Brevet FR2526459A1 — publié le 19831110

La présente invention est relative à des pièces d'un type nouveau , réalisées par voie sèche à pair de pâte à papier ,galbées et formées suivant une géométrie désirée quelconque , caractérisées par lapossibilité d'obtenir un état allant de rigide et dur , å souple et moelleux , ayant de remarquables qualités de stabilité dimensionnelle sous contraintes climatiques , et correspondant à un faible colt, La rigidité etla dureté , ou la souplesse et le moelleux sont obtenus par la proportion et/ou la nature du liant in corporé et la densité du produit réalisé .Ces caractéristiques permettent notamment de réaliser , et sans que cela soit limitatif , des pièces internes ou externes de carrosserie automobile , aussi bien que des éléments ou plaques utilisés dans l'agro-alimentaire pour le conditionnement et letransport des fruits et légumes , des oeufs et divers autres produits industriels. Bans l'industrie alimentaire, on oonnatt notamment des plaquis alvéolées appelées tray-pack . Ces plaques colportent une série d'alvéoles de dissensions adaptées au calibre des fruits à conditionner . bans chacun de ces alvéoles , on dépose un fruit . Tous les alvéoles d'une plaque étant remplis , on pose dessus une autre plaque qu'on remplit aussi , et ainsi de suite. Pour les pommes , on empile ainsi quatre , cinq ou six plaques à l'intérieur d'une oaisse . Pour les fruits fragiles , une seule plaque alvéolée est déposée dans le fond d'un plateau à fruits ou ragot. Pour réaliser ces plaques alvéolées ,permettant d' être gerbées , deux techniques sont bien connues - dans le premier cas , on fabrique la plaque à partir d'une ptte de cellulose largement dispersée dans l'eau et déposée ( environ 20 grammes par litre d'eau) sur une forme persillée permettant l'égout- tage de l'eau , comme on réalise un carton grossier . Après égouttage, essorage et séchage , on obtient une pièce d'état rugueux , de faible résistance au cisaillement et à la traction . Ce procédé nécessite, entre autres , de très gros investissements - dans le deuxième cas , on réalise des plaques notamment en polystyrbne expansé thermoformé .Ce matériau présente , avec de très taibles résistanoes mécaniques , une incompatibilité à la fois thermique et hygroscopique avec les fruits en contact dont il provoque la pourriture. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en permettant de fabriquer une plaque alvéolée qui soit d' une wSalisation aisée et peu coûteuse , de bonne tenue mécanique et sans incompatibilité avec les fruits conditionnés0 he procédé selon l'invention pour fabriquer une plaque alvéolée pour le conditionnenent des fruits , est caractérisé par le fait qu'on par de pâte de cellulose sèche que l'on divise mécaniquement , sous très faible humidité , pour former une bourre contenant moins de 30% d'humidité et que l'on fait tomber en pluie sur l'empreinte , de préférence mâle , d'un moule disposé horiiontalement pour former une couche primaire de quelque 3 à 5n d'épaisseur qui reçoit par pulvérisation une légère imprégnation superficielle de liant . On dépose alors une nouvelle couche de bourre qui reçoit , à son tour , une imprégnation superficielle de liant. Cette opération est répétée plusieurs fois , jusqutà obtention de l'épaisseur désirée . On comprime alors à température ambiante par application de l'empreinte femelle correspondante sous une faible pression , de façon à obtenir , après démoulage , une plaque alvéolée moulée par voie sèche et à froid . On évacue ansuite l'humidité résiduelle barbus moyens connus. Suivant une autre caractéristiue de l'invention , la pression pour comprinerla plaque est de l'ordre de 1 bar. Suivant une autre caractéristique d' l'invention , la durée d'application de la pression est de l'ordre de 1 à 3 secondes sous température ambiante. Suivant une autre caractéristique do l'invention , on utilise comme matière de départ, , de préférence des vieux cartons et papiers , et tous produits