Brevet FR2053322A1 — publié le 19710416

L'invention a pour objet un procédé de fabrication de nappes de remplissage utilisables en construction à partir de mélanges de déchets de fibres synthétiques. L'accroissement de la production des fibres synthétiques pose le problème de plus en plus important de l'utilisation des déchets. Surtout par suite de la baisse de prix des matières pre misères, la récupération de ces dernières à partir des polymères n'est souvent plus économique. De plus les exigences de qualité augmentent constamment pour les fibres textiles synthétiques, ce qui fait que même de faibles troubles dans la fabrication laissent souvent une grande quantité de matières fibreuses comme déchets. On a déjà formulé diverses propositions pour l'utilisation de ces déchets de fibres synthétiques. Dans les cas ourla récupération des matières premières n' est plus économique on a utilisé ces déchets par exemple pour la filature de fils grossiers et la production de feutres. On a également proposé d'efrilocher des mélanges des fibres synthétiques et de fibres étrangères comme la laine, le coton, la fibranne et les rayonnes, et de les remetre en forme entre deux feuilles de couverture par l'effet de la pression et de la chaleur accompagné d'une fusion ou dissolution des fibres synthétiques, afin de former des plaques ou des matériaux en nappe (brevet allemand nO 61 094). De telles plaques portant des décors ou colorées servent en raison des matériaux utilisés et de la fabrication en core relativement coûteuse surtout comme plaques de copeaux com primés ou comme succédané du contre-plaqué et forment donc un ma tériau assez précieux. En outre, il est connu (brevet autrichien nO 262.636) de fabriquer à partir de flocons, de matière mousse, de bandes, de feuilles, de déchets de papier, de fibres ou de fils, etc .. un article en nappe composite qui peut être utilisé comme nappe de remplissage pour l'isolation contre la chaleur, le froid, la pression, les chocs et aussi l'humidité. Comme les composants de ces matériaux sont exposés facilement à la moisissure et aussi combustibles, car ils peuvent contenir également du liège, de la paille, de la laine de bois, des roseaux, des feuilles de palmiers, etc .., ces maté riaux ne peuvent être utilisés d'une façon générale que lorsqu'ils sont imprégnés d'agents désinfectants et ignifuges. Même alors qu' ils ne peuvent pas concurrencer comme nappes de remplissage, celles qui sont comme dthabitude fabriquées à partir de fibres minérales. L'invention vise par conséquent la fabrication de nappes de remplissage qu'on peut utiliser par exemple dans la construction en élévation ou souterraine ou dans la construction automobile comme nappes de protection contre la chaleur, le froid ou pour l'inso norisation et qui ne sont non combustibles et ignifuges selon les spécifications en usage dans les branches ci-dessus et qui sont au moins équivalentes aux nappes de remplissage connues en ce qui concerne leurs propriétés. En même temps l'invention a pour objet la solution d'une difficulté importante de la fabrication des fibres chimiques, c' est-à-dire l'utilisation aussi complète que possible des déchets de fibres frais ou déjà stockés sur le tas. En effet on rencontre dans la fabrication des fibres chimiques selon le stade de celle-ci les déchets ci-après - Groupe O : produits granuleux ; - Groupe I : fils mêlés et non étirés contenant également des petits morceaux provenant d'une fusion - Groupe II : produits étirés lors du rilage mais n'ayant pas subi l'étirage définitif - Groupe III : produits non retordus et complètement étirés pou vant avoir reçu une torsion de protection - Groupe IV : produits retors ; - Groupe V : produits des groupes II à IV, mélangés évcntuclle- ment à d'autres fibres étirées, par exemple un fil texturé, ceci le cas échéant avec addition dc fibres découpées. Dans les divers groupes on peut trouver des titres très différents, et les produits peuvent contenir en