FR2970985A1

FR2970985A1 - Use of constitutive components of maize straw, excluding cobs, grains and bracts, as thermal and sound insulating material

Info

Publication number: FR2970985A1
Application number: FR1100250A
Authority: FR
Inventors: Pierre Jean Marchaudon
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2012-08-03

Abstract

Use of constitutive components of maize straw, excluding cobs, grains and bracts, as thermal and sound insulating material, is claimed. ACTIVITY : Animal Repellent; Insect Repellent. MECHANISM OF ACTION : None given.

Description

-1- DESCRIPTION -1- DESCRIPTION

La présente invention a pour objet un nouvel isolant thermique et/ou phonique élaboré à partir de la paille de Maïs débarrassée des rafles, des grains, et des bractées du Maïs et de l'ensemble des éléments grossiers. Cette paille est obtenue par la valorisation des déchets de récolte et de conditionnement des grains et/ou de la plante, sosu toutes ses formes. Le monde a pris conscience de l'importance capitale d'isoler les bâtiments afin de réduire l'impact sur l'environnement. Il sait aussi que, pour ce faire et pour sa propre santé, il doit privilégier l'utilisation des matériaux d'origine naturelle et nécessitant la plus faible énergie globale pour leur production. 20 Le problème principal des isolants naturels est leur prix élevé qui est très souvent lié aux conditions d'obtention de la matière première. Il est donc indispensable que cette matière première soit issue d'un rebus des activités d'exploitation de la nature, et notamment des activités agricoles, soit disponible en grande quantité et qu'elle ne soit pas convoitée pour d'autres utilisations et qu'elle ne soit pas, ni produite, ni administrée par 15 une organisation structurée. Les exemples suivants illustrent ce constat. - L'isolant chanvre est issu de la culture spécifique du chanvre et monopolise donc des terres agricoles. La concurrence avec les autres cultures renchérit sont exploitation. 20 - L'isolant bois est issu des rebus d'exploitation du bois mais ces derniers sont convoités pour de multiples utilisations et souvent gérés par des structures importantes. - L'isolant à partir de paille de céréale, et notamment de paille de Blé, utilise un rebus d'exploitation mais ce dernier est convoité par les éleveurs d'animaux 25 pour la litière. A ce jour, il s'agit de la seule paille qui n'est convoitée pour aucune utilisation de grande ampleur et les raisons sont multiples : - La période de récolte (Septembre à Novembre) rend le séchage difficile et sans séchage, la conservation est impossible. 30 - La présence d'éléments grossiers tels que canne ou rafle, complexifie la mise en botte de la paille de maïs. - Il a été démontré que l'utilisation de paille de Maïs comme litière pour les veaux, modifie la couleur de la viande. Il faut donc en limiter l'usage. - Etant obligatoirement broyée pour assurer sa décomposition, la paille de Maïs 35 ne permet pas de former des bottes suffisamment "stables" pour les manipulations. Elles ont une propension à se désagréger. - Son utilisation en valorisation énergétique n'est pas très intéressante du fait de la légèreté des éléments constituants et de la proportion importante de partie foliacées (>à 30%) 2970985 2- Par conséquent, et bien qu'elle ne présente pas un grand intérêt pour la fertilisation des sols, la paille de Maïs, qui est le rebus de la culture du Maïs grain sous toutes ses formes, retourne à la terre. Ceci résulte plus de commodité que d'utilité. De plus, au vu de sa difficulté naturelle à résister à la décomposition, il est indispensable de la broyer pour y 5 parvenir. Pour ce faire, les engins de récolte sont équipés de broyeurs très "énergivores" qui sont sources de pannes et augmentent la consommation énergétique. Enfin, afin d'être certain d'une bonne décomposition, l'agriculteur doit effectuer un passage supplémentaire à l'aide d'un broyeur "traîné" destiné à broyer les pieds de canne et à re-broyer les pailles restées au sol. Cette étape vient encore alourdir les besoins en énergie. The subject of the present invention is a new thermal and / or phonic insulator made from corn straw freed from stalks, grains, and bracts of corn and all coarse elements. This straw is obtained by the recovery of crop and packaging waste grains and / or plant, sosu all forms. The world has realized the critical importance of isolating buildings to reduce the impact on the environment. He also knows that, in order to do this and for his own health, he must favor the use of materials of natural origin and requiring the lowest overall energy for their production. The main problem of natural insulators is their high price, which is very often related to the conditions for obtaining the raw material. It is therefore essential that this raw material is derived from a scourge of the exploitation of nature, especially agricultural activities, be available in large quantities and that it is not desired for other uses and that it is not produced or administered by a structured organization. The following examples illustrate this observation. - The hemp insulation comes from the specific cultivation of hemp and thus monopolizes farmland. Competition with other crops increases is exploitation. 20 - Wood insulation is the result of scrap wood exploitation but these are coveted for multiple uses and often managed by important structures. Insulation from cereal straw, and in particular from wheat straw, uses an exploitation waste but it is coveted by the animal breeders for the litter. To date, it is the only straw that is not coveted for any large-scale use and the reasons are multiple: - The harvest period (September to November) makes drying difficult and without drying, the conservation is impossible. 30 - The presence of coarse elements such as cane or stalk, complicates the bunching of corn straw. - Use of corn straw as litter for calves has been shown to change the color of the meat. It must therefore be limited. - Being necessarily ground to ensure its decomposition, corn straw 35 does not allow to form sufficiently "stable" boots for handling. They have a propensity to disintegrate. - Its use in energy recovery is not very interesting because of the lightness of the constituent elements and the large proportion of leafy part (> 30%) 2970985 2- Therefore, and although it does not present a large interest in soil fertilization, corn straw, which is the scrap of maize grain culture in all its forms, returns to the earth. This results in more convenience than utility. Moreover, in view of its natural difficulty in resisting decomposition, it is essential to grind it to reach it. To do this, the harvesting machines are equipped with very "energy-intensive" grinders which are sources of breakdowns and increase energy consumption. Finally, in order to be sure of a good decomposition, the farmer must make an additional passage using a shredder "trailed" for grinding the cane legs and re-grinding the straws remained on the ground. This step adds to the need for energy.