de récupération à base de patte de cellulose , de même que des blocs ou plaques de pâte mécanique mi-chimique et chimique , qui sont commercialisés pour lafabrication des cartons et paders divers. Ces éléments sont utilisés séparément ou mélangés entre eux. La matière de base est porte i une humidité allant de 30 à 5 et on la divise ensuite en la soumettant à l'action de tambours-brosses métalliques , d'un diamètre avantageusement compris entre 300 et 500 m/m , tournant à grande vitesse , c'est-à-dre à une vitesse circonférentielle de l'ordre de 60 m/seconde . La bourre de cellulose ainsi produite , tombe en pluie sous les tambours-brosses. Suivant une autre caractéristique de l'invention , l'action mécanique des tambours-brosses métalXques sur la pâte de cellulose humide provoque , par échauffement , une réduction d'humidité de la bourre ainsi produite de l'ordre de 5 à 10 % Le dessin annexé , donne à titre d'exemple non limi tatif , permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Ligure 1 est une coupe transversale d'une machine à défibrer selon l'invention , pour défibrer des blocs , plaques et chutes quelconques de pâte de cellulose. Figure 2 est une vue en plan d'un dispositif utili sé pour diviser et répartir la bourre. Pigure 3 montre une vue en élévation avec coupe par tielle Figure 4 est une vue de détail d'une des batteries pour diviser la bourre en nuage. Figure 5 montre l'esneible d'une installation à transporteur continu oùles plaques défilent sous les postes de canfor- mation. Pigure 6 est une vue en perspective d'une plaque alvéolée fabriquée selon l'invention par voie sèche. Figure 7 est une coupe suivant VII - VII ( figure 6) bans l'exemple illustré sur les dessins , on utilise comme 'matière première , des blocs ou plaques de cellulose , vieux cartons et papiers t tous déchets ou éléments an pâte de cellulose contenant un taux d'humidité de l'ordre de 30 à 50%. Les vieux cartons et papiers sont préalablement débarrassés des éléments métalliques tel que agrafes etc... On introduit par tout moyen connu ces matériaux dans la trémie d'alimentation 1 d'un défibreur 2 du genre illustré sur la figure 1 . Ce défibreur comprend un carter vertical fixe dans lequel deux tambours-brosses métalliques 3 et 4 tournent l'un au-dessus de autre au plus près , tous deux dans le même sens.La longueur axiale de chacun de ces tambours est au moins égale à une des dimensions des blocs ou plaues de cellulose commercialisés sur le marché. Par gravité , les matières premières prennent appui sur le tambour 3 qui commence à les défibrer pour produire une bourre de fibre de cellulose 5 à laquelle sont encore mêlés des fragments de matière première non divisEs.Cette bourre tombe à son tour à portée du tambour 4 qui tourne dans le mEme sens . bas butées latérales fixes 6 et 7 sont maintenues réglées au plus près contre la périphérie du tambour 4 , et positionnées selon l'axe hosizontal de cclui-ci. Ainsi, au-dessous du tambour 4 , la pâte de cellulose tombe sous la forme d'un nuage de bourre 8. Au bout de quelques heures de fonctionnement , les fils d'acier constituant les tambours-brosses 3 et 4 sont émoussés à leur extrémité du côté d'attaque de la matière à défibrer , avec création d'un morfil à l'opposé * Il suffit alors d'inverser le sens de rotation des deux tambours 3 et 4 , pour continuer la production . Ce phénomène réalise en fait un auto-affdtage , et sppprime tout arrêt important dans le fonctionnement. Par un séchage , ou par tout moyen connu , l'humidité de la bourre 8 est ramenée à un taux d'humidité de l'ordre de 12 à 14 ffi % . Cette bourre 8 est alors acheminée par tout moyen connu, vers plusieurs trémies 9 de division et de rdpartition par gravité. Le fond de chaque trémie 9 est occupé par une grille 10 , de préférence à maille carrée de 3 mm de c8té Au-dessus de cette trémie 9 , tournent des batteurs 11 qui sont chacun suspendus t un arbre vertical 12 entratné par un moteur 13 . Les batteurs li ont