FR3136188A1 - Procédé de fabrication d’un dispositif d’emballage biosourcé en fibres de chanvre - Google Patents

Procédé de fabrication d’un dispositif d’emballage biosourcé en fibres de chanvre Download PDF

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Abstract

PROCÉDÉ DE FABRICATION D’UN DISPOSITIF D’EMBALLAGE BIOSOURCÉ EN FIBRES DE CHANVRE Le procédé comprend une première phase (P1) d’élaboration d’une suspension fibreuse à partir de fibres de chanvre brutes et une deuxième phase (P3) de fabrication par thermo-pressage, moulage par injection ou extrusion du dispositif d’emballage (PL) à partir de la suspension, la première phase comprenant les étapes de : a) traitement de nettoyage et séparation des fibres brutes et de réduction de la lignine ; b) traitement à la pile défileuse des fibres obtenues à l’étape a) de façon à les raccourcir à une longueur comprise entre 0,5 et 1 mm ; c) préparation au désintégrateur à hélice non cisaillante de la suspension en mélangeant une quantité prédéterminée d’additifs à une quantité prédéterminée de fibres défilées obtenues à l’étape b) avec une quantité prédéterminée d’eau, les additifs comprenant des dimères d'alkylcétène (AKD) et une cire végétale ; et d) essorage et séchage de la suspension jusqu’à l’obtention d’un taux d’humidité prédéterminé. Fig.1

Description

PROCÉDÉ DE FABRICATION D’UN DISPOSITIF D’EMBALLAGE BIOSOURCÉ EN FIBRES DE CHANVRE
L’invention concerne de manière générale le domaine du conditionnement et de l’emballage de produits. Plus particulièrement, l’invention se rapporte à un procédé de fabrication d’un dispositif d’emballage biosourcé en fibres de chanvre.
Les préoccupations très actuelles relatives à l’environnement et au climat conduisent à la mise en place de réglementations de plus en plus contraignantes visant à favoriser l’économie circulaire et à lutter contre le gaspillage des ressources. La réduction de l’impact environnemental du plastique est devenue ces dernières années un objectif prioritaire. Ainsi, par exemple, la directive européenne (UE)2019/904 interdit depuis le 3 juin 2021 la mise sur le marché de certains produits plastiques à usage unique. En France, les lois dites « EGALIM » et « AGEC » visent la réduction des déchets et la fin progressive du plastique à usage unique, en particulier les emballages plastiques, à l’horizon 2040.
Pour les industriels de l’emballage, la mise en conformité de leurs activités avec les réglementations environnementales est un défi majeur, compte-tenu de la part importante occupée par le plastique dans leurs produits. En effet, actuellement la majorité des emballages primaires sont en plastique, et de nombreux emballages secondaires le sont également. Des efforts importants sont réalisés en recherche et développement pour concevoir de nouvelles solutions d’emballage respectueuses de l’environnement.
L’utilisation de matériaux issus de la biomasse pour le remplacement du plastique est une voie prometteuse. En effet, ces matériaux dits « biosourcés » sont renouvelables et biodégradables et offrent, par rapport au plastique, une bien meilleure compatibilité avec les objectifs de protection de l’environnent, de la biodiversité et avec un développement durable.
Le matériau papier-carton est fabriqué essentiellement à partir de fibres de cellulose issues du bois et entre donc dans la catégorie des matériaux biosourcés renouvelables. Le papier-carton est recyclé à grande échelle dans les pays développés, ce qui permet une réduction de la quantité de fibres vierges nécessaire à sa fabrication. Le bois issu des déchets de scieries et des coupes sylvicoles d’éclaircie est utilisé principalement de nos jours pour la fabrication de la pâte à papier vierge. L’industrie papetière n’est cependant pas exempte de griefs compte-tenu de ses besoins importants en énergie et en eau, et de la charge polluante des effluents rejetés.
La valorisation dans un matériau biosourcé d’une matière organique issue d’un sous-produit de l’agriculture ou de l’industrie, autrefois jeté ou incinéré, a également été proposée. Ainsi, par la demande internationale de brevet WO2018013397A1, il est connu un procédé de fabrication d’un dispositif d’emballage secondaire en matériau biosourcé sous la forme d’un porte-cannettes à six anneaux, dits « six-pack ring », utilisé pour un conditionnement multiple, dit « multi-pack », de cannettes de boisson.
