再生可能なファイバーボードを製造する二軸押出プロセス

要約

リグノセルロース系バイオマスに効率的なサーモメカノ化学前処理を提供する汎用的な二軸押出プロセスが開発され、平均繊維アスペクト比の向上につながります。天然バインダーは、繊維精錬後に連続的に添加することもできるので、得られた押出材料の熱圧式の後に機械的特性を向上させたバイオベースのファイバーボードに繋がることができます。

要約

リグノセルロース系バイオマスに効率的なサーモメカノ化学前処理を提供する汎用的な二軸押出プロセスを、完全バイオベースのファイバーボードの機械的補強源として使用する前に開発されました。様々なリグノセルロース作物の副産物は、例えば、穀物ストロー(特に米)、コリアンダーストロー、油性亜麻ストローからのシブ、アマランスとヒマワリの両方の茎の樹皮など、このプロセスを通じて既に前処理に成功しています。

押出プロセスは、繊維の平均アスペクト比が著しい増加をもたらし、繊維板の機械的特性の向上につながります。二ねじ押出機はバレルの端にろ過モジュールと合わせることもできます。リグノセルロース基板からの種々の化学物質(例えば、遊離糖、ヘミセルロース、精油分画等からの揮発性物質)の連続抽出、及び繊維精製は、したがって、同時に行うことができる。

押出機は、その混合能力にも使用できます:天然バインダー(例えば、オルガノソバルリグニン、タンパク質ベースのオイルケーキ、デンプンなど)をスクリュープロファイルの最後に精製繊維に添加することができます。得られたプレミックスは、繊維板の凝集に寄与する天然結合剤を用いて、熱いプレスを介して成形される準備ができている。このような組み合わせプロセスを単一の押出機パスで、生産時間、生産コストを改善し、植物生産サイズの減少につながる可能性がある。すべての操作は一段階で行われるため、繊維形態は、押出機内の材料の滞留時間が短縮されたおかげで、より良く保存され、材料性能が向上します。このようなワンステップ押出操作は、貴重な工業プロセスの開始点に拡大され得る。

市販の木材系材料と比較して、これらの完全バイオベースのファイバーボードはホルムアルデヒドを放出せず、中間容器、家具、国内フローリング、棚、一般工事など、さまざまな用途を見つけることができます。

概要

押し出しは、流れる材料が熱いダイを通して強制されるプロセスです。押出は、従って、圧力下で予熱されたプロダクトの形成を可能にする。最初の産業単ねじ押出機は1873年に登場しました。金属連続ケーブルの製造に使用されました。1930年以降、単ねじ押出はソーセージや過去を生産するために食品業界に適応しました。逆に、最初の二軸押出機は、食品業界の発展のために最初に使用されています。それは1940年代まで合成ポリマーの分野では現れなかった。このため、新しい機械が設計され、その動作も^1.共貫通および共回転ねじを備えたシステムが開発され、混合と押出を同時に行うことができる。それ以来、押し出し技術は、新しいタイプのネジの設計を通じて継続的に開発されています。今日、食品業界は、二ねじ押出よりも高価ですが、二ねじ押出はより精巧な材料処理および最終製品へのアクセスを可能にするので、単一ねじ押出しよりも高価ですが、広範に使用されています。特にでんぷん質製品の押出調理だけでなく、タンパク質のテクスチャリングやペットフードや魚の飼料の製造にも使用されます。

最近では、二軸押出は、植物物質^2、3のサーモメカノ化学分画に応用の分野を拡大している。この新しい概念は、単一ステップで植物の問題を変換または分画することができる実際の原子炉の開発に至った、 液体/固体分離^2、3、4によって抽出物とラフィネートの別々の生産まで。農産化学研究所(LCA)で行われた研究は、農資源^2、3の分画と評価のための二ねじ技術の複数の可能性を強調している。例のいくつかは次のとおりです:1)植物油^{5、6、7、8、9、10}の機械的なプレスおよび/または「グリーン」溶媒抽出。2)ヘミセルロース^11、12、ペクチン^13、タンパク質^14、15、およびポリフェノール抽出物¹⁶の抽出。3)第二世代バイオエタノール¹⁷を製造するための植物細胞壁の酵素分解。4)タンパク質¹⁸または多糖類¹⁹マトリックスを有するバイオコンポジット材料の製造。5)穀物、及びバイオベースのポリエステル^20、21を混合することにより、熱可塑性材料の製造。6)熱可塑性ポリマーを配合することによりバイオコンポジットの製造、バイオベースかどうか、および植物充填剤^22,23。7)紙パルプ^13、24、および繊維板25、26、27、28、29、30、31、32を製造するためのリグノセルロース系材料の除細化。

