Brevet FR2173324A1 — publié le 19731005

'invention concerne des éléments de construction a base de rubans obtenus à partir de feuilles de matière plastique, utilisables en particulier pour l'isolation thermique. L'industrie du bâtiment ainsi que d'autres secteurs techniques utilisent d'habitude pour l'isolation thermique des matières de faible densité. Ce sont en général des matières minérales ou encore des matières organiques naturelles comme par exemple, des briques en argile poreuse, des fibres de verre, des fibres minérales ou des fibres de laitier, des fibres végétales, de la laine de bois ou des matières similaires. Récemment, le vaste groupe des matières plastiques poreuses s'y est joint, comprenant la mousse de polystyrène, le chlorure de poly-vinyle, le polyéthylène et la mousse de polyuréthanne, etc. Ces matériaux sont souvent employés sous forme de matières composites. On connaît également des éléments de construction, pour la plupart des plaques composites, formés de couches isolantes minérales et de couches de recouvrement en matièresplastiquesnon transformées en mousses. De plus, on connaît des plaques fabriquées selon le principe du carton ondulé, en composant plusieurs couches de feuillestondulées en matière plastique en vue d'obtenir un effet calorifuge. Toutes ces matières possèdent un poids spécifique faible, c'est-à-dire de 10 à 300 kg/m3. Le coefficient d'isolation thermique varie à peu près en raison inverse de la densité, résultat connu du fait que l'isolation thermique est avant tout l'effet des gaz enfermés ou incorporés. Ces gaz se trouvant dans les pores et les interstices sont très souvent constitués par de l'air, mais dans le cas de matières plastiques transformées en mousses il peut aussi bien s'agir de résidus de gaz réactionnels provenant du procédé de moussage, par exemple de l'azote. Les coefficients de conductibilité calorifique de l'air et de l'azote (0,019 kcal/m.h. degré) ne représentent que des fractions des coefficients de la plupart des matières minérales ou naturelles (par exemple le coefficient du bois = 0,1 à 0,2 kcal/m.h.degré, de la brique = 0,7 kcal/m.h. degré). Les faibles coefficients de conductibilité calorifique et par conséquent les propriétés calorifuges des matières plastiques transformées en mousses résultent aussi bien de la quantité et de la conductibilité ca lorifique du gaz enfermé d'une part que de la faible conductibilité des polymères eux-mêmes d'autre part. La conductibilité calorifique du chlorure de polyvinyle, pour citer un exemple est de 0,15 kcal.m.h.degré, donc est de meme ordre que le coefficient du bois. Toutes ces matières ont des désavantages qui les recommandent peu pour certains secteurs d'application. Par exemple, dans le cas de matières organiques naturelles, telles que les hourdis légers bourrés de laine de bois ou les panneaux durs, l'absorption d'humidité est considérable. Pour cette raison l'isolation thermique est très réduite, car la conductibilité calorifique augmente avec la teneur en humidité. D'autre part, les matières plastiques moussées, en particulier celles aux pores fins et pénétrés intensément d'air, sont très facilement inflammables, à l'exception des matières plastiques auto-extinctrices. Il est donc indispensable de traiter la plupart de ces matières par des produits ignifuges. L'objet de la présente invention est un élément de construction constitué par un agglomérat de rubans non-orientés obtenus à partir de feuilles de matière thermo-plastique collable, peu ou non-plastifiée, les rubans formant l'agglomérat étant étroitement liés entre eux aux zones de leurs points de contact. L'élément de bâtiment qui a, de préférence, la forme dune plaque peut recevoir sur un seul ou sur les deux côtés une couche de recouvrement comprimée plus fortement par la chaleur et par la pression, ce qui prête à l'élément une rigidité propre suffisante. I1 peut autre ainsi très avantageux de revêtir l'élément sur un seul ou sur les deux côtés d'une 000i & : couc;e ae recouvrement de matière plus dure. Les rubans ondulés formant l'agglomérat nonorientés peuvent provenir de feuilles normales en matière nonétirée, obtenues par des procédés de calandrage, d'extrusion ou de coulée. Cependant, à cause de la simplicité du procédé de fabrication, il est particulièrement avantageux d'utiliser des feuilles en matière étirée en sens mono-axial ou biaxial. On peut utiliser en principé tous les types de matières plastiques, à condition qu'ils ne posent pas de problèmes de collage, par exemple des feuilles de polystyrène, polyuréthanne, polyacrylate, polyamide, polycarbonate, ou encore d'esters de cellulose. L'utilisation des rubans provenant de feuilles en poly(chlorure de vinyle) ou en poly(chlorure de vinylidène) est particulièrement avantageuse. Mais il est également possible d'utiliser des feuilles de copolymères de ces produits.Les feuilles utilisées pour l'élément de construction de l'invention ne doivent pas seulement se prêter au collage, mais également présenter une certaine rigidité propre afin de conserver le plus possible leur forme ondulée. Les feuilles non-plastifiées conviennent donc mieux, cependant, de faibles teneurs en additifs, particulièrement en plastifiants, ne sont pas gênants. L'épaisseur de ces rubans doit aller