Brevet FR2307930A1 — publié le 19761112

La présente invention concerne un matériau pour la construction et la décoration, présentant une faible densité et un pouvoir élevé d'isolation thermique et acoustique. On connait déjà de nombreux types de matériaux destinés à la construction et à la décoration, pour lesquels on s'est efforcé d'obtenir une faible densité et un pouvoir élevé d'isolation thermique ; en fait, ces deux paramètres, la densité et le pouvoir d'isolation thermique,varient en sens inverse l'un de l'autre, comme le montrent les exemples du liège,du bois,du feutre, des matières plastiques expansées, dont la conductibilité thermique est d'autant plus faible que la densité est moins élevée. Ces matériaux connus sont également de bons isolants acoustiques. Ils offrent cependant l'inconvénient d'être coûteux et très inflammables. L'invention vise donc essentiellement à réaliser un matériau pour la construction et la décoration, qui offre les mêmes avantages de faible densité et de pouvoir élevé d'isolation thermique et acoustique que les matériaux précédemment mentionnés, sans présenter cependant leurs inconvénients. On a déjà à proposé de constituer essentiellement de tels ou aérien matériaux par un liant hydraulique/(tel que du plâtre, du e cnauxi cimentu dans lequel est dispersé au moins un produit fibreux. Ce produit fibreux était cependant choisi jusqu'à présent parmi des matières premières relativement coûteuses et d'une densité relativement élevée, ce qui ne permettait pas de réduire la densite du matériau largement en dessous de 1. Le produit fibreux dispersé dans le liant hydraulique lui conférait, en outre, une structure hétérogène nuisant à ses qualités mécaniques (mauvaise résistance aux chocs, risques d'effritte ment). Le matériau pour la construction et la décoration selon l'invention est aussi constitué essentiellement par un liant ou ou aérien ou de la chaux - Chauxi nyoraul1que/ttel que du platre, au ciment dans lequel est dispersé au moins un produit fibreux, et il est caractérisé en ce que ledit produit fibreux est constitué par des fibres papetières. Par "fibres papetières", on entend, selon l'invention, des fibres provenant de pâtes à papier ou de papiers divers, de préférence de papiers de récupération. L'identification des fibres papetières contenues dans le matériau selon la présente invention peut être réalisée par les procédés et les moyens connus d'analyse des papiers. Ces procédés connus d'analyse des papiers reposent sur des caractéristiques physiques et chimiques précises des fibres,notamment de cellulose, qui constituent les papiers courants ; l'une des caractéristiques physiques desdites fibres papetières est notamment leur longueur qui est généralement comprise entre 0,9 mm (papiers à base de roseaux) et 25 mm (paniers à base de chanvre et de lin). ou aérien Le liant hydraulique/qui constitue essentiellement le matériau selon l'invention peut être soit du sulfate de calcium, soit du sulfate de baryum, soit un mélange de sulfate de calcium et de sulfate de baryum, soit un ciment mélangé de façon classique avec du sable. Le matériau selon l'invention peut présenter une densité largement inférieure à l'unité. On peut faire varier sa densité notamment entre 1 et 0,1, de façon continue, d'une part, en faisant varier le pourcentage en poids de fibres papetières que ledit matériau renferme, et, d'autre part, en faisant varier les conditions de préparation dudit matériau, d'une façon qui sera précisée ultérieurement. A sa faible densité, ajustable dans un large intervalle, le matériau selon l'invention allie un pouvoir élevé d'isolation thermique et acoustique. Ces propriétés avantageuses ne résultent cependant pas d'une structure hétérogène dudit matériau, ce dernier offrant au contraire une structure sensiblement homogène, dans laquelle les fibres papetières sont régulièrement dispersées : en coupe ce matériau ne révèle pratiquement aucune discontinuité repérable à l'oeil nu. Grâce à cette structure sensiblement homogène,le matériau selon l'invention offre de très bonnes propriétés mécaniques, notamment une excellente résistance aux chocs, une fragilité très inférieure à celle du plâtre pur et une absence presque totale d'effrittement à la manipulation, ce qui lui permet d'être scié sans aucun problème. Constitué avec deux produits de prix peu élevés, le ma tériau selon l'invention est également peu coûteux, notamment lorsqu'on y incorpore des fibres papetières provenant de papiers de récupération, par exemple de vieux journaux, ou encore de livres, de revues, de cartonnages ou d'emballages mis.au rebut. On pourrait craindre que le matériau selon l'invention ne soit facilement inflammable et combustible, et ce d'autant plus qu'il renferme plus de fibres papetières. En fait, l'expérience a montré que ce matériau n'est pas susceptible de s'enflammer spontanément comme le font le liège, le feutre et les matières plastiques expansées. Lorsqu'il contient moins de 5% en poids de fibres papetières, le matériau selon l'invention est incombustible, même s'il est en contact permanent avec une flamme. S'il contient plus de 5% en poids de fibres papetières, le matériau selon l'invention se consume doucement, a la façon d'une cigarette. Dans tous les cas, des retardateurs ou des inhibiteurs de combustion, tels que des bromures, des phosphates, des borates, etc peuvent être incorporés au matériau selon l'invention. Dans une forme de réalisation préférée, le matériau selon l'invention renferme de 0,1% a 25% en poids de fibres papetières et, de préférence, de l a 10% en poids de fibres papetières. Ledit matériau peut renfermer également d'autres produits, par exemple fibreux, provenant de chiffons ou de bois, de fibres minérales, de fibres synthétiques, etc.... Ce matériau peut également renfermer des adjuvants, tels que des retardateurs de prise (phosphates ou éthylène diamine tétraacétique) ou des acc8lérateurs de prise, des durcisseurs, des plastifiants (émulsions de polymères ou de copolymères) des colorants, ainsi que les retardