Brevet FR2285237A1 — publié le 19760416

I'Iiventien se rapporte génériquement à un procédé de rdalisatson de panneaux de particules et de panneaux de fibres, selon lequel on dépose des mats de matières à presser pourvus d'un liant dureissable entre des tales de pressage chauffables électriquement, on les soumet à une pression au moyen des plateaux (non chauffés) d'une presse pendant la durée de pressage et, après appllcation de la pression, on les soumet à l'influence d'une puissance de chauffage pour aJuster la température de pressage. On ombre avec les Matières premières et les liants usuels. De préférence, les liants sont des liants de résine synthétique précondensée. Mais on peat utiliser d'autres liants durcissables ou envisager et utiliser des matières ligneuses en tant que liants. La durée de pressage désigne un intervalle de temps au cours duquel un mat de matières à presser est soumis à la pression; il commence avec la création de la pression et se termine à la fin du pressage, lorsque la pression revient à zéro. La puissance de chauffage désigne l'énergie calorifique apportée par unité de temps; autrement dit, l'énergie calorifique est l'intégrale par rapport au temps de la puissance de chauffage. Les procédés connus du genre décrit ont fait leurs preuves et conduisent b des produits de grande qualité. Cependant, pendant la durée de pressage, ni la pression ni la puissance de chauffage ne sont commandées ou réglées selon un programme déterminé. Les mesures eonnues ne permettent donc pas aisément de réaliser des panneaux de particules et des panneaux de fibres qui comportent une humidité résiduelle définie, voisine par exemple de 1 à 4%.En pratique, dans le cadre des mesures génériques connues et pour les procédés classiques (qui mettent en oeuvre des presses à plateaux lourds chauffés à la vapeur), l'humidité résiduelle fluctue ordinairement dans les produits en fonction des matières premières et en fonction d'autres conditions d'exploitation non contrtlles. On s'est Jusqu'ici accommodé de cela. Ra revanche, l'invention a pour but de créer un procédé de fabrication de panneaux de particules et de panneaux de fibres qui permette de réaliser de tels panneaux avec une humidité résiduelle définie, quelles que soient les fluctuations des conditions initiales, ctest-à-dire les paramètres physiques des matières premières. En vue d'atteindre ce but, l'invention consiste principalement en ceci que, pendant une première période partielle de la durée de pressage, on commande ou on règle au moins la puissance de chauffage selon un programme prédéterminé pour une montée continue de la température de chauffage, et qu'ensuite on maintient la puissance de chauffage à peu près Jusqu'à la fin de la durée de pressage.Un ajustement tres précis de l'humidité résiduelle est garanti par le fait que, pendant une première période par tielle de la durée de pressage, on commande ou on règle d'une part la pression et d'autre part la puissance de chauffage selon un programme prédéterminé, qu'ensuite on réduit la pression selon un flanc raide Jusqu'au dessous de la pression de vapeur de la vapeur d'eau qui se trouve dans les panneaux pressés, tandis qu'on maintient la température de chauffage, que subséquemment, pour une période partielle de la durée de pressage qui est petite par rapport à la première période partielle, on applique encore une fois la puissance de chauffage sous forme d'une énergie d'ajustement de l'humidité résiduelle, et qu'également pendant l'application de l'énergie d'ajustement on maintient la pression réduite, tandis que,vers la fin de la durée de pressage, - avec continuation ou cessation de l'énergie d'aJustement - on ramène définitivement à zéro cette pression. L'invention résulte de la reconnaissance du fait que la qualité de panneaux de particules et de panneaux de fibres dépend sensiblement aussi de l'humidité résiduelle. Cela vaut d'une part pour le comportement au magasinage, mais aussi pour le comporte- ment au façonnage que subissent les panneaux de particules et les panneaux de fibres, et cela en particulier lorsqu'ils doivent recevoir des revAtements superficiels sous forme de matières de revêtement, de laques et de couleurs, d'impressions, etc.Cela vaut aussi pour le cas où, au cours de la fabrication des panneaux de particules et des panneaux de fibres, il s'agit d'appliquer, déJà au pressage des mats, des matières de revêtement, qu'il s'agisse de papiers imprégnés de résine synthétique, d'autres papiers de revêtement sans addition de résine synthétique ou d'autres matières de revêtement qui sont reportées, lors du pressage,d'un support sur la surface du panneau de particules ou de fibres (par exemple des émulsions photographiques développées, des couleurs ou des laques).Dans la fabrication de panneaux de particules et de panneaux de fibres selon le procédé générique, le ruant de matières à presser placé entre les