Brevet FR2255274A1 — publié le 19750718

La présente invention concerne la fabrication d!un bâton ou piquet fertilisant à enfoncer dans le sol, afin d'apporter des éléments nutritifs à des arbres, à des arbustes, etc. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 3 057 713 au nom de GESSLER décrit un boston ou piquet fertilisant, conçu de façon à présenter une solidité mécanique et une résistance aux chocs permettant son enfoncement dans un sol résistant au moyen d'un marteau à tête d'acier, pour la fertilisation d'arbres ou d'autres végétaux. Le matériau de ce piquet est composé essentiellement a) de produits apportant respectivement de l'azote du phosphore et du potassium, produits dont I'ensernble sera dans ce qui suit désigné par "NPK", le phosphore étant sous forme d'acide phosphorique; b) des fibres d'amiante.Dans le procédé de fabrication du piquet GESSLER, l'acide phosphorique réagit avec l'amiante, d'ou' -résulte un piquet formé d'un noyau poreux relativement friable entouré d'une enveloppe non poreuse et non friable. L'extrémité de ltobjet ainsi formé est recouverte d'un tampon de caoutchouc mousse ou analogue, par-dessus lequel on place une coiffe métallique. Cependant, meme avec cette coiffe protectrice, le piquet MESSIER ne peut pas toujours etre enfoncé. De plus, il n'est pas uniforme en qualité, contient une proporticn notable de produits non fertilisantg et-n'est pas toujours d'une solidité suffisante. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique au nom de MESSMAN décrit un article fertilisant ayant la forme générale d'un burin. Cet article est analogue à celui de GESSLER, mais avec remplacement de l'amiante par la magnésie. Celle-ci réagit sur l'acide phosphorique pour former un liant. la source d'azote est une résine urée-formaldéhyde soluble dans l'eau, dite "Ureaform". La composition de MESSMAN est mise par extrusion sous forme cylindro-conique. Le produit a l'inconvénient que la composition se solidifie Si rapidement après le mélange de l'acide phosphorique et de la magnésie qu'il est peu commode de lui donner, sur une échelle industrielle.une forme permettant de l'enfoncer en terre. Le produit a comme second inconvénient de contenir une quantité importante de produits non fertilisants, comme le coke en poudre. Dans le but de mettre au point un article fertilisant pouvant etre enfoncé dans le sol, divers brevets ont proposé des dispositifs de soutien compliqués et motteux pour le produit fertilisant mis sous une forme donnée. C'est ainsi que le brevet SCHENK nO 3 502 458 décrit une enveloppe protec- trice en une coiffe rigide pour son piquet. te brevet PARRY n 3 290 821 décrit un système de soutien pour un article cylindrique fertilisant, facilitant l'introduction du fertilisant dans le scl, a=.ec le pied. Cet agent fertilisant en forme de baron a l'inconvénient de nécessiter un organe spécial pour son introduction dans le sol. On peut également signaler les dispositifs ci-après la cartouche de traitement des sols de Van YAHRES, brevet n"l 971-390,te- pieu fertilisant ANTRIM, brevet nO 2 032 608; les comprimés, battons, etc. JONES, brevet nO 2 117 808, le cylindre fertilisant MARTIEN, brevet n"2 341 800. Aucun de ces produits connus ne peut être rapproché d'un piquet pouvant être enfoncé par percussion dans le sol. Les principaux objets de l'invention sont : a) un piquet non durci, ou "cru", pouvant être confectionné à partir de produits'NPg'et et d'un liant résineux, tous ces produits étant abondants, bon marché, faciles a mélanger et à mettre en forme; b) la fabrication d'un piquet "cru" ayant une résistance très satisfaisante sous sa forme crue, et pouvant être durci à la température ordinaire en un temps relativement court; c) l'obtention d'un piquet fertilisant durci, pouvant être produit et transporté pour un court raisonnable, de bonne conservation au stockage, peu fragile, et suffisamment dur et solide pour pouvoir être enfoncé dans un sol moyennement résistant sans se briser ni subir de dégâts appréciables, et qui, une fois mis en place, libère des éléments caractérisés par une valeur fertilisante élevée et de solubilité telle que lesdits éléments soient libérés progressivement et assez lentement pendant toute la durée utile du produit, durée devant de préférence être au moins d'une année. I1 a été découvert que ces objets pouvaient être atteints par le mélange de matériaux granulaires ou pulvérulents constituant des sources "NPK", avec une quantité relativement faible d'un liant granulaire thermodurcissable non polymérisé comme une résine urée-formaldéhyde, puis la compression