outre des fibres mates, brillantes, profilées ou creuses. I1 est possible de trier les déchets produits couramment selon les groupes précités, de les séparer lors des divers stades de la production et de les mettre en réserve pour l'utilisation la plus appropriée du groupe considéré. Comme on peut éviter lors de l'élimination des déchets de fibres l'incorporation de matières étrangères comme la laine, le coton, etc .. on peut, grâce au procédé de l'invention, mettre de côté très facilement des mélange destinés à la fabrication des nappes de remplissage qui ne sont formées que par des déchets de fibres synthétiques Le procédé conforme à l'invention est caractérisé par le fait qu'on traite les déchets découpés et/ou défibrés, qu'on or me ensuite par effet aérodynamique une nappe avec la masse ribreuse ainsi traitée et qu'on consolide cette nappe par un traitement thermique, un liant thermoplastique étant incorporé lors du traitement des déchets ou lors de la formation aérodynamique de la nappe. Le terme "fibres" englobe bien entendu aussi bien les fibres sans fin que les fibres décoüpées. On a constaté que le procédé conforme à l'invention servant à fabriquer des nappes de remplissage à partir de déchets de fibres donne un produit qui, comme on l'explique plus loin, possède des avantages importants comparativement au produit obtenu selon les procédés antérieurs et qui est souvent même supérieur par ses propriétés aux matériaux connus jusqu'ici. Bien qu'il soit en principe possible de mélanger ensemble des déchets de divers polymères synthétiques et de traiter ces mélanges slon le procédé de l'invention, il est cependant préfé- rable de n'utiliser que des déchets du même polymère, ceci en raison du traitement thermique subséquent à effectuer. Selon la sensthlité àla chaleur du polymère à traiter on peut alors appliquer les températures et les cadences de production les plus avantageuses. On a trouvé qu'il est particulièrement indiqué d'utiliser des déchets de polyester car une nappe de remplissage en polyester, surtout en téréphtalate de polyéthylène, présente de très bonnes propriétés. De même le procédé conforme à l'invention donne de bons résultats quand les déchets sont des déchets de polyamide ou d'un mélange de polyester et de polyamide. Bien entendu il est possible d'utiliser chacun des groupes de déchets précités I à V, éventuellement en ajoutant de raibles quantités de produits granuleux pour la rabrication des nappes de remplissage selon le procédé de l'invention. On a cependant trouvé qu'il est avantageux de ne traiter que les produits des groupes II, III, IV ou V rormés par des déchets de matériaux étirés au filage, complètement étirés, non retordus et/ou retors. Quand le procédé de l'invention doit être appliqué surtout à des déchets des groupes II à V cela veut dire que les morceaux provenant d'une fusion et les déchets granuleux sont Gênants lors du traitement et peuvent être nuisibles à la qualité du remplissage. Par contre, cn peut parfois tolérer de tels produits quand on veut obtenir des efrets particuliers dans le nappes de rem plissage. Le liant incorporé à Lr masse fibreuse lors du traitement ou lors de la formation de la nappe peut être de nature thermoplastique et utilisé sous forme de poudres, fibres paillettes, etc Avantageusement, on incorpore à titre de liant du polyamide fibreux. I1 faut cependant veiller que le point de fusion du liant soit nettement plus faible que celui du polymère constituant le déchet. Pour réduire le coût de la fabrication des nappes de remplissage on a trouvé qu'il est indiqué d'utiliser comme liant un produit thermoplastique pulvérulent et surtout du polyéthylène ayant un point de fusion entre 110 et 1200C. On peut également se servir avec succès de résines phénoliques. De préférence la quantité utilisée du liant est de 8 % à 12 % par rapport à la masse du matériau mis en oeuvre (déchet plus liant ensemble). Avec ces proportions, les nappes de remplissage ont une