D'ajouter encore que certains isolants thermiques pour la bâtiment, naturels ou non, résiste très mal au tassement, immédiatement ou dans la durée et présentent une faible résistance structurelle (arrachement, dépareillement, stabilité dimensionnelle, décomposition, désagrégation, fluage, flambage, raideur, etc.). Du fait de la conservation de la souplesse et de la structure de ses composants, la paille de Maïs résiste parfaitement au tassement. et présente un réel intérêt structurel pour répondre à ces problème. La transformation en isolant apporterait donc également une réponse aux problèmes d'énergie nécessaire à l'exploitation et fournirait un revenu complémentaire à l'agriculteur sans qu'il n'ait besoin de plus de surface. En effet, il n'est plus nécessaire de broyer les pailles parce que, plus les parties de la plante sont entières, plus il est facile de les travailler et de les transformer. L'environnement y gagnerait beaucoup également. Etat de la technique antérieure: Demande de brevet N°09 00301 et portant N° de publication 2941472 - Il s'agit d'un brevet rédigé par moi et concernant la réalisation d'un isolant à base de bractée de Maïs. S'il utilise également un élément de la plante de Maïs, le circuit de récupération des bractées est complètement différent de celui de la paille. Les bractées sont extraites d'un déchet provenant des installations de séchage du grain alors que la paille est ramassée sur le champ. On ne trouvera pas de bractée dans la paille de Maïs. To add further that some thermal insulators for the building, natural or not, resists very badly to the settlement, immediately or in duration and have a weak structural resistance (tearing off, deviation, dimensional stability, decomposition, disintegration, creep, buckling, stiffness , etc.). Because of the flexibility and structure of its components, corn straw is highly resistant to compaction. and has a real structural interest in responding to these problems. The transformation into insulation would thus also provide an answer to the energy problems necessary for the exploitation and would provide a complementary income to the farmer without needing more surface. Indeed, it is no longer necessary to grind the straws because, the more the parts of the plant are whole, the easier it is to work them and to transform them. The environment would gain a lot as well. State of the Prior Art: Patent Application No. 09 00301 and Publication No. 2941472 - This is a patent written by me concerning the production of an insulation based on corn bract. If it also uses an element of the corn plant, the bract recovery circuit is completely different from that of the straw. The bracts are extracted from waste from grain drying facilities while the straw is collected on the field. Bract will not be found in corn straw.

WO 03087496 peut utiliser des "fibre de paille de Maïs". Son application concerne une dalle de plancher, certes isolante, mais répondant prioritairement à des critères de résistance mécanique et ne précise pas ce que sont les fibres de paille de Maïs. RU 2220043 décrit une dalle d'isolation à base de paille de céréales sans en préciser l'origine. A noter que dans la quasi-totalité des cas, lorsque l'on parle de paille de céréales, on entend paille constitué de tige de diamètre inférieur à 5mm tel que paille de Blé, de Riz, etc.. ce qui n'est pas le cas du maïs. CN 201024575 fait référence à de la paille de Maïs comme complément dans une structure composite mais le panneau réalisé est structurant et non spécifiquement isolant.40 L'isolant objet de la présente invention a pour but d'apporter une réponse à l'ensemble de ces inconvénients. / Il ne mobilise aucune surface agricole nouvelle puisqu'il est issu des déchets de récolte et de conditionnement des grains, sous toutes ses formes. / Il est disponible en très grande quantité puisque sa matière première, la paille de Maïs, est disponible en quantité très importante (supérieur au poids de grains récolté), à raison de 10 à 13 tonnes de matière sèche par hectare. / Sa transformation ne demande pas de broyage des pailles et ceci entraînera des économies d'énergie importantes pour le récoltant et compensera la perte de 10 fertilisation liée à l'enfouissement. / Vu la quantité de matière première disponible, il ne privera pas d'éventuelles autres applications. / Il bénéficie d'une résistance naturelle à la décomposition. / II permettra d'augmenter le revenu de l'agriculteur. 15 / Sa matière première est disponible directement chez chaque agriculteur. / Il résiste au tassement et aux déformations WO 03087496 may use "corn straw fiber". Its application relates to a floor slab, certainly insulating, but responding primarily to mechanical strength criteria and does not specify what are the straw fibers Corn. RU 2220043 describes an insulation slab based cereal straw without specifying the origin. Note that in almost all cases, when we speak of cereal straw, we mean straw consisting of stem diameter less than 5mm such as wheat straw, rice, etc. .. which is not the case of corn. CN 201024575 refers to corn straw as a complement in a composite structure but the panel produced is structuring and not specifically insulating.40 The object of the present invention aims to provide an answer to all of these disadvantages. / It does not mobilize any new agricultural area since it comes from grain harvesting and packaging waste, in all its forms. / It is available in very large quantities since its raw material, corn straw, is available in a very large quantity (greater than the weight of grains harvested), at the rate of 10 to 13 tons of dry matter per hectare. Its processing does not require grinding of straws and this will result in significant energy savings for the harvester and will offset the loss of fertilization related to landfill. / Given the amount of raw material available, it will not deprive any other applications. / It has a natural resistance to decomposition. / II will increase the income of the farmer. 15 / Its raw material is available directly from each farmer. / Resists compaction and deformation