du mélange sous forme d'un piquet "cru",-qui est ensuite polymérisé en donnant un article aminoplastique infusible, relativement insoluble dans l'eau. La figure unique annexée est un schéma du procédé par lequel des piquets enfonçables en terre peuvent être fabriqués, puis munis de coiffes résistantes. La forme actuellement préférée de mise en oeuvre de l'invention comprend un piquet enfonçable en terre contenant 16,0 unités d'azote, 8,0 unités de P205 et 8,0 unités de K20, et résultant du durcissement d'un piquet "cru", préparé à partir des ingrédients suivants Ingrédients Pourcentages Poids en respectifs NPK kg A. Fertilisant, passant au tamis de 0,9mm 1. N-Sulfate d'ammonium 21-0-0 55,0 2 N ~ Résine urée-formaldéhyde par exemple "Uramite" (DuPont) "38" (Borden) "Nitro-form" (Hercules) 38-0-0 10,8 3 N-P205 Phosphate di-ammonique 18-46-0 20,4 t. K20 Chlorure de potassium 0-0-62 15,6 B.Agents auxiliaires 5. Micro-nutritifs caractérisés par des traces d'éléments frittés, fournis par exemple par la Société Ferro Carp. 0-0-0 2,20 6. Pigments, comme les colorants bleu et jaune de DuPont 0-0-0 0,12 C. Liant résineux, passant au tamis de 0,075mm 7. Résine urée-formaldéhyde, comme la "UF-71"- de Monsanto 0-0-0 10,0 D. Humidité 8.H20 0-0-0 0,0 à 1,7 Le schéma annexé étant assez compréhensible par simple examen, il suffira de dire que, pour l'obtention d'un article final en forme de piquet à partir des ingrédients ci-dessus, les éléments fertilisants principaux A (1à4) et les éléments auxiliaires B (5 et 6) sont introduits dans un malaxeur, dans lequel ils sont mélangés en formant une masse homogène. Le liant C 7, et éventuellement l'eau D 8, sont introduits dans le malaxeur en un point convenable. Suivant le schéma, ils sont introduits après que les autres ingrédients ont parcouru une partie de leur trajet à travers le malaxeur. De préférence, les matériaux fertilisants et le liant sont malaxés ensemble jusqu'à ce que les particules des fertilisants soient revêtues par le liant, ltensemble étant ensuite introduit dans la cavité d'une boudineuse. Du malaxeur, le mélange homogene passe donc à une boudineuse qui comprime des volumes définis du mélange en un piquet "cru", dont une extrémité est de préférence arrondie, et l'autre pointue. Ce piquet cru subit un durcissement qui peut durer 24 h à la température ordinaire. La température peut être augmentée pour abréger le durcissement. Celui-ci étant terminé, le produit obtenu est un baron ayant une résistance mécanique et une solidité suffisante pour pouvoir être enfoncé dans un sol moyennement dur par un marteau à tête d'acier, sans rupture et sans détérioration, et de préférence sans aucun débat visible. L'extrémité arrondie du piquet peut être trempée dans une solution résineuse pouvant se durcir en formant une coiffe présentant assez de résistance aux chocs pour recevoir les coups répétés d'un marteau à tête d'acier lorsque le piquet est enfoncé dans un sol dur. Cette coiffe augmente donc la résistance au choc du produit final. On peut éventuellement employer une coiffe amovible et réutilisable, selon qu'on veut l'employer une seule fois ou plusieurs. Les ingrédients 'fertilisants, ou leurs sourcesssne sont soumis à aucune limitation particuliere. ètc. pour satisfaire des besoins ou des cas particuliers. On peut préférer des concentrations relativement élevées en agents nutritifs, par exemple pour diminuer le nombre de piquets nécessaires par arbre. On peut remplacer en tout ou partie les agents fertilisants NPK indiqués par d'autres agents connus, comme par exemple Azote - Urée 46-0-0 Nitrate d'ammonium NH4NO3 35-0-0 Phosphate mono-ammonique 13-52-0 Phosphor > e Phosphate mono-ammonique 13-52-0 Tri-super-phosphate 0-46-0 Super-phosphate normal 0-21-0 Potassium- Sulfate de potassium K2 S04 0-0-48 Des agents nutritifs secondaires comme le calcium, le magnésium ou le soufre, utilisés par certains végétaux en quantités relativement importantes, peuvent être ajoutés si on le juge utile ou nécessaire, mais ils sont généralement présents dans le sol en proportions suffisantes. Les n micro-agents" sont naturellement sélectionnés de façon à introduire les traces d'éléments correspondants, suivant les éléments et les quantités désirées.Les produits introduits peuvent comprendre une ou plusieurs sources connues de fer, cuivre, manganèse, baryum5 zinc et molybdène. Les agents colorants n'ont pas d'autre objet que de donner au piquet une couleur caractéristique. Bien que le liant résineux soit une résine urée-formaldéhyde, son but est de former une structure relativement insoluble, et non d'apporter