Brevet FR2291022A1 — publié le 19760611

L'invention concerne la fabrication de panneaux de fibres par voie humide. Dans le procédé humide, on applique sur un tamis les fibres telles que les fibres de bois sous la forme d'une suspension aqueuse ayant une teneur en solides, c'est-â-dire en fibres de 1 à 2 pour cent en poids, de manière à former une nappe de fibres et on les déshydrate mécaniquement sur le tamis. L'application sur le tamis se fait en général par un caisson d'arrivée dans lequel la suspension est transportée, depuis des cuves mélangeuses, au moyen de pompes. La déshydratation sur le tamis se fait le plus souvent, tout d'abord, par le fait que l'eau s'écoule à travers le tamis en vertu de la seule pesanteur. On effectue ensuite une déshydratation par aspiration en créant une dépression en dessous du tamis et finalement, on essore encore la nappe avant la compression proprement dite. Dans cette déshydratation connue, on atteint une teneur en solides de 30 à 40 9 du poids deta nappe de fibres. Sil s'agit ensuite de comprimer la nappe de fibres pour former un panneau de fibres dures, on introduit la nappe dans la presse, et par suite de la pression engendrée lorsqu'on ferme la presse, il se produit tout d'abord une nouvelle déshydratation mécanique jusqu'à une teneur en solides d'environ 50 s en poids. Ilfaut alors évaporer dans la presse à chaud la teneur résiduelle en eau. Si lson n'effectue pas de compression, comme par exemple dans la fabrication de panneaux de fibres poreux, il faut évaporer la teneur résiduelle en eau de 70 à 60 % en poids qui existe encore après l'essorage. Il est évident que ltévaporation coûte des quantités appréciables d'énergie, et, qu'en outre, elle a une influence défavorable sur le temps de compression dans la presse à chaud. Un autre inconvénient réside cependant également dans le fait quton ne peut pas dépasser des limites déterminées de largeur de la presse, car autrement il en résulte des parcours d'écoulement trop longs de l'eau produite lors de la fermeture de la presse, ce qui fait que la déshydratation mécanique dans la presse prend trop de temps. En outre, on ne peut pas utiliser toutes les matières premières pour la fabrication de fibres, en particulier or ne point pas utiliser la bagasse (produit de déchet de la canne à sucre).La bagasse se déshydrate si mal que l'on ne peut pas atteindre les taux de déshydra tation mentionnés plus haut pour les fibres de bois. Une autre difficulté du procédé humide est que lorsqu'on amène la suspension sur le tamis, la matière fibreuse s'agglomère souvent et on n'obtient donc pas une nappe uniforme et satisfaisante, Enfin - selon les conditions posées quant à la qualité du panneau comprimé final - il est nécessaire d'effectuer un durcissement complémentaire après la compression proprement dite dans la presse à chaud. A cet effet, on maintient pendant plusieurs heures les panneaux récemment comprimés à des températures d'environ 1700C, Il n'est pas besoin d'expliquer davantage que ce durcissement complémentaire est aussi extremement coûteux en énergie. Etant donné les inconvénients ci-dessus du procédé humide, on a donc essayé aussi de mettre au point d'autres procédés pour la fabrication de panneaux de fibres. Ces procédés sont appelés procédé semi-sec et procédé sec. Toutefois, l'inconvonient de ces procédés est que l'appareillage et donc les investissements nécessités par une telle installation sont notablement plus grands que dans le procédé humide. En outre, la formation de la nappe est notablement plus difficile que dans le procédé humide. Enfin, il faut des quantités notables de résines synthéti- ques comme liants, tandis que dans le procédé humide on ne consomme pas de résine synthétique ou seulement de petites quantités. La raison en est que les constituants du bois qui jouent le rôle de liants peuvent etre mieux activés dans le procédé humide. Ainsi, relativement au procédé semi-sec et au procédé sec, le procédé humide offre aussi des avantages notables et c'est