Définition du terme "paille légère de Maïs" dans la protection recherchée: Il s'agit, pris isolément ou en combinaison, des éléments composant un plant de Maïs, hormis les grains, 20 les rafles et les bractées. On y retrouvera notamment les parties principales généralement dans les proportions naturelles suivantes (voir dessin): canne et épillet (1) : 53% Feuilles (3) : 37% Spathes (feuille de protection de l'épi) (4) 6% 25 Pédoncules support d'épi (5) : 3.5% Soies ou Stigmates (6) : <0,5% On exclut donc de la paille les rafles, les grains et les bractées liant les grains aux rafles. Les proportions ci-dessus peuvent toutefois être différentes puisqu'elles présenteront des concentrations dépendant du type et de la nature de la récolte, ainsi que du type forme de 30 travail du maïs (voir liste non exhaustive ci-dessous) : - A la récolte du Maïs grain, à la sortie de la batteuse, équipée de broyeur ou non. - A le récolte en épi à l'aide d'un « cornpiker» - Chez les semenciers après les opérations de nettoyage d'entrée et d'effeuillage. - Au battage du Maïs à la sortie des cribs (séchoir naturel) 35 La paille de Maïs peut ne pas comporter l'ensemble des éléments constitutifs de la liste ci-dessus. Elle est disponible à raison de 10 à 13 tonnes de matière sèche par hectare et ceci en fonction de la densité du semis. Etant tributaire de la Nature et des conditions météorologiques, ces pailles présenteront des taux d'humidité très variables et certaines nécessiteront un séchage avant transformation ou conservation. Ces pailles seront collectées et pressées, ou non, afin de les véhiculer jusqu'au lieu de transformation. De noter que les conditions et techniques de ramassage des pailles auront une incidence directe sur les capacités de transformation ou de conservation. Ces pailles de Maïs subiront une série de tri, de sélection et de raffinage suivant le type d'isolant recherché. Ainsi, l'isolant ou les isolants objets de la présente invention se déclineront en plusieurs produits selon le type de sélection et de préparation qui sera opéré sur les pailles légères et pourront se présenter sous plusieurs formes, ainsi qu'en combinaison avec tout autre matériaux de complémentarité thermique et/ou acoustique, de conditionnement, de mise en forme, de mise en oeuvre, de stabilisation et de conservation. Les exemples suivants sont destinés à illustrer l'invention, étant bien entendu qu'ils ne présentent vis-à-vis d'elle aucun caractère limitatif. 1" exemple de réalisation: Les pailles de récolte seront préalablement séchées pour présenter un taux d'humidité inférieur à 15%. Elles seront ensuite passée par une opération de laminage destinée à les déstructurer. Les parties trop épaisses ou grossières seront éliminées tandis que les parties sélectionnées seront disposées, orientées ou non, de façon à former un matelas. Ce matelas sera ensuite comprimé de façon à obtenir une masse volumique comprise entre 30 et 150 kg/m3, puis assemblé par couture ou par collage pour former un panneau ou un rouleau. 2e exemple de réalisation: Les pailles de récolte seront préalablement séchées pour présenter un taux d'humidité inférieur à 15%. Elles seront ensuite triées pour en extraire les parties les plus grossières (rafles, cannes, etc.) et seront dépoussiérées. Cette sélection subira une opération de traitement (équivalent à ceux de tous les isolants naturels) avant d'être déposées, orientées par couche, de façon à former un matelas. Ce matelas sera ensuite comprimé de façon à obtenir une masse volumique comprise entre 60 et 90 kg/m3, puis assemblé par couture ou par collage pour former un panneau ou un rouleau. Les faces de ces produits pourront être habillées d'un matériau améliorant leur aspect. 3e exemple de réalisation: Les pailles de récolte seront préalablement séchées pour présenter un taux d'humidité inférieur à 15%. Elles seront ensuite triées pour en extraire les parties foliacées (feuilles et spathes). Ces parties foliacées seront elles-mêmes débarrassées de leurs parties les plus rigides avant d'être découpées pour former des sections de 1 cmz maximum. Cette sélection subira une opération de dépoussiérage et de traitement (équivalent à ceux de tous les isolants naturels), puis conditionnée afin d'être employée comme matériau d'isolation en vrac. Compte tenu des capacités thermiques, acoustiques et physiques des éléments composant la "paille de Maïs" on comprendra la facilité avec laquelle ou pourra envisager la création d'une multitude de produits isolants. Ces possibilités seront encore multipliées par combinaison avec tout autre matériau de complémentarité thermique et/ou acoustique, de conditionnement, de mise en forme, de mise en oeuvre, de stabilisation et de conservation. Pour exemple, un panneau et/ou un rouleau pourront être habillés avec des films et/ou plaques réfléchissantes afin d'améliorer leurs aspects et/ou les comportements mécaniques et/ou leurs performances thermique et/ou phonique. Definition of the term "light straw of maize" in the protection sought: It is, taken separately or in combination, the elements making up a maize plant, except for the grains, the stalks and the bracts. The main parts will generally be found in the following natural proportions (see drawing): cane and spikelet (1): 53% Leaves (3): 37% Spathes (ear protection foil) (4) 6% 25 Peduncle stalks (5): 3.5% Silks or Stigmas (6): <0.5% The straws, grains and bracts that bind the seeds to the stalks are therefore excluded from the straw. The above proportions, however, may be different since they will have concentrations depending on the type and nature of the crop, as well as the type of corn work (see non-exhaustive list below): - At harvest grain corn, at the end of the threshing machine, equipped with a shredder or not. - At harvest in the ear using a "cornpiker" - In the seed companies after the cleaning operations of entry and stripping. - Maize threshing at the exit of the cribs (natural dryer) 35 Maize straw may not include all the components of the list above. It is available at a rate of 10 to 13 tonnes of dry matter per hectare depending on the density of the seedling. Being dependent on Nature and weather conditions, these straws will have very variable moisture content and some will require drying before processing or preservation. These straws will be collected and pressed, or not, to convey them to the place of transformation. Note that the conditions and techniques for collecting straws will have a direct impact on the processing or preservation capacities. These corn straws will undergo a series of sorting, selection and refining depending on the type of insulation sought. Thus, the insulation or insulating objects of the present invention will be divided into several products depending on the type of selection and preparation that will be operated on light straws and may be in several forms, as well as in combination with other materials thermal and / or acoustic complementarity, conditioning, shaping, processing, stabilization and preservation. The following examples are intended to illustrate the invention, it being understood that they have no limiting character vis-à-vis it. EXAMPLE OF IMPLEMENTATION: The harvesting straws will be previously dried to have a moisture content of less than 15%, which will then be passed through a rolling operation intended to destructurize them.The parts that are too thick or coarse will be eliminated while the selected parts will be arranged, oriented or not, so as to form a mattress.This mattress will then be compressed to obtain a density of between 30 and 150 kg / m3, then assembled by stitching or gluing to form a panel or 2nd example: The harvesting straws will be dried beforehand to have a moisture content of less than 15%, then they will be sorted to extract the coarsest parts (stalks, canes, etc.) and will be dusted. This selection will undergo a treatment operation (equivalent to that of all natural insulators) before being deposited, oriented p This mattress will then be compressed to obtain a density of between 60 and 90 kg / m 3 and then sewn or glued together to form a panel or roll. The faces of these products may be dressed with a material improving their appearance. 3rd embodiment: The harvest straws will be dried beforehand to have a moisture content of less than 15%. They will then be sorted to extract the leafy parts (leaves and husks). These leafy parts will themselves be rid of their most rigid parts before being cut to form sections of maximum 1 cmz. This selection will undergo a dedusting and treatment operation (equivalent to that of all natural insulators), then packaged to be used as bulk insulation material. Taking into account the thermal, acoustic and physical capacities of the elements composing the "corn straw" one will understand the facility with which or will be able to consider the creation of a multitude of insulating products. These possibilities will be further multiplied by combination with any other thermal and / or acoustic complementarity material, packaging, shaping, implementation, stabilization and preservation. For example, a panel and / or a roller may be dressed with reflective films and / or plates to improve their appearance and / or mechanical behavior and / or their thermal and / or sound performance.