二ねじ押出機は、しばしば連続的な熱メカノ化学(TMC)反応器として考えられる。確かに、それは単一ステップの化学、熱、および、また、機械的作用で結合する。化学物質1は、バレルに沿って様々な点で液体試薬を注入する可能性をもたらす。熱1はバレルの熱調節のために可能である。最後に、機械的なものは、スクリュープロファイルに沿ったネジ要素の選択に依存します。

繊維板を製造するリグノセルロース系材料の除細化のために、最新の作品は、稲わら^25、28、コリアンダーストロー^26、29、油性亜麻シブ²⁷だけでなく、ヒマワリ^30、32およびアマランス³¹樹皮を使用しています。このような用途に対するリグノセルロース系バイオマスの現在の関心(すなわち、機械的補強)は、木材系材料の生産に使用される森林資源の定期的な枯渇によって説明される。作物残渣は安価であり、広く入手可能であり得る。また、現在の木質粒子は有毒であり得る石油化学樹脂と混合される。多くの場合、現在の商業材料³³の総コストの30%以上を占め、いくつかの樹脂はホルムアルデヒドの排出に寄与し、室内の空気質^を34に削減する。研究の関心は、天然バインダーの使用にシフトしています。.

リグノセルロース系バイオマスは、主にセルロースとヘミセルロースで構成され、異種複合体を形成する。ヘミセルロースは、これらの複合体の周りに三次元ネットワークを形成するリグニンの層を含浸させる。繊維板の製造のためのリグノセルロース系バイオマスの使用は、一般的に、事前処理の欠乏を必要とする。このためには、セルロースとヘミセルロースを保護するリグニンを分解する必要があります。機械的、熱的、および化学的^35、あるいは酵素^36、37、38の前処理を適用する必要があります。これらのステップはまた、繊維の自己接着性を増加させ、外因性バインダーが最も頻繁に添加された場合でもバインダーレスボード²⁷の生産を促進することができる。

前処理の主な目的は、マイクロメトリック繊維の粒径プロファイルを改善することです。簡単な研削は繊維サイズ^27、39、40を減らす可能性を提供する。安価で、繊維比面の増加に寄与する。内部細胞壁の成分がよりアクセスしやすくなり、得られたパネルの機械的特性が改善される。例えば、消化と除細分化41によって、異なるパルププロセス⁴²または蒸気爆発^{43、44、45、46、47}によって、熱機械パルプが製造されるときに、除細化の効率が著しく高められる。最近では、LCAは、二軸押出25、26、27、28、29、30、31、32を使用してリグノセルロース繊維の独自の前処理^を開発しました。TMC除細後、押出機は繊維内部の天然結合剤の均質な分散も可能にする。得られたプレミックスは、ファイバーボードに熱く押し込まれる準備ができています。

稲わらの除細取の間、二軸押出は消化プラス除留プロセス²⁵と比較した。押出方法により、大幅に低減されたコスト、すなわち、パルプ化法よりも9倍低い方法が明らかになった。さらに、添加水量が減少し(パルプ法では4.0分ではなく1.0最大液体/固形比)、精製繊維の平均アスペクト比(16.3-17.9ではなく21.2-22.6)の明確な増加も観察されます。これらの繊維は高度に改良された機械強化機能を提供する。これは、稲わベースの繊維板について実証された、純粋な非劣化リグニン(例えば、ビオリグニン)をバインダーとして使用した(曲げ強度は最大50 MPa、水に24時間浸漬した後の厚さの膨潤に対して24%)。

二軸押出機におけるTMC除細の関心もコリアンダーストロー²⁶で確認されている。精製繊維のアスペクト比は、単にアースファイバーの場合、わずか4.5ではなく22.9~26.5から変化します。100%コリアンダー系繊維板は、タンパク質バインダーとして種子からケーキを押出精製ストローに添加して得られた(質量は40%)。曲げ強度(最大29 MPa)、特に水に対する抵抗力(厚さ24%まで膨れ上がった)は、単に破砕されたストローから作られたパネルと比較して大幅に改善されました。さらに、これらのパネルはホルムアルデヒドを放出せず、その結果、市場で古典的に見られる中密度繊維板(MDF)およびチップボード²⁹ よりも環境的および人間の健康に優しい。