pourquoi il est toujours utilisé et on construit même des installations nouvelles. L'invention a pour but de perfectionner le procédé humide, en particulier en diminuant notablement le grand besoin de chaleur de la compression à chaud proprement dite et éventuellement du durcissement complémentaire, et en raccourcissant simultanément le temps de compression ; en outre, il faut donner au procédé une forme telle que l'on puisse construire des presses de plus grande largeur qu'antérieurement, et enfin, il s'agit d'améliorer la qualité des panneaux, en particulier en ce qui concerne leurspropiôtôs hydrophobes. Pour résoudre ce problème très complexe, l'invention part de cette idée -également inventive- qutil y a lieu d'utiliser un agent chimique qui assure d'une part une amélioration notable de la déshydratation et qui, en même temps, communique au panneau après la compression ou le traitement thermique de meilleures propriétés hydrophobes qu'antérieurement. Ce problème est résolu par le fait qu'au plus tard avant la compression et/ou le traitement thermique, on ajoute un ou plusieurs agents humidificateurs. Chose surprenante, dans des essais pratiques, il est apparu que le degré de déshydratation atteint un ordre de grandeur considéré antérieurement comme utopique. Dejà au premier stade de la déshydratation par gravité, donc sans-aspiration ni compression de la nappe sur le tamis, on a obtenu des teneurs en solides de 25 à 30 %. Dans la presse même, lors de la déshydratation mécanique pendant la fermeture de la presse, donc sans évaporation, on a obtenu des teneurs en solides de 90 % et davantage. En particulier, on a obtenu aussi des taux de déshydratation remarquables, meme pour la bagasse qui ne pouvait pratiquement pas etre transformée antérieurement par voie humide. Un autre point décisif est la grande amélioration de qualité des panneaux après la compression, en particulier en ce qui concerne la résistance et les propriétés hydrophobes. Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre sous différentes variantes. Ainsi, d'une part, on peut ajouter les agents humidificateurs à la suspension aqueuse avant de l'amener sur le tamis. A cet effet, on peut ajouter les agents humidificateurs à l'eau fraiche qui sert à préparer la suspension et/ou les introduire dans la cuve de mélange et/ou dans la pompe prévue entre la cuve de mélange et l'arrivée de la suspension sur le tamis. Une autre possi bilité est d'introduire les agents humidificateurs dans le caisson d t arrivée lui-mème. Une autre variante consiste à pulvériser les agents humidificateurs sur la nappe, de préférence immédiatement après avoir amené la suspension aqueuse sur le tamis. Les quantités d'agent humidificateur ajoutées sont de préférence de tordre de 0,5 à 5 g par 10 litres d'eau. Ces quantités se réfèrent à un procédé de fabrication dans lequel on évacue en prin cipe l'eau retirée de la suspension. On peut obtenir de meilleures valeurs des quantités ajoutées quand on recycle liteau. De préférence, on utilise comme agents humidificateurs des huiles pour rouge turc et/ou des huiles de silicone et/ou des siloxanes. L'avantage de ces agents humidificateurs est qu'ils permettent d'ajouter directement à la suspension des cires et en particulier de la paraffine, pour augmenter davantage les propriétés hydrophobes du panneau comprimé fini. Des agents humidificateurs qui conviennent particulièrement à cet effet sont des organopolysiloxanes. On obtient les meilleures valeurs avec le méthylsiloxane. Pré cisément avec cet agent humidificateur, il se passe ce qui suit. Aux temppratures de compression qui sont d'environ 200 C et aussi à des températures supérieures et un peu inférieures, le méthylsilo- xane est détruit. C'est précisément cette destruction du mouillant qui assure les excellentes propriétés hydrophobes après la compression. La destruction du méthylsiloxane est, en outre, favorisée par le pH de 4 à 5 qui est préférentiel pour le procédé. D'autres agents humidificateurs avantageux