Brevet FR2304466A1 — publié le 19761015

Le procédé de la présente invention est appelé ci-après "tex- turation" en relief. Il permet d'obtenir des panneaux de fibres ou de copeaux de bois avec des surfaces pouvant suggérer des objets naturels allant du nuage au travertin, ou des objets pouvant être fabriqués industriellement avec des formes géométriques déterminées telles que briques et tuiles. La densité du panneau n'est en général pas modifiée de façon notable lorsqu'on donne à la surface d'un produit commercial classique du type panneau de particules ou panneau isolant, une texture en relief selon la présente invention. La texturation en relief peut constituer un stade de fabrication de certains panneaux, ou elle peut être conférée à la surface du panneau fini lors d'une opération séparée. Lorsqu'on utilise le panneau de la présente invention, on l'applique en général par clouage sur une ossature en bois. En conséquence, le panneau doit être rigide et résister à la pression sans se déformer notablement lorsqu'il est soumis à une force s'exer çant entre les éléments d'ossature d'un bâtiment, et doit pouvoir être comparable à cet égard à un bon panneau de cloison. Le procédé de l'invention s'applique en premier lieu à des panneaux de fibres de deux types, à savoir ceux désignés dans le commerce sous le nom générique de panneaux de particules et ceux appelés panneaux d'isolation. Les panneaux de particules sont constitués par des copeaux de bois ou d'autres particules de bois liés ensemble, à chaud et sous pression, avec des liants de résines, gé néralement du type thermodurcissables. Chaque fabricant a sa propre marque commerciale. Cependant, on peut également lier les particules avec un ciment inorganique tel que du ciment Portland. Le panneau "Century" (Century Board) est un produit bien connu de ce type. Dans les panneaux d'isolation, on n'utilise que peu ou pas de liant, et les fibres sont produites par défibrage à la meule. Les fibres peuvent être les fibres individuelles dont le bois est composé, ou des agglomérats appelés faisceaux de fibres. Les fibres sont mises en suspension dans l'eau et déposées sur un tamis par feutrage, comme dans la fabrication du papier. Les fibres s'entre muent et donnent en conséquence au panneau la résistance appropriée. L'épaisseur de la plupart des panneaux d'isolation du commerce est généralenent de 12,7 mm. Le'Cellotex" est un panneau bien connu de ce type. Ayant une faible densité,les panneaux d'isolation procurent une bonne isolation thermique. La densité des panneaux de particules fabriqués avec des liants de résines peut aller de 0,60 à 0,80. La densité des panneaux d'isolation est généralement inférieure à 0,60 et peut descendre jus qu'à 0,30. Lors de la fabrication, on peut revatir les copeaux des panneaux de particules avec une résine synthétique par application de la résine sur les copeaux dans un tambour rotatif, alors que les copeaux sont agités ou retournés. On utilise généralement de 6 à 10 % de résine synthétique, sur la base du poids des copeaux. Les copeaux revêtus peuvent être légèrement humides au toucher lorsqu'ils sont déposés sous la forme d'un mat. Ce mat est pressé entre des plaques chauffées pour consolider les particules et les lier ensemble sous forme de panneaux ayant la densité recherchée. Lorsqu'on utilise comme liant du ciment Portland, la compression s'effectue à la température ambiante et la pression est maintenue jusqu'à la prise du ciment. On utilise couramment de 2 à 3 parties de ciment, sur la base du poids du bois. Les surfaces à texture en relief ont des parties surélevées plates et dures séparées par des creux ou vallées. Les parties surélevées sont plus dures que le corps du panneau et sont situées dans le même plan. Les creux sont situés dans un plan inférieur. Ils peuvent être plats et lisses, ou rugueux et à grains grossiers. On doit noter que la fabrication de panneaux de particules implique toujours l'utilisation d1un liant dont la prise peut s'effectuer dans une presse chauffante, ou dans le cas de liant inorganique, sous pression à température ambiante. On peut utiliser divers types de particules, par exemple des copeaux de bois coupés par une lame, ou des particules obtenues en fracturant ou brisant des éléments de bois, par exemple avec une scie ou un broyeur à marteaux, que l'on appelle également particules de bois broyées. Elles sont