Brevet FR2236649A1 — publié le 19750207

L'invention se rapporte tout d'abord à un procédé de fabrication de panneaux de matières ligneuses à partir de copeaux, de fibres ou de particules analogues, ou de leurs mélanges, avec addition de liants synthétiques, éventuellement avec revêtement de feuilles de placage constituées par des papiers imprégnés de résine synthétique - dans lequel des gâteaux de matières ligneuses à presser préparés d'une manière classique sont introduits sur des supports de chargement dans une presse à plateaux et soumis dans celle-ci à l'action de la pression et de la chaleur. I1 entre principalement dans le cadre de l'invention d'utiliser des liants synthétiques à base de résines urée-formaldéhyde. On peut aussi utiliser avec succès des résines phénolformaldéhyde et mélamine-formaldéhyde. Les papiers de revêtement sont, selon chaque cas d'utilisation, ordinairement imprégnés de ces liants synthétiques. En outre, on peut utiliser aussi d'autres liants tels que la lignine, le tanin, la lessive sulfitique ou des produits analogues. L'expression "gâteaux à pressern englobe dans ce qui suit les gâteaux comportant des feuilles de placage. L'invention se rapporte en outre à un agencement permettant la mise en oeuvre d'un tel procédé et comprenant une presse à plateaux dont les plateaux comportent des canaux de circulation d'un agent d'échange thermique, des supports ou tales de chargement et un dispositif de chargement et d'évacuation, Dans les procédés connus~tar la pratique) du genre décrit, la presse à plateaux est chauffée en permanence durant le fonctionnement de l'installation.Les canaux des plateaux de la presse sont ainsi parcourus en permanence par un agent de chauffage. Les-gateaux à presser sont introduits dans la presse chauffée et subissent une action notable de la chaleur, variant d'ailleurs le plus souvent selon les zones ou selon qu'il s'agit de la face supérieure ou de la face inférieure, dès avant l'application effective de la pression. Les conditions sont souvent telles que la chaleur fait déjà durcir ou prendre les liants synthétiques par plaees, par exemple dans certaines zones superficielles > avant la pleine application de la pression. I1 en résulte des couches superficielles tendres qui doivent être cotteusement rectiSeiées. Dans les modes opératoires connus, la chaleur n'agit tout d'abord absolument pas en tant que chaleur de pressage, mais en tant que chaleur échauffant les gâteaux à presser. On a regardé comme avantageux le chauffage permanent des presses à plateaux, car une presse chauffée en permanence est très simple à commander et à construire et la qualité des panneaux de matières ligneuses ainsi fabriqués a été considéroe comme -suffisante. Mais, comme la Demanderesse l'a reconnu, cette qualité est susceptible daméliora- tion. On connatt certes également des presses à plateaux dans lesquelles le chauffage et le refroidissement sont effectués successivement en alternance. Un tel procédé n'est cependant pas économique car il occasionne d'importantes pertes de chaleur et affecte fâcheusement les cadences de production. L'invention a pour but dtaménager le procede du genre décrit au début de telle manière qulil permette de fabriqueras à partir des mêmes matières premières, des panneaux de substances ligneuses de qualité considérablement améliorée. L'invention a également pour but de créer un agencement simple et bien adapté à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. L'invention a donc tout d'abord pourobjet un procédé du genre décrit s'appliquant à la fabrication par pressage de panneaux à partir de g teaux de matières ligneuses qui peuvent d'ailleurs avoir déjà subi un pressage préalable. L'invention consiste en ceci qu'on ferme la presse à plateaux et-quton applique la pression tout abord, puis, la pression continuant à stexereer, qu'on applique la chaleur de pressage.En combinaison avec cela, un mode préféré de réalisation de ltinvention tet caractérise par le fait qu'on refroidit la presse à plateaux on introduit les gâteaux à presser dans la presse refroidie, sur des supports de chargement refroidis ou à la température