sont des polyoxypropylènes et/ou des dérivés de l'octanol et/ou des oxydes d'éthylè- ne et/ou des nonylphénols oxéthylés et/ou des esters d'acide sulfosuccinique et/ou des acides gras sulfonés et/ou des alcools gras. Toutefois, dans le cas de ces agents humidificateurs, il est rationnel d'appliquer les cires sur la nappe et de ne pas les ajouter à la suspension, comme les agents humidificateurs, susdits. Selon une autre proposition de l'invention, on ajoute à la suspension des résines synthétiques, en particulier des résines phénoliques précipitables. Par une telle addition, déjà à raison de 2 à 5 % en poids, relativement à la proportion de fibres de la suspension, on obtient de nouvelles améliorations de qualité des panneaux fabriqués, en particulier en ce qui concerne la résistance. Pour mieux illustrer le procédé selon l'invention, on cite les exemples suivants Exemple 1 Pour fabriquer un panneau de fibres dures de 3,2 mm d'épaisseur, en laboratoire, on agite à la température ambiante 10 litres d'eau et 150 g de bois finement défibré, dans un récipient de mélan ge. Ensuite, on ajoute 3 g d'une émulsion de paraffine à 50 %, tout en agitant. Puis on ajuste le pH de la suspension à 4,5 avec une solution à 10 % de sulfate d'aluminium. Ensuite, on incorpore avec agitation 1,5 g de méthylsiloxane (liquide) et immédiatement après, on amène la suspens ion sur un tamis pour former une nappe de fibres et on la déshydrate mécaniquement par gravité pendant 20 secondes. Après cette déshydratation, la teneur en solides est de 25 %. Ensuite, on comprime la nappe de fibres dans une presse à chaud de laboratoire, à une température de 2oye0 C et à une pression maximale de 50 kg/cm pendant 3 minutes. L'essai de propriétés techniques donne les valeurs suivantes: masse volumique apparente 1,01 g/cm résistance à la flexion 529 kg/cm résistance à la traction transversale 28,4 kg/cm gonflement en épaisseur 10,8 % absorption d'eau 22,9 % Pour mesurer le gonflement en épaisseur et l'absorption d'eau, on laisse séjourner le panneau 24 heures danstteau. Exemple la Dans une expérience parallèle, danses conditions de l'exem- ple 1, on ouvre la presse immédiatement au bout de 30 secondes et lorsque la pression spécifique maximale de 50 kg/cm est atteinte, on retire la matière, et on la pèse. On trouve une teneur en solides de 90,2 % qui est seulement atteinte en vertu de la déshydratation mécanique plus poussée causée par la fermeture de la presse. Exemple 2 Pour fabriquer un panneau de fibres dures de 3,2 mm, on utilise à nouveau 10 litres d'eau dans laquelle on introduit cette fois avec agitation, dans un récipient de mélange, 150 g de bagasse débar rassée de moëlle et défibrée. Ensuite, on ajoute 3 g d'une émulsion de paraffine à 50 % et ensuite, 3,8 g d'une solution a 40 96 de résine phénolique précipitable. On règle à nouveau le pH à 4,5 au moyen d'une solution de sulfate d'aluminium à 10 . Après le réglage du pH, on ajoute 4 g d'huile pour rouge turc comme agent humidificateur. Lors de la formation da nappe qui s'effectue ensuite sur un tamis et de la aéshydratation mécanique qui en résulte, on détermine une teneur en solides de 18 9. Ensuite, on comprime la nappe ainsi formée pendant 5 minutes dans une presse à chaud de laboratoire, à une température de 185 C. L'essai de propriétés techniques du panneau comprimé fini donne le résultat suivant masse volumique apparente 1,03 g/cm résistance à la flexion 660 kg/cm résistance à la traction transversale 20,3 kg/cm gonflement en épaisseur 13,7 absorption d'eau 22,9 % On détermine le gonflement en épaisseur et l'absorption d'eau, dans cet exemple aussi, au bout de 24 heures de séjour dans l'eau. Exemple 2a Ici encore, comme dans l'exemple la, dans une expérience parallèle, dans les mêmes conditions, on ouvre la presse à chaud immédiatement au bout de 40 secondes et lorsque le pression spécifique maximale de 50 kg/cm est atteinte et on retire le produit comprimé. On trouve une teneur en solides de 78 %, Exemple 3 Pour fabriquer un