同様に、完全にアマランス³¹ とヒマワリ³²に基づくパネルは、皮からの押出精製繊維を強化として、種子ケーキをタンパク質バインダーとして組み合わせて、正常に製造された。それぞれ35MPaと36MPaの曲げ強度を示した。しかし、その耐水性は、厚さの膨れ上がりのためにそれぞれ71%と87%と低いことがわかった。油性亜麻ストローからの押出精製シベジに基づく自己接着パネルも²⁷個得ることができる。この場合、自己結合に寄与するのは、二軸ねじTMC除細化中に放出されるリグネオス画分である。しかし、得られたハードボードは、機械的強度が低く(わずか12MPa曲げ強度)、非常に高い厚さの膨潤(127%)を示す。

上に示したすべての押出された繊維ベースのパネルは産業適用を見つけることができる、従って、現在の商業用木質材料に持続可能な代替である。国際標準化機構(ISO)要件^48、49、50によると^、その特定の用途は機械および水の感度特性に依存します。

本論文では、リグノセルロース系繊維を再生可能な基板で機械的補強として使用する前に押し出し、精製する手順を詳細に説明する。念のため、このプロセスは、従来のパルプ処理方法論と比較して添加される水の量を減少させ、また、エネルギー消費も少ない^25.同じ二ねじ機械は繊維に自然な結合剤を加えるためにまた使用することができる。

具体的には、油性亜麻(リナムウシタチシムL.) からシベの二軸押し出し精製を行うための詳細な概要が提示される。本研究で使用したストローは商業的に得られた。エベレスト品種から、2018年にフランス南西部で栽培された植物。同じ押出機パスでは、可塑化された亜麻仁ケーキ(外因性バインダーとして使用される)もバレルの真ん中に加えることができ、スクリュープロファイルの後半に沿って精製されたシジルに密接に混合することができます。ふわふわした材料の形態を有する均質混合物は、機械出口で収集される。1ステップのTMC操作はパイロットスケールマシンを使用して行われます。私たちの目標は、オペレータが適切に震えの押し出し精製を行い、ケーキの追加を行うための詳細な手順を提供することです。この操作に続いて、得られたプレミックスは、ホットプレスを使用して100%油性亜麻系ハードボードの後で製造する準備ができています。

プロトコル

1. 原材料の準備

1. 油性亜麻シブを使用して、これは「全繊維」抽出装置⁵¹内のストローからバスト繊維の機械的抽出の予備段階の結果である。振動ふるいを使用して、まだ含まれている可能性のある短い繊維繊維を取り除く。
   注:これらの短繊維繊維の除去は困難な場合がありますので、必要に応じて何度もこのふるいの操作を繰り返すことを躊躇しないでください。ここでの目的は、重量供給器のホッパーにおける油性亜麻の震えの流れを改善し、したがって、二軸押出機への導入前にそれらの投下を促進することにある。
2. Rouillyららで説明した方法論に従ってタンパク質を破壊/可塑化することによって得られる可塑化された亜麻仁ケーキを^{使用する。}
   注:そうすることで、タンパク質はより良い熱可塑性および粘着性の適性を示す。
3. 1mmグリッドを取り付けたハンマーミルを使用して、可塑化された亜麻仁ケーキのアグログラニュールを粉砕し、500μm未満の粒子のみを保持するために得られた粉砕材料をふるいにかける。