tôles de pressage, auxquelles la puissance de chauffage est appliquée, peut être considéré en première approximation comme un récipient sous pression, la pression- de vapeur s'établissant dans le volume de ce récipient sous pression selon les lois de la thermodynamique en fonction de la température qui règne dans les matières à presser.Si alors, selon 1'2nvention, on on réduit la pression Jusqu'au-dessous de la pression de vapeur, ce récipient sous pression se trouve en quelque sorte ouvert et la vapeur s'en échappe. I1 8'agit, dans le cadre de l'invention, du fait que la pression est réduite au-dessous de la pression de vapeur et qu'il s'ensuit une élimination de la vapeur. Certes, une égalisation de la pression a lieu avec la pression atmosphérique, mais il reste de l'eau résiduelle. Cette eau résiduelle est vaporisée au moyen de l'énergie d'ajustement.La quantité d'eau résiduelle qui est présente dans un panneau traité selon le procédé conforme à l'invention, lorsque la première période partielle de la durée de pressage est terminéeet que la pression est réduite à la pression de vapeur, fluctue en fonction des circonstances dans de larges limites et dépend des eonditions initiales, en particulier des matières brutes, mais aussi des paramètres opératoires. La pression de vapeur peut aussi varier. I1 est cependant toujours possible, dans le cadre du procédé selon l'invention, de choisir les para mbtres de fenctionn-ement pour que, par un dosage de l'énergie d'ajustement, une humidité résiduelle déterminée puisse être ajustée.Pour des conditions initiales egales de l'opération de pressage dans sen ensemble ou encore seulement à l'application de l'énergie d'aJustewent, des variations des paramètres de fonctionnement pour le procédé selon l'invention ne sont pas nécessaires pour obtenir un produit avec une humidité résiduelle définie. Les relations entre les conditions initiales et les paramètres de fonctionnement peuvent être facilement déterminées par des essais. Dans le cadre de l'iavention, on choisira en général la première période partielle de la durée de pressage de telle manière que le pressage nécessair. pour la réalisation d'un panneau de particules ou de fibres à partir des matières à presser utilisées soit déjà terminé - avec dureissement - (on obtient pratiquement ainsi, dès la fin de la première période partielle de la durée de pressage, un panneau achevé, bien que son humidité résiduelle ne soit pas encore ajustée), tandis qu'on entreprendra seulement ensuite l'élimination de la vapeur et on appliquera l'énergie d'ajustement de l'humidité résiduelle.Mais on peut aussi utiliser l'énergie d'ajustement pour parfaire le durcissement des panneaux, seul un prédurcissement, voire un prédurcissement très avancé, étant réalisé dans la première période partielle de la durée de pressage. Plus en détail, il existe différentes possibilités pour mettre en forme le procédé selon l'invention. On parvient à des conditions bien définies et de ce fait faciles à commander ou à régler lorsqu'on applique la puissance de chauffage sous forme d'une impulsion d'énergie de puissance pratiquement constante Jusqu a ce que la tempdrature de pressage dans les matières à presser (dans la région moyenne ou dans des couches superficielles choisies) ait atteint une valeur de consigne, et lorsqu'on fait s'abaisser ensuite la puissance de chauffage jusqu'à zéro ou qu'on l'abaisse de manière à seulement maintenir la température de pressage.La valeur de consigne de la température de pressage est le plus souvent prédéterminée par la température de durcissement du liant, mais elle peut aussi Autre inférieure pour certains domaines de la durée de pressage. C'est par exemple le cas-lorsqu'il s'agit de commander la plastification des matières à presser, qui progresse de la surface des matières à presser vers la zone moyenne et précède le durcisseient du liant.On parvient à des conditions bien définies et reproductibles lorsque, selon une autre proposition de la Demanderesse, on procède pendant la première période partielle de la durée de pressage en ajustant la puissance de chauffage de l'impulsion d'énergie pour obtenir un gradient par rapport au temps de température de pressage qui se situe au-delà de 0,500C/s, et qui peut de préférence dépasser 2 C/s. Cela conduit en outre à une qualité de surface élevée des panneaux achevés. Lorsqu'il s'agit de fabriquer des panneaux de particules ou de fibres qui offrent sur toute leur section transversale une résistance au cisaillement élevée, il convient ordinairement que, pendant la première période partielle de la durée de pressage, le programme pour la pression et le programme pour la puissance de chauffage se déroulent avec des valeurs constantes. Mais s'il s'agit de fabriquer des panneaux de particules ou de fibres qui possèdent une densité superficielle et une qualité de surface élevées, il est recommandé selon