une quantité appréciable d'azote comme agent nutritif. La quantité de liant utilisée ne doit pas être supérieure à celle nécessaire à la résistance mécanique indispensable. Le liant "UF-71" préféré présente un rapport urée/formaldéhyde, soit de 1,00 à 1,38, soit de 1,00 à 1,80. Avec un liant résineux thermodurcissable tel que UF-71 ou son équivalent, un mélange convenablement préparé de 7 à 10% de liant et de 93 à 90% de NPK, ne contenant pas plus de 5% d'humidité libre, peut être mis par boudinage sous forme d'un piquet de résistance très satisfaisante à l'état "cru" On peut réduire l'addition d'eau aux ingrédients secs en préchauffant le mélange NPK/liant à une température suffisante pour fluidiser le liant et accélérer son durcissement. Avec le liant "UF-71", cette température est voisine de 83oC. Avec une teneur en humidité libre de 2,0 à 5,OX dans le produit allant à la boudineuse, aucune opération spéciale d'évaporation n'est nécessaire. Les piquets produits se séparent facilement du matériel de formage. Les piquets sortent de l'appareillage de mélange et de formage dans un état de propreté suffisant pour qu'aueun nettoyage ne soit nécessaire. Ils se durcissent suffisamment par 24 h d'exposition à une atmosphère à 22"C, à 60% d'humidité relative. Il va sans dire que ce délai peut être réduit par un apport extérieur de chaleur, par exemple d'origine radiante ou -diélectrique, ou dans un four. Le durcissement à l'atmosphère de liants, dont "UF-71" est un exemple est facilité par . a) une teneur en humidité de 2,0 à 5,070 > b) un léger abaissement du pH, - du à certains éléments formateurs d'acides dans la fraction NPK; c) l'addition de petites quantés d'un catalyseur comme le chlorure d'ammonium; d) la chaleur de frottement résultant de la formation sous pression d'un piquet. I1 doit y-avoir une certaine quantité d'eau présente dans les matériaux de formation du piquet cru, pour l'obtention d'un produit suffisamment solide après durcissement à l'air. Les ingrédients fertilisants principaux et le liant sont hygroscopiques dans la composition indiquée comme préférée. Par suite, exposés à une atmosphère humide, ils peuvent absorber suffisamment d'eau pour assurer au départ les conditions nécessaires à l'obtention d'un piquet durcissable de résistance suffisante à l'état cru. Si les ingrédients secs (liant et agents nutritifs) sont appréciablement déshydratés, on doit ajouter de l'eau au malaxage pour obtenir une liaison satisfaisante. Une addition de 1,5 à 2,5% en poids par rapport à l'ensemble des composants est alors recommandée au boudinage. Il a été trouvé que i'on peut obtenir un article fertilisant dur et rigide d'une forme déterminée, présentent une solidité mécanique et une résistance aux chocs lui permettant d'être, sans autre support matériel, enfoncé au marteau dans le sol sans se briser, et ayant une stracture sensiblement homogène formée essentiellement de particules non fibreuses comprenant des composés apportant des éléments fertilisants NPK, liées entre elles par un liant résineux pomymérisé sensiblement insoluble dans l'eau, cet article étant préparé par un procédé suivant lequel les composés fertilisants NPK et une résine thermo-durcissable non polymérisée, par exemple une résine urée-forma 1- déhyde, sont mélangés entre eux, par exemple par malaxage, Jusqu'à obtention d'un mélange sensiblement homogène de particules des composés NPK, revêtues par la résine thermo-durcissable non polymérisée, avec ensuite boudinage du mélange résultant en un article ayant une extrémité arrondie pouvant etre frappée par un marteau, et une extrémité pointue pouvant s'enfoncer dans le sol et polymérisation de la résine thermodurcissable à l'état de résine durcie, sensiblement insoluble dans l'eau. De façon inattendue, le produit boudiné présente à l'état cru une résistance suffisante pour être évacué de la boudineuve et pour être manipulé et emballé avant polymérisation de la résine,. sans s'émietter. Bien que l'emploi d'un liant résineux granulé incorporé au mélange des éléments fertilisants avant le boudinage soit jugé préférable, il doit etre entendu que l'on peut employer comme liant une résine liquide, dans des conditions assurant une répartition satisfaisante du liant liquide dans la masse de l'article et sa rétention par article, dans une proportion limitée, mais suffisante, par exemple comprise entre 5 et 15% en poids. I1 a été trouvé que, dans le cas de l'emploi d'un liant liquide, on peut améliorer quelque peu la qualité des articles obtenus si le liant est uniformément réparti sur toute la surface des particules sèches