2. 一定の重量供給装置とピストンポンプの適切な機能を確認する

1. オペレータが生産中に動作する流量については、機械の詰まりを避けるために選択された(油性亜麻シブシジル(OFS)の場合は15kg/h、可塑化された亜麻仁ケーキの場合は1.50 kg/hから3.75 kg/hまで)、2つの一定のウェイトフィーダーに入力されたセット値と、これらのドーキングデバイスによって実際に分布する固体流量との間の対応を確認してください。
   注:実際の固体流量は、既知の期間(5分)の一定重量フィーダーによって分配された固体の質量を計量することによって実験的に決定されます。設定値と実際の測定された流量との間に有意な偏差がある場合、これは計量フィーダーの誤動作を示している可能性があります。これを防ぐために、計量装置が配置されている領域に特に重点を置いて、全体のドージングユニットを徹底的に清掃する必要があります。実際、このタイプの誤動作の原因は、以前に使用された固体の痕跡がドージングユニットの最小のコーナーで見つかり得るため、デバイスのクリーニングが悪いことが非常に多い。問題が解決しない場合は、バランス自体の正しい測定をチェックし、必要に応じて再調整する必要があります。
2. ピストンポンプを較正して、モーターの電力とポンプによって分配される実際の水流量との関係を確立します。
   注: テストされた電力の各々について、実際の水流量は、ピストンポンプによって分布する水の質量を既知の時間(5分)の間計量することによって実験的に決定されます。5つの異なる電力が較正曲線を描くためにテストされる。テストされた最も高い電力は生産の間に選ばれたものより高い水流量を提供するように選ばれる。
3. ポンプのキャリブレーションが完了したら、オペレータが生産中に作業する水流量(押出精製繊維の長さを保ちながら機械の詰まりを避けるため15kg/h)をチェックし、エンジンパワー用のピストンポンプに与えられた設定値と実際に分配される水流量との対応を確認します。

3. 二軸押出機を準備する

1. 使用する機械構成に従って、二ねじ押出モジュール(AB1-GG-8D、FER、ABFタイプ)を次の1つ(2つのハーフクランプで)正しい順序で接続して正しく配置します。
   1. 繊維のデビブのみが行われる構成を設定します (図 1A)。
   2. あるいは、自然バインダーを追加して完了した構成を設定します(図1B)。
      注: どちらの構成でも、最初のモジュールは油性亜麻のシブの導入に使用されます。8Dを持つタイプAB1-GG-8Dモジュールです長さ、Dはスクリュー径に対応する(すなわち、53mm)。このモジュールの大きな上部開口部は、主に震えの導入を容易にすることを目的としています。モジュール2~8は温度制御されています。これらは、構成の場合はモジュール5(ステップ3.1.2)を除き、閉じたモジュール(ステップ3.1.2)であり、これはABFタイプ(すなわち、メインバレル内の可塑化された亜麻仁ケーキの導入を強制するために使用されるサイドフィーダーの接続を確実にするサイド開口部を備えたモジュール)である。側面の供給者は一定のピッチおよび共役プロフィールの2つの共回転および共貫通アーキメディアンねじから成っている。
2. 水入口パイプをモジュール2の端に横に置き、ピストンポンプを機械に接続します。
3. 構成に使用するねじプロファイル (ステップ 3.1.1) または構成に使用されるねじ要素 (図2) を脇に置きます (図 3)。
   注:これらのタイプ(T2F、C2F、C1F、CF1C、BB、またはINO0)、長さ、ピッチ(搬送および逆ねじ要素用)、および驚異的な角度(BBミキシングブロック用)を注意深くチェックして、正しいスクリュー要素であることを確認してください。
4. 最初のペアから最後のペアまで、2 つのスプラインシャフトに沿ってねじ要素を挿入して、ねじプロファイル (図 3)を設定します。
   注: テストされた 2 つの構成に使用されるねじプロファイルは異なり、両方とも以前の最適化^25、26、27から得^られます。
5. ねじプロファイルを組み立てる場合は、スプラインシャフトに挿入したねじ要素のねじが、常に以前に組み立てられた要素と完全に一致していることを確認してください。
6. ネジプロファイル全体を組み立てたら、2つのシャフトの端にあるネジポイントを手でネジで締め、機械のバレルを完全に閉じ、2つのネジポイントをメーカーが推奨する締め付けトルク(この研究で使用されるツインスクリュー押出機用の30daN m)に締め付けます。
7. 機械のバレルを部分的に開き直した状態、すなわちシャフトが約1Dの距離でバレルに引き込まれた状態で、ねじを低速(25 rpm max)で回して、スクリュープロファイル全体が正しく取り付けられていることを確認します。
   注:ねじ要素の誤った取り付け(例えば、そのうちの1つのためのミスアライメント)の場合、ねじ要素の加速摩耗は必然的に観察されます。機械のバレルがほぼ完全に開いている両方のシャフトの回転をテストするとき、これはシャフトが正しく配置されたねじ要素の点で互いに接触する結果である。
8. 両方のシャフトが完全にバレルの内側に閉じ込められるように、機械のバレルを完全に閉じます。
9. バレルが閉じられたら、半分のクランプで機械にクランプし、バレルが完全に水平であることをレベルテスターの助けを借りて確認してください。
   注:ツインスクリュー押出機のバレルが完全に水平でない場合、これは、ねじ要素やバレルの内壁の摩耗によって早期摩耗につながる可能性があります。
10. ペリフェラル(導入する2つの固体用のウェイトフィーダーと注入する水用のピストンポンプ)をバレルに沿った必要な場所に配置する:油性亜麻の震えに使用されるフィーダーのモジュール1の上、サイドフィーダーのホッパー(それ自体はモジュール5に横に接続されている)の上に、プラスチック化された亜麻仁(ステップ3.2の場合)に使用されたものに対して(ステップ3.1.、および水注入のためのモジュール2の終わりに。

