WO2024038006A1 - Pièces moulées expansées en fibres naturelles. - Google Patents

Pièces moulées expansées en fibres naturelles. Download PDF

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WO2024038006A1
WO2024038006A1 PCT/EP2023/072369 EP2023072369W WO2024038006A1 WO 2024038006 A1 WO2024038006 A1 WO 2024038006A1 EP 2023072369 W EP2023072369 W EP 2023072369W WO 2024038006 A1 WO2024038006 A1 WO 2024038006A1
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fibers
molded part
binder
cellulosic
protein
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PCT/EP2023/072369
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Jevgenij LAZKO
Alexandre NARINX
Bopha YADA-COUTURIER
Philippe Dubois
Fouad Laoutid
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Corkconcept Sa
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Definitions

  • the invention concerns the manufacture of insulating plates preferably 100% natural and/or biosourced having a thermal coefficient at least as good as existing natural and/or plant fiber plates, which are biodegradable and easy to work with (cutting, grooving, machining, coating, etc.).
  • insulating materials in the form of panels or flexible layers based on natural materials, such as natural fibers.
  • natural materials such as natural fibers.
  • the insulating performance of such materials is often disappointing compared to classic synthetic materials such as polystyrene or polyurethane, or mineral materials such as glass wool. These materials are often soft and cannot be grooved, and are difficult to cut cleanly.
  • the invention relates to an expanded molded part made of cellulosic and/or lignocellulosic fibers whose surfaces are a crust enclosing an open porosity structure, the constituents of the crust and the open porosity structure being identical.
  • the applicant has developed a composition based on cellulose fibers making it possible to obtain, following the cooking step of the initial composition, an expanded structure with open porosity with a denser and more rigid surface providing mechanical properties and a low density interior conferring insulating properties.
  • the expanded part of the invention has open porosity, i.e. air can circulate in the material, between the fibers, thus giving it breathable properties.
  • the molded part of the invention comprises cellulosic and/or lignocellulosic fibers, at least one foaming agent and at least one binder.
  • the binder comprises at least one vegetable protein.
  • the room may also contain residual humidity.
  • the humidity level in the room may vary over time and depends in particular on storage conditions and ambient humidity.
  • the crust can be defined as a surface film (thin layer on the surface of the object) inseparable from the material on which it is present. That is to say, it is not formed by gluing or assembly on the expanded structure to open porosity but results naturally from the manufacturing process of this expanded structure.
  • this crust has the same constituents as the open porosity structure which it encloses, the proportions may however be different. Indeed, the constituents can for example present a gradient of proportions at the crust level, towards the surface.
  • the molded part of the invention is single-layer.
  • This is, for example, a single-layer rigid insulating panel.
  • a panel refers to a material having a thickness much less than its surface. It can be generally flat, or have reliefs, angles and/or curvatures.
  • This board is single-ply, meaning it only has one layer made at one time. Unlike known panels, no facing or surface layer is laminated, sprayed or glued to the panel. The crust is a denser portion of the same constituents as those of the internal structure.
  • Cellulosic and/or lignocellulosic fibers are natural and/or biosourced fibers, such as for example wood, coconut, linen, cotton, jute, kenaf or hemp fibers. It can also be recycled paper or recycled cellulose textiles (cellulose wadding).
  • the cellulosic fibers have a length of at least 0.1 mm, preferably at least 0.5 mm, preferably at least 1 mm and more preferably at least 2 mm, or at least 4 mm. Fibers that are too short do not provide sufficient cohesion of the piece. In some cases, the length of the fibers must be limited to be suitable for the mixing technique, for example it must be limited to 100 mm.
  • the foaming agent or swelling agent is a surfactant, of natural or biosourced origin or not, which aims to expand the fibrous network of the material.
  • Foaming agents are for example sodium alkyl sulfates, such as sodium docecyl sulfate (SDS) or lauryl sulfate, phospholipids, sorbitan or alginate derivatives.
  • the function of the binder is to ensure cohesion between fibers.
  • the binder may preferably comprise agents of natural or biosourced origin, such as for example polysaccharides, such as starch and/or modified starches.
  • the binder does not comprise calcium carbonate.
  • plant proteins are particularly suitable for aqueous mixture expansion of fibers, preferably in combination with the foaming agent.
  • the binder preferably comprises at least one vegetable protein.
  • Plant proteins have surfactant and film-forming properties which fully participate in the stabilization of the expanded material in the wet state.