généralement plus petites que les copeaux et peuvent entre enlevées par abrasion avec une brosse plus facilement que les copeaux. Les panneaux de particules, qu'ils soient fabriqués avec des liants de résines synthétiques dans une presse chauffante ou avec un ciment inorganique dans une presse froide, sont généralement cloués ou fixés sur une ossature en bois dans les constructions et peuvent recouvrir des longueurs de 30 à 60 cm, voire davantage. En conséquence, la résistance à la déformation ou rigidité est importante. Il est souhaitable qu'il y ait des copeaux dans les panneaux de particules du fait qu'ils contribuent à la résistance, et de ce fait, on les utilise de façon générale tout au moins dans l'åe du panneau. On décrira sabord le procédé pour obtenir sur des panneaux de particules une surface à texture en relief. L'expérience dans la fabrication des panneaux de particules a montré que, lorsque l'on introduit dans une presse chauffante le mat de particules déposées librement et enduites d'une résine thermodurcissable, et qu'on le soumet d'abord à une faible pression insuffisante pour un bon compactage et une bonne liaison, les liants thermodurcissables sur les particules de surface durcissent partiellement avant que la pression totale s'exerce. Cette action est appelée prédurcissement. Du fait que la surface n'est pas suffisamment dure, les particules de surface sur lesquelles la résine a été prédurcie doivent être ultérieurement enlevées, par exemple par grenaille. Dans une forme de réalisation de la présente invention, on durcit délibérément au préalable la résine sur des particules de surface dans des zones limitées. Pour obtenir un prédurcissement sur des zones limitées sans prédurcir la résine sur toute la surface du panneau, on doit introduire, dans des zones limitées déterminées, une certaine humidité sous la forme d'une pulvérisation d'eau ou de gouttes d'eau. Le mat résultant est alors soumis à une pression par contact jusqu'à ce que la résine sur les fibres de surface qui n'ont pas été humidifiées durcisse partiellement et qu'on obtienne dans ces zones une légère liaison. Le mat est alors rapidement soumis à la pression totale et on maintient pendant plusieurs minutes le chauffage et la pression.La résine sur les particules de surface qui ont été humidifiées et qui, de ce fait, ne se sont pas prédurcies, durcit alors, et ces particules sont bien liées. Les zones qui ont été humidifiées sont de ce fait plus dures que les zones prédurcies situées entre elles. Les zones initialement sèches sont ainsi relativement molles. Le panneau résultant quittant la presse comportera en conséquence des zones dures, dans lesquelles les particules sont bien liées, adjacentes à des zones relativement molles. Toutes ces zones se trouvent dans le même plan. Les zones dures résistent au grattage et les particules de surface dans les zones molles peuvent être enlevées par une brosse métallique, sans enlever les particules dans les zones dures adjacentes. Après brossage, les zones dures sont dans un plan situé au-dessus des zones molles. La surface a ainsi reçu une texture en relief et l'on peut facilement la faire ressortir par la couleur. Si l'on soumet à l'abrasion le panneau contenant des zones dures et des zones molles dans le même plan, par exemple au moyen d'une brosse métallique ou par grenaillage, les fibres de surface dans les zones molles sont enlevées, laissant des parties sur6le- vées qui sont dures et plates au-dessus de creux peu profonds entre les parties surélevées. On peut d'abord peindre toute la surface à texture en relief, par exemple à la brosse ou pistolet, et lorsque ce revêtement est sec, on peut appliquer une peinture d'une autre couleur au moyen d'un rouleau qui n'entre en contact qu'avec les parties surélevées. Ainsi la couleur d'origine est limitée aux creux et on peut dire qu'on a fait ressortir par la couleur les reliefs du panneau. On peut également obtenir des différences de dureté dans les panneaux de particules entre des zones définies de la surface en déposant une résine pulvérulente à travers un masque ou en pulvérisant une solution de résine à travers ce même masque, limitant ainsi les zones durcies aux zones exposées dans les ouvertures du masque. Les zones pauvres en résine sont celles recouvertes par les pleins du masque. Après compression pour la prise de la résine, la surface est abrasée, ce qui