Pour exemple encore, on pourra constituer un panneau et/ou un rouleau en superposant plusieurs couches de produits, soit issus des pailles de Maïs, soit provenant d'autre isolants, soit ayant d'autres caractéristiques thermiques et/ou phoniques et/ou mécaniques et/ou chimiques. L'invention consiste donc à utiliser des "pailles de Maïs" pour former un isolant 10 thermique et/ou phonique. La composition ainsi obtenue, objet de l'invention, peut présenter d'autres caractéristiques complémentaires telles que : Etre constituée d'un ou -de plusieurs éléments composant un plant de Maïs, hormis le grain, la rafle et les bractées. Que ces éléments, composant un plant de Maïs, soient entier, broyés, laminés, 15 désagrégés ou désintégrés are organisée en couche de façon à former un matelas. Présenter des couches homogènes ou hétérogènes. Etre liée mécaniquement ou par collage. Comprendre spécifiquement les parties foliacées du plan de Maïs. 20 - Comprendre des Etre constituée d'éléments ayant une humidité relative maximum de 13% à 17% par rapport au poids sec. Etre constituée d'éléments ayant, en vrac, une masse volumique inférieure à 100 Kg/m3.For example again, it will be possible to constitute a panel and / or a roll by superimposing several layers of products, either originating from corn straws, or coming from other insulators, or having other thermal and / or phonic and / or mechanical characteristics. and / or chemical. The invention therefore consists in using "corn straws" to form a thermal and / or phonic insulator. The composition thus obtained, which is the subject of the invention, may have other complementary characteristics such as: Being composed of one or more of the elements composing a corn plant, except for the grain, the stalk and the bracts. That these elements, composing a corn plant, are whole, milled, rolled, disintegrated or disintegrated are layered so as to form a mattress. Present homogeneous or heterogeneous layers. Be bonded mechanically or by bonding. Specifically understand the leafy parts of the corn plan. 20 - Understanding Be consists of elements having a maximum relative humidity of 13% to 17% relative to the dry weight. Be composed of elements having, in bulk, a density of less than 100 kg / m3.