ambiante, la fermeture de la presse à plateaux et 1'application de la pression étant effectuées ensuite et la chaleur de pressage étant appliquée seulement après un développement plus ou moins complet de la pression. De préfe- rence, on applique d'abord la pleine pression avant d'appliquer la chaleur de pressage. L'invention découle de la reconnaissance du fait que, dans la fabrication de panneaux de matières ligneuses à partir de copeaux et de liants synthétiques, la qualité des panneaux est considérablement améliorée lorsqu'on applique tout d'abord la pression, puis la chaleur de pressage. Cela est valable en particulier lorsqu'on fait en sorte qu'au cours du chargement et de l'application de la pression la chaleur -de pressage n'ait encore aucune action sur le gâteau à presser.On parvient à des résultats optinaux lorsque, conformément à une autre caractéristique du procédé selon l'invention, on applique la chaleur de pressage aux gâteaux à presser sous la forme d'un échauffement bref dont la durée jusqu'à obtention de la température maximale est de l'ordre de quelques secondes, par exemple égale à 5 ou 10 secondes. I1 convient de contrôleur la température en correspondance La qualité de surface des panneaux achevés satisfait aux exigences les plus grandes, en particulier lorsqu'à la suite du pressage (avec action tout d'abord de la pression et, seulement après, de la chaleur de pressage) on refroidit les panneaux de matières ligneuses, dont le pressage est achevé, également dans la presse à plateaux et sous pression.Il est également recommandé d '-évacuer des gâteaux la chaleur de pressage par un refroidissement intensif c'est-à-dire d'une manière rapide et pour ainsi dire brusque. Il convient donc dtétudier, de commander et de régler la puissance de chauffage et ltactionlde refroidissement en vue d'un chauffage de courte durée et d'un refroidissement intensif. I1 faut évidemment tenir compte de la conduction calorifique dans les matières à presser. Tout cela n'offre en général aucune difficulté de conception. De la manière la plus simple, on part d'une presse à plateaux en eonsidéraxla le plateau supérieur de la presse ou, pour une presse à plusieurs étages, la tale de pressage respectivement associée'au plateau supérieur de la presse, et selon l'invention, on applique l'énergie de chauffage dans la presse principalement ou additionnellement au support de chargement et à la t81e de pressage ou aux supports de chargement et aux tales de pressage. principalement En revanche, on applique#aux plateaux delta presse l'énergie de refroidissement, de sorte que le refroidissement se transmet, après cessation de l'application-de l'énergie de chauffage,aux supports de chargement ou à la tAcle de pressage à travers les supports de chargement ou les tales de pressage conçues de préférence pour avoir une faible capacité thermique. Ltexpression "énergie de refroidissement" se rapporte au strict sens physique à l'évacuation de quantités de chaleur en vue de refroidissement. I; entre dans le cadre du refroidissemera i avec une bonne évacuation de chaleur au moyen dSun agent réfrigérant à basse température, ce qui est d'ailleurs recommandé en particulier pour la fabrication de panneaux plaqués qui sont également refroidis sous pression. Dans le cadre du procédé selon l'invention, on peut soumettre les gâteaux à presser à l'action de la pression et de la chaleur dans une presse à un seul étage ou dans une presse à plusieurs étages. I1 est enfin possible de soumettre les gâteaux empilés en paquets à l'action de la pression et de la chaleur. On comprendra plus loin que les supports de chargement portant les gSteaux à presser et éventuellement les feuilles de placage sont tout d'abord empilés en paquets comprenant lesssupports de chargement et les gateaux en succession alternée, ces paquets empilés étant alors introduits dans la presse à plateaux.L'application de l'énergie de chauffage s'effectue à travers les supports de chargement qui se trouvent dans l'empilement et qui peuvent éventuellement aussi entre conçus pour le refroidissement. Mais il entre aussi dans le cadre de l'invention d'extraire de la