  • the vegetable protein is a legume protein, such as soy, pea or bean protein, an oilseed protein such as rapeseed or sunflower protein, or a cereal protein such as wheat or sunflower protein. rice, or a combination of vegetable proteins.
  • the molded part of the invention preferably has a density of between 15 and 100 kg/m 3 , preferably between 20 and 80 kg/m 3 , preferably between 25 and 65 kg/m 3 . It is therefore particularly balanced to have a good ratio between density (lightness), insulation, solidity (mechanical properties) and cost, which has until now never been obtained with exclusively natural and/or biosourced materials.
  • the molded part of the invention preferably has a thermal conductivity of 0.060 W/m*K or less and preferably 0.050 W/m*K or less, measured by the hot wire method.
  • the molded part of the invention is not mechanically treated to remove the crust.
  • the molded part of the invention may comprise a skeleton, that is to say a rigid internal structure around which the cellulosic and/or lignocellulosic fibers are expanded.
  • the internal structure is for example made of natural fibers, for example cardboard or wood. Such a structure makes it possible to increase the rigidity of the part.
  • the invention therefore also relates to this particular composition for the formation of an expanded part having a crust on the surface and an expanded core with open porosity.
  • the composition comprises cellulosic or lignocellulosic fibers, at least one foaming agent and at least one binder and water.
  • the binder may comprise at least one plant protein.
  • the binder and the foaming agent are cold soluble in water to save energy during the manufacture of the composition.
  • the composition may include a pH adjuster, preferably a base such as sodium hydroxide, to facilitate solubilization of the protein.
  • a pH adjuster preferably a base such as sodium hydroxide, to facilitate solubilization of the protein.
  • the composition preferably comprises between 50 and 85% by weight of water, preferably between 60% and 82%, preferably between 70% and 80% by weight of water. Too little water implies a composition lacking fluidity for the mixing of the ingredients and the expansion of the mixture, the water being absorbed by the fibers.
  • Too much water implies too much energy demand for drying, and can pose a problem with settling of constituents, creating cavities within the material leading to fragile, heterogeneous and unusable materials.
  • the composition preferably comprises between 10% and 35% by mass of cellulosic or lignocellulosic fibers, and preferably between 11% and 30% by mass, preferably between 12% and 25%.
  • the composition preferably comprises between 1% and 25% by weight of binder, preferably between 2% and 20%, more preferably between 3% and 19% or between 4% and 15%.
  • the vegetable protein can preferably represent between 1% and 25% by weight of the composition, preferably between 2% and 20%, more preferably between 3% and 19% or between 4% and 15%. %.
  • the composition preferably comprises between 0.1% and 3% by weight of foaming agent, preferably between 0.2% and 2%, more preferably between 0.25% and 1.5%.
  • All the constituents of the composition are preferably recyclable and/or biodegradable.
  • the molded parts of the inventions can thus also be recyclable and/or biodegradable or even compostable.
  • the parts of the invention can for example be recycled to serve as a fully biodegradable substrate for cultivation and/or germination.
  • the parts of the invention can be burned without releasing toxic fumes unlike polyurethanes or PVC.
  • the invention also relates to the method of manufacturing the molded part of the invention. It includes the steps of:
  • the mold is heated to a temperature between 80°C and 200°C, preferably between 100°C and 150°C.
  • the mixing step may include mixing the components.
  • the fibers are preferably introduced gradually into the mixture to ensure uniform humidification of the fibers.
  • the binder is dissolved cold in water. It is possible to work hot, but the cold solution saves energy.
  • the binder may comprise at least one vegetable protein.
  • a skeleton that is to say a frame or rigid internal structure can be introduced into the mold.
  • the cellulosic and/or lignocellulosic fibers preferably cover the entire skeleton and are expanded around said skeleton.
  • the internal structure is for example made of natural fibers, for example cardboard or wood. Such a structure makes it possible to increase the rigidity of the part.
  • the heating step freezes the expanded structure and forms the crust present on the surface of the part. It also allows some or even almost all of the humidity to escape. Too low a temperature can lead to the formation of mold; above 200°C, the part is thermally damaged.
  • the heating step does not involve steam, it is dry heating, preferably ventilated, with the aim of eliminating humidity.
  • the heating step can be shortened and a drying step can be added at the end of the process, in order to obtain the desired humidity level in the room.
  • This drying can be active, that is to say by placing the part in a dryer where hot air passes, or progressive by applying a temperature gradient.