Le procédé selon la demande WO2018013397A1 utilise une pâte liquide comprenant des fibres végétales, au moins un sous-produit broyé de l’industrie brassicole à valoriser, une substance chimique oléophobe, une substance chimique hydrophobe et de l’eau. Un mélange de deux types de fibres végétales est préconisé, parmi celles provenant de la paille de blé, du bambou, de la canne à sucre et du miscanthus. Le sous-produit broyé est issu d’au moins une céréale parmi l’orge, le blé, le maïs, le riz, le seigle et l’avoine. La demande WO2018013397A1 divulgue le perfluoroalkyléthyle phosphate et les dimères d'alkylcétène (AKD) en tant que substances oléophobe et hydrophobe utilisables.
Le procédé selon la demande WO2018013397A1 présente l’inconvénient d’un processus d’élaboration de la pâte liquide qui comprend un grand nombre d’étapes, avec un mélange de plusieurs composants organiques différents sous forme de fibres végétales et de sous-produits broyés à valoriser. Cette complexité du processus d’élaboration de la pâte impacte les besoins en investissement et les coûts de fabrication du dispositif d’emballage. Par ailleurs, le perfluoroalkyléthyle phosphate, préconisé dans la demande WO2018013397A1 en tant que substance oléophobe, est compris dans la classe des substances PFAS (pour « Per- and Poly-FluoroAlkyl Substances ») qui sont considérées comme nocives pour la santé humaine et l'environnement par l’agence européenne des produits chimiques ECHA (pour « European Chemicals Agency »).
Le chanvre est une plante annuelle à cycle court qui présente de nombreux avantages en agriculture et en valorisation industrielle. La plante a une grande capacité d’adaptation aux différents climats, ne nécessite pas d’engrais, ne consomme pas beaucoup d’eau et a un bon rendement à l’hectare. Pour l’industrie papetière notamment, la productivité du chanvre est largement supérieure au bois grâce à la croissance rapide de la plante, sa teneur accrue en cellulose par rapport au bois et sa faible teneur en lignine. Les graines et la paille de chanvre sont valorisables. La plante est actuellement valorisée dans plusieurs domaines comme notamment l’alimentation humaine et animale, la cosmétique, la construction et l’isolation, les biocarburants, la papeterie et autres. Les fibres de chanvre entrent dans la composition de matériaux composites, en association avec du plastique. Dans la construction, il est connu une brique de chanvre réalisée avec la chènevotte du chanvre en association avec un liant minéral, ainsi qu’un béton de chanvre utilisé comme matériau de remplissage.
Le rendement du procédé d’extraction des fibres à partir de la paille est de l’ordre de 93%. La fibre de chanvre peut avoir une longueur supérieure à 20 mm. Cette fibre est plus longue, plus résistante, plus abondante et plus isolante que la fibre de coton et que les fibres de bois. Les fibres de chanvre sont obtenues par un procédé de défibrage mécanique qui traite la paille de chanvre pour séparer la chènevotte, située à l’intérieur de la tige, et les fibres. Les fibres de chanvre ont différentes dimensions. Elles sont triées selon leur taille. Actuellement, les fibres courtes, dites « KF », ne sont pas valorisées autrement que par incinération.
Il est souhaitable de proposer un procédé nouveau pour la fabrication de dispositifs d’emballage biosourcés en fibres de chanvre, fournissant ainsi une alternative aux emballages en plastique, tout en complétant la valorisation du chanvre, notamment la valorisation des fibres courtes.
Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un dispositif d’emballage biosourcé en fibres de chanvre comprenant une première phase d’élaboration d’une suspension fibreuse à partir de fibres de chanvre brutes et une deuxième phase de fabrication par thermo-pressage, moulage par injection ou extrusion du dispositif d’emballage à partir de la suspension fibreuse, la première phase comprenant les étapes de a) traitement de nettoyage et séparation des fibres de chanvre brutes et de réduction de la lignine ; b) traitement à la pile défileuse des fibres de chanvre traitées obtenues à l’étape a) de façon à les raccourcir à une longueur comprise entre 0,5 et 1 mm ; c) préparation au désintégrateur à hélice non cisaillante de la suspension fibreuse en mélangeant une quantité prédéterminée d’additifs à une quantité prédéterminée de fibres de chanvre défilées obtenues à l’étape b) avec une quantité prédéterminée d’eau, les additifs comprenant des dimères d'alkylcétène (AKD) et une cire végétale ; et d) essorage et séchage de la suspension fibreuse jusqu’à l’obtention d’un taux d’humidité prédéterminé.