solidité suffisante aussi bien de leur structure interne que de leur rigidité. Selon la largeur du dispositif de formation des nappes et. l'utilisation prévue pour les nappes de remplissage, il est avantageux de découper la nappe consolidée thermiquement après son refroidissement en des bandes et/ou des plaques. La mise en oeuvre du procédé de l'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple non limitatif ci-après Exemple On découpe des déchets de téréphtalate de polyéthylène des groupes II à V, puis on les soumet à un traitement de déribrage. La matière fibreuse ainsi traitée se présente alors à l'état floconneux avec des nodosités légères ou moyennes. Les poids volumiques du matériau traité séparément par groupes est indiqué sur le tableau I ci-après TABLEAU I Groupe Poids volumique Polyester II 0,012 à 0,014 g/cm3 Polyester III 0,010 à 0,012 g/cm3 Polyester IV 0,014 à 0,015 g/cm3 Polyester V 0,013 à 0,014 g/cm3 On produit par aérodynamie et insufflage d'air avec incorporation simultanée d'une poudre de liant thermoplastique à un taux de 10 % des nappes séparées par groupes. Comme poudres de liant on utilise les produits pulvérulents indiqués sur le tableau II. TABLEAU II Matériau Point de fusion Cranulométrie POidS volumique Résine phénolique 60 ... 1200C 100 m 0,375 g/cm3 PolyéthyJne 110 .. 120 C 250 m O, 300 g/cm3 La nappe formée aérodynamiquement est amenée en continu sur un tamis à travers un séchoir dont les températures sont comprises entre 190 et 2200C. Pendant le passage dans le séchoir on recouvre la nappe par le haut. Le séjour de la nappe dans le séchoir dépend de son épaisseur, du point de fusion du liant et de la circulation d'air dans le séchoir. Pour une circulation faible de l'air la durée du séjour est d'environ 8 minutes. Pendant la consolidation de la'nappe celle-ci subit une réduction de son épaisseur cn fonc tion de la vitesse de circulation de l'air, réduction qui est à attribuer à la fusion du liant. On refroidit ensuite la nappe consolidée, mais non encore transportable ni découpable, et à l'étant de nappe consolidée on mesure la densité brute indiquée sur le tableau III. Cette densité est bien entendu fonction du taux du liant et des conditions existant dans le séchoir. Selon l'usage prévu on peut obtenir ainsi des nappes légèrement ou fortement rigides. Pour les densités brutes indiquées sur le tableau III il s'agit de nappes d'une rigidité moyenne et la densité brute indique le poids spécifique apparent. TABLEAU III I Groupe Epaisseur de la nappe Densité avant conso- après conso- brute lidation lidation Polyester II 10 cm 6 cm 0,033 g/cm Polyester III 10 cm 6 cm 0,018 g/cm3 Polyester IV 10 cm 6 cm 0,029 g/cm3 Polyester V 10 cm 6 cm 0,028 028 g/cm3 La nappe consolidée peut ensuite être découpée au couteau ou à l'emporte-pièce pour former des bandes et/ou des plaques et utilisée de la manière suivante A.- Construction en élévation ou en profondeur Isolation contre la chaleur ou le froid et le bruit pour des plaronds à solives en bois, des planchers en bois sur solives, plafonds mansardés, caissons d' insonorisation, plaronds inclinés, toitures légères ; parois compartimentées, parois pleines à plusieurs couches, parois légères à plusieurs couches et éléments de béton. B.- Construction automobile Revêtements intérieurs de carrosseries, recouvrements de caissons de moteur, armoires frigorifiques, réservoirs d'essence, tramways, chemins de fer, etc ... C.