Procédé de fabrication d'un panneau de particules, installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, et panneau de particules fabriqué selon ce procédé Le présent breveta pour objet un procédé de fa brication d'un panneau de particules, une installa- tion pour la mise en aeuvre de ce procédé et un pan neau de particules fabriqué selon ce procédé.
On connaît déjà des procédés de fabrication de panneaux de particules selon lesquels ,on agglomère des particules ligneuses avec une colle. Toutefois, les particules ligneuses utilisées dans la mise en oeu- vre de ces procédés connus, proviennent exclusive ment de troncs. d'arbres, ou de branches de grandes dimensions.
Pour permettre la fabrication de ces panneaux, on décortique les troncs ou les branches d'arbres dans des machines de type connu qui pro duisent l'éclatement de l'écorce et la séparation de celle-ci.
L'utilisation de tiges d'arbustes telles que les tiges de coton, de jute, de génêt par exemple, dans la fabrication de panneaux de particules présente un intérêt certain, mais n'a pu être rendue effective jusqu'à maintenant, car il était indispensable de dé cortiquer ces tiges au préalable alors qu'aucune ma chine ni aucun procédé de décorticage connus ne pouvait convenir aux tiges d'arbustes et ,aux bran ches de petit diamètre du fait de la minceur de l'écorce de ces tiges et de leur faible diamètre.
D'autre part, l'utilisation de telles tiges sans les dé cortiquer est exclue. En effet, à l'examen morpholo gique, une tige d'arbuste est constituée d'une partie centrale ligneuse de composition et de structure ana logues à celle du bois.
Elle est entourée de couches corticales peu adhérentes entre elles, aussi lorsqu'on essaie d'agglomérer des particules munies des cou ches corticales, on obtient un matériau ayant une très faible résistance, car les jonctions sont faites par l'intermédiaire de feuillets qui n'adhèrent pas à leur substrat.
C'est la raison principale pour laquelle la source importante de matière premièré constituée par les tiges d'arbustes est restée inutilisée jusqu'à mainte nant.
Or, on a constaté que si les écorces d'arbustes sont suffisamment plastifiées, elles peuvent être sé parées en lanières ou en fibres de leur support li gneux ce dernier étant fragile et cassant.
Après cette séparation, la partie ligneuse des tiges peut être trai tée suivant des procédés de fragmentation ou de coupe connus pour en faire de fines lamelles ou des copeaux qui sont ensuite triés .en particules de di mensions maxima et minima par tamisage ou sépa ration pneumaltique. Ces copeaux peuvent suivre ensuite les chemins connus de la fabrication d'agglo mérés, c'est-à-dire un encollage,
.une répartition en nappe et une mise sous pression jusqu'à durcisse ment des colles.
Le but de la présente invention est donc de per mettre l'utilisation des tiges d'arbustes mentionnées ci-dessus dans la fabrication de panneaux de parti cules présentant une résistance comparable à celle des panneaux connus fabriqués à partir de troncs d'arbres.
Pour cela le procédé selon l'invention est carac- térisé en ce que pour former lesdites particules li gneuses, on prend des tiges d'arbustes, on les humi difie, puis on les décortique et les défibre, on récolte les débris ligneux défibrés et on les fragmente.
L'installation pour la mise en aeuvre de ce pro cédé comprend un dispositif humidificateur, un dis positif décortiqueur et un dispositif défibreur. A l'unique figure du dessin annexé est repré senté, à titre d'exemple, le schéma d'une installation d'écorçage de tiges d'arbustes, la fabrication du pan neau proprement dite étant assurée suivant les di vers moyens bien connus, tant en ce qui concerne le mélange avec des résines, que des ingrédients uti lisés en vue de donner au panneau des qualités de résistance au feu.
Suivant le mode de réalisation représenté au des sin, les tiges d'arbustes qui ont été mises sous bal lot en vue du transport sont d'abord libérées, opéra tion qui peut être effectuée à l'aide d'un appareil à ouvrir les balles 1, de sorte à les disposer en nappes libres 2 qui sont amenées sur une bande sans fin 3 au-dessus de laquelle sont disposés des pulvérisa teurs 4 ;
ces pulvérisateurs projettent de l'eau chaude ou froide éventuellement additionnée d'agents chi miques favorisant l'assouplissement ou la vitesse de prise de l'eau par l'écorce des tiges transportées par la bande 3.
Comme agents chimiques ayant la pro priété de faire pénétrer plus rapidement l'eau dans les écorces, citons : des éthers de polyglycol, des naphtalènesulfonates d'alkyl, des sulfonates de poly esters aliphatiques à raison de 0,05 à 0,25 % par rapport à la solution totale.
L'eau ordinaire portée à température élevée, par exemple à 800, possède également la propriété de plastifier les écorces. Il n'est pas possible de donner les limites d'humidification avec précision, car celle- ci dépend de- la nature et de la variété botanique de l'arbuste. Mais l'expérience a montré que lorsque les écorces ont capté une teneur en humidité de l'or dre de<B>100</B> % sur sec, elles se libèrent aisément.