presse à plateaux les paquets empilés chauds et de les refroidir sous cette forme. On peut encore dissocier les paquets de panneaux, puis refroidir séparément les panneaux achevés. Les avantages qu'offre l'invention consistent en ceci procure procure une très -importante amélioration de-la qualité des panneaux de matières ligneuses fabriqués selon le procédé décrit, et cela en particulier lorsqu'il ssagit de la fabrication de panneaux usuels de copeaux ou de fibres. Ce résultat est inattendu. Par suite du mode opératoire selon lequel on applique d'abord la pression, puis la chaleur de pressage) les copeaux ont déjà pris dans les gâteaux leur position définitive avant que- commence l'action de la chaleur de pressage tandis que continue l'application de la pression, de sorte que cela ne conduit pus, à l'instant de l'application de la chaleur à laquelle est liée I'expulsionde liteau, à des modifications de structure ou à des déplacements des copeaux dans le gâteau. A l'instant de la gélification du liant synthétique, l'eau nécessaire à lthumidification est disponible en quantité suffisante dans les gâteaux.Le contact des particules de liant synthétique avec les copeaux fibres ou particules analogues d'une part et leur contact mutuel d'autre part sont assurés. I1 n'en résulte aucune perte de liant synthétique. Dès l'application de la chialeur, il apparats un bon transfert de la chaleur par conduôtion calorifique de l'extérieur vers l'intérieur, car les copeaux et les fibres distinctes sont serrés les uns contre les autres dans les gSteaux et la densité globale est augmenté Comme les gâteaux à presser sont comprimés à froid, la vapeur qui se forme à l'application de la chaleur ne peut stéchap- per directement des gâteaux entre les copeaux et les fibres par suite de la réduction des volumes creux par la compression.Cela cause une importante élévation de temperature dans les gâteaux en cours de pressage. Comme, du fait-du mode opératoire conforme à l'invention - d'abord comprimer à froid, ensuite chauffer -, aucune quantité d'eau d'humidification n'est perdue et toute la quantité de liant synthétique utilisée est pleinement exploitée sans pertes. Cela occasionne, en relation avec I'accroissement de la surface de contact de copeau à copeau ou de fibre à fibre, une importante amélioration des propriétés de résistance mécanique, telle que la résistance à la flexion et la résistance au cisaillement.Ce dernier résultat permet, pour une utilisation normale du liant synthétique, d'ouvrir la presse à plateaux immédiatement après l'achèvement du pressage, ce que lton sait être impossible dans les procédés connus, car une ouverture prématurée conduit à ce qu'on appelle des éclatements de vapeur dans la matière pressée. Sous ce rapport, il est important également qu'unie forte --------- élévation de température est engendrée dans les gâteaux à presser par le fait que la vapeur est empochée de sortir à l'application de la chaleur par suite de l'état compact des copeaux. On peut eependant, comme on l'a mentionné, refroidir les gâteaux pressés dans la presse à plateaux, ce qui est recommandé en particulier dans la fabrication de panneaux plaqués. s I1 est enfin particulièrement avantageux que le procédé selon l'invention puisse être mis en oeuvre au moyen d'un agencement dont la fabrication n'coffre aucune difficulté. A partir d'un agencement tel que décrit au début, l'in- vention a encore pour objet un agencement caractérisé par le fait que les canaux de circulation de agent d'rechange thermique sont des canaux d'agent réfrigérant et sont reliés à un circuit de circulation d'agent réfrigérant, que sous le plateau supérieur de la presse ou (pour les presses à plateaux à plusieurs étages) sous chaque plateau supérieur de la presse est disposée une t81e de chauffage et que la tale de chauffage ou les tôles de chauffage et le support ou tôle de chargement placé dans la presse à plateaux ou les supports ou tales de chargement placés dans la presse à plateaux peuvent être chauffés durant le pressage au moyen d'énergie électrique.Ils sont raccordés à cet effet à un ou plusieurs circuits de chauffage convenables. I1 