des fertilisants par un procédé convenable, par exemple par malaxage. Toutefois de nombreux liants liquides possèdent des caractéristiques indésirables, comme de contenir de l'eau ou un autre solvant devant être évaporé ou de ne se polymériser qu'à des températures élevées. Bien que des grosseurs approximatives de O,90mm et de 0,090mm soient respectivement préférées pour les fertilisants et pour le liant, ces conditions sont seulement préférées, n'étant pas une caractéristique impérative de l'invention. Lorsque les matériaux sont utilisés sous forme granulée, leurs dimensions peuvent être mesurées par l'opérateur Bien que l'invention ait été décrite en détail pour son illustration, -il doit titre entendu que les détails ne sont donnés-qu'à titre d'exemples, et que les spécialistes pourront y apporter des variantes sans sortir de l'esprit et du cadre de l'invention telle qu'elle est définie par les revendications suivantes. REVENDICATIONS 1. Aicle fertilisant dur et rigide possédant une forme, une solidité et une résistance aux chocs telles qu'il puisse stre enfoncé dans le sol par percussion sans support étranger et sans subir de dégât notable, caractérisé par une structure sensiblement homogène formée principalement de substances fertilisantes non fibreuses contenant de l'azote, du phosphore et du potassium, liées entre elles par un liant résineux thermo-durcissable polymérisé sensiblement insoluble dans l'eau. 2. Article fertilisant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est obtenu par formage sous pression à partir de substances pulvérulentes fertilisantes contenant de l'azote, du phosphore et du potassium, revêtues d'une résine thermo-durcissable non polymérisée de façon à donner un article solide formé de particules mécaniquement liées entre elles la résine étant ensuite polymérisée. 3. Article fertilisant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liant est une résine urée-formaldéhyde. 4.Article fertilisant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le: liant peut une réinefltirée-f0rmaldéhyde dans laquelle le rapport du 2 rmaldéhyde à l'urée est compris entre 1,38 partie et 1,80 partie environ de formaldéhyde pour une partie d'urée. 5. Article fertilisant selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est fabriqué à partir d'un mélange contenant de 90 à 93% en poids de substances fertilisantes et de 10 à 7% en poids de liant, par rapport au poids total du mélange. 6. Procédé de fabrication d'un article fertilisant pouvant être enfoncé dans le sol par percussion sans aucun support étranger et sans subir de dégâts notables, caractérisé en ce que : a) on prépare un mélange homogène de particules non fibreuses comprenant des substances pulvérulentes contenant des éléments fertilisants et une résine thermodurcissable non polymérisée; b) on soumet le mélange à une opération de formage sous pression donnant un article dans lequel les particules sont mécaniquement liées en une masse sensiblement homogène de forme telle que l'article puisse être enfoncé par percussion clans le sol; c) on amène la résine à l'état de produit polymérisé sensiblement insoluble dans l'eau. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la résine est une résine urée-formaldéhyde polymérisable. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une résine urée-formaldéhyde est mélangée avec les éléments fertilisants. 9. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le mélange est malaxé jusqu'à ce que les granules d'éléments fertilisants soient revêtus par la résine avant l'introduction du mélange dans l'appareil de formage. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la résine est une résine urée-formaldéhyde, ll. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par les points suivants : a) des substances contenant des éléments fertilisants sont malaxées avec une résine urée-formaldéhyde non polymérisée formant un liant jusqu'à ce que lesdites substances soient revêtues par la résine; b) le mélange résultant est introduit dans la cavité d'un appareil de formage et formé en un article de forme telle qutil puisse être enfoncé dans le sol par parcussion, et de solidité sous sa forme crue telle qu'il puisse être manipulé sans s'émietter notablement ; c) le liant résineux est polymérisé à l'état de résine thermodurcie sensiblement insoluble dans lteau avec formation d'un article fertilisant rigide, de forme, de solidité mécanique et de résistance aux chocs telles que l'article puisse être enfoncé par percussion dans le sol en l'absence de support -étranger sans être appréciablement détérioré.