Au lieu d'une pulvérisation, les tiges peuvent durant une courte période être introduites dans un bain liquide 5 pour imbiber l'écorce et la rendre plus molle et souple, le transport -des tiges dans le bain étant assuré par une bande sans fin 3'.
Les tiges passent alors au décortiqueur 6 com posé de rouleaux cannelés où les, tiges sont frag mentées et frottées, l'écorce assouplie se sépare en lanières qui sont entraînées par les rouleaux vers l'extrémité, alors que .les fragments décortiqués .tom bent entre les rouleaux et sont recueillis dans l'en- tonnoir 7 situé sous les rouleaux décortiqueurs.
Ce dispositif de décortication est pourvu de cy lindres broyeurs dont les cannelures, le diamètre et la vitesse sont adaptés aux différents types d'arbus tes traités et, à simple titre indicatif, un décorticage parfait a été obtenu pour les tiges de coton avec quatre ou cinq paires de rouleaux d'un diamètre de plus ou moins 130 mm, alors que chaque rouleau comportait de 10 à 12 cannelures et que la vitesse de rotation était de 180 à 200 tours par minute.
Le rouleau supérieur de chaque paire est tenu sous tension par deux ressorts montés de chaque côté sur les coussinets.
Dans une autre forme d'exécution, de bons ré sultats ont été obtenus à l'aide d'un broyeur com posé de deux ou trois groupes comportant chacun trois rouleaux cannelés, les trois rouleaux étant mon tés de façon à ce que le rouleau inférieur est monté dans des coussinets fixes, tandis que deux rouleaux supérieurs sont contrôlés par des ressorts ou un dis positif hydraulique.
Les lanières d'écorce sont traitées séparément dans un appareil défibreur et, dès lors, une récupé ration peut être assurée.
Les fragments décortiqués guidés par l'entonnoir 7 sont amenés à un défibreur 8 qui comprend es sentiellement sur un arbre central 9, un cylindre ro tatif 10 pourvu de pointes 11 placées à une distance déterminée autour de l'arbre et en une tôle perforée 12 disposée en dessous du cylindre 10.
Par l'action de peignage produite par le mouve ment de rotation du cylindre 10 pourvu de pointes 11, la matière fibreuse s'enchevêtre, tandis que les débris ligneux sont forcés à travers les mailles, per forations et autres de la tôle 12.
La tôle 12 peut être remplacée par un jeu de barres dont l'écartement serait contrôlé afin de lais ser passer uniquement des fragments ligneux décor tiqués, fragments décortiqués qui passent alors au broyeur 13 ou encore au moulin à couteaux, en vue d'obtenir des particules ayant des dimensions dési rées pour la fabrication .de panneaux agglomérés.
Les particules ainsi obtenues sont aptes à subir les traitements couramment employés dans les dif férentes fabrications de panneaux.
A titre d'exemple de réalisation nullement limi- tatif, 100 kg de tiges de coton à 40 % d'humidité sur sec, ont procuré 28-30 % d'écorces et 60 à65 % de fragments.
Les ,dimensions des fragments étant 2 mm de diamètre sur 40 mm de long 40-45 % ; 1 mm de diamètre 20-35 %.
Après passage au moulin à couteaux il a été obtenu poussières, impuretés : 1 à 3 % - 25 % ; parti cules 70 % à 75 %.
Une agglomération a été faite avec 8 à 10 % de résines, sans addition de produits hydrophobes, sous pression de 13 kg/cm2 à une température de 140 C ; le panneau ainsi obtenu présentait les ca ractéristiques suivantes - Densité: 506 kg/m3 ; - Epaisseur : 10 mm ; - Résistance à la flexion (DIN. 523,62) : 104,4 kg/cm' ; - Gonflement, panneau brut: 13,6 % ; (DIN. 52361), panneau poncé: 13,4 % ;
- Absorption, panneau brut: 78,5 % ; - Absorption, panneau poncé: 76,5 % ; - Traction perpendiculaire à la surface: 10,35 kg/cm2.
Process for the manufacture of a particle board, installation for implementing this process, and particle board manufactured according to this process The present patent relates to a process for manufacturing a particle board, an installation for the implementation of this process and a panel of particles manufactured according to this process.
Methods of manufacturing particle boards are already known according to which woody particles are agglomerated with an adhesive. However, the woody particles used in carrying out these known methods come exclusively from trunks. trees, or large branches.
To enable the manufacture of these panels, the tree trunks or branches are shelled in machines of known type which produce the bursting of the bark and the separation thereof.
The use of stems of shrubs such as stems of cotton, jute, broom for example, in the manufacture of particle board is of certain interest, but has not been able to be made effective until now, because it was essential to de-corticate these stems beforehand, whereas no known method or shelling process could be suitable for shrub stems and small diameter branches due to the thinness of the bark of these stems and of their small diameter.
On the other hand, the use of such rods without de-corticating them is excluded. In fact, on morphological examination, a shrub stem consists of a woody central part of composition and structure similar to that of wood.
It is surrounded by cortical layers not very adherent to each other, so when trying to agglomerate particles provided with cortical layers, we obtain a material having a very low resistance, because the junctions are made by the intermediary of layers which do not 'do not adhere to their substrate.