va de soi que la t81e de chauffage-disposée sous le plateau supérieurde la presse ou sous chacun des plateaux supérieurs de la presse peut être rendue solidaire du plateau correspondant de la presse ou encore peut être posée sur les gâteaux à presser ou sur leurs feuilles de placage. En tout cas, une mince couche isolante intermédiaire peut titre prévue. Selon une forme d'exécution préférée de l'ínvention, les canaux d'agent réfrigérant sont parcourus en permanence (pendant le fonctionnement de l'installation) par l'agent réfrigérant, tandis que les tôles ou supports de chargement comme la ou les tôles de pressage offrent une faible capacité calorifique mais une grande puissance de chauffage de sorte que lteffet de refroidissement du plateau de la presse sur les matières à presser est bloqué par l'application de l'énergie de chauffage, alors que l'effet de refroidissement des plateaux de la presse peut à la cessation de l'application de l'énergie de chauffage, se transmettre à bref délai à travers la tôle de pressage ou la tôle de chargement respective En règle générale, les supports de chargement et la ou les tales de pressage peuvent être ehauffés par effet Joule, étant couplés galvaniquement ou inductivement à des circuits de chauffage convenables. On peut opérer de manière que la ou les tales de pressage et le ou les supports de chargement fonctionnent en bloc en tant que résistances ohmiques. Mais il existe aussi la possibilité d'utiliser des résistances chauffantes incorporées dans des plaques porteuses convenables ou disposées sur celles-ei. Les canaux d'agent réfrigérant des plateaux de la presse sont > selon une forme d'exécution préférée de l'agencement selon l'invention, raccordés à un circuit d'agent réfrigérant équipé au moins d'un réfrigérateur. Les supports de chargement peuvent entre exécutés/ comme on l'a déjà mentionné , sous la forme de plaques de chargement constituées par une plaque porteuse et une plaque de chauffage ou encore sous la forme de tôles de chargement qui fonctionnent elles-m8mes en tant que résistances ohmiques. Mais il existe aussi la possibilité de donner aux supports de chargement la forme de courroies transporteuses circulant b travers la presse à plateaux et chauffées dans celle-ci. Ici encore, les courroies transporteuses peuvent entre insérées,en tant que résistances ohmiques, dans un circuit de courant de chauffage, au moins dans la zone de la presse a plateaux. I1 entre dans le cadre de l'invention d'utiliser l'effet Peltier (cf. par exemple Lueger, Lexikon der Technik, volume 7, 1965, page 129) pour obtenir un agencement simple permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Sous ce rapport, la Demanderesse enseigne d'exécuter les supports de chargement ainsi que la ou les tôles de pressage sous la forme d'éléments Peltier pouvant autre reliés dans la presse à plateaux à une source de courant continu et fonctionnant éVentuellement en refroidissement ou en chauffage thermo-électrique par commutation. Les semiconducteurs modernes permettent d'obtenir ici sans difficulté un chauffage ou un refroidissement suffisants. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente en coupe verticale une presse à plateaux agencée conformément au procédé selon l'invention et destinée au pressage de gâteaux isolés. Les figures 2 et 3 représentent l'objet de la figure I respectivement dans deux autres positions de fonctionnement. La figure 4 représente en coupe verticale une presse à plateaux garnie d'un etapilement de g keaux à presser. L'agencement que représentent les figures 1 à 3 est destiné à la mise en oeuvre du procédé décrit conformément à l'invention. Il comprend principalement une presse 1 à plateaux dont les plateaux 2 comportent des canaux 3 de circulation d'un agent d'échange thermique. En outre, appartiennent à l'agencement des supports de chargement 4 offrant la forme de tôles de ch gement 4 ainsi que des dispositifs de chargement et d'évacuation non représentés. Les canaux 3 de circulation de l'agent d'échange thermique sont des canaux d'agent réfrigérant et sont reliés à un circuit de circulation 5 d'agent réfrigérant. Sous