4. 設定(ステップ3.1.1)または構成(ステップ3.1.2)に従って二軸押出処理を行う

1. 機械の監督から、各モジュールの設定温度を入力し、バレルの温度制御を開始します:構成(ステップ3.1.1)、給餌モジュール(モジュール1)の25°C、および以下のものについては110°C。構成(ステップ3.1.2)、モジュール1の場合は25°C、精製ゾーン(モジュール2~4)は110°C、プレミックス1(モジュール5~8)は80°C。
   注:バレルの温度制御は、(i)各モジュールの周りに固定された2つの抵抗的な半分のクランプで(i)加熱し、モジュール内の冷たい水を循環させることによって冷却することによって、別のモジュールから別のモジュールに行われます。25 °Cは、給餌モジュールに対して特権を与えられます。繊維の効率的な精製のためには、110°Cの温度が好ましい。プレミックス操作には80°Cの温度で十分です。リファイニングゾーンとプレミックスゾーンは両方とも複数のモジュールに沿って配置されているため、同じゾーン内のすべてのモジュールに同じ設定温度が割り当てられます。
2. 測定温度の安定性を待ち、これらの温度が設定点と等しいことを確認します。
   メモ:測定温度は機械のコントロールパネルに与えられます。これらの温度の第二の制御を保障するために、バレルに沿って各モジュールのレベルで赤外線温度計でそれらを測定することも可能である。
3. ゆっくりとねじを回します(つまり、最大50rpm)。
   注:機械が空の間にねじが速すぎると、ネジ要素とバレルの内壁の早期研磨摩耗が発生する可能性があります。
4. 二軸押出機に水(5kg/hの流量)をそっと供給します。
5. 樽の端に水が出るまで約30s待ちます。
6. 次に、3 kg/h の流量でモジュール 1 に溶性亜麻の震えを導入し始め、押出機から固体が出てくるのを待ちます (約 1 分)。
7. 徐々に増加する(少なくとも3つの連続したステップで)ネジの速度、次に水流量と最後に所望の設定点に達するまで震え流量:それぞれ150rpm、15キロ/hおよび15キロ/h(表1)。
   注: これらのセットポイントは、以前の研究で決定され^{、プロセス25、26、27}の最適化の結果です。
8. 時間の経過に伴うエンジンによって消費される電流の変動(電流の変動は125 A平均値から5%以下)に従って機械の安定化を待ちます。
   メモ:安定化時間は通常10〜15分の範囲です。
9. 構成(ステップ3.1.2)の場合のみ、機械がシジルおよび水の添加後にアンパージで安定した後、0.50 kg/hで、プラスチック化された亜麻仁ケーキの導入を開始し、所望の設定値に加えます。次に、可塑化された亜麻仁ケーキの流量を、所望の設定点まで3段階以上(1.50kg/hから3.75kg/hまで、シブに対する質量10%~25%の値に相当)を増加させる(表1)。
10. 二ねじ押出機モーターで消費される電流が完全に安定したら、バレルに沿って測定された温度プロファイルがオペレータによって与えられた設定値に準拠していることを確認し、次に、コンセントでの構成(ステップ3.1.1)または構成のためのプレミックス(ステップ3.1.2)のための押し出された震えのサンプリングを開始します。
    注:ユニットを詰まらせないように、モーターによって引かれた電流は常にその限界値(すなわち、この研究で使用されるパイロットスケールの二軸押出機のための400 A)を下回る必要があります。したがって、この限界値が、フローの立ち上げフェーズ全体およびサンプリング中に到達しないことを確認する必要があります。製造中に、機械の冷却システムが設定値で少なくとも1つのモジュールの温度を維持できない場合、これは不適切なスクリュープロファイル(すなわち、この場所であまりにも制限的なねじ要素)の結果であり、処理された材料の局所的な自己加熱を引き起こす可能性があります。次に、例えば、加工される固体の熱重量分析(TGA)によって、この温度が繊維劣化を引き起こさないことを確認する必要があります。
11. サンプリングプロセス全体の間、機械のバレルへの固体および水の有効な入り口を定期的に点検することによって機械供給がトラブルを起こさないようにしてください。
    注:サンプリング時間全体の間に二ねじ押出機のモーターによって引かれた電流の安定したアンペレージは機械の安定した供給の確認である。
12. 生産終了時に、2つの固体の注入ユニットとピストンポンプをオフにします。
13. 徐々に50 rpmにネジの回転速度を下げながら、マシンを空にします。
14. バレル端から何も出てこない場合は、モジュール1から大量に導入された多量の水でツインスクリュー押出機のバレルの内側を清掃し、ネジはまだ50rpmで回転します。固体残渣がバレルの出口で完全に消えるまで水を加えます。次に、ねじの回転を停止し、機械の加熱制御をオフにします。