permet d'enlever les particules dans les zones non enrichies pour produire une surface à texture en relief. Une variante de la technique pour obtenir des zones de duretés différentes consiste à pulvériser une mince couche de fines particules revêtues de résine sur un mat de particules normalement revêtues, la teneur en humidité de la couche mince étant insuffisante pour obtenir une liaison satisfaisante, et à introduire ensuite de llhumidité sur la couche mince dans les zones destinées à être dures. L'ensemble ainsi obtenu est alors comprimé dans les conditions de pression normales, grâce à quoi on obtient des zones dures séparées par des zones plus molles. A partir de là, l'opération d'abrasion est la même que pour les techniques préalablement décrites. Au lieu de déposer une résine pulvérulente à travers les ouvertures d'un masque ou de pulvériser une solution de résine à travers ces ouvertures, on peut ajouter dans ces zones de fines particules de bois broyées ou des grains minéraux fortement revêtus de résine. Les éléments du masque maintiennent les particules enrichies à l'écart du mat, et lorsqu'on enlève le masque avec les particules déposées sur lui, ces zones ne sont pas enrichies de résine et elles restent relativement molles. Dans un procédé destiné à obtenir de grandes zones plates et dures avec des cavités ou des dépressions, on place des petits tas de particules inertes, par exemple des particules de bois non rev8- tues, ou de petits tas de sable non revêtu sur une feuille métallique lisse, et l'on répartit sur toute la surface une résine ou un ciment approprié qui sera dur lorsqu'il sera pris. On dépose alors pour constituer le corps du panneau des particules de bois, par exemple des copeaux, revêtus de liant, après quoi 1 ensemble est comprimé pour compacter les particules, et faire prendre la résine ou le ciment.Lorsque la résine ou le liant sont durs, on enlève la feuille métallique et on brosse avec une brosse métallique les particules non revêtues et non liées, ce qui laisse des vallées ou des cavités dans une surface dure. Dans un autre procédé applicable lorsqu'on utilise des ciments inorganiques, par exemple des ciments Portland, dont on peut retarder la prise par des agents de retardement appropriés, on étale une couche de ciment et une charge inorganique, par exemple de fines fibres d'amiante, sur une feuille métallique et on introduit un agent de retardement dans les zones qui doivent être ultérieurement enlevées de la surface avant la prise du ciment dans ces zones. On laisse prendre suffisamment le ciment dans les zones dépourvues d'agent de retardement, de sorte que l'on peut ensuite brosser avec une brosse métallique cette surface sans l'abraser, enlevant ainsi la matière dans les zones non prises, et ménageant des cavités ou des dépressions dans une surface dure. On peut obtenir une texture ressemblant quelque peu à du travertin en éliminant le liant dans de petits monticules de particules, ou en utilisant un agent de retardement dans des zones limitées d'une surface d'amiante-ciment, et en enlevant les particules des zones molles. L'invention sera bien comprise dans la description détaillée ci-après, à titre d'exemple seulement, de plusieurs réalisations de l'invention, en liaison avec le dessin joint sur lequel - la figure 1 est une vue partielle en coupe transversale d'un panneau formé par un stade de prédurcissement, en utilisant un masque; - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1, mais représentant un autre moyen de former le panneau en utilisant de l'humi- dité sur une couche de résine pulvérulente - la figure 3 est une vue similaire aux figures 1 et 2, mais représente la manière selon laquelle on applique une surface à tex ture en relief sur un panneau préalablement fabriqué ; et - la figure 4 représente en perspective un panneau ayant une structure à texture en relief selon la présente invention. Exemple 1 La figure 1 représente le procédé pour obtenir des panneaux de particules à texture en relief au moyen d'un durcissement préalable. On répare un mat de particules de bois constitué par trois couches, les couches extérieures étant en fines particules broyées telles que de la sciure, revêtues par une résine thermodurcissable, sur une feuille métallique par des moyens classiques. La couche médiane t est faite principalement de copeaux de bois afin d'obtenir la résistance