l'invention de conduire le programme pour la pression, pendant la première période partielle de la durée de pressage, tout d'abord selon une valeur constante pour une fraction de cette période partielle, mais ensuite d'abaisser la pression, tandis qu'en outre on diminue la puissance de chauffage.Ce n'est qu'à la suite de cela, après un intervalle de temps plus ou moins grand qui appartient encore à la première période partielle de la durée de pressage et complète cette période partielle, que l'on poursuit la procédure selon la manière décrite. Pour commander et doser la puissance de chauffage selon le procédé conforme à l'invention, il convient de connecter les tôles de pressage en tant que résistances chimiques ou de les équiper de telles résistances et de eQsnder ou régler la puissance de chauffage par l'intensité du courant en tant que paramètre.La puissance de chauffage est alors proportionnelle au carré de l'intensité du courant. Evidemment, on appliquera la puissance de chauffage de telle manière qu'il ne puisse apparattre de combustion dans les mats de matières à presser ou dans les mats achevés, Me^re lorsque la température doit entre portée jusqu'au voisinage de cette température limite, afin d'obtenir des produits de grande qualité. Il est touJours avantageux de faire diminuer d'une manière continue jusqu'à zéro la pression vers la fin de la durée de pressage. Le procédé selon l'invention convient aussi bien à la fabrication de panneaux de particules et de panneaux de fibres sans couches de revêtement qu'à celle de panneaux comportant des couches de revStement. Les couches de revêtement peuvent être constituées par des papiers imprégnés de résine svnthétique, des papiers ordinaires, des émulsions photographiques, des couleurs, des laques et des couches d'autres sortes qui sont appliquées d l'aide d'une feuille support et sont reportées à l'applieation par la feuille support. Mais il existe aussi la possibilité de soumettre ultérieurement les panneaux achevés de particules, de fibres ou d'autres matières à un traitement de surface par laquage, impression, etc. Une rectification préalable des surfaces n'est ordinairement pas nécessaire.Une humidité résiduelle définie agit toujours favorablement sur la qualité des produits en ce qui concerne ces mesures de revêtement ou ces traitements de surface. Le pressage peut être exécuté en pressant des panneaux individuels. Mais il existe aussi la possibilité de former tout d'abord un empilement constitué par une tôle de pressage, un mat de matières à presser, une tôle de pressage, un mat de matières à presser, et ainsi de suite, et de presser ensuite les mats de matières à presser en paquet empilé. Enfin, on peut réaliser de la manière déerite aussi bien des panneaux minces de particules et des panneaux de fibres, ayant une épaisseur inférieure à 8 mm, que des panneaux plus épais et notablement plus épais, tandis qu'une humidité résiduelle définie peut toujours être garantie. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure unique représente un graphique illustrant la réalisation de panneaux de particules comportant une humidité résiduelle difinie. Exemple Pour réaliser des panneaux de particules offrant une densité homogène à travers leur section droite et une humidité résiduelle définie, on opère avec des copeaux encollés comprenant 305g d'épleéa, 40% de chine et 30 de fibres vertes qui comportent une humidité dé 11,5%. La proportion de liant des copeaux encollés atteint 5%. Il s'agit d'un liant de résine synthétique préconden sée. Ce liant demande, en tant que température de consigne pour le durcissement complet, une température de pressage de 140"C. Le procédé est mis en oeuvre conformément au graphique de la figure, dans lequel on a porté en abscisses le temps t, et en ordonnées la pression P, la température de pressage T et la puissance de chauffage L, cette dernière étant proportionnelle au carré de l'intensité du courant. Les courbes par rapport au temps correspondantes sont respectivement désignées par les lettres P, T et L. On déduit immédiatement de cetS représentation graphique que la pression P est d'abDrd établie complètement, puis que la puissance de chauffage L est appliquée. La puissance de chauffage est maintenue, pour une période partielle de la durée de pressage (10 à 110 s), à une valeur sensiblement constante, Jusqu a ce que la température de pressage T ait atteint sa valeur de consigne. C'est, dans le présent exemple, la température de 1400C, qui est nécessaire pour le complet durcissement du liant de résine synthétique. Pendant cette période partielle de la durée de pressage, la pression P est également maintenue constante. Puis la puissance de chauffage L diminue Jusqu a annulation complète dans le présent exemple. La température de pressage T se maintient ensuite d'ellemême pendant un certain temps à sa valeur de consigne. On obtiendrait ainsi, si l'on