chacun en plan , un profil en étoile par exemple à quatre branches (figures 2 et 4) , à section de préférence carrée , de 4 m/m de côté. La distance 14 séparant deux axes 12 successifs est inférieure au diamètre 15 de chaque batteur Il . Ainsi , lea tiges verticales des batteurs 11 s'imbriquent les une s dans les autres , tandis que les vitesses de rotation sont rigoureusement synchrones. Ainsi , les batteurs tournent à la façon de pignons s'engrenant les uns dans les autres . Bans ces conditions , la bourre provenant du défibreur 2 , séchée à 12 - 14 ffi , est s8parée par les batteurs 11 et répartie par passage au travers de la grille 10 , en un nuage uniforme 16 qui chute à l'intérieur de la cheminée 17 . Ce mage de bourre 16 tombe de la cheminée 17 , se dépose sur un demi-moule nille 18 qui se déplace horizontalement à vitesse constante sur nn transporteur 24 au-dessous de la cheminée 17 . L'ensemble qui vient d'être décrit constitue un poste de dépit 20 (figures 3 et 5). L'épaisseur de la couche 19 déposée est détérminée par cette vitesse de translation 25 par rapport à la densito du nuage chutant qui est liée à la vitesse de rotation des batteurs 11 . Cette couche primaire reçoit une imprégnation par pulvérisation de liant. Couches de bourre et impré-gnations sont répétées un nombre de fois prédéterminé , en passant successivement sous des postes de dépôt 20 et sous des postes d'oimprégnation 21 ( figure 5) , pour constituer une épaisseur de matière imprégnée suffisante à l'obtention de 1' épaisseur finale souhaitée de la plaque e La dernière couche de bourre n'étant pas imprégnée de liant , on coiffe le tout dtun demi-moule femelle 22,et on presse sur le demi-moule mâle 18 au moyen d'une presse à suivre 23 e Le formage de la pièce entre les deux parties 18 et 22 du moule s'effectue par voie sèche , et on le réalise à une pression faible de 11 ordre de 1 bar .Cette pression est suffisante pour donner une cohérence à la couche comprimée d'épais- eur 26 , qui constitue désormais une plaque . formée 27 susceptible d'être démoulee ( figures 6 et 7 ) . Après un poste de sectionnement 28 , les paques 27 , séparées les unes des autres , sont envoyées au séchage (flèche 29). Il suffit , par tout moyen connu , de sécher l'hu- midité résiduelle contenue dans la pièce moulée , pour obtenir une plaque alvéolée prote à l'utilisation. A titre d'exemple non limitatif ,onva maintenant décrire la réalisation d'une plaque alvéolée 27 selon lrinvention. A l'aide de sept appareils illustrés sur la figure 3 et disposés de préférence selon la figure 5 , pour constituer des postes de dépôt successifs 20 t on dépose sur chacun des demi-moules mules 18 se déplaçant ctte à côte en continu sur le transporteur 24, sept couches de bourre de cellulose de chacune 70 grammes par mètre carré .Cette bourre a une humidité de l'ordre de 12 à 14 % .Après le dépôt de chaque couche , on effe-ctue , à chaque poste 21 , une imprégnation par pulvéris tion d'un liant , soit six pulvérisations pour le dépit de sept couches de bourre .On utilise comme liant , une solution aqueuse ayant la composition suivante - 200 parts pondérales d'une dispersion aqueuse d'un copolymère d'acétate de polyvinyle et d'éthylène , connu par exemple sous la dénomination n Vinamul 3260" - 200 parts pondérales d'une farine de céréale destinée à apporter une charge liante protéinique complémentaire - 700 parts pondérales d'eau à température ambiante. Le liant ainsi obtenu est pulvérisé à raison de 55 grammes par m2. Le par m20 Le demi-moule femelle correspondant 22 est déposé en exerçant une pression de l'ordre de 1 bar durant une à deux secon des , par tout moyen connu . On enlève alors le demi-moule femelle 22 La pièce est démoulée du demi-moule mâle 18 , sectionnée de la suivante,et séchée par tout moyen cdnnu o Elle se trouve alors prête à l'emploi . Pour compter éventuellement l'état de surface des deux faces de la plaque alvéolée 27 , on peut les revêtir par pulvérisation , à