de a à 200 tel , de préférence de 10H à 100 )r p. La fabrication des éléments de construction selon l'invention est extrêmement simple. L'origine de l'invention est la constatation du fait que toutes les usines fabriquant des feuilles de matière plastique disposent de grandes quantités de rubans en tant que déchets, obtenus surtout en rognant les bords des feuilles et en découpant des panneaux larges à une largeur voulue. Ces rubans sont d'habitude enroulés en longs métrages sur des tambours plus petits, installés séparément à côté du tambour principal.Pour la fabrication d'éléments de construction de grande surface ou de grand volume, ces rubans plastiques peuvent etre utilisés en toute leur longueur. ais, pour faciliter leur maniement au cours des étapes suivantes de frisage et de collage, il est utile de découper les rubans à l'avance en métrages de 0,5-10 m, de préférence de 1 à 3 m de longueur. La largeur dépend également des dimensions de l'élément de construction à fabriquer. Des rubans larges de 2 à 50 cms, de préférence de 5et 20 cms, se prêtent mieux au procédé de fabrication. Si-on utilise des feuilles de matière non-étirée à l'avance, il est recommandé de faire passer les rubans entre une paire de tambours, de façon que le ruban à introduire soit tordu continuellement dans le sens de la longueur. Grâce à ce traitement le ruban se déforme de façon non-orientée et ondule plus ou moins fort. Cet effet peut etre intensifié en chauffant les tambours à des températures élevées. mais inférieures au point de fusion de la matière plastique utilisée. Les rubans provenant de feuilles étirées mono-axialement ou bi-axialement peuvent en général etre traités de la meme façon. Mais, il est encore plus simple d'utiliser l'effet recontraction de telles feuilles, en exposant les rubans des températures élevées dans la zone élastique, par exemple, sous l'influence de radiateurs infrarouges. Le frisage peut être également réalisé par toute autre méthode utilisée dans le domaine des feuilles ou des fibres, telle que le passage par des cylindres d'engrenage, l'étirage sur une arête vive ou d'autres méthodes similaires. Le résultat est en tout cas un agglomérat de rubans non-orientés de très grand volume et de faible poids spécifique. Ensuite une colle est pulvérisée sur cet agglomérat. Cette colle peut être simplement un solvant ou à base d'un solvant, par exemple une colle de chlorure de polyvinyle. On a également obtenu de bons résultats avec des colles de dispersion, en particulier à base de polyacrylate. Le choix dd la colle dépend de la matière des feuilles. Les rubans arrosés de colle par pulvérisation sont ensuite bien mélangés, et comprimés à faible pression sous la forme désirée dans une presse. La forme donnée ne doit pas être nécessairement cubique et peut être adaptée à l'ap plic.ation spécifique. Dans l'industrie du bâtiment on préfère presque toujours les plaques. Au lieu de ce procédé discontinu de fabrication, la compression peut se faire aussi de manière continue entre deux rubans sans fin. La pression obtenue par ce procédé est faible. Elle doit simplement suffire pour assurer la jonction des rubans de matière plastique pulvérisés de colle et pour obtenir la forme désirée. Une pièce moulée qui a été fabriquée de cette manière possède déjà une rigidité propre suffisante et peut servir à certaines fins sans nécessiter de traitement supplémentaire. On a aussi essayé d'augmenter la résistance des plaques en les renforçant uni-latéralement ou bi-latéralement. Le renforcement peut être obtenu par élévation de la pression et chauffage simultané jusqu'à la zone élastique des températures ; la surface ainsi traitée est finalement comprimée en une couche rigide de recouvrement, résistant à l'écrasement. Ce procédé de compression peut être combiné, le cas échéant, au procédé de moulage. La surface obtenue par moulage, ou comprimée selon la méthode précédente, peut aussi être revêtue d'une matière différente dure et plane. Un tel revetement peut être réa réalisé par exemple au moyen de plaques de bois ou de contreplaqué, carton, carton cuir, carton bitumé, papier, feuilles ou plaques métalliques ou encore de feuilles ou plaques en matière plastique. Dans ce cas, l'application d'un solvant ou d'une colle est nécessaire afin d'assurer la liaison (effet compound). En particulier dans le cas d'une plaque comprimée à la surface, on peut effectuer le revêtement par une résine de coulée qui durcit vite ou par une matière similaire ; ceci crée un effet compound eyceR'ent gracie à lasurface fissurée. Le poids spécifique de la pièce moulée obtenue dépend de la pression qu'on effectue sur l'agglomération au cours de l'étape de compression. I1 peut varier dans une large mesure, en général de 20 à 200 kg/m3, de préférence de 30 à 80 kg/m3. L'élégirent d'isolation thermique fabriqué selon l'invention possède de nombreux avantages. Les rubans de bord ou de découpage provenant de la fabrication et du conditionne~ ment des feuilles de matière plastique ne représentaient jusqu'ici que des déchets pour lesquels on ne pouvait guère trouver un emploi utile. Dans la plupart des cas, il n'est pas possible de prévoir une ré-utilisation pour la fabrication des feuilles, car cela risquerait d'en détériorer la qualité. De