interrompait les opérations à ce stade, des panneaux de particules achevés offrant un poids spécifique de 1020 kg/m et une épaisseur de 4 gm. La densité est constante et correspond à une répartition homogène de densité sur toute la section transversale.La résistance au cisaillement des panneaux de particules aehevés atteint 14 kg/cm et la résistance à la flexion 450 kg/cm. Mais l'humidité résiduelle n'est pas ajustée. Pendant l'opération de pressage, la tension de chauffage atteint un maximum voisin de 33 V. Le profil de densité homogène obtenu est représenté en haut et à droite de la figure, et cela sur une section transversale d'un panneau de particules achevé, à une échelle fortement agrandie par rapport à la grandeur réelle. Afin d'ajuster une humidité résiduelle définie, on fait diminuer, vers la fin de la durée de pressage, la pression P jusqu'à atteindre une fraction de sa valeur de consigne et jus- qu ' au-dessous de la pression de vapeur s'établissant dans les matières à presser conformément aux lois de la thermodynamique. Avec cette pression réduite, une puissance de chauffage L est alors délivrée sous forme d'une impulsion d'énergie E d'ajustement de l'humidité résiduelle. L'humidité résiduelle qui peut être obtenue est indiquée sous foree de parambtre en regard de traits verticaux. Elle atteint au choix et en fonction de 1'ispulsion d'énergie E et de sa durée par exemple 5%, 3% ou moins. L'humidité résiduelle est égale dans le présent exemple à 2%. Les valeurs concernant la densité, la résistance au cisaillement et à la résistance à la flexion ne sont pas modifiées du fait de l'application de l'énergie d'ajustement. REVENDICATIONS 1.- Procédé de réalisation de panneaux de particules et de panneaux de fibres comportant une humidité résiduelle définie, selon lequel on dépose des mats de matières à presser pourvues d'un liant durcissable entre des tôles de pressage chauffables électriquement, on les soumet à une pression au moyen des plateaux d'une presse et, ensuite, pour la durée de pressage, on les soumet à influence d'une puissance de chauffage pour ajuster la température de pressage, caractérisé par le fait que, pendant une première période partielle de la durée de pressage, on commande ou on règle au moins la puissance de chauffage selon un programme prédéterminé pour une montée continue de la température de chauffage, et qu'ensuite on maintient la puissance de chauffage à peu près Jusqu'à la fin de la durée de pressage. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, pendant une première période partielle de la durée de pressage, on commande ou on règle d'une part la pression et d'autre part la puissance de chauffage selon un programme prédéterminé, qu'ensuite on réduit la pression selon un flanc raide Jusqu'au-dessous de la pression de vapeur de la vapeur d'eau qui se trouve dans les panneaux pressés, tandis qu'on maintient la température de chauffage, que subséquemment, pour une période partielle de la durée de pressage qui est petite par rapport à la première période partielle, on applique encore une fois la puissance de chauffage sous forme d'une énergie d'ajustement de l'humidité résiduelle, et qu'également pendant l'application de l'énergie d'ajustement on maintient la pression réduite, tandis que, vers la fin de la durée de pressage, - avec continuation ou cessation de l'énergie d'ajustement - on ramène à zéro cette pression. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on applique la puissance de chauffage sous forme d'une impulsion d'énergie de puissance pratiquement constante Jusqu a ce que la température de pressage dans les matières à presser ait atteint une valeur de consigne, et qu'on fait s'abaisser ensuite la puissance de chauffage Jusqu a zéro ou qu'on l'abaisse de manière à seulement maintenir en pratique la température de pressage. 4. - Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'on ajuste la puissance de chauffage de l'impulsion d'énergie pour obtenir un gradient de température de pressage qui se situe au-delà de O,50 C/s. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait qu'on choisit la première période partielle de la durée de pressage de telle manière que le pressage nécessaire pour les matières à presser en vue de la réalisation d'un panneau de particules ou de fibres soit dédà teiné, et qu'on applique seulement ensuite l'énergie d'ajustement. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait que, pendant la première période partielle de la durée de pressage, le programme pour la pression et le programme pour la puissance de chauffage se déroulent avec des valeurs constantes. 7.- Procédé selon l'use quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les tôles de pressage sont connectées en tant que résistances ohmiques ou sont équipées de telles résistances et qu'on commande ou règle la puissance de chauffage par l'intensité du courant en tant que paramètre.