Selon une caractéristique particulière du procédé, à l’étape b), les fibres de chanvre sont raccourcies à une longueur comprise entre 0,6 et 0,7 mm, lorsque celles-ci ont une largeur moyenne comprise entre 20 et 25 µm.
Selon une autre caractéristique particulière du procédé, à l’étape c), la quantité d’additifs en masse sèche est comprise entre 3% et 8%, optimalement 5 %, du total de masse sèche des fibres de chanvre et des additifs.
Selon encore une autre caractéristique particulière du procédé, à l’étape c), la quantité de dimères d'alkylcétène (AKD) en masse sèche est comprise entre 2,5 et 5 pourcents (%), optimalement 4 pourcents (%), du total de masse sèche des fibres de chanvre et des additifs, et la quantité de cire végétale en masse sèche est comprise entre 0,5 et 3 pourcents (%), optimalement 1 pourcent (%), du total de masse sèche des fibres de chanvre et des additifs.
Selon encore une autre caractéristique particulière du procédé, à l’étape c), le mélange avec l’hélice non cisaillante est réalisé avec une vitesse de rotation de l’hélice comprise entre 2500 et 3500 tours/minute, optimalement 3000 tours/minute, pendant une durée comprise entre 5 et 15 minutes, optimalement 10 minutes.
Selon encore une autre caractéristique particulière, le procédé comprend également une phase intermédiaire (P2) de stockage de la suspension fibreuse obtenue à l’étape d), avec un taux d’humidité compris entre 15 et 25 pourcents (%), optimalement 20%.
Selon encore une autre caractéristique particulière du procédé, l’étape a) comprend une cuisson à la soude des fibres de chanvre brutes à une température comprise entre 140°C et 200°C, optimalement 170 °C, pendant une durée de palier comprise entre 70 minutes et 110 minutes, optimalement 90 minutes, et des durées de montée et descente en température comprises entre 20 minutes et 40 minutes, optimalement 30 minutes, avec une quantité de soude en masse sèche comprise entre 8 à 12 pourcents (%), optimalement 10 pourcents (%), de la masse sèche des fibres de chanvre brutes et avec une quantité d’eau égale en masse à 4 à 6 fois, optimalement 5 fois, la masse sèche des fibres de chanvre brutes.
Selon encore une autre caractéristique particulière du procédé, l’étape a) est réalisée à l’aide d’une extrudeuse de type bi-vis.
Selon encore une autre caractéristique particulière du procédé, les fibres de chanvre sont des fibres courtes du type dit “KF”.
L’invention concerne aussi un dispositif d’emballage biosourcé en fibres de chanvre obtenu par la mise en œuvre du procédé tel que décrit brièvement ci-dessus.
D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-dessous de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
La est un logigramme général du procédé de fabrication de dispositifs d’emballage en fibres de chanvre selon l’invention.
La est un premier logigramme d’une étape de cuisson à la soude des fibres de chanvre pour la préparation d’une suspension fibreuse utilisée dans le procédé selon l’invention.
La est une courbe d’un cycle de cuisson à la soude des fibres de chanvre.
La est un logigramme d’une étape de défilage des fibres de chanvre pour la préparation de la suspension fibreuse utilisée dans le procédé selon l’invention.
La est un logigramme d’une étape de préparation de la suspension fibreuse, avec ajout d’additifs, pour une utilisation dans le procédé selon l’invention.
En référence aux Figs.1 à 5, il est maintenant décrit un mode de réalisation particulier PF du procédé de fabrication selon l’invention. A titre d’exemple, on considère ici la fabrication d’un dispositif d’emballage sous la forme d’un plateau PL en fibres de chanvre destiné à recevoir des denrées alimentaires.