  • the mold is perforated on at least part of its surface to facilitate the evacuation of humidity, and accordingly reduce the necessary drying time.
  • the perforations have any shape and are for example perforations whose diameter is between 1 mm and 5 mm, to prevent the composition from escaping from the mold.
  • the perforations are distributed homogeneously over at least one face of the mold.
  • the mold is a closed mold, that is to say it covers the entire shape. This prevents a portion of the molded part obtained from exhibiting uncontrolled swelling. This avoids additional steps of polishing, sanding or reslitting.
  • the parts of the invention can be used for thermal insulation in buildings, planes, vehicles, components in machines such as heat pumps or air conditioning, etc.
  • the parts of the invention can also be used in the manufacture of insulated packaging intended to transport fresh, cold or frozen products.
  • the mechanical properties of the parts also allow their use as protective packaging, for example to transport fragile objects.
  • the isothermal and protective properties can also be combined.
  • the formulation and manufacturing process makes it possible to add a flame retardant treatment/agent thanks to the film-forming properties of the protein binders.
  • Example 1 preparation of compositions according to the invention Several compositions were prepared based on natural fibers of different origins:
  • Paper pulp supplied by Smurfit Kappa scutched flax tows supplied by Albert Brille (Belgium); wood fibers Thermofibres supplied by GUTEX (Germany); cut flax fibers (Linum usitatissimum), jute (Corchorus capsularis), coconuts (Cocos nucifera), kenaf (Hibiscus cannabinus).
  • the diameter of the fibers is between 10 pm and 200 pm.
  • the length of the fibers here is between 100 pm and several millimeters, up to 8 mm, the equipment used here being laboratory equipment. Industrial equipment could, however, allow the mixing of longer fibers.
  • the binders used in these compositions are a pea protein isolate (IPP) supplied by Cosucra (Be), modified starch (Tackidex 1123) chosen for its good cold solubility and supplied by Ravago-Roquette (Fr).
  • IPP pea protein isolate
  • Be Cosucra
  • Tackidex 1123 modified starch
  • the foaming agent used is Sodium Lauryl Sulfate (SDS) supplied by Sigma.
  • the fibers are added gradually to a solution at room temperature containing the binder(s) and the dissolved foaming agent.
  • compositions produced are shown in Table 1.
  • Example 2 process for manufacturing parts in the form of plates
  • Plates of 40*35*4 cm were prepared in several successive steps, with the compositions listed in Table 1.
  • a first step the lignocellulosic wood fibers (220 g) are added by kneading with slow stirring to an aqueous solution (920 g) containing the proteins (33 g) and the starch (33 g) previously dissolved in water.
  • the foaming agent sodium dodecyl sulfate, 4 g
  • 70 grams of water is then added and the mixture stirred.
  • the expanded mixture is then completely transferred into the 40*35*4 cm perforated mold which is then placed at 110°C for 6 to 8 hours, until a constant mass is obtained.
  • the density and conductivity of the plates manufactured from the different compositions were measured according to the following methods.
  • the density of dry materials was calculated by dividing their weight by their volume.
  • the thermal conductivity of the materials was determined using a NEOTIM FP2C conductivity meter (ALBI, France) by the hot wire method provided by the manufacturer. This method makes it possible to estimate the thermal conductivity of a material from the change in temperature measured by a thermocouple placed near a resistive wire. The measurements were carried out on sample plates of at least 60x40 mm, and at least 20 mm thick. The values indicated present an average of at least 4 measurements, with an uncertainty of around 5%.
  • the plates formed according to the invention make it possible to obtain density and thermal conductivity properties comparable to existing natural or mineral flexible solutions. They are however rigid and entirely biosourced as well as totally biodegradable.
  • the plates of the invention can be worked and coated for use in construction.
  • They can also be molded with a specific shape, for a multitude of applications including packaging or specific insulation parts, for example for aeronautics, heat pumps or air conditioners, etc.

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Abstract

L'invention concerne la fabrication de matériaux isolants rigides de préférence 100% naturels et/ou biosourcés ayant un meilleur coefficient thermique que les plaques en fibres naturelles et/ou végétales existantes, qui soient biodégradables et facile à travailler (découpage, rainurage, usinage, enduire...). Il s'agit de fabriquer une pièce moulée expansée en fibres cellulosiques et/ou lignocellulosiques dont les surfaces sont une croûte enfermant une structure à porosité ouverte, les constituants de la croûte et de la structure à porosité ouverte étant identiques.

Description

Pièces moulées expansées en fibres naturelles.
