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Procédé pour le traitement de végétaux en vue d'en faire des particules aptes à la confection de panneaux.
Certains résidus de plantes annuelles ont déjà trouvé une utilisation dans la confection de panneaux de particules. Par exemple l'emploi d'anas de lin, de che- nevottes de chanvre, de bagasse a déjà donné lieu à un succès conunercial évident.
Beaucoup d'autres résidus agricoles n'ont pas encore trouvé un emploi ou tout au plus ont-ils engendré des matériaux dont la qualité était trop pauvre: par exemple les racines des plantes de lin, les tiges de coton, la balle de riz, les cosses d'arachides, les tiges de lia oléagineux, de colza et tant d'entrés.
La cause principale est 4 rechercher dans le fait que la plupart de ces matériaux sont réfractaires à l'agglo- mération parce qu'Ils ne sont pas aptes à être collés au moyen des colles usuelles telles que celles à base d'urée- formol ou phénol-formol.
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Il arrive cependant qu'un certain collage réussisse, mais il est alors limita à la couche corti- cale qui enrobe les parties végétales. L'adhérence de cette couche au substrat est souvent très faible et il en résulta un matériau aggloméré de très faible résia- tance mécanique.
Il a été trouvé qu'un grand nombre de végétaux, jusqu'à ce jour sans utilisation possible, peuvent être admis cornue matière première satisfaisante, pourvu qu'on les débarrasse de cette enveloppe corticale nuisible.
Le procédé qui fait l'objet de la présente inven- tion permet de conférer à ces résidus agricoles les qua- lités satisfaisantes pour être utilisées somme matière première pour la confection de particules pour panneaux.
Il est connu que, pour obtenir des panneaux de particules de qualité, les particules doivent avoir des dimensions et des formes géométriques bien déterminées.
Idéalement les particules doivent avoir la forme de pla- quettes de quelques dizièmes de millimètre d'épaisseur, et dont la largeur et la longueur sont dans un rapport de 50 à 100 par exemple. Les formes cylindriques ou les formes de bûchettes sont nuisibles, car les particules de ce type n'arrivent pas à juxtaposer leurs surfaces pour assurer un collage convenable,
La confection de plaquettes se fait généralement dans des appareils garnis de couteaux bien affûtas, Le tranchant des couteaux est absolument indispensable, sinon les particules sont broyas et leur forme géométrique s'écarte notablement de celle nécessaire pour l'obtention d'un panneau satisfaisant,
Or,
les végétaux ou les résidus agricoles sont, à l'état brut, souilles de particules de terre et de sable.
On a constaté qu'en alimentant un de ces appareils à cou-
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teaux aves la matière brute, le anchant des couteaux disparaît après quelques minces, rendant ces appareils inaptes à couper des copeaux satisfaisants.
Le procédé qui fait l'objet de la présente inven- tion pour l'élimination des enveloppes corticales nuisi- blee, permet simultanément l'élimination de toutes les impuretés terreuses et silicieuses, qu'elles soient à l'état de souillure ou qu'elles soient incrustées.
Les opérations qui constituent ce procédé peuvent être discontinues, mais elles se font de préférence d'une manière continue et ce grâce à une machine dont la descrip- tion est donner plus loin,
La première phase du traitement est un trempage qui doit prépara le lavage Ultérieur, Suivant les besoins, le trempage peut être fait avec de l'eau froide au avec de l'eau chaude, additionna éventuellement d'agents tenaio- actifs. Ceux-ci doivent être sélectionnas en vue d'éviter toute interférence avec les propriété hydrophobes qui doivent être conférées à un moment donné aux particules à agglomérer. On choisira par exemple des tensio-actifs qui sont détruits par la chaleur, par l'acidité, par le formol.
La durée de ce trempage est à déterminer pour cha- que type de matière.
L'opération suivante consiste en une action mécani- que assez violente. La matière est vivement frappée par de. battoirs fixés sur des axe. en rotation, ce qui engen- dre une action de frottement assez complexe, les battoirs frottant les végétaux, ceux-ci se frottant les uns les autres et enfin le mouvement descendant et montant dans l'eau.
Dans certains cas cette opération suffit pour libé- rer les impuretés et pour détacher l'enveloppe corticale.
Mais il est parfois nécessaire, pour les végétaux dont
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l'enveloppe corticale est plus adhérente, d'accentuer le traitement et dans ce cas on procède à l'opération sui- vante :
La matière est retirée du bain de lavage, elle est égouttée puis introduite dans un appareil du genre mélangeur ou malaxeur, appareil fixe muni d'un axe à paies,rotatif ou appareil rotatif garni de galeta, de chaînas, de barres, en résumé le type d'appareil bien connu dans l'industrie pour mélanger ou broyer des matiè- res Bolides.
Dans une autre forme d'exécution de l'opération on peut aussi se servir de moulina à marteaux dont l'ali- mentation et l'extraction sont réglables et contrôlables, de même demeura que l'espace libre dans le moulin, Un type d'appareil très efficace eat le moulin à marteaux vertical,
A la sortie de l'un ou l'autre de ces appareils, la matière est à nouveau lavée et rincée, puis elle est égouttée,
Elle est enfin apte à être coupée dans les appa- reils bien connus pour ce genre d'opérations dans la techni. que des panneaux de particules.
Le traitement énoncé ci-dessus peut être avantageu- sement effectué dans une machine "laveur-batteur" qui sera, décrite ci-après et représentée au dessin annexé à simple titre d'exemple.
La figure 1 est une vue schématique de'la machine.
Les figures 2,2a montrent en détail les battoirs.
Les figures 3, 3a représentent un pulsateur.
La fleure 4 donne un détail d'un gicleur dans la trémie.
Suivant le mode de réalisation représenté aq dessin,
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la machine comprend un réservoir d'eau (fig. 1) surmonté d'une trémie la.} - une séria de gicleurs 2 pour l'humidification de la matière avant d'entrer dans la machine (fig. 1 et 4); - une série de moulinets à palettes 3 afin d'obtenir une submersion de la matière (fig. 1); - un ou plusieurs battoirs 4 (fig. 1, 2 et 2a) ou puisa- teurs 7 (fig. 3-3a) placés l'un derrière l'autre pour faire avancer la matière d'un mouvement accéléré dans l'eau afin d'obtenir ainsi un effet de lavage.
- un transporteur à palettes 5 incliné avec fond formé par une tôle perforée 8; - une série de gicleurs 6 au-dessus de ce fond perforé 8 et le transporteur à palettes 5 pour rincer la matière lavée.
La première opération consiste en l'humidifica- tion de la matière afin d'éviter qu'elle ne flotte sur l'eau. Cette humidification se fait pendant que la ma- tière entre dans le réservoir d'eau où les éléments de . lavage sont installés. Ceci peut se faire avec de l'eau traitée ou non. Ce traitement a pour but d'obtenir une humidification rapide de la matière et des impuretés et il se fait avec des produits en vente dans le commerce.
Pana certains cas il se pourrait qu'il soit nécessaire de travailler avec de l'eau chaude afin d'obtenir un effet de trempage plus rapide. La matière est régulièrement alimentée aux élément-.; de lavage (n . 3 tig. 1) par une série de moulinets à palettes placés sous l'ouverture d'entrée de la matière.
Cas moulinets servent surtout à la première submersion de la matière afin d'éviter qu'elle ne flotte sur l'eau et afin d'obtenir une humi dification plus rapide du sable et de la terre attachés à la matière, et par conséquent une séparation plus rapide,
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tore de cette première nubmercion se fait également la séparation Par décantation des pièces de métal, des pierres, etc,.,
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Les éléments de lavage conglatent en un ou plu- sieura batto1ra 4 (fig.
2 et 2a) qu subMergent la ma- tière et la font avancer ²101eent dans l'eau provoquant ainsi-.une action de friction afin d'obtenir une séparation
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totale des impuretés. Ces mouline t'a à palettes peuvent également être remplacés par des pula4teurz qui sont ins- tallés dans les parois latérales de la machine.
Les moulinets sont munis d'un variateur de vi- tesse afin de pouvoir adapter l'effet de lavage et l'avan- cement de la matière aux nécessités.
Toutefois, une partie du sable n'a pas le temps de décanter dans l'eau qui est constamment en mouvement, et reste ainsi mélangé avec la matière lavée. C'est pour- quoi la matière est violemment rincée par un jet d'eau durant son transport. Ainsi le sable et la terre, restes Mélanges avec la Matière après l'action de lavage, sont évacués.
A titre d'exemple, noua décrivons ci-dessous le procédé suivant lequel il faut traiter les racines des plantes de lin en vue de leur conférer les qualités pour
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en faire des panneaux da particulpe aatiaàiaan%a, Les an4g de lin, obtenus au cours du eoillaee du lin, contiennent entre autres les tiges brisées et les racines de la plante de lin.
Alors que les tiges brisées constituent une matière première pour la non.,
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faction de panneaux de p4rt:eulez, les racines sont inu- tiliagbleee et elles sont même nuisible$ à la qualité du panneau. C'est d'ailleurs,la raison pour laquelle tous
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les procédés pour la oonfest-ion de panneaux de particules de lin prévoient l'élimination des racines, suivant la
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qualité du lin, la proportion de racines dans le# anas de lin peut dépasser les 20 %,
En appliquant le procède qui fait l'objet, de la présente invention les racines peuvent servir pour le confection d'un panneau de particules ayant de bonnes qualités.
A l'examen Microscopique et macroscopique des racines de lin on constate que : - les racines ont des formes cylindriques d'un diamètre de 0,5 mm à 2,5 mm et d'une longueur de 10 mm à 40 mm. @ - la partie intérieure des racines est une matière ligno- cellulosique avec une structure cellulaire qui, en coupe radiale, est similaire au bois dur, sana en avoir la structure fibreuse typique.
- cette partie ligno-cellulosique est entourée d'une écorce qui n'adhère que faiblement à la partie intérieure bois, et qui en plus n'a qu'une faible cohésion propre.
Les racines de lin sont souillées d'impuretés anorganiques telles que de la terre, du sable.
Telles que, les racines étaient inaptes à la con- fection de panneaux de particules de bonne qualité, ce qui s'explique comme suit : il est connu que les particules, pour être aptes à la confection de panneaux, doivent avoir un degré de finesse élevé ; ce degré de finesse, qui exprime la relation entre la longueur et l'épaisseur, sera de pré- férence de 50 à 100; ceci n'est pu* le cas pour les racines, qui ont une épaisseur moyenne de 1,5 mm et une longueur moyenne de 15 mm. D'autre part, la tome cylindrique ne se prête pas à l'agglomération par encollage et pressage.
Le fait que les groeses particules sont superposées provoque de fortes pressions locales qui conduisent à la destruction de la structure, et par voie de conséquence à une rigidité très faible du panneau; d'autre part, les tensions locales
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très fortez qui se forment gn3 sont à l!origine du manque de stabilité à l'égard de 1 absorption d'humidsté et d'eau,
En outre, il n'est pas possible de cas
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61émeutc cylindriques pour obtenu un onnemblp forme ayant de bonnes qualités de surface, !.'écot'ce empêche toute liaison soY.i,àe dae partinu- entre e13,e< et ai on obtient parfois \H1 o1.J,age,
les torses d'adhésion entre l'écorce et les autres particules
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sont si faibles que les pyopriétea générales du panneau sont absolument insuffisantes,
La présence des j.t!!pureté9 inorganiques rend l'uti-
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lisation séparée des recinea très problématique, sinon im- possible, étant donné que ces impuretés provoquent une action d'usure très forte sur toutes les machines.
Une utilisation partielle des racines a été essayée à plusieurs reprises, mais avec un succès très limité. Une des méthodes essayées consistait en un laminage des racines; l'amélioration ainsi obtenue est toutefois totalement illu- soire; les racines prennent effectivement une forme plus ou Moins plate, mais si cette déformation est définitive elle est due à une destruction totale des cellules; dans beaucoup
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de caz cette déformation n'est pas définitiva, et par le con- taot à l'eau ou à l'hmftidité las racines reprenhent leur for" i me originale (primitive).
En outre le racines
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na ahanre rien à Itécorce qui entoure In racine, de sorte que 1& force de liaison mmxlzlale reste toujours limitée par dee forcea dt4dhéaion et de cohésion de Ilcorce, Une autre méthocte de récupération des racin'3@ con- sist&it en un broyage antre deux meules; il est a remarquer que la structure des racines ne convient, pas du tout pour subir une telle opération avec succès et pour donner une fibre utile; d'autre part, la capacité de travail de ces
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broyeurs est minime, ce qui rend l'opération économique- ment impossible.
Une méthode de réalisation de la présente inven- tion consiste en un trempage dans l'eau de 20 à 50 C (et de préférence de 40 à 50 C). Cette eau peut contenir éventuellement un mouillant, de préférence du type catio- ni.que. Le trempage est suivi d'une action mécanique de friction et de percussion.
Cette action peut être créée par un contact avec les parties mécaniques de la machine ou par friction des racines entre elle Si.
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par l'aotion ee trempage la partie extérieure de la racine est ramollie et sa libère plus facilement de la
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partie boin, Par un lavage et un rlnçaee subséquents les parties d'éoorse aouillaea dlïmpuret4m Inorganiques sa due- tachent facilement. On a ainsi constaté que la teneur en rendras des racines, qui était de 2,5 % avant traitement
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pouvait Atre rédu1t à zur i a après Inaction d6arit@ Pl- dessus.
Les machines qui peuvent être utilisées pour obte-
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nir la friction et la percussion nécessaires a la libération den ëoorcea sont par exemple : - des tambours rotatifs munis de chines sur toute la face intérieure de façon à obtenir une surface de friction très élevée; - des malaxeurs spéciaux constitués d'un long corps horizon- tal et d'un axe sur toute la longueur du corps ;-cet axe est muni de bras et ses derniers sont munis d'élément.,, en forme de soçs; - des broyeurs à marteaux normaux peuvent également être utilisés pour obtenir l'effet désiré, pour autant qu'on puisse adapter la durée de friction et la distance entre les éléments de percussion et les tamis fixes.
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Après l'action de lavage et de rinçage les raci- nes sont laissées au repos pendant 1 à 3 heures pour per- mettre à 11--au d'y pénétrer.
Ensuite elles sont coupées dans des coupeuses croi. percutrice munie d'une couronne à couteaux. Ces cou-
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taaux doivent 3t f±nt6s aoue un ancle bien défini qui ne dépasse pas les 390, Les pae,5aqen pour l'évacuation dc la. Ma'Mare coupée doivent également être Usiitéa 8t ne dépasseront pas 0" n!Bt Dg cette gagnil on 0 t;1rt,n qu'il n'IV AU.-9 pam de P41-ti- culec de plue de Ot5 nn Q!épa1ae qn la matière coupée.
On a observé que le lavage porte la teneur an h=:L- dite des rac$ne# eny3,ron 10Q . Qett'9 4levée bn n:Ld.t.9 intlunQ tè3 gayorablement la qu lité dge parti. cu3>es r>1QU!?<âHJ! ains. 11F, durée da vie de :1.' équipement (':'H.!t4 -lia coupa cette teneur en humidité àQ1t etre s'&!aeaa dsa valeuya normale$ d'environ 10 à 15 % .
Ceci peut ae faire par n'importa quelle installa- tion de aéch!4{:;é, Après le séchage on 4111nine par tam3age la poussière at les fibres libérées.
Une amélioration de la matière peut être obtenue par une sélection pneumatique, Il a toutefois été prouvé par des essais que, lorsque l'opération est conduite conve- nablement, cette sélection n'est pas nécessaire.
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L'énumération et la doscrîptlon qui précèdent ne sont nullement limitatives et sont données uniquement à titre d'illustration.
Exemple 1 -
100 kg. de racines ont été passes dans la machine "laveur-batteur" contenant de l'eau à 40 C, à laquelle on a ajoute un mouillant, notamment un composé quaternaire d'un
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acide gras, d'un. poids moléculaire élevé dont l'action haute température. L'absorption d'eau par les racines était de 96 %.
Par des analyses de laboratoire il a été cane- taté que la. teneur en cendres, qui avant cassai s'élevait à 2,6 %, n'ôtait plus que de 1 %, et que le* cendros ne comprenaient pas de pierres ni d'autres impuretés anorga- niques perceptibles à l'oeil nu,
Il a paiement été constaté que les racines ne comprennent pratiquement plus d'écprces (changement de couleur net).
Ensuite, les racines traitées ont été coupées dans une coupeuse, munit-;! d'une couronne de couteaux, dont l'angle de coupe était de 39 et le passage de 0,6 mm.
Après séchage, la matière coupée a été tamisée, la fraction passant à 0,33 mm étant de la poussière, et la fraction laissée sur le tamis de 4 mm étant des fibres, allas ont été éliminées. La fraction poussière s'élevait à 9 %, la fraction fibres s'élevait à 2 %. Le rendement utile s'élevait ainsi à 89 %.
Les distensions de la matière coupée ont été rame- nées à une longueur de 5 mm à. 20 mm, à une largeur ne dépas- sant pas 1,5 mm, et à une épaisseur moyenne d'environ 0,3 mm avec un nombre limite de particules de maximum 0,5 mm.
La matière ainsi obtenue a été pressée en panneaux dont la composition étatt la suivante : une solution de 400 g, de colle urée-fonnol, correspondant à 8,7 % de colle sèche par rapport à la matière sèche, a @ été répandue sur 3240 g. de racines coupas; cette colle contenait les additifs normaux, c'est-à-dire le catalyseur et l'émulsion de paraffine,
Les panneaux ont été pressée à une température de
140 C, le cycle total comprenait 15 minutes.
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Les propriétés des panneaux strient lem euvan- te densité ; 599 kg/m3,
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ft ré5i8tnce h la flexion 1 186 kg/omz. module d'êlatiQ1t6 ! 2$.000 /cm2. rési-atamce é, 1, traction tran-3vermale ; 11,9 lss/cm2 par dans de 3,teau, à 20,10 êçhantillon4 de 10 cm x 10 ami immeraion pundant 94 heures ; 9,4 - échantillons de 2,5 cm x 2,5 cm, pendant 2 heures ;6 %.
Ces résultats prouvent qu'il y a un collage di- rect entre les particules, et que la liaison n'est plus affaiblie par des couches d'écorce intermédiaires. En. outre, ils caractérisent une classe de qualité.
Exemple 2 ;
50 kilos de lises de coton ont été hachée à envi- ron 2 à 3 cm. de longueur,
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Les morceaux ont été -lavén dans le machina Illaveur.. batteur" avec de l'eau tiède, L'écorce stimprêLnait rap;l... décent et so ramollissait tandis que la partie intérieure bois ne s'imprégnait que lentement et restait dure,
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Âprèa l'impréGnation le ont été trai- tées dans un broyeur à marteaux vertical dans lequel la vitessa d'avancement Q la matière 1tait régira par des batteurm inclina et l'effet de percussion était ajusta par la sortie! pins ou moina importante des contre-cou%e4ux, ..près ce peoaage on a obtenu des particules complètement dépourvuen do l'écorce. " écorce sa irpuvnit 3014.1 forme de fibres plus ou moins Itbêr6oo, La matière a été répar. tie en deux fractions.
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Une des fractions a été méchêe jusqu'à.une humi- dité de 20 % et la méfiera a été pressée en balles. On a
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constaté que par la présence des fibres corticales on obtenait des balles solides qui se laissent bien mani- puler et mettre en tas.
Sans l'opération d'écorçage il n'était absolu- ment pas possible de mettre les particules hachées en balles.
De l'antre fraction on a éliminé les fibres par tamisage sur un tambour spécial, ta :.sage Le$ fibres recueillies sont de bonne qualité et peuvent être utilisées pour différents usagea, tels que ; papier, emballage, tissus, etc...
Les particules bois ont été lavées et rincées dans l'appareil de lavage décrit ci-dessus. Ensuite on les a laissées ' égoutter et après un repos de 2 heures on les a coupées sur une coupeuse à croix percutrice avec une sor- tie des couteaux de 0,45 mm. Après séchage dans un séchoir conventionnel, on a tamisé les copeaux pour éliminer la poussière plus fins que les mailles de 0,33 mm et les fines fibres qui se trouvent encore en faible quantité dans les copeaux.
Des panneaux ont été fabriqués avec les copeaux ainsi obtenus.
Une solution de 500 g. de colle urée-formol a été répandue sur 2,870 g. de copeaux, ce qui correspond à 9,6 % de colle sèche par rapport à la matière sèche. La colle contenait les additifs normaux, c'est-à-dire le catalyseur et 1.'émulsion de paraffine.
Les panneaux ont été pressés à une température de 140 C, la cycle total de pressage comprenait 8 minutes.
Les propriétés des panneaux étaient les suivantes : - densité : 622 kg/m3.
- résistance à la flexion : 215 kg/cm2.
- module d'élasticité : 22,800 kg/cm2.
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- résistance à la traction '';'aiâ8":rJ..' 10,9 kz/cm2w gQn±lcHnent par immersion dans de 1.'eàu à 20QQ ; - échantillons de 10 WY3 A.Y 10 N.'a5 1mme6iQn pendant 34 âRp' .S ; 4,7 ' - échantillons de 3,5 cm 2,; su: immersion pendant 2 h9!Àr$ 1 7,5 1 , Similairement des panneaux on% été fabriqués avas de::! pg=ttl<u1,ex de tiges de <?9ton n' ayant pas aubi la trai" tement décrit c1-do3SUS. t6 propriété# des p1);1nem!. atrÂoxt les suiva.ntas dessiné ? 621 kg/m3.
- résistâmes è la flexion ; 3.37 k/gm2.
- Niod.9 d'élasticité ! 142250 kgf an2 réai&tnnce à 1.a 'SycioR t^axss:aai 6,25 kgjcm2.
- gonflement par lonnera3,on c!aRs de '3-'eau à 2QQQ ; - échantillons de 10 cm x 10 cm immersion pendant24 heures ! 12,5 %.
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- échantUlons à Z,5 cm x 2,5 czn. itsnersion pendant 3 heures ; 15! 9 7 .
On observera donc une nette amélioration de toutes les propriétés.
L'invention a été décrite et illustrée à titre purement indicatif et nullement limitatif et il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à @ ses détails sans s'écarter de son esprit.
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Process for the treatment of plants in order to make particles suitable for making panels.
Some residues of annual plants have already found use in making particle board. For example, the use of flax shives, hemp chives and bagasse has already given rise to obvious commercial success.
Many other agricultural residues have not yet found employment or at most they have generated materials of too poor quality: for example the roots of flax plants, cotton stalks, rice husks, peanut pods, stems of oilseeds, rapeseed and so many starters.
The main cause is to be found in the fact that most of these materials are refractory to agglomeration because they are not able to be glued by means of the usual glues such as those based on urea-formaldehyde or phenol-formalin.
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However, it happens that a certain bonding succeeds, but it is then limited to the cortical layer which coats the plant parts. The adhesion of this layer to the substrate is often very poor and the result is an agglomerated material of very low mechanical strength.
It has been found that a large number of plants, up to this day without possible use, can be admitted as a satisfactory raw material, provided they are freed of this harmful cortical envelope.
The process which forms the subject of the present invention makes it possible to confer on these agricultural residues the satisfactory qualities to be used as a raw material for the preparation of particles for panels.
It is known that, in order to obtain quality particle boards, the particles must have well-determined dimensions and geometric shapes.
Ideally, the particles should have the form of platelets a few tenths of a millimeter thick, and the width and length of which are in a ratio of 50 to 100, for example. Cylindrical shapes or the shapes of sticks are harmful, because particles of this type do not manage to juxtapose their surfaces to ensure proper bonding,
The making of plates is generally done in devices fitted with well-sharpened knives.The sharpness of the knives is absolutely essential, otherwise the particles are ground and their geometric shape deviates notably from that necessary to obtain a satisfactory panel,
Gold,
the plants or agricultural residues are, in their raw state, soiled with particles of soil and sand.
It has been observed that by supplying power to one of these switching devices
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With the raw material, the edge of the knives disappears after a few thinning, rendering these devices unsuitable for cutting satisfactory chips.
The process which is the object of the present invention for the removal of the harmful cortical envelopes, allows the simultaneous removal of all earthy and siliceous impurities, whether they are in the state of soil or that they are they are embedded.
The operations which constitute this process can be discontinuous, but they are preferably carried out in a continuous manner, thanks to a machine, the description of which is given below,
The first phase of the treatment is a soaking which must prepare the subsequent washing. Depending on the needs, the soaking can be done with cold water or with hot water, possibly with the addition of tenio-active agents. These must be selected in order to avoid any interference with the hydrophobic properties which must be conferred at a given time to the particles to be agglomerated. For example, surfactants will be chosen which are destroyed by heat, by acidity, by formalin.
The duration of this soaking must be determined for each type of material.
The next operation consists of a fairly violent mechanical action. Matter is strongly struck by. beaters fixed on axes. in rotation, which generates a rather complex frictional action, the beaters rubbing the plants, the latter rubbing against each other and finally the downward and upward movement in the water.
In some cases this operation is sufficient to release the impurities and to detach the cortical envelope.
But it is sometimes necessary, for plants whose
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the cortical envelope is more adherent, to accentuate the treatment and in this case the following operation is carried out:
The material is removed from the washing bath, it is drained and then introduced into an apparatus of the mixer or kneader type, a fixed apparatus provided with a pay axis, rotary or rotary apparatus furnished with galeta, chains, bars, in summary the type of apparatus well known in the industry for mixing or grinding Bolides materials.
In another embodiment of the operation, it is also possible to use a hammer mill, the feed and extraction of which are adjustable and controllable, just as the free space in the mill remains. The very efficient device is the vertical hammer mill,
On leaving one or the other of these devices, the material is again washed and rinsed, then it is drained,
Finally, it is suitable for being cut in the apparatuses well known for this type of operation in the art. as particle board.
The treatment stated above can advantageously be carried out in a "washer-mixer" machine which will be described below and shown in the accompanying drawing by way of example.
Figure 1 is a schematic view of the machine.
Figures 2.2a show the beaters in detail.
Figures 3, 3a show a pulsator.
Flower 4 gives a detail of a nozzle in the hopper.
According to the embodiment shown in the drawing,
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the machine comprises a water tank (fig. 1) surmounted by a hopper la.} - a series of nozzles 2 for humidifying the material before entering the machine (fig. 1 and 4); - a series of paddle reels 3 in order to obtain submersion of the material (fig. 1); - one or more beaters 4 (fig. 1, 2 and 2a) or suction pumps 7 (fig. 3-3a) placed one behind the other to advance the material with an accelerated movement in the water in order to thus obtain a washing effect.
- An inclined pallet conveyor 5 with a bottom formed by a perforated sheet 8; - a series of nozzles 6 above this perforated bottom 8 and the pallet conveyor 5 for rinsing the washed material.
The first operation consists of humidifying the material to prevent it from floating on the water. This humidification is done while the material enters the water tank where the elements. washing are installed. This can be done with treated or untreated water. The purpose of this treatment is to obtain rapid humidification of the material and of the impurities and it is carried out with products on sale on the market.
In some cases it may be necessary to work with hot water in order to obtain a faster soaking effect. Matter is regularly fed to the element- .; washing (n. 3 tig. 1) by a series of paddle reels placed under the material inlet opening.
These reels are mainly used for the first submersion of the material in order to prevent it from floating on the water and in order to obtain a faster wetting of the sand and the earth attached to the material, and consequently a separation faster,
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torus of this first nubmercion is also made the separation By decantation of the pieces of metal, stones, etc,.,
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The washing elements congeal in one or more batto1ra 4 (fig.
2 and 2a) which submerge the material and move it forward ²101eent in the water thus causing a frictional action in order to obtain a separation
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total impurities. These paddle mills can also be replaced by pula4teurz which are installed in the side walls of the machine.
The reels are fitted with a speed variator in order to be able to adapt the washing effect and the advancement of the material to the needs.
However, some of the sand does not have time to settle in the water which is constantly moving, and thus remains mixed with the washed material. This is why the material is violently rinsed by a jet of water during its transport. Thus the sand and the earth, remains mixed with the material after the washing action, are evacuated.
By way of example, we describe below the process according to which it is necessary to treat the roots of flax plants in order to give them the qualities for
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to make panels of particular aatiaàiaan% a. The flax an4g, obtained during the flax season, contain among other things the broken stems and the roots of the flax plant.
While the broken stems are a raw material for the no.,
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faction of p4rt panels: eulez, the roots are inutiliagbleee and they are even detrimental to the quality of the panel. This is the reason why all
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the procedures for the oonfest-ion of flax particle boards provide for the removal of the roots, according to the
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quality of flax, the proportion of roots in the # flax shives may exceed 20%,
By applying the process which is the object of the present invention the roots can be used for making a particle board having good qualities.
On microscopic and macroscopic examination of flax roots, it is observed that: - the roots have cylindrical shapes with a diameter of 0.5 mm to 2.5 mm and a length of 10 mm to 40 mm. @ - the inner part of the roots is a lignocellulosic material with a cellular structure which, in radial section, is similar to hardwood, without having the typical fibrous structure.
- this lignocellulosic part is surrounded by a bark which adheres only weakly to the interior wood part, and which in addition has only a weak inherent cohesion.
Flax roots are soiled with inorganic impurities such as earth, sand.
Such as, the roots were unsuitable for making good quality particle board, which is explained as follows: It is known that the particles, in order to be suitable for making boards, must have a degree of fineness Student ; this degree of fineness, which expresses the relation between length and thickness, will preferably be 50 to 100; this was not the case for the roots, which have an average thickness of 1.5 mm and an average length of 15 mm. On the other hand, the cylindrical volume does not lend itself to agglomeration by sizing and pressing.
The fact that the large particles are superimposed causes strong local pressures which lead to the destruction of the structure, and consequently to a very low rigidity of the panel; on the other hand, local tensions
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very strong which form gn3 are at the origin of the lack of stability with regard to the absorption of moisture and water,
Furthermore, it is not possible to case
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61cylindrical movement to obtain a solid shape with good surface qualities,!. 'Ecot'ce prevents any soY.i, ae dae partinu- bond between e13, e <and ai we sometimes obtain \ H1 o1.J, age,
adhesion torsos between bark and other particles
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are so weak that the general properties of the panel are absolutely insufficient,
The presence of the inorganic purity9 makes it useful
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Separate recinea lization very problematic, if not impossible, since these impurities cause a very strong wear action on all machines.
Partial use of the roots has been tried several times, but with very limited success. One of the methods tried consisted of rolling the roots; the improvement thus obtained is however totally illusory; the roots actually take a more or less flat shape, but if this deformation is final it is due to a total destruction of the cells; in a lot
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therefore this deformation is not definitive, and by contact with water or moisture the roots resume their original (primitive) form.
Further the roots
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has nothing to the bark which surrounds the root, so that the binding force mmxlzlale always remains limited by dee forcea dt4héaion and cohesion of the bark. Another method of recovering the roots consists of grinding between two grinding wheels. ; it should be noted that the structure of the roots is not at all suitable to undergo such an operation successfully and to give a useful fiber; on the other hand, the working capacity of these
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crushers is minimal, which makes the operation economically impossible.
One method of carrying out the present invention is by soaking in water at 20 to 50 C (and preferably 40 to 50 C). This water may optionally contain a wetting agent, preferably of the catio- nic type. Soaking is followed by a mechanical action of friction and percussion.
This action can be created by contact with the mechanical parts of the machine or by friction of the roots between them Si.
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by soaking the aotion the outer part of the root is softened and it is freed more easily from the
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hard part. By subsequent washing and re-washing the parts of the soil wetted with the inorganic impurity are easily stained. It was thus found that the root renders content, which was 2.5% before treatment
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could be reduced to zur i a after Inaction d6arit @ Above.
Machines which can be used to obtain
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For example, the friction and percussion necessary for the release of oorcea are: - rotating drums fitted with chines on the entire inner face so as to obtain a very high friction surface; - special mixers made up of a long horizontal body and an axis running the entire length of the body; -this axis is provided with arms and the latter are provided with a. ,, base-shaped element; - Normal hammer mills can also be used to achieve the desired effect, provided that the friction time and the distance between the percussion elements and the fixed screens can be adapted.
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After the action of washing and rinsing the roots are left to stand for 1 to 3 hours to allow the roots to enter.
Then they are cut in cross cutters. percussion instrument with a knife crown. These necks
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rates must be met with a well-defined ancle not exceeding 390, Les pae, 5aqen for evacuation from there. Ma'Mare cut must also be Usiitéa 8t will not exceed 0 "n! Bt Dg this win on 0 t; 1rt, n that it does not IV AU.-9 pam of P41-ti- culec of greater than Ot5 nn Q ! shoulder qn the cut material.
It was observed that the washing carried the content an h =: L- said rac $ ne # eny3, ron 10Q. Qett'9 4levée bn n: Ld.t.9 intlunQ tè3 gayorably the qu ity of the party. cu3> es r> 1QU!? <âHJ! ains. 11F, lifespan of: 1. ' equipment (':' H.! t4 -lia cut this moisture content to Q1t be s' &! aeaa dsa normal valeuya $ of about 10 to 15%.
This can be done by any dryer installation. After drying, dust and loose fibers are filtered off.
An improvement in material can be obtained by pneumatic selection. However, it has been proved by tests that, when the operation is carried out properly, this selection is not necessary.
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The foregoing enumeration and description are in no way limiting and are given solely by way of illustration.
Example 1 -
100 kg. of roots were passed through the "washer-mixer" machine containing water at 40 ° C., to which a wetting agent was added, in particular a quaternary compound of a
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fatty acid, a. high molecular weight including high temperature action. Water absorption by the roots was 96%.
By laboratory analyzes it has been canned that the. ash content, which before cassai amounted to 2.6%, removed only 1%, and that the * ash did not include stones or other anorganic impurities perceptible to the naked eye,
It was found that the roots barely include bark (clear color change).
Then the treated roots were cut in a cutter, provided! a crown of knives, the cutting angle of which was 39 and the passage 0.6 mm.
After drying, the cut material was sieved, the fraction passing to 0.33 mm being dust, and the fraction left on the 4 mm sieve being fibers, allas were discarded. The dust fraction was 9%, the fiber fraction was 2%. The useful yield was thus 89%.
The distensions of the cut material were reduced to a length of 5 mm to. 20 mm, at a width not exceeding 1.5 mm, and at an average thickness of about 0.3 mm with a maximum particle number of 0.5 mm.
The material thus obtained was pressed into panels the composition of which was as follows: a solution of 400 g of urea-formol glue, corresponding to 8.7% of dry glue relative to the dry matter, was spread over 3240 g. cut roots; this glue contained the normal additives, that is to say the catalyst and the paraffin emulsion,
The panels were pressed at a temperature of
140 C, the total cycle consisted of 15 minutes.
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The properties of the panels streak the euvan density; 599 kg / m3,
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ft ré5i8tnce h flexion 1 186 kg / omz. elatiQ1t6 module! $ 2,000 / cm2. resistance, 1, tran-3vermal traction; 11.9 lss / cm2 per in of 3, teau, at 20.10 10 cm sample4 x 10 friend immeraion for 94 hours; 9.4 - 2.5 cm x 2.5 cm samples, for 2 hours; 6%.
These results prove that there is a direct bonding between the particles, and that the bond is no longer weakened by intermediate layers of bark. In. besides, they characterize a quality class.
Example 2;
50 kilograms of cotton lises were chopped to about 2 to 3 cm. length,
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The pieces were -lavén in the Illaveur machine .. drummer "with lukewarm water, the bark stimulated rap; l ... decent and so softened while the interior wood part only soaked in slowly and remained hard ,
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After the impregnation the were treated in a vertical hammer mill in which the speed of advance Q the material was governed by beaters, inclined and the effect of percussion was adjusted by the outlet! pines or less important of the counter-necks% e4ux, .. after this work we obtained particles completely devoid of bark. "bark its irpuvnit 3014.1 form of fibers more or less Itbêr6oo, The material was divided into two fractions.
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One of the fractions was wicked to a moisture of 20% and the mistrust was baled. We have
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noted that by the presence of cortical fibers one obtains solid balls which can be handled well and put in heaps.
Without the debarking operation it was absolutely not possible to bale the chopped particles.
From the other fraction the fibers were removed by sieving on a special drum, ta: .sage The $ fibers collected are of good quality and can be used for different uses, such as; paper, packaging, fabrics, etc.
The wood particles were washed and rinsed in the washing apparatus described above. Then they were allowed to drain and after standing for 2 hours they were cut on a percussion cross cutter with a 0.45 mm knife outlet. After drying in a conventional dryer, the chips were sieved to remove dust finer than 0.33 mm mesh and fine fibers which are still in small amounts in the chips.
Panels were manufactured with the chips thus obtained.
A solution of 500 g. of urea-formalin glue was spread over 2.870 g. of chips, which corresponds to 9.6% of dry glue relative to the dry matter. The glue contained the normal additives, i.e. the catalyst and the paraffin emulsion.
The panels were pressed at a temperature of 140 C, the total pressing cycle included 8 minutes.
The properties of the panels were as follows: - density: 622 kg / m3.
- flexural strength: 215 kg / cm2.
- modulus of elasticity: 22.800 kg / cm2.
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- tensile strength ''; 'aiâ8 ": rJ ..' 10.9 kz / cm2w gQn ± lcHnent by immersion in 1.'eàu to 20QQ; - samples of 10 WY3 AY 10 N.'a5 1mme6iQn for 34 âRp '.S; 4,7' - samples of 3.5 cm 2 ,; su: immersion for 2 h9! Àr $ 1 7.5 1, Similar panels were% manufactured from ::! pg = ttl < u1, ex of <? 9ton rods not having undergone the treatment described c1-do3SUS. t6 property # of p1); 1nem !. atrÂoxt will follow them. Haven't you drawn? 621 kg / m3.
- resisted flexion; 3.37 k / gm2.
- Niod.9 of elasticity! 142 250 kgf an2 réai & tnnce à 1.a 'SycioR t ^ axss: aai 6.25 kgjcm2.
- swelling by lonnera3, we c! aRs of '3-' water at 2QQQ; - samples of 10 cm x 10 cm immersion for 24 hours! 12.5%.
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- samples at Z, 5 cm x 2.5 czn. itsnersion for 3 hours; 15! 9 7.
We will therefore observe a marked improvement in all the properties.
The invention has been described and illustrated purely as an indication and in no way limiting and it goes without saying that numerous modifications can be made to its details without departing from its spirit.