Comme visible à la , le procédé de l’invention comprend essentiellement trois phases principales P1 à P3. La phase P1 est une phase d’élaboration d’une suspension fibreuse, dite aussi pâte fibreuse par la suite. La phase P2 est une phase de stockage de la suspension fibreuse. La phase P3 est une phase de fabrication du dispositif d’emballage PL à partir de la suspension fibreuse.
La phase P1 d’élaboration de la suspension fibreuse comprend trois grandes étapes P10 à P12, qui sont décrites en détail par la suite. Brièvement, les étapes P10 à P12 sont respectivement une étape de cuisson à la soude des fibres de chanvre, une étape de défilage des fibres de chanvre et une étape de préparation de la suspension fibreuse à partir des fibres de chanvre défilées.
La phase de stockage P2 est nécessaire ou pas dans le process de fabrication, selon l’organisation du travail, l’implantation géographique des locaux, la logistique et autres. La suspension fibreuse pourra être stockée dans une enceinte réfrigérée, typiquement à une température comprise entre 0°C et 4°C, pendant une durée maximum de 2 mois.
La phase P3 de fabrication du dispositif d’emballage PL comprend deux grandes étapes P30 et P31. Les étapes P30 et P31 sont respectivement une étape de moulage et une étape de démoulage.
Typiquement, la fabrication du dispositif d’emballage PL est réalisée par thermo-pressage ou par moulage par injection, à partir de la suspension fibreuse. Un procédé d’extrusion pourra aussi être utilisé pour la fabrication du dispositif d’emballage PL.
Dans le cas d’une fabrication par thermo-pressage, typiquement, une formette pourra être réalisée préalablement à partir de la suspension fibreuse, par égouttage et découpe, et mise en place ensuite dans un moule de thermo-pressage à l’étape P30. Dans le cas d’une fabrication par injection, la suspension fibreuse est injectée par pression dans un moule d’injection. Dans les deux techniques de fabrication susmentionnées, thermo-pressage et moulage par injection, une fois la suspension fibreuse dans le moule, il est prévu à l’étape P30 l’application par la presse d’une pression P et d’une température T pendant une durée D, de façon à obtenir le formage du dispositif d’emballage PL avec la densification et l’assèchement voulus. L’humidité initiale de la suspension fibreuse, la pression P, la température T et la durée D, ainsi que d’autres paramètres, seront optimisées par l’homme du métier grâce à des essais, pour la technique de fabrication choisie et selon le dispositif d’emballage PL. Le démoulage, à l’étape P31, pourra comprendre une durée de refroidissement du dispositif d’emballage PL préalablement à son éjection du moule.
Les étapes susmentionnées P10 à P12 de la phase P1 sont maintenant décrites en détail en référence aux Figs.2 à 5.
En référence plus particulièrement aux Figs.2 et 3, l’étape de cuisson à la soude des fibres de chanvre P10 est une étape de traitement chimique des fibres de chanvre. Dans ce mode de réalisation du procédé, les fibres de chanvre ne sont pas blanchies. L’étape P10 est réalisée ici pour séparer et nettoyer les fibres, en éliminant les matières liantes, les restes de chènevotte et d’autres matières non voulues. L’étape P10 autorise par ailleurs une réduction de la lignine présente dans les fibres, ce qui améliore la flexibilité des fibres.
Comme visible à la , l’étape de traitement chimique P10 comprend essentiellement six sous-étapes P100 à P105 et est réalisée à l’aide d’un cuiseur.
La sous-étape P100 concerne la préparation du bain de cuisson à la soude dans la cuve de cuisson du cuiseur. Des essais réalisés par l’entité inventive avec un cuiseur de type boule et une quantité de matière sèche à traiter de 150 g de fibres de chanvre brutes ont permis de déterminer les proportions requises pour des résultats satisfaisants. Ainsi, dans cette sous-étape P100, il est versé dans la cuve de cuisson une quantité d’eau égale en masse à 4 à 6 fois, typiquement 5 fois, la masse sèche de fibres de chanvre brutes à traiter. De la soude est également ajoutée dans la cuve de cuisson avec une quantité en masse comprise entre 8 à 12 pourcents (%), typiquement 10 pourcents (%), de la masse de fibres de chanvre brutes (matière sèche) à traiter. Dans la sous-étape P101, les fibres de chanvre brutes sont versées dans le liquide et le contenu de la cuve de cuisson est mélangé. Conformément à ce mode de réalisation particulier du procédé de l’invention, les fibres de chanvre brutes utilisées sont les fibres courtes susmentionnées, dites fibres « KF », qui dans l’état de la technique ne sont pas valorisées autrement que par incinération.