5. 乾燥し、結果として生じる押出された押出(すなわち、押出精製されたシベまたはプレミックス)を調整する

1. エクストルーデートが二軸押出プロセスの直後にファイバーボードに成形されない場合は、熱気流で8%から12%の湿度で乾燥させてからコンディショニングを行います。この目的のために、単純な換気オーブンを使用するか、または、乾燥する多量の押出物の場合には、連続的なベルト乾燥機を使用する。
   注:このような湿度では、押出しは、時間の経過とともに真菌やカビの成長のリスクなしに調整することができます。包装は完全に密閉されたビニール袋で行われるべきであり、乾燥した場所に保管する必要があります。
2. 繊維板成形が二軸押出プロセスの直後に行われる場合は、熱気流で3~4%の湿度で押し出しを乾燥させます。
   注:以前の研究では、熱く押される固体の3%〜4%の水分含有量は、成形終了時に脱気現象を制限するのに理想的であることが示されました。それが発生し、それが制御されていない場合、脱ガスは、繊維板の内部に欠陥(例えば、水疱または亀裂)を生成することができ、これらの欠陥は、その機械的抵抗^{26、27、31、32}に悪影響を及ぼす。押出し後に押し出しが8%~12%の水分含量で気密性の高いビニール袋に保管された後に熱いプレスを行う場合、それらはさらに乾燥させるべきです、すなわち、成形前に3%-4%まで。

6. 熱いプレスでファイバーボードを成形する

注:ホットプレスの動作条件は、以前の研究^{26、27、31、32}に基づいて選択されています。

1. 金型を予熱します。次に、金型内部で熱く押す固体材料を配置する。最後に、この固体材料を3分間予熱してから、圧力を加えます。
   注: すべてのファイバーボードで製造された、成形されるミックスの震えの割合は、使用する金型が形状が正方形で、15 cmの側面を持つ場合、100 gの質量を表します。
2. 生のシブで30MPaの圧力を加え、押し出したもので10MPa、20 MPa、または30 MPaを加える(表2)。
3. 金型温度を200°Cに設定します。
   注:温度は、9、26、27、28、31、32を得たボードの品質(特に曲げ特性)に大きく影響するため、その男性と女性の両方の部品に赤外線温度計で金型温度を確認することが重要です。
4. 成形時間を150sに設定します。
5. 可塑化された亜麻仁ケーキの内容が異なる異なるファイバーボードを製造(0%から25%)構成を介して二ねじ押出を介して得られた押出精製繊維(ステップ3.1.1)または構成を介して得られた3つのプレミックスのうちの1つ(ステップ3.1.2)を使用する(表1および表2)。
6. 参考として、また、生のOFSに基づいて2つの追加の繊維板を製造し、一方は外因性バインダー(基板番号11)を添加せず、もう1つは可塑化された亜麻仁ケーキ(ボード番号12)を25%(w/w)を添加して製造する(表2)。
   注: これら 2 つのボードの成形条件は同じ、すなわち、金型温度の場合は 200 °C、成形時間は 150 s、加圧の場合は 30 MPa です。

