings may be applied during manufacture of the carton by the above process.
Typical examples of suitable veneer sheets are: a) Cartons made as above, having a surface covering of tissue paper impregnated with a phenolic resin which provides a reasonably good surface, resistant to heat and water. 'humidity. b) cartons covered with thin paper which allows easy painting for a high quality finish, and c) cartons covered with decorative wood veneer sheets giving superior strength and stability as well as a natural appearance.
It is desirable, particularly where the veneer sheet referred to in paragraph (a) above is used, to prevent it from sticking to the metal surfaces of the panels.
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: noules and, for this purpose, these surfaces must always be thoroughly cleaned, if necessary, by polishing and lapping in order to remove any adhering particles, the surface then being treated with a lubricant, a fine and even coating of about 6 grams per square foot having been found satisfactory.
The lubricant is applied as a thin film, care being taken to avoid heavy streaks or other irregularities which would cause a lack of unity in the surface of the carton, and the mixture can be poured into the shells before or after the coating. drying of the lubricating film.
A suitable lubricant can be prepared as follows:
EMI8.1
<tb> Stearate <SEP> of <SEP> zinc ......... 5 <SEP> parts <SEP> of <SEP> weight
<tb>
<tb> Paraffin <SEP> oil <SEP> ....... 12 <SEP> "<SEP>"
<tb>
or if a very thin coating is required, the following lubricant can be used as an alternative:
EMI8.2
<tb> Stearate <SEP> of <SEP> zinc ......... 5 <SEP> parts <SEP> of the <SEP> weight.
<tb>
<tb>
Paraffin <SEP> oil <SEP> ....... 10 <SEP> "<SEP>"
<tb>
<tb>
<tb> Acetone <SEP> ................... <SEP> 2 <SEP> "<SEP>"
<tb>
The term "paperboard" used in this specification and the following claims is intended wherever it is applicable to understand molded articles.
CLAIMS
1) In a process for producing paperboard from a mixture consisting of wood waste as the main base and an adhesive substance in which the mixture is consolidated by heat and under a pressure of not less than.
80 and not more than 500 pounds per square inch, maintaining all or part of said pressure during cooling.
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