Les sous-étapes P102 à P104 concernent la cuisson à proprement parlé des fibres dans le bain à la soude. Un exemple de cycle de cuisson est représenté à la . La sous-étape P102 correspond à une montée en température MT de la cuve de cuisson et de son contenu. La sous-étape P103 correspond à un palier de température PT pour la cuisson des fibres de chanvre. La sous-étape P104 correspond à une redescente en température RT de la cuve de cuisson et de son contenu. Dans la sous-étape P102, la cuve de cuisson, qui est initialement à température ambiante TA, est chauffée pendant une durée D1 comprise entre 20 min et 40 min, typiquement 30 min, pour porter le contenu de la cuve de cuisson à une température de palier TP comprise entre 140°C et 200°C, typiquement 170°C. Dans la sous-étape P103, la température dans la cuve de cuisson est régulée à la température de palier TP comprise entre 140°C et 200°C, typiquement 170°C, pendant une durée D2 comprise entre 70 min et 110 min, typiquement 90 min, pour la cuisson des fibres de chanvre. Dans la sous-étape P104, le chauffage de la cuve de cuisson est interrompu et on laisse redescendre la température du contenu de la cuve pendant une durée D3 comprise entre 20 min et 40 min, typiquement 30 min, jusqu’à atteindre une température proche de la température ambiante TA.
La sous-étape P105 fait suite à la sous-étape de refroidissement P104 et concerne l’extraction des fibres de chanvre hors de la cuve à la fin du cycle de cuisson. Typiquement, les fibres de chanvre sont égouttées lors de leur extraction et rincées à l’eau ensuite.
L’étape de traitement chimique P10 décrit ci-dessus a permis d’atteindre un rendement en masse après cuisson de sensiblement 65 pourcents (%), avec les valeurs typiques susmentionnées. En d’autres termes, la masse sèche des fibres de chanvre après la cuisson de l’étape P10 est réduite de sensiblement 35 pourcents (%) par rapport à la masse sèche initiale de fibres de chanvre brutes. Toujours avec les valeurs typiques susmentionnées, l’étape de traitement chimique P10 a permis d’atteindre un taux de lignine de sensiblement 2,5 pourcents (%), à comparer à un taux de lignine de 5 pourcents (%) environ pour les fibres de chanvre brutes.
On notera que le rendement de cuisson de l’étape P10 pourra être augmenté en modifiant certains paramètres de cuisson, comme par exemple en réduisant la quantité de soude dans le bain de cuisson. En variante, une extrudeuse bi-vis pourra aussi être utilisée à l’étape P10, à la place de la cuisson à la soude, pour améliorer le rendement de cuisson, qui atteindra alors sensiblement les 85 pourcents (%).
En référence plus particulièrement à la , l’étape de défilage des fibres de chanvre P11 a pour fonction de réduire la longueur de celles-ci. Cette réduction de la longueur des fibres facilite la préparation de la suspension fibreuse à l’étape suivante P12, par une diminution de la compacité et de la rigidité de l’ensemble fibreux. Par ailleurs, cela permet d’améliorer la dispersion des fibres lors de la formation du matelas fibreux et d’obtenir ainsi un matériau final avec un rendu plus homogène. Des essais réalisés par l’entité inventive pour des fibres ayant une largeur moyenne comprise entre 20 µm et 25 µm ont mis en évidence qu’une longueur de fibre entre 0,5 mm et 1 mm donne de bons résultats. Les meilleurs résultats ont été obtenus pour une longueur de fibre comprise entre 0,6 mm et 0,7 mm.
Comme visible à la , l’étape de défilage des fibres de chanvre P11 comprend essentiellement cinq sous-étapes P110 à P114.