L' invention concerne la fabrication de plaques isolantes de préférence 100% naturelles et/ou biosourcées ayant un coefficient thermique au moins aussi bon que les plaques en fibres naturelles et/ou végétales existantes, qui soient biodégradables et facile à travailler (découpage, rainurage, usinage, enduire...) .
Que ce soit pour des applications dans l'emballage ou dans la construction, il existe des matériaux isolants, sous forme de panneaux ou de couche flexible à base de matériaux naturels, comme des fibres naturelles. Néanmoins, les performances isolantes de tels matériaux sont bien souvent décevantes par rapport aux matériaux classiques synthétiques comme le polystyrène ou le polyuréthane, ou minérales comme la laine de verre. Ces matériaux sont souvent mous et ne peuvent pas être rainurés, et sont difficiles à découper de façon nette.
En effet, il est très difficile de former un panneau suffisamment solide à base de fibres naturelles, sans y ajouter au moins un liant thermoplastique ou autre additif synthétique, pour solidariser les fibres, et/ou des parements de chaque côté du matériau pour en assurer la cohésion, ce qui rend alors impossible le recyclage ou le compostage de tels panneaux.
La demanderesse a donc jugé nécessaire de développer un panneau isolant ayant d'excellentes propriétés thermiques, totalement recyclable et biodégradable, qui soit à la fois simple à produire et facile à travailler.
Solution de l'invention
A cette fin, l'invention concerne une pièce moulée expansée en fibres cellulosiques et/ou lignocellulosiques dont les surfaces sont une croûte enfermant une structure à porosité ouverte, les constituants de la croûte et de la structure à porosité ouverte étant identiques.
Contrairement aux matériaux connus, la demanderesse a mis au point une composition à base de fibres cellulosiques permettant d'obtenir, suite à l'étape de cuisson de la composition initiale, une structure expansée à porosité ouverte avec une surface plus dense et plus rigide apportant les propriétés mécaniques et un intérieur à faible densité conférant les propriétés isolantes.
Contrairement aux matériaux synthétiques expansés comme le polyuréthane ou le polystyrène, dans lesquels l'air est capturé dans des bulles fermées, la pièce expansée de l'invention a une porosité ouverte c'est-à-dire que l'air peut circuler dans le matériau, entre les fibres, lui conférant ainsi des propriétés perspirantes .
La pièce moulée de l'invention comprend des fibres cellulosiques et/ou lignocellulosiques , au moins un agent moussant et au moins un liant.
Dans une forme de réalisation le liant comprend au moins une protéine végétale.
La pièce peut comprendre également de l'humidité résiduelle. Le taux d'humidité de la pièce peut varier au cours du temps et dépend notamment des conditions de stockage, de l'humidité ambiante .
La croûte peut être définie comme une pellicule de surface (couche mince à la surface de l'objet) indissociable du matériau sur lequel elle est présente. C'est-à-dire qu'elle n'est pas formée par collage ou assemblage sur la structure expansée à porosité ouverte mais résulte naturellement du procédé de fabrication de cette structure expansée.
Selon l'invention, cette croûte a les mêmes constituants que la structure à porosité ouverte qu'elle enferme, les proportions peuvent cependant en être différentes. En effet, les constituantes peuvent par exemple présenter un gradient de proportions au niveau de la croûte, vers la surface.
La pièce moulée de l'invention est monocouche.
Il s'agit par exemple d'un panneau isolant rigide monocouche.
Un panneau désigne un matériau ayant une épaisseur bien inférieure à sa surface. Il peut être généralement plat, ou présenter des reliefs, des angles et/ou des courbures.
Ce panneau est monocouche, ce qui signifie qu'il ne comprend qu'une couche fabriquée en une fois. Contrairement aux panneaux connus, aucun parement ou couche de surface n'est laminé, pulvérisé ou collé sur le panneau. La croûte est une portion plus dense des mêmes constituants que ceux de la structure interne .
Les fibres cellulosiques et/ou lignocellulosiques sont des fibres naturelles et/ou biosourcées, comme par exemple des fibres de bois, de coco, de lin, de coton, de jute, de kénaf ou de chanvre. Il peut également s'agir de papier recyclé ou des textiles cellulosiques recyclés (ouate de cellulose) .