This is the main reason why the important source of raw material constituted by the stems of shrubs has remained unused until now.
However, it has been found that if the bark of the shrubs is sufficiently plasticized, they can be separated into strips or fibers from their li gneux support, the latter being fragile and brittle.
After this separation, the woody part of the stems can be treated according to known fragmentation or cutting processes to make fine strips or chips which are then sorted into particles of maximum and minimum dimensions by sieving or pneumaltic separation. . These chips can then follow the known paths of the manufacture of agglomerate, that is to say a sizing,
.a distribution in a sheet and pressurization until the adhesives harden.
The object of the present invention is therefore to allow the use of the stems of shrubs mentioned above in the manufacture of particle panels having a resistance comparable to that of the known panels made from tree trunks.
For this, the process according to the invention is characterized in that in order to form said woody particles, shrub stems are taken, they are moistened, then they are shelled and de-fiber, the defibrated woody debris is collected and we fragment them.
The installation for implementing this process comprises a humidifier device, a dehuller device and a shredder device. In the single figure of the appended drawing is shown, by way of example, the diagram of an installation for debarking the stems of shrubs, the manufacture of the panel itself being carried out according to the various well-known means, both as regards the mixture with resins, and the ingredients used in order to give the panel fire resistance qualities.
According to the embodiment shown in the drawings, the stems of shrubs which have been placed under baling for transport are first released, an operation which can be carried out with the aid of an apparatus for opening the balls. 1, so as to arrange them in free layers 2 which are fed onto an endless belt 3 above which sprayers 4 are arranged;
these sprayers spray hot or cold water possibly added with chemical agents promoting the softening or the rate of uptake of water by the bark of the stems transported by the band 3.
As chemical agents having the property of causing water to penetrate more rapidly into the bark, we can cite: polyglycol ethers, alkyl naphthalenesulphonates, sulphonates of polyaliphatic esters in an amount of 0.05 to 0.25% by compared to the total solution.
Ordinary water brought to a high temperature, for example to 800, also has the property of plasticizing the bark. It is not possible to give the humidification limits with precision, because this depends on the nature and the botanical variety of the shrub. But experience has shown that when the bark has picked up a moisture content of <B> 100 </B>% on dry order, it is easily released.
Instead of spraying, the stems can for a short time be introduced into a liquid bath 5 to soak the bark and make it softer and more flexible, the transport of the stems in the bath being ensured by an endless belt 3 '.
The stems then pass to the huller 6 composed of fluted rollers where the stems are fragmented and rubbed, the softened bark separates into strips which are carried by the rollers towards the end, while the shelled fragments fall apart. between the rolls and are collected in funnel 7 located under the dehulling rollers.
This decortication device is fitted with milling cylinders whose grooves, diameter and speed are adapted to the different types of shrubs treated and, as an indication, perfect shelling has been obtained for cotton stalks with four or five pairs of rollers with a diameter of plus or minus 130 mm, while each roll had 10 to 12 grooves and the speed of rotation was 180 to 200 revolutions per minute.
The upper roller of each pair is held under tension by two springs mounted on each side on the bearings.
In another embodiment, good results have been obtained using a mill made up of two or three groups each comprising three fluted rollers, the three rollers being mounted so that the lower roll is mounted in fixed bearings, while two upper rollers are controlled by springs or a hydraulic device.
The bark strips are treated separately in a shredder and therefore recovery can be ensured.
The shelled fragments guided by the funnel 7 are brought to a shredder 8 which essentially comprises on a central shaft 9, a rotating cylinder 10 provided with spikes 11 placed at a determined distance around the shaft and in a perforated sheet 12 arranged below cylinder 10.
By the combing action produced by the rotational movement of cylinder 10 provided with spikes 11, the fibrous material becomes entangled, while the woody debris is forced through the meshes, holes and the like of the sheet 12.
The sheet 12 can be replaced by a set of bars, the spacing of which would be controlled in order to allow only woody fragments decorated with ticks, shelled fragments which pass to the crusher 13 or to the knife mill, in order to obtain particles having dimensions desired for the manufacture of chipboards.
The particles thus obtained are suitable for undergoing the treatments commonly employed in the various panel manufactures.
As an example of an embodiment which is in no way limiting, 100 kg of cotton stems at 40% moisture content on dry basis provided 28-30% bark and 60-65% fragments.
The dimensions of the fragments being 2 mm in diameter by 40 mm long 40-45%; 1mm diameter 20-35%.
After passing through a knife mill, dust and impurities were obtained: 1 to 3% - 25%; particles 70% to 75%.
Agglomeration was carried out with 8 to 10% resins, without the addition of hydrophobic products, under a pressure of 13 kg / cm2 at a temperature of 140 C; the panel thus obtained exhibited the following characteristics - Density: 506 kg / m3; - Thickness: 10 mm; - Flexural strength (DIN. 523.62): 104.4 kg / cm '; - Swelling, raw panel: 13.6%; (DIN. 52361), sanded board: 13.4%;
- Absorption, raw panel: 78.5%; - Absorption, sanded panel: 76.5%; - Tension perpendicular to the surface: 10.35 kg / cm2.