La sous-étape P110 est le remplissage de la cuve de la pile défileuse, typiquement avec de l’eau. Ensuite, à la sous-étape P111, les fibres de chanvre traitées, issues de l’étape P10, sont plongées et dispersées dans le bain d’eau de la pile défileuse. A la sous-étape P112, le cylindre de la pile est mis en rotation pendant une durée comprise entre 20 min et 40 min, typiquement 30 min, de façon à réaliser le traitement de défilage à proprement parlé. Les sous-étapes P113 et P114 concernent respectivement l’extraction des fibres défilées hors de cuve de la pile et une opération d’essorage/séchage optionnelle de celles-ci. Une machine d’essorage/séchage pourra être utilisée à l’étape P114.
En référence plus particulièrement à la , à l’étape P12, la suspension fibreuse est préparée en mélangeant les fibres de chanvre défilées obtenues à l’étape P11 à des additifs et de l’eau. Les additifs sont répartis dans la masse de façon à obtenir un matériau final ayant des caractéristiques homogènes.
Conformément à l’invention, les additifs utilisés pour leurs propriétés oléophobes et hydrophobes comprennent des dimères d'alkylcétène (AKD) et une cire végétale en tant que substitut des substances perfluorées.
Les dimères d'alkylcétène (AKD) sont bien connus et sont utilisés comme additif dans l’industrie papetière depuis plus d’une soixantaine d’années. Ces substances ne présentent aucune nocivité en faible quantité, ce qui est le cas dans la présente invention. Outre leurs propriétés d’hydrophobie, les dimères d'alkylcétène (AKD) améliorent la résistance mécanique du matériau final.
La cire végétale « TopScreen® BW100 Water Based Barrier Coating » de la société SOLENIS® pourra être utilisée avec de bons résultats. Cette cire de la société SOLENIS® est un dispersant anionique à base d’eau ayant des propriétés d’effet barrière contre les graisses et l’eau.
Des essais réalisés par l’entité inventive ont permis de déterminer les proportions requises pour ces additifs afin d’obtenir des résultats satisfaisants. Ainsi, en masse de matière sèche, les proportions d’AKD et de cire végétale sont optimalement de 4 pourcents (%) et de 1 pourcent (%). Ainsi, sur un total de 100 pourcents (%) de matière sèche, le mélange de fibres de chanvre et d’additifs est constitué optimalement de 95 pourcents (%) de fibres et de 5 pourcents (%) d’additifs. Plus généralement, selon les applications, en masse de matière sèche, les proportions d’AKD et de cire végétale pourront être comprises entre 2,5 et 5 pourcents (%) et entre 0,5 et 3 pourcents (%), respectivement. Ainsi, sur un total de 100 pourcents (%) de matière sèche, la proportion des additifs pourra être comprises entre 3 pourcents (%) et 8 pourcents (%).
Comme visible à la , l’étape P12 de préparation de la suspension fibreuse à partir des fibres de chanvre défilées comprend essentiellement trois sous-étapes P120 à P122 et est réalisée à l’aide d’un désintégrateur, du type désintégrateur de pâte à papier, équipé d’une hélice non cisaillante.
La sous-étape P120 correspond au versement dans la cuve d’un désintégrateur d’une quantité de fibres de chanvre défilées, d’une quantité d’additifs (AKD et cire végétale) et d’une quantité d’eau, dans les proportions requises susmentionnées. Ainsi, à titre d’exemple, pour 95 g de fibres de chanvres défilées, il sera ajouté 4 g d’AKD et 1 g de cire végétale, ainsi que de l’eau pour obtenir une masse totale de 2 kg.
La sous-étape P121 correspond à l’opération de mélange par agitation de la solution présente dans la cuve du désintégrateur afin d’obtenir la suspension fibreuse. Ainsi, typiquement, l’agitation aura une durée de 10 minutes, avec une hélice tournant à 3000 tours par minute. Plus généralement, la durée de l’agitation sera comprise entre 5 et 15 minutes et la vitesse de rotation de l’hélice sera comprise entre 2500 et 3500 tours par minute.