25 Etre additionnée d'un composant lui conférant une résistance aux rongeurs et/ou aux insectes et/ou à la moisissure et/ou au feu. Etre habillée ou renforcée par combinaison avec d'autre isolants et/ou d'autres matériau, ayant des caractéristiques thermiques et/ou phoniques et/ou mécaniques et/ou chimiques additionnelles. 30 35 40 25 Add a component that gives resistance to rodents and / or insects and / or mildew and / or fire. Be dressed or reinforced by combination with other insulators and / or other material, with additional thermal and / or phonic and / or mechanical and / or chemical characteristics. 30 35 40

Claims

CLAIMS1: Use of the constituent elements of corn straw, excluding stalks, grains and bracts, as thermal insulation and / or phonic.

2. Use according to claim 1, wherein said elements are, isolated or in combination, part of the following list: cane and spikelet (1), leaves (3), stalk support peduncles (5), husks (4) bristles or stigmas (6).

3. Thermal and / or phonic insulating composition characterized in that it comprises, in isolation or in combination, canes and spikelet (1), leaves (3), stalk support peduncles (5), spathes (4). ), silks or stigmas (6).

4. Thermal insulating composition and / or sound according to claim 3 characterized in that the elements mentioned can be whole, crushed, rolled, disaggregated or disintegrated.

5. Thermal insulating composition and / or phonic according to claim 3 characterized in that it comprises, mainly or exclusively, the leafy parts such as husks and / or leaves.

6. Thermal insulating composition and / or sound according to any one of claims 3 and 4, characterized in that the elements constituting a maximum relative humidity of 15% relative to the dry weight. 25

7. Thermal insulating composition and / or sound according to any one of claims 3 or 4, characterized in that the constituent elements have a density, in bulk, less than 100 Kg / m3.

8. Thermal and / or phonic insulating composition according to any one of claims 3 to 7, characterized in that it is added with a component conferring resistance to rodents and / or insects and / or mold and / or or fire.

9. The thermal and / or phonic insulating composition according to any one of claims 3 to 8, characterized in that it is dressed or reinforced by combination with other insulators and / or other material, having characteristics thermal and / or phonic and / or mechanical and / or additional chemicals.20