- D'autres utilisations sont possibles partout où il s'agit d'obtenir une bonne isolation contre la chaleur, le froid ou le bruit par exemple, pour des armoires frigorifiques, des isolations de récipients calorifugés, etc ... Les tableaux comparatifs ci-après montrent que le produit obtenu selon le procédé de l'invention possèdedes propriétés absolument comparables à celles des produits se trouvant sur le marché. Le tableau IV indique le degré d'absorption du bruit selon DIN 52 212 pour une nappe de remplissage en polyester et pour diverses fréquences, comparativement à d'autres nappes similaires. Le rapport entre l'intensité sonore non réfléchie et celle d'entrée concerne une une- surface de 12 nui2. Le tableau IV indique que le produit obtenu selon le procédé de l'invention est supérieur au produit habituel d'insonorisation dans l'intervalle des fréquences raibles ( 2000 Hz). TABLEAU IV Matériau Epais seur Absorption du bruit 100 Hz 200 Hz 800 Hz 1000 Hz 4000 Hz 6300 H Polyester V 60mm 0,46 0,35 0,84 0,86 1,08 1,15 Fibre minérale 50mm 0,18 0,39 o,98 0,94 0,98 1,00 Parquet sous tapis 4,5mm 0,01 0,02 0,11 0,16 0,38 0,40 Laine de bois et ciment 60mm 0,16 0,19 0,71 0,76 0,82 0,91 Mur bri que pleine lOOmm 0,14 ~ 0,16 0,16 0,18 0,16 0,16 Sur le tableau V on indique approximativement les valeurs de conduction de la chaleur entre 0 C et 1000C et sur le tableau VI les résistances au passage calorifique en ronction de l'épaisseur D de la nappe, ceci pour divers matériaux de remplissage. TABLEAU V Matériau Conduction de la chaleur kcal TI in h E;rdl > . Plaques de mousse durcie de polystyrène 0,025 Plaques de fibres minérales (verre) 0,035 à 0,045 Polyester V 0,042 Plaques de laine de bois pour constructions légè res o, 080 TABLEAU VI iiatériau Résistanceiriau passage calo- [m2h ardi D-30 mm D-40 mm D-50 mm D- mm Polystyrène 1,2 1,6 2,0 3,25 Fibre de verre 0,85 1,0 1,43 2,3 . ~ Polyester V o,65 0,90 1,2 1,9 Laine de bois 0,40 0,5 0.75 1,15 Les deux tableaux montrent que les nappes de remplissage en polyester obtenues selon le procédé de l'invention occupent également une position avantageuse par leurs propriétés comparées aux nappes de remplissage déjà connues. Les épaisseurs supplémentaires comparativement au polystyrène et aux fibres de verre sont largement compensées par le coût moindre des matériaux et de la fabrication. Enfin, le tableau VII indique que les nappes de remplissage selon le procédé de l'invention, ont aussi des valeurs favorables concernant leur densité brute, c'est-à-dire leurs poids spécifique apparent, ceci vis-à-vis d'autres produits et sont même supérieures pour certains groupes de déchets. TABLEAU VII Matériau Densité brute Polyester II ..... V 0,018 ....... 0,033 g/cm3 Plaques de fibre de verre 0,025 ....... 0,030 g/cm3 Carreaux en fibre de verre 0,040 g/cm3 Carreaux en pierre moulue 0,030 ....... 0, 100 g/cm3 Plaques de liège 0,300 300 g/cm3 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de nappes de remplissage à partir de mélanges de déchets formés par des fibres synthétiques, caractérisé par le fait qu'on traite les déchets découpés ou défibrés, puis qu'on forme par aérodynamie une nappe avec la matière fibreuse traitée et qu'on consolide cette nappe par un traitement thermique, un liant thermoplastique étant incorporé pendant le traitement des déchets ou pendant la formation de la nappe. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les déchets utilisés sont des déchets de polyester. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les déchets sont formés par du polyamide 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que'les déchets sont constitués par un mélange de polyester et de polyamide. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les déchets sont rormés par des matériaux étirés lôrs du filage ou définitivement étirés, non retordus ou retors. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'on incorpore comme liant un polyamide sous forme fibreuse. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'on incorpore comme liant un produit thermoplastique et pulvérulent. 8. Procédé selon la revendlcatlon 7 > caractérisé par le fait qu'on incorpore comme liant du polyéthylène fondant entre 110 et 12O0C. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le taux du liant utilisé est compris entre 8 % et 12 %. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'on subdivise la nappe consolidée ther quement après son refroidissement, en vue d'obtenir des bandes ou des plaques.