Dans la sous-étape P122, la suspension fibreuse obtenue à la sous-étape P121 est traitée dans une machine d’essorage/séchage de façon à obtenir une pâte fibreuse avec un taux d’humidité voulu, optimalement de 20 pourcents (%). Plus généralement, ce taux d’humidité pourra être compris entre 15 pourcents (%) et 25 pourcents (%) et dépendra de l’application et, en particulier, de la technique de fabrication, thermo-pressage, moulage par injection ou extrusion, mise en œuvre lors de phase P3 pour réaliser le dispositif d’emballage PL.
L’invention ne se limite pas aux modes de réalisation particuliers qui ont été décrits ici à titre d’exemple. L’homme du métier, selon les applications de l’invention, pourra apporter différentes modifications et variantes entrant dans le champ de protection de l’invention.

Claims (10)

  1. Procédé de fabrication d’un dispositif d’emballage biosourcé en fibres de chanvre (PL) comprenant une première phase (P1) d’élaboration d’une suspension fibreuse à partir de fibres de chanvre brutes et une deuxième phase (P3) de fabrication par thermo-pressage, moulage par injection ou extrusion du dispositif d’emballage (PL) à partir de la suspension fibreuse, la première phase (P1) comprenant les étapes de a) traitement de nettoyage et séparation des fibres de chanvre brutes et de réduction de la lignine (P10) ; b) traitement à la pile défileuse des fibres de chanvre traitées obtenues à l’étape a) de façon à les raccourcir à une longueur comprise entre 0,5 et 1 mm (P11) ; c) préparation au désintégrateur à hélice non cisaillante de la suspension fibreuse en mélangeant une quantité prédéterminée d’additifs à une quantité prédéterminée de fibres de chanvre défilées obtenues à l’étape b) avec une quantité prédéterminée d’eau, les additifs comprenant des dimères d'alkylcétène (AKD) et une cire végétale (P12 ; P120, P121) ; et d) essorage et séchage de la suspension fibreuse jusqu’à l’obtention d’un taux d’humidité prédéterminé (P12 ; P122).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, à l’étape b), les fibres de chanvre sont raccourcies à une longueur comprise entre 0,6 et 0,7 mm, lorsque celles-ci ont une largeur moyenne comprise entre 20 et 25 µm.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, à l’étape c), la quantité d’additifs en masse sèche est comprise entre 3% et 8%, optimalement 5 %, du total de masse sèche des fibres de chanvre et des additifs.
  4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, à l’étape c), la quantité de dimères d'alkylcétène (AKD) en masse sèche est comprise entre 2,5 et 5 pourcents (%), optimalement 4 pourcents (%), du total de masse sèche des fibres de chanvre et des additifs, et la quantité de cire végétale en masse sèche est comprise entre 0,5 et 3 pourcents (%), optimalement 1 pourcent (%), du total de masse sèche des fibres de chanvre et des additifs.
  5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé ce que, à l’étape c), le mélange avec l’hélice non cisaillante est réalisé avec une vitesse de rotation de l’hélice comprise entre 2500 et 3500 tours/minute, optimalement 3000 tours/minute, pendant une durée comprise entre 5 et 15 minutes, optimalement 10 minutes.
  6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comprend également une phase intermédiaire (P2) de stockage de la suspension fibreuse obtenue à l’étape d), avec un taux d’humidité compris entre 15 et 25 pourcents (%), optimalement 20%.
  7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l’étape a) comprend une cuisson à la soude des fibres de chanvre brutes à une température comprise entre 140°C et 200°C, optimalement 170 °C, pendant une durée de palier comprise entre 70 minutes et 110 minutes, optimalement 90 minutes, et des durées de montée et descente en température comprises entre 20 minutes et 40 minutes, optimalement 30 minutes, avec une quantité de soude en masse sèche comprise entre 8 à 12 pourcents (%), optimalement 10 pourcents (%), de la masse sèche des fibres de chanvre brutes et avec une quantité d’eau égale en masse à 4 à 6 fois, optimalement 5 fois, la masse sèche des fibres de chanvre brutes.
  8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l’étape a) est réalisée à l’aide d’une extrudeuse de type bi-vis.
  9. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les fibres de chanvre sont des fibres courtes du type dit “KF”.
  10. Dispositif d’emballage biosourcé en fibres de chanvre caractérisé en ce qu’il est obtenu par la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.
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