panneau de fibres poreux de 10 mm d'épaisseur, on effectue une expérience de laboratoire qui correspond entièrement à l'exemple 1, jusqu'au réglage du pH à 4,5. Ensuite, on incorpore avec agitation, dans le récipient de mélange, 2 g d'un nonylphénol oxéthylé et on amène la suspension sur un tamis pour former une nappe de fibres. Au bout de 20 secondes, en vertu de la déshydratation par gravité, on obtient une teneur en solides de 35 , On sèche ensuite la nappe à 1600C dans un four de laboratoire pendant 3 heures. L'essai technique effectué ensuite donne les valeurs suivantes masse volumique apparente 0,30 g/cm absorption d'eau 22,5 X gonflement en épaisseur 4,7 % résistance à la flexion 25 kg/cm2 La mesure de l'absorption d'eau et du gonflement en épaisseur s'effectue au bout de 2 heures de séjour dans l'eau. -REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de panneaux de fibres par voie humide, en particulier de panneaux de fibres dures, dans lequel on mélange les fibres à de l'eau dans une cuve mélangeuse ou un appareil similaire et on pompe la suspension aqueuse, ayant de préférence un pH de 4 à 5, par exemple au moyen d'une pompe, jusqu'à un caisson d'arrivée, puis on l'applique sur un tamis pour former une nappe de fibres et on la déshydrate sur le tamis, puis on soumet la nappe à une compression et/ou à un traitement thermique et au cours du procédé, avant la compression, on ajoute éventuellement des cires commeagent hydrophobe, ce procédé étant caractérisé en ce qu'au plus tard avant la compression et/ou le traitement thermique, on ajoute un ou plusieurs agents humidificateurs. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on ajoute les agents humidificateurs à la suspension aqueuse avant de l'amener sur le tamis. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on ajoute les agents humidificateurs à l'eau fraîchie servant à préparer la suspension. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on ajoute les agents humidificateurs dans la cuve mélangeuse. 5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé-en ce que l'on ajoute les agents humidificateurs dans la pompe prévue entre la cuve mélangeuse et l'arrivée de la suspension sur le tamis. 6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que liron ajoute les agents humidificateurs dans le caisson d'arrivée. 7, Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on pulvérise les agents humidificateurs sur la nappe. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on pulvérise les agents humidificateurs immédiatement après avoir amené la suspension aqueuse sur le tamis. 9, Procédé selon l 'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on ajoute les agents humidificateurs à raison de 0,5 à 5 g par 10 litres d'eau contenus dans la suspension. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 9, caractérisé en ce que Iton utilise comme agents humidificateurs des huiles pour rouge turc et/ou des huiles de silicone et/ou des siloxanes. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'on utilise des organopolysiloxanes. 12. Procédé selon la revendication 10, caractérisé-en ce que l'on utilise le méthylsiloxane. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en coque lton ajoute à la suspension aqueuse des cires, en particulier de la paraffine. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'on utilise comme agents humidificateurs des polyoxypropylènes et/ou des dérivés d'octanol et/ou des oxydes d'éthylène et/ou des nonylphénols oxéthylés et/ou des esters d'acide sulfosuccinique et/ou des acides gras sulfonés et/ou des alcools gras. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l'on applique sur la nappe des cires, en particulier de la paraffine. 16, Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 15, caractérisé en ce que l'on ajoute à la suspension des résines synthétiques, en particulier des résines phénoliques précipitables. 17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'on ajoute 2 à 5 % du poids des fibres de la suspension.