De préférence, les fibres cellulosiques ont une longueur d'au moins 0.1 mm, de préférence d'au moins 0.5 mm, de préférence d' au moins 1 mm et de préférence encore d' au moins 2 mm, ou d' au moins 4 mm. Des fibres trop courtes ne permettent pas une cohésion suffisante de la pièce. Dans certains cas, la longueur des fibres doit être limitée pour être approprié à la technique de malaxage, par exemple elle doit être limitée à 100 mm.
L'agent moussant ou agent gonflant est un tensioactif, d'origine naturelle ou biosourcé ou non, qui a pour objectif d'expanser le réseau fibreux du matériau. Des agents moussants sont par exemple des alkyle sulfates de sodium, comme par exemple le docécyle sufate de sodium (SDS)ou lauryle sulfate, des phospholipides, des dérivés de sorbitane ou d' alginate.
Le liant a pour fonction d'assurer la cohésion entre des fibres. Le liant peut comprendre, de préférence des agents d'origine naturelle ou biosourcés, comme par exemple des polysaccharides, comme l'amidon et/ou des amidons modifiés. De préférence, le liant ne comprend pas de carbonate de calcium.
De façon surprenante, il a été trouvé que des protéines végétales sont particulièrement adaptées à l'expansion de mélange aqueux des fibres, en combinaison de préférence avec l'agent moussant. Le liant comprend de préférence au moins une protéine végétale. Les protéines végétales ont des propriétés tensioactives et filmogènes qui participent pleinement à la stabilisation du matériau expansé à l'état humide. De préférence, la protéine végétale est une protéine de légumineuse, comme une protéine de soja, de pois, de fève, une protéine d'oléagineux comme une protéine de colza ou de tournesol, ou une protéine de céréales comme une protéine de blé ou de riz, ou une combinaison de protéines végétales.
De préférence, aucun additif inorganique n'est ajouté au mélange . La pièce moulée de l'invention a de préférence une densité comprise entre 15 et 100 kg/m3, de préférence entre 20 et 80 kg/m3, de préférence entre 25 et 65 kg/m3. Elle est donc particulièrement équilibrée pour avoir un bon rapport entre densité (légèreté) , isolation, solidité (propriétés mécaniques) et cout de revient, ce qui n'était jusqu'ici jamais obtenu avec des matériaux exclusivement naturels et/ou biosourcés.
La pièce moulée de l'invention a de préférence une conductivité thermique comprise de 0.060 W/m*K ou moins et de préférence 0.050 W/m*K ou moins, mesurée par la méthode de fil chaud.
La pièce moulée de l'invention n'est pas traitée mécaniquement pour en enlever la croûte.
La pièce moulée de l'invention peut comprendre un squelette, c'est-à-dire une structure interne rigide autour de laquelle les fibres cellulosiques et/ou lignocellulosiques sont expansées. La structure interne est par exemple en fibres naturelles, par exemple en carton ou en bois. Une telle structure permet d'augmenter la rigidité de la pièce.
L' invention est donc également relative à cette composition particulière pour la formation d'une pièce expansée présentant une croûte en surface et un cœur expansé à porosité ouverte. La composition comprend des fibres cellulosiques ou lignocellulosiques, au moins un agent moussant et au moins un liant et de l'eau.
Dans une forme de réalisation, le liant peut comprendre au moins une protéine végétale. De préférence, le liant et l'agent moussant sont soluble à froid dans l'eau pour économiser de l'énergie lors de la fabrication de la composition.
La composition peut comprendre un ajusteur de pH, de préférence une base comme de la soude, pour faciliter la solubilisation de la protéine.
La composition comprend de préférence entre 50 et 85% en masse d'eau, de préférence entre 60% et 82%, de préférence entre 70% et 80% en masse d'eau. Trop peu d'eau implique une composition manquant de fluidité pour le malaxage des ingrédients et l'expansion du mélange, l'eau étant absorbée par les fibres.
Trop d'eau implique une trop grande demande énergétique pour le séchage, et peut poser un problème de décantation des constituants, créer des cavités au sein du matériau menant à des matériaux fragiles, hétérogènes et inutilisables.
La composition comprend de préférence entre 10% et 35% en masse de fibres cellulosiques ou lignocellulosiques , et de préférence entre 11% et 30% en masse, de préférence entre 12% et 25%.
La composition comprend de préférence entre 1% et 25% en masse de liant, de préférence entre 2% et 20%, de préférence encore entre 3% et 19% ou entre 4% et 15%.