plus, comme les déchets de feuille disponibles sont très souvent de compositions différentes, il serait indispensable de les trier et de les emmagasiner séparément avant leur ré-ut i- lisation.C'est pourquoi la plupart de tels déchets de feuilles étaient jusqu'à présent dirigés vers les décharges publiques, entraînant des problèmes, surtout relativement aux questions très actuelles de la lutte contre la pollution. La présente invention permet donc une utilisation économique de ces déchets. Evidemment, des feuilles défectueuses après découpage peuvent également servir à fabriquer l'élément de construction selon l'invention. La fabrication est extrêmement simple et par conséquent économique. Un autre avantage est conféré par la matière elle-même qui n'absorbe pas l'humidité et ne la conserve pas dans les pores éventuellement existants. Pour cette raison, l'isolation thermique d'un tel élément de construction est tout à fait indépendant de l'humidité de l'air. L'inflammabilité est nettement réduite comparée à celle des mousses de matières plastiques finement distribuées. Les flammes ne trouvent point de renfort ni de transfert comme c'est souvent le cas d'autres matières isolantes. C'est surtout le cas du chlorure de polyvinyle qui a la qualité auto-extinctrice. Un autre avantage de l'élément de construction selon l'invention est sa surface plus ou moins fissurée qui se preste bien d'une part à l'application de mortier par exemple sur des murs ou du béton, et d'autre part comme fond de l'en- duit. I1 est également très facile de fixer l'élétnent de construction par des clous, des vis, etc. En examinant une plaque de 65 mm d'épaisseur, et de 75 kg/m3 de densité, dont la couche de recouvrement a été obtenue par compression des rubans plastiques, on a trouvé les coefficients de conductibilité calorifique suivants selon la norme allemande DIN 52 612. à 29,3 C h = 0,048 kcal/m.h.degré à 19,9 C = 0,044 kcal/m.h.degré à 10,4 C 8= 0,043 kcal/m.h.degré Lesééléments de construction selon l'invention possèdent donc des propriétés isolantes équivalentes ou même supérieures à celles des plaques calorifuges actuellement connues, mais sont nettement supérieurs à ces dernières quant aux avantages précités obtenus à l'utilisation et de plus ils peuvent etre fabriqués par un procédé bien plus économique. Une autre qualité très précieuse est le fait que les éléments de construction selon l'invention sont aussi, à un certain degré, des insonorisants. Si on utilise des rubans plastiques transparents, les éléments de construction possèdent en plus la propriété avantageuse de transparence diffuse. Les figures 1 à 3 illustrent des exemples d'éléments de construction selon l'invention sans limiter celle-ci. La figure 1 représente un élément constitué par un noyau en rubans plastiques 1 non orientés et par deux couches extérieures plus fortement comprimées 2. Selon la figure 2 un côté est revêtu d'une matière dure 3 tandis que l'autre côté est une couche 2 de rubans plastiques plus fortement comprimés. La figure 3 représente une plaque dont les deux côtés sont revêtus d'une autre matière. Les éléments de construction selon l'invention sont particulièrement appropriés à l'isolation thermique des toits, des plafonds, des murs, des planchers, etc. Ce ntest pourtant pas seulement dans l'industrie du bâtiment que ces éléments peuvent etre utilisés avec profit, mais leur application est également indiquée pour des surfaces dans beaucoup d'autres secteurs techniques, en particulier là où on veut empecher une perte de chaleur et assurer une isolation.- I1 est évidemment indispensable que la température de ces surfaces reste au-dessous de la zone élastique de la matière plastique employée selon le cas. REVENDICATIONS 1. Elément de construction constitué par un agglomérat de rubans non-orientés obtenus à partir de feuilles de matière thermo-plastique collable, peu plastifiée ou non-plastifiée, élément caractérisé par le fait que les rubans formant l'agglomérat sont étroitement liés entre eux aux zones de leurs points de contact, et que le cas échéant l'agglomé- rat est muni sur un seul ou sur les deux côtés d'une couche de recouvrement plus fortement comprimée, par action simultanée de la chaleur et de la pression. 2. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé par le fait qutil est muni sur un seul ou sur les deux côtés d'une couche de recouvrement en matière dure ou auto-durcissante. 3. Elément de construction selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que les rubans sont en matière plastique ondulée, non-étirée. 4. Elément de construction selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que les rubans sont en matière plastique étirée se contractant à la chaleur. 5. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les rubans collables sont en poly(chlorure de vinyle) poly(chlorure de vinylidène, polyearbonate, polyamide, polystyrène, polyacrylate, polyméthacrylate, polyuréthanne, esters de cellulose ou en copolymères de telles matières plastiques ; ou encore en mélangesde ces matières. 6. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'épaisseur des rubans est de 1 p à 200)r. 7. élément de construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il 3 possède un poids spécifique de 20 à 200 kg/m3.