voulue.Les couches extérieures 2, en particules de bois broyées, sont de préférence en ces particules, car elles se prêtent bien à un enlèvement ultérieur par des moyens abrasifs après durcissement préalable, par exemple par brossage à la brosse métallique ou par grenaillage, La teneur en résine des couches extérieures peut également être ru'duite dans des zones délimitées afin d'obtenir une liaison relativement faible dans ces zones et faciliter ainsi l'en- lèvement d'une mince couche de particules, par exemple à l'aide d'une brosse métallique. ;'âme 1 est de préférence en copeaux ou en brins revêtus d'une résine thermodurcissable, la teneur en résine allant de préférence d'environ 4 à 10 zou sur la base du poids des copeaux. Les couches 2 sont de préférence en particules broyées, également revêtues d'une résine thermodurcissable. 3 est un élément de masque placé sur les couches 2. La surface exposée 4, au voisinage de l'élément du masque, peut être revêtue par pulvérisation d'eau ou de résine diluée. On enlève alors le vasque de façon que les zones sous les éléments du masque présentent une surface à plus faible teneur en humidité que la surface 4. L'ensemble ainsi obtenu est alors introduit dans une presse à plateaux chauffants et est soumis à une pression de contact pendant environ une demi-minute, ce qui durcit partiellement la résine dans les zones préalablement revêtues par les éléments du masque. On applique alors la totalité de la pression pendant quelques minutes, compactant ainsi les particules dans tout l'ensemble et liant complètement les particules de surface dans les zones humidifiées. La liaison des particules dans les zones préalablement dur cies n'est pas aussi forte que celle dans les zones humidifiées. Lorsqu'on retire le panneau de la presse, la zone qui se trouvait initialement sous les éléments du masque et la zone 4 sont au m8me niveau dans le même plan. La liaison des particules sous les éléments du masque est toutefois relativement plus faible compte tenu du dur cissement préalable par pression de contact, de telle sorte que cette zone est molle alors que la zone humidifiée est dure. Après refroidissement, on soumet le panneau à une abrasion, par exemple avec une brosse en acier, brossant à la fois au-dessus des zones dures et des zones molles. Cette action d'abrasion enlève les particules de surface à l'endroit où la résine a été préalablement durcie, mais non les particules dans les zones qui ont été humidifiées, de telle sorte que le panneau finalement obtenu présente des creux au voisinage de zones surélevées dures. Un panneau caractéristique est représenté sur la figure 4, dans lequel on voit une pluralité de zones surélevées 10 espacées l'une de l'autre et reLativement dures, séparées par des vallées 12. On peut produire différents motifs de cette manière, par exemple des briques ou des pierres non taillées, le motif étant déterminé par le masque.On peut incorporer un pigment ou une matière colorante dans liteau ou la résine diluée pulvérisée sur les zones 4. exemple 2 Si le masque est éliminé, on peut également introduire des motifs aléatoires. Pour des motifs analogues à des nuages, on introduit de façon aléatoire de l'humidité sur la surface du mat avant d'introduire le mat dans la presse, le contour de la zone humidifiée étant obtenu au hasard, par exemple en laissant couler de l'eau sur une plaque et en la laissant cheminer sur cette plaque de façon aléatoire. De ce fait, l'eau est absorbée au hasard par les particules revêtues de résine réparties sur la plaque. On obtient une texture en relief après compression par brossage à la brosse métallique, en enlevant les particules dans les zones sèches où la résine a été préalablement durcie. Btemnle 3 La figure 2 représente un autre ensemble pour mettre en pratique l'invention. Les sections 1 et 2 sont les mêmes que 1 et 2 dans l'exemple 1, et 3 est un élément du masque. 5 indique une résine synthétique sous forme de poudre, ou de fines parfficules sèches qui ont été revêtues fortement/de résine. On peut alors pulvériser de l'humidité sur la résine. La résine n'atteint pas les particules sous les parties pleines du masque de sorte que, après enlèvement du masque et compression à chaud, la zone 3 est plus molle que la zone 5, et qu'on peut aisément en enlever les particules avec une brosse métallique. Exemple 4 La figure 3 montre un panneau de fibres de bois à texture en relief 6, préalablement fabriqué, par exemple un panneau d'isolation revêtu d'un côté de zones à forte densité 7, constituées par des résines synthétiques ou des liants qui ont été aisément absorbés par la surface du panneau ou qu'on a fait pénétrer à l'intérieur du panneau par chauffage et légère compression. Les zones revêtues de liant sont limitées, comme on le voit sur la figure 3 qui montre une zone étroite 8 entre les zones revêtues de résine 7. La zone 8, faisant partie du corps du panneau, est molle. Après brossage à la brosse métallique pour enlever les fibres de surface, cette zone se trouve en-dessous du plan des zones dures 7. Pour obtenir la dureté, on peut employer des résines thermodurcissables telles que des résines urée ou mélamine, et la résine dans la zone 7 peut durcir, par exemple dans une presse à plateaux chauffants, en utilisant une pression légère pour éviter d'écraser le panneau, mais suffisamment forte pour compacter et faire prendre la résine dans la zone 7. On peut utiliser d'autres types de liants qui ne nécessitent pas de compression et qui sont partiellement absorbés par la surface du panneau isolant, par exemple des résines polyesters. On peut noter que l'on peut contenir la résine utilisée pour obtenir la dureté, avec ou sans pressage à chaud, dans des limites fixées, par exemple par un masque, pour obtenir un motif de briques ou de pierres. Ces motifs sont appelés ici dessins géométriques. Cependant, on peut également obtenir le dessin de façon aléatoire, en laissant par exemple tomber une solution de résine sous la forme de gouttes sur une plaque métallique et en laissant ces gouttes s'étaler latéralement librement, de telle sorte que certaines gouttes s'unissent à des gouttes voisines et d'autres restent séparées.On peut alors presser un panneau d'isolation en contact avec la résine liquide sur la plaque métallique, gråce à quoi l'humidité est absorbée par le panneau d'isolation et on peut obtenir un dessin aléatoire ressemblant à des nuages. il peut être nécessaire d'utiliser des agents mouillants appropriés pour surmonter la résistance à l'eau des panneaux de fibres de bois. Exemple 5 Si on utilise comme liant du ciment Portland, on peut obtenir une surface à texture en relief en retardant la prise du ciment dans des zones limitées et en brossant à la brosse métallique la surface du panneau après prise du ciment dans les zones environnantes. Divers types d'agents de retardement appropriés sont disponibles dans le commerce, ou bien on peut utiliser du sucre ordinaire, soit sous forme de granulés, soit en solution. On préfère une mince couche superficielle lisse de ciment Portland et de fibres d'amiante fines, mais on peut également utiliser à la place de fibres d'amiante d'autres charges telles que de la poussière de marbre. Dans la fabrication d'un panneau de particules de ce type, l'agent de retardement peut être imprimé sur une plaque métallique ou déposé sur le métal à travers un masque ayant le motif désiré, ou encore déposé au hasard.La mince couche superficielle de ciment et de charge est déposée sur la plaque portant l'agent de retardement. On dépose ensuite les copeaux de bois revêtus de ciment pour obtenir l'épaisseur voulue. On soumet ensuite la plaque avec les couches assemblées à une certaine compression Jusqu'à ce que le ciment autour des zones contenant l'agent de retardement ait durci suffisamment pour empêcher l'abrasion de ces zones lors du brossage à la brosse métallique et pour permettre de brosser les autres zones ; de ce fait, on enlève les particules dans ces zones, ce qui en diminue la hauteur. Dans les motifs préférés, la zone combinée de cavités ou dépressions ainsi obtenue est inférieure à la zone plate entourant les cavités.On peut, de même, retarder la prise du liant dans des zones limitées si on utilise des résines thermodurcissables, et on peut de même brosser ces zones pour enlever les particules dans les zones contenant l'agent de retardement. Exemple 6 Dans une autre technique, on obtient des zones limitées qui peuvent être brossées pour en enlever de petites particules en pré- voyant de petits blocs de particules qui ne sont pas revêtues d'un liant ou qui ne sont revêtues que d'une très légère couche de liant, et en les déposant d'abord sur une plaque métallique. On utilise de la sciure ordinaire, du sable, de la poussière de marbre et