En ce qui concerne le liant, la protéine végétale peut représenter de préférence entre 1% et 25% en masse de la composition, de préférence entre 2% et 20%, de préférence encore entre 3% et 19% ou entre 4% et 15%. La composition comprend de préférence entre 0.1% et 3% en masse d'agent moussant, de préférence entre 0.2% et 2%, de préférence encore entre 0.25% et 1.5%.
Tous les constituants de la composition sont de préférence recyclables et/ou biodégradables. Les pièces moulées de l'inventions peuvent ainsi également être recyclables et/ou biodégradables voire même compostables . Les pièces de l'invention peuvent par exemple être recyclées pour servir de substrat entièrement biodégradable de culture et/ou de germination .
Les pièces de l'invention peuvent être brûlées sans dégagement de fumées toxiques contrairement aux polyuréthanes ou au PVC.
L' invention concerne également le procédé de fabrication de la pièce moulée de l'invention. Il comprend les étapes de :
- On mélange des fibres cellulosiques et/ou lignocellulosiques , au moins un liant, au moins un agent moussant, et de l'eau ;
- On introduit le mélange obtenu dans un moule ; et
- On chauffe le moule à une température comprise entre 80°C et 200°C, de préférence entre 100 °C et 150 °C.
L'étape de mélange peut comprendre le malaxage des composants. Les fibres sont de préférences introduites progressivement dans le mélange pour assurer l'homogénéité de l'humidification des fibres .
De préférence, le liant est dissout à froid dans l'eau. Il est possible de travailler à chaud, mais la solution à froid permet des économies d'énergie.
Le liant peut comprendre au moins une protéine végétale. Avant d'introduire le mélange dans le moule, ou pendant l'introduction du mélange dans le moule, un squelette, c'est-à- dire une armature ou structure interne rigide peut être introduite dans la moule. Les fibres cellulosiques et/ou lignocellulosiques recouvrent de préférence la totalité du squelette et sont expansées autour dudit squelette. La structure interne est par exemple en fibres naturelles, par exemple en carton ou en bois. Une telle structure permet d'augmenter la rigidité de la pièce.
L'étape de chauffage permet de figer la structure expansée et de former la croûte présente à la surface de la pièce. Elle permet également d'évacuer une partie voire la quasi-totalité de l'humidité. Une température trop faible peut conduire à la formation de moisissure, au-delà de 200 °C, la pièce est thermiquement dégradée. L'étape de chauffage ne fait pas intervenir de vapeur, c'est un chauffage à sec, de préférence ventilé, ayant pour but d'éliminer l'humidité.
Optionnellement , pour des raisons d'économie d'énergie, l'étape de chauffage peut être raccourcie et une étape de séchage peut être ajoutée à la fin du procédé, afin d'obtenir le taux d'humidité désiré dans la pièce. Ce séchage peut être actif, c'est-à-dire en plaçant la pièce dans un séchoir où passe de l'air chaud, ou progressif en appliquant un gradient de température .
De préférence, le moule est perforé sur au moins une partie de sa surface pour faciliter l'évacuation de l'humidité, et diminuer d'autant le temps de séchage nécessaire. Les perforations ont n' importe quelle forme et sont par exemple des perforations dont le diamètre est compris entre 1 mm et 5 mm, pour éviter que la composition ne s'échappe du moule. Avantageusement, les perforations sont réparties homogènement sur au moins une face du moule.
Ces perforations confèrent un relief à la surface de la croûte, ce qui confère à cette croûte des propriétés d' accroche, par exemple pour des enduits.
De préférence le moule est un moule fermé, c'est à dire qu'il couvre l'entièreté de la forme. Cela permet d'éviter qu'une portion de la pièce moulée obtenue présente un gonflement incontrôlé. Cela évite les étapes supplémentaires de polissage, ponçage ou refente.
Les pièces de l'invention peuvent être utilisées pour l'isolation thermique dans des bâtiments, des avions, des véhicules, de composants dans des machines comme des pompes à chaleur ou des climatisations...
Les pièces de l'invention peuvent aussi être utilisées dans la fabrication d'emballages isothermes destinés à transporter des produits frais, froids ou surgelés.
Les propriétés mécaniques des pièces permettent également leur utilisation comme emballage protecteur par exemple pour transporter des objets fragiles. Les propriétés isothermes et protectrices peuvent d'ailleurs être combinées.