le plateau supérieur 2 de la presse est disposée en tant que tôle de pressage une tale de chauffage 6 et celle-ci, ainsi que la talle de chargement 4 placée dans la presse à plateaux et portant le gEteau 7 à pressr,peent Aètre ehauffées durant le pressage au moyen d'énergie électrique. On n'a pas représenté que le gâteau 7 à presser peut comporter un revEte- ment de placage. A l'installation appartiennent une pluralité de tôles de chargement 4 que l'on fait circuler de la maniere habituelle.Elles peuvent en outre être raccordées à des circuits g de courant de chauffage convenables au moyen de contacts 8 dans la presse 1 à plateaux. Les canaux 3 d'agent réfrigérant sont parcourus en permanence pendant le fonctionnement de l'installation par l'agent réfrigérant. Les tales de chargement 4 et la tôle de chauffage 6 offrent une faible capacité calorifique mais une grande puissance de chauffage. Par suite, elles peuvent bloquer l'action de refroidissement, induite par les plateaux 2 sur les gâteaux 7, à l'application de l'énergie de chauffage, de sorte que le refroidissement ne se fait pas sentir -au niveau des gateaux 7- à presser. Dans la figure 1, l'alimenStion en énergie de chauffage de la t81e de chargement 4 et de la tale de chauffage 6 est interrompue. L'action de refroidissement des plateaux 2 de la presse stest propagée (déjà lorsque la presse 1 était encore fermée) et la tale de chauffage 6 ainsi que la tôle de chargement 4 sont froides. Le gateau à presser 7 repose, sans aucune influence échauffante, sur la talle de chargement 4. Puis, la presse 1 se ferme et on applique la pression. Une fois cette opération effectuée, on met en service le chauffage. L'état correspondant est illustré par la figure 2.Le chauffage a pour conséquence que l'action de refroidissement des plateaux 2 perd son efficacité et que la puissance de chauffage de la talle de chargement 4 ainsi que de la tôle de chauffage 6 agit sur le gâteau 7 à presser. Après achèvement de la phase de pressage décrite, l'application de l'énergie de chauffage à la tôle de chargement 4 et à la tale de chauffage 6 est de nouveau coupée (figure 3). Par suite, l'action du refroi-dissement réapparut. Les flèches K et W indiquent respectivement les flux thermiques de calories et de frigories. Les canaux 3 d'agent réfrigérant-sont, comme le montre 19 figllrp 1, insérés dans --- circuit d'agent réfrigérant 5 qui contient un réfrigérateur 10. Les tôles de chargement 4 sont dans le présent exemple de simples tales ou des plaques porteuses re vAetuesde feuilles minces jouant le rôle de résistances ohmiques. On pourrait aisément aussi remplacer les tôles de chargement par des bandes de chargement traversant la presse à plateaux et chauffées dans celle-ci par application d'énergie électrique. La structure est analogue lorsque les supports de chargement 4 et la ou les tales de pressage 6 sont exdoutés sous la forme d'éléments Peltier. On peut alors renoncer à tout chauffage ou refroidissement des plateaux 2 de la presse. Il va de soi qu'un dispositif d'empilement et de chargement est placé en amont de la presse 1 à plateaux lorsqu'on opère avec des paquets empilés. Les supports de chargement 4 et la tôle de pressage 6 peuvent alors titre chauffés dan-s la presse 1 et reliés à des dispositifs convenables d'apport d'énergie. Cela est illustre schématiquement sur la figure 4, où les supports de chargement 4 et la tôle de pressage 6 peuvent autre chauffés en tant que résistances ohmiques ou par de tels éléments dont ils sont pourvus et qui sont raccordés à un dispositif d'alimentation en courant 9. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication de panneaux de matières ligneuses à partir de copeaux, de fibres ou de particules analogues ou de leurs mélanges, avec addition de liants synthétiques, éventuellement avec revêtement de feuilles de placage constituées par des papiers imprégnés de résine synthétique, -selon lequel des gâteaux de matières ligneuses à presser préparés d'une manière classique sont introduits sur des supports de chargement dans une presse à plateaux et soumis dans celle-ci à action de la pression et de la chaleur, caractérisé par le fait qu'on ferme la presse à plateaux et qu'on applique la pression tout d'abord, puis, la pression continuant à s'exercer, qu on applique la chaleur de pressage. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait quten combinaison on refroidit la presse à plateaux et on introduit les gâteaux à presser dans la presse refroidie, sur des supports de chargement refroidis ou à la température ambiante. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'on applique la chaleur de pressage aux gâteaux à presser sous la forme d'un échauffement bref dont la durée jusqu'à obtention de la température maximale est de l'ordre de 5 à 10 secondes. 4.- Procédé selon 1 une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu on refroidit les panneaux de matières ligneuses, dont le pressage est achevé, également dans la presse à plateaux et sous pression. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'on évacue des gâteaux la chaleur de pressage par un refroidissement intensif. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans la forme d'exécution concernant le plateau supérieur de la presse ou, pour des presses à plusieurs étages, la tôle de pressage respectivement associée au plateau supérieur de la presse, caractérisé par le fait qu'on applique énergie de chauffage principalement ou additionnellement au support de chargement et à la tôle de pressage ou aux supports de chargement et aux tôles de pressage. 7. - Procédé selon la revendication 6, caractérisé par lefait qu'onapplique princ-ipalement aux plateaux de la presse énergie de refroidissement qui se transmet, après cessation de l'application de énergie de chauffage, à travers les supports de chargement ou les tôles de pressage conçues pour avoir une faible capacité - thermique. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications à 7, caractérisé par le fait qu'on soumet les gâteaux à presser à Inaction de la pression et de la chaleur dans une presse à un seul etage. 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'on soumet les gâteaux à presser à l'action de la pression et de la chaleur dans une presse à plusieurs étages. 10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'on soumet les gâteaux empilés en paquets à l'action de la pression et de la chaleur. 11.- Agencement permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 ou indépendamment de celles-ci, comprenant une presse à plateaux dont les plateaux comportent des canaux de circulation dtum gent d'éehange + rmi- que, des tales de chargement et un dispositif de chargement et d'évacuation, caractérisé par le fait que les canaux (3) de circulation de l'agent d'échange thermique sont des canaux d'agent réfrigérant et sont reliés à un circuit de circulation (5) agent réfrigérant, que sous le plateau supérieur(2) de la presse ou (pour les presses à plusieurs étages) sous chaque plateau supérieur (2) de la presse est disposée une tale de chauffage (6) et que la tale de chauffage (6) ou les tales de chauffage (6) et la tale de chargement placée dans la presse (1) à plateaux ou les tôles de chargement (4) placées dans la presse (1) à plateaux peuvent être chauffées durant le pressage au moyen d'énergie électrique. 12.- Agencement selon la revendication 11, caractérisé par le fait que les canaux (3) d'agent réfrigérant sont parcourus en permanence (pendant le fonctionnement de lrinstallation) par l'agent réfrigérant et que les tôles de chargement (4) comme la ou les tales de pressage (6) offrent une faible capacité calorifique mais une grande puissance de chauffage, de sorte que le refroidissement est bloqué par l'application de l'énergie de chauffage, tandis que le refroidissement des plateaux (2) de la presse peut se transmettre après la cessation de l'application de de chauffage. 13.- Agencement selon la revendication 11 ou 12, caractérise par le fait que les supports de chargement (4) sont exécutés sous la forme de plaques de chargement constituées par une plaque porteuse et une plaque de chauffage ou sous la forme de t8les de chargement qui sont insérées en tant que résistances ohmiques dans un circuit de courant de chauffage.