raison de 200 grammes à 300 grammes/m2 , d'une solution noueuse , pouvant avoir avantageusement la composition suivante ( qui peut être , pour plus d'agrément , pigmentée ou colo rée) - 40 parts pondérales d'une dispersion de copolymère d' acétate de polivinyle et d'éthylène " Vinamul 3260 - 20 parts pondérales d'une émulsion de paraffine à compatibilité alimentaire - 500 parts pondérales d'eau à température ambiante. Cette éventuelle opération devra être suivie d'un séchage au taux d'équilibre ambiant moyen , pour obtenir une ola- que prête à l'utilisation. REVESItCiTIONS 1 - Procéda pour fabriquer une plaque de forme complet quelconque , par exemple,une plaque d'emballage alvéolée , caractérisé en ce qu'on part d'une masse de fibres de cellulose divisée pour former une bourre (16) contenant moins de 50 % humidité , qu'on fait tomber en pluie sur la coquille mtle horizontale (18) d'un moule , après quoi , lorsque la couche de bourre (19) a atteint sur la coquille mgle (18) une épaisseur désirée , on la comprime par application d'une contre-coquille mâle , pressée à faible pression ,de façon à obtenir , après démoulage , une plaque profilée moulée (27) par voie sèche à froid , qu'il suffit ensuite de sécher par tout moyen connu. 2 - Procédé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que la pression pour comprimer la plaque (27) entre les deux coquilles (18) du moule est de l'ordre de 1 bar. 3 - Procédé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce qu'on utilise , comme matériaux de départ , des blocs de pite de cellulose mécaniques ou chimiques , du carton ou du papier à recycler , ou tous autres produits de récupération à base de cellulose. 4 - Procédé suivant la revendication 3 , caractérisé en ce qu'on utilise des blocs de pate de bois mécaniques ou chimiques ou des cartons et papiers à recycler , qu'on porte à une humidité de 30 %à 50 % , et qu'on divise en les faisant passer sur des tamboursbrosses métalliques (3) , (4) , sous lesquels la bourre de cellulose ainsi produite tombe en pluie (8). 5 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications préc4dentes , caractérisé en ce qu'on utilise deux tambours-brosses (3) et (4) tournant tous deux à la même vitesse , au plus près l'un de l'autre. 6 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce que la pluie (8) de fibres cellulosiques tombe sur des batteurs rotatifs (11) qui la répartissent finement et régulièrement , si bien qu'au-dessous des , tombe un nuage régulier et homogène (16). 7 - Procédé suivant l'une quelco e des revendications précédentes ,caractérisé en ce qu'après dépôt d'une couche de bourre, (19) sur la coquille mâle (18) du moule , on y pulvérise une couche d'un liant contenant en poids 7/11ème d'eau , 2/11sème d'une farine de céréales et 2/11ème d'une dispersion aqueuse d'un copolymère d' acétate de poly-zingle et d'éthylène. 8 - Procédé suivant la revendication 7 , caractérisé en ce qu'con dépose successivement sur la coquille mâle (18) du moule , plusieurs couches de bourre (19) dont chacune est soumise à une pulvérisation d'un liant , si bien qu'on présste à la compression entre les deux demi-coquilles du moule , une superposition de plusieurs couches de bourre dont chacune , sauf la dernière , a été pulvérisée individuellement. 9 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisé en ce qu'après compression et démou- lae , on pulvérise sur la plaque alvéolée (27) une revetement de surface contenant 20 parties pondérales d'une émulsion de paraffine alimentaire , 40 parties pondérales d'une dispersion aqueuse d'un copolymère d'acétate de polivinyle et d'éthylène , et 500 unités pondérales d'eau. 10 - Plaque d'emballage alvéolée , obtenue par la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes , caractérisée en ce que sur son épaisseur (26) , elle comporte plusieurs couches de fibres cellulosiques comprimées , tandis qu'une couche de liant pulvérisé est disposée entre deux couches adjacentes de cellulose.