La formulation et le procédé de fabrication permet d'ajouter un traitement/agent ignifuge grâce aux propriétés filmogène des liants protéiques.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description de plusieurs modes de réalisations détaillés dans les exemples ci- dessous . Exemple 1 - préparation de compositions selon l'invention Plusieurs compositions ont été préparés à base de fibres naturelles de différentes origines :
Ouate de cellulose fournie par Soprema ;
Pâte à papier fournie par Smurfit Kappa ; étoupes teillées de lin fournies par Albert Brille (Belgique) ; fibres de bois Thermofibres fournies par GUTEX (Allemagne) ; fibres coupées de lin (Linum usitatissimum) , jute (Corchorus capsularis) , cocos (Cocos nucifera) , kénaf (Hibiscus cannabinus) .
Le diamètre des fibres est compris en 10 pm et 200 pm.
La longueur des fibres est ici comprise en 100 pm et plusieurs millimètres, jusque 8 mm, les équipements utilisés étant ici des équipements de laboratoire. Des équipements industriels pourraient toutefois permettre le malaxage de fibres plus longues .
Les liants utilisés dans ces compositions sont un isolat protéique de pois (IPP) fourni par Cosucra (Be) , de l'amidon modifié (Tackidex 1123) choisi pour sa bonne solubilité à froid et fourni par Ravago-Roquette (Fr) .
L'agent moussant utilisé est du Sodium Lauryl Sulfate (SDS) fourni par Sigma.
Les fibres sont ajoutées progressivement à une solution à température ambiante contenant le ou les liants et l'agent moussants dissout.
Les compositions réalisées sont reprises dans le tableau 1.
Figure imgf000012_0001
Tableau 1 .
Exemple 2 - procédé de fabrication de pièces sous formes de plaques
Des plaques de 40* 35* 4 cm ont été préparées en plusieurs étapes successives , avec les compositions listées dans le tableau 1 . Dans une première étape les fibres de bois lignocellulosiques (220 g) sont ajoutées en malaxant sous agitation lente à une solution aqueuse (920 g) contenant les protéines (33 g) et l'amidon (33 g) préalablement solubilisés dans l'eau.
L'agent moussant (sodium dodecyl sulfate, 4 g) solubilisé dans 70 grammes d'eau est ensuite ajouté et le mélange agité.
Le mélange expansé est ensuite entièrement transvasé dans le moule perforé de 40*35*4 cm qui est ensuite placé à 110 °C pendant 6 à 8h, jusqu'à obtention d'une masse constante.
Exemple 3 - caractérisation des plaques obtenues
La densité et la conductivité des plaques fabriquées à partir des différentes compositions ont été mesurées selon les méthodes suivantes .
La densité des matériaux secs a été calculée en divisant leur poids par leur volume.
La conductivité thermique des matériaux a été déterminée en utilisant un conductimètre NEOTIM FP2C (ALBI, France) par la méthode de fil chaud fournie par le fabricant. Cette méthode permet d'estimer la conductivité thermique d'un matériau à partir de l'évolution de la température mesurée par un thermocouple placé à proximité d'un fil résistif. Les mesures ont été réalisées sur les plaques d'échantillons d'au moins 60x40 mm, et d'au moins 20 mm d'épaisseur. Les valeurs indiquées présentent une moyenne d'au moins 4 mesures, avec une incertitude de l'ordre de 5%.
Des échantillons commerciaux ont également été évalués pour comparer leurs performances dans les mêmes conditions de mesure. Les résultats sont rassemblés dans le tableau 2.
Figure imgf000014_0001
Tableau 2 .
Les plaques formées selon l ' invention permettent d' obtenir des propriétés de densité et conductivité thermique comparables aux solutions souples naturelles ou minérales existantes . Elles sont cependant rigides et entièrement biosourcées ainsi que totalement biodégradables. Les plaques de l'inventions peuvent être travaillées et enduites pour des utilisations en constructions .
Elles peuvent également être moulées avec une forme spécifique, pour une multitude d'applications incluant des emballages ou des pièces d'isolations particulières, par exemple pour l'aéronautique, des pompes à chaleur ou climatiseurs...

Claims

Revendications
1. Pièce moulée expansée en fibres cellulosiques et/ou lignocellulosiques dont les surfaces sont une croûte enfermant une structure à porosité ouverte, les constituants de la croûte et de la structure à porosité ouverte étant identiques, la pièce moulée ayant une densité comprise entre 15 et 100 kg/m3.
2. Pièce moulée expansée selon la revendication 1, comprenant des fibres cellulosiques et/ou lignocellulosiques, au moins un agent moussant et au moins un liant.