7. ファイバーボードの状態と特徴付け

1. ファイバーボードが製造されたら、一定の重量が達成されるまで、60%の相対湿度と25°Cの気候室に置きます。
   注:ファイバーボードは、湿度の面で調整され、安定します。
2. 平衡化したら、ファイバーボードを試験片に切ります。
   注:ファイバーボードを切断するための最も適したツールは、垂直バンドソーです。
3. 試験片から、曲げ特性(ISO 16978:2003規格)、ショアD表面硬度(ISO 868:2003規格)、内部ボンド強度(ISO 16260:2016規格)、水に浸漬した後の水感度を24時間(ISO16983:2003標準)に標準化した試験を用いて、ファイバーボードの特性評価を進めます。
4. ファイバーボードで測定された特性を、パーティクルボード(NF EN 312)の仕様に特化したフランス規格の推奨事項と比較して、可能な用途を決定します。

結果

構成を用いた油性亜麻の繊維精製中(ステップ3.1.1)、水は意図的に1.0に等しい液体/固体比で添加された。以前の作品^{25、26、27によると、}このような液体/固体比は、より低い比率よりも低い比率よりも、二ねじ押出機出口での精製繊維の長さを保存し、同時に平均アスペクト比の増加に寄与する。さらに、添加される水の量...

ディスカッション

ここで概説するプロトコルは、リガンセルロース繊維を再生可能なボードで機械的補強として使用する前に、リグノセルロース系繊維の押出精製を処理する方法を説明しています。ここで、使用する二軸押出機はパイロットスケール機です。直径53mmのネジ(D)を備え、8Dを持つモジュール1を除き、8つのモジュール、各4Dの長さが装備されていますバレルの36D全長(すなわち、1,908 mm)に対応する?...

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Analogue durometer	Bareiss	HP Shore	Device used for determining the Shore D surface hardness of fiberboards
Ash furnace	Nabetherm	Controller B 180	Furnace used for the mineral content determinations
Belt dryer	Clextral	Evolum 600	Belt dryer used for the continuous drying of extrudates at the exit of the twin-screw extruder
Cold extraction unit	FOSS	FT 121 Fibertec	Cold extractor used for determining the fiber content inside solid materials
Densitometer	MA.TEC	Densi-Tap IG/4	Device used for determining apparent and tapped densities of extrudates once dried
Double-helix mixer	Electra	MH 400	Mixer used for preparing the solid mixture made of the raw shives and the plasticized linseed cake for producing board number 12
Fiber morphology analyzer	Techpap	MorFi Compact	Analyzer used for determining the morphological characteristics of extrusion-refined shives
Gravimetric belt feeder	Coperion K-Tron	SWB-300-N	Feeder used for the quantification of the oleaginous flax shives
Gravimetric screw feeder	Coperion K-Tron	K-ML-KT20	Feeder used for the quantification of the plasticized linseed cake
Hammer mill	Electra	BC P	Crusher used for the grinding of granules made of plasticized linseed cake
Heated hydraulic press	Pinette Emidecau Industries	PEI 400-t	Hydraulic press used for molding the fiberboards through hot pressing
Hot extraction unit	FOSS	FT 122 Fibertec	Hot extractor used for determining the water-soluble and fiber contents inside solid materials
Image analysis software	National Institutes of Health	ImageJ	Software used for determining the morphological characteristics of raw shives
Oleaginous flax straw	Ovalie Innovation	N/A	Raw material supplied for the experimental work
Piston pump	Clextral DKM	Super MD-PP-63	Pump used for the water quantification and injection
Scanner	Toshiba	e-Studio 257	Scanner used for taking an image of raw shives in gray level
Side feeder	Clextral	E36	Feeder used to force the introduction of the plasticized linseed cake inside the barrel (at the level of module 5) for configuration (b)
Thermogravimetric analyzer	Shimadzu	TGA-50	Analyzer used for conducting the thermogravimetric analysis of the solids being processed
Twin-screw extruder	Clextral	Evolum HT 53	Co-rotating and co-penetrating pilot scale twin-screw extruder having a 36D total length (D is the screw diameter, i.e., 53 mm)
Universal oven	Memmert	UN30	Oven used for the moisture content determinations
Universal testing machine	Instron	33R4204	Testing machine used for determining the bending properties of fiberboards
Ventilated oven	France Etuves	XL2520	Oven used for the discontinuous drying of extrudates at the exit of the twin-screw extruder
Vibrating sieve shaker	RITEC	RITEC 600	Sieve shaker used for the sieving of the plasticized linseed cake
Vibrating sieve shaker	RITEC	RITEC 1800	Sieve shaker used for removing short bast fibers entrapped inside the oleaginous flax shives