de la poussière de coquillages grossière, mouillée de façon appropriée, et ensuite répartie au hasard sous forme de "pâtés" ou de crêtes sur une plaque métallique pour obtenir un motif non mécanique, lorsqu'on élimine ensuite par brossage les pâtés non liés résultants. Lorsqu'on utilise un tamis analogue à un tamis à farine, les particules mouillées poussées à travers le tamis se rassemblent sur le côté inférieur du tamis et lorsqu'elles sont suffisamment lourdes, elles tombent sur la plaque métallique en pâtés de dinensions aléatoires répartis de façon aléatoire. On peut obtenir de tels résultats, même si le tamis a une dimension de malle uniforme et que les particules sont poussées au travers par un rotor fonctionnant à vitesse constante. Le procédé de texturation en relief par dépôts de patés ou de crêtes de particules non revêtues d'un liant sur une plaque métallique s'applique à l'utilisation de liant dans la masse des particules du panneau qui ont été prises, soit pnr pressage à ci;aud, soit par pressage à froid. La zone lisse, plate et dure se trouve dans un plan et excède de préférence la surface combinée des creux ou dépressions. Les particules non revêtues, telles que du sable, peuvent être aisément enlevées par une brosse à poils ordinaires. Elles laissent leur empreinte sur le fond des creux, et il reste un bord aigu à chaque creux. Le fond rugueux des creux est d'aspect agréable et donne une texture ressemblant à du travertin. REV3NDIAATIONS 1.- Procédé pour obtenir une surface à texture en relief sur un panneau de fibres de bois, caractérisé par le fait que l'on crée des zones sur au moins un c8té du panneau en utilisant des particules de bois initialement non liées, certaines de ces zones étant plus dures que des zones adjacentee plus molles, toutes ces zones se trouvant dans le même plan, et l'on abrase toute la surface, de façon à enlever des fibres principalement dans les zones les plus molles et à laisser les zones plus dures pratiquement planes dans un plan à 1 ltextérieur des zones plus molles. 2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel on prépare un mat de copeaux de bois revêtu de ciment Portland, on dispose sur le mat une surface de ciment et de charges minérales avec un agent de retardement de prise du ciment dans des zones limitées de la surface, on soumet le mat et Sa surface à une certaine pression jusqu'ce que le ciment dans les zones sans agent de retardement soit durci, on enlève le panneau ainsi formé sous pression, et on abrase toute sa surface avant que le ciment se trouvant dans les zones contenant un agent de retardement soit durci, de façon à enlever des particules de zones limitées dans la surface et à produire des dépressions dans le revêtement de ciment, le fond des dépressions se trouvant en-dessous du plan de la zone dure. 3.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel on prépare un mat de copeaux de bois revêtu d'un ciment inorganique, on dispose sur le mat une couche de surface constituée par un ciment inorganique et une charge minérale, la couche de surface contenant une petite masse de particules sans liant, on soumet le mat et sa couche de surface à une certaine pression jusqu'à la prise du ciment, on supprime la pression sur le panneau ainsi formé, puis on enlève les petites masses de particules qui ne contiennent pas de liant, de façon à créer une surface ayant des creux dont le fond se trouve en-dessous d'une surface constituée par le ciment et une charge minérale. 4.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel on prépare un mat de copéaux revêtus de résine, on recouvre le mat d'une surface de fines particules revêtues de résine, contenant de petites masses de particules non revêtues, on laisse la résine durcir sous l'action de la chaleur et de la pression et on enlève ensuite les masses de particules non revêtues, de façon à créer une surface ayant des creux, 5.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel on prépare de petites masses de particules non revêtues sur une plaque métallique, on forme un mat de particules de bois revêtu d'un liant sur cette plaque, on soumet le mat et les masses de particules non revêtues à l'action de la pression jusqutà prise du liant, on sup- prime la pression sur le panneau ainsi formé et on enlève ensuite les masses de particules non revêtues de la surface de façon à créer une surface ayant des creux.