3. Pièce moulée expansée selon la revendication 2, dans laquelle le liant comprend au moins une protéine végétale.
4. Pièce moulée expansée selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle les constituantes présentent un gradient de proportions au niveau de la croûte, vers la surface.
5. Pièce moulée expansée selon l'une des revendications 1 à 5, sous forme d'un panneau isolant rigide monocouche.
6. Pièce moulée expansée selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle les fibres cellulosiques et/ou lignocellulosiques sont des fibres naturelles et/ou biosourcées, comme par exemple des fibres de bois, de coco, de lin, de coton, de jute, de kénaf ou de chanvre .
7. Pièce moulée expansée selon l'une des revendications 1 à 7, comprenant un squelette.
8. Composition comprenant des fibres cellulosiques ou lignocellulosiques, au moins un agent moussant et au moins un liant et de l'eau.
9. Composition selon la revendication 8, dans laquelle le liant comprend au moins une protéine végétale.
10. Composition selon l'une des revendications 8 et 9, comprenant entre 50 et 85% en masse d'eau.
11. Composition selon l'une des revendications 8 à 10, comprenant entre 10% et 35% en masse de fibres cellulosiques ou lignocellulosiques .
12. Composition selon l'une des revendications 8 à 11, comprenant entre 1% et 25% en masse de liant.
13. Composition selon l'une des revendications 8 à 12 comprenant entre 0.1% et 3% en masse d'agent moussant.
14. Composition selon l'une des revendications 8 à 13, dans laquelle l'agent moussant comprend au moins un alkyle sulfates de sodium, par exemple le docécyle sulfate de sodium.
15. Composition selon l'une des revendications 8 à 14, dans lequel le liant comprend un polysaccharide et/ou une protéine d'origine végétale.
16. Composition selon la revendication 15, dans laquelle la protéine végétale est une protéine de réserve ou de légumineuse, une protéine d'oléagineux une protéine de céréales.
17. Procédé de fabrication de la pièce moulée selon l'une des revendications 1 à 7 comprenant les étapes de :
- On mélange des fibres cellulosiques et/ou lignocellulosiques , au moins un liant, au moins un agent moussant, et de l'eau ;
- On introduit le mélange obtenu dans un moule ; et
- On chauffe le moule à une température comprise entre 80°C et 200°C.
18. Procédé selon la revendication 17, selon lequel les fibres sont introduites progressivement dans le mélange.
19. Procédé selon l'une des revendications 17 ou 18, dans lequel le moule est perforé sur au moins une partie de sa surface.
20. Procédé selon l'une des revendications 17 à 19, dans lequel un squelette est introduit dans le moule avant ou pendant l'introduction du mélange.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1596361A2 (fr) * 2004-05-11 2005-11-16 IGV Institut für Getreideverarbeitung GmbH Matériau moulé d'insonorisation et méthode pour sa fabrication
DE202007002288U1 (de) * 2007-02-09 2008-03-20 Igv Institut Für Getreideverarbeitung Gmbh Geformtes Schalldämmmaterial mit brandhemmender Ausrüstung
US20100330312A1 (en) * 2008-02-20 2010-12-30 Sig Technology Ag Device and a method for compression moulding of a fibre tray
US20140220130A1 (en) * 2008-02-29 2014-08-07 Ferrosan Medical Devices A/S Device For Promotion Of Hemostasis And/or Wound Healing
US20210324167A1 (en) * 2018-07-10 2021-10-21 Cellutech Ab Porous material of cellulose fibres and gluten

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MXPA05009968A (es) * 2003-03-19 2005-11-04 United States Gypsum Co Panel acustico que comprende una matriz entrelazada de yeso fraguado y metodo de fabricacion del mismo.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1596361A2 (fr) * 2004-05-11 2005-11-16 IGV Institut für Getreideverarbeitung GmbH Matériau moulé d'insonorisation et méthode pour sa fabrication
DE202007002288U1 (de) * 2007-02-09 2008-03-20 Igv Institut Für Getreideverarbeitung Gmbh Geformtes Schalldämmmaterial mit brandhemmender Ausrüstung
US20100330312A1 (en) * 2008-02-20 2010-12-30 Sig Technology Ag Device and a method for compression moulding of a fibre tray
US20140220130A1 (en) * 2008-02-29 2014-08-07 Ferrosan Medical Devices A/S Device For Promotion Of Hemostasis And/or Wound Healing
US20210324167A1 (en) * 2018-07-10 2021-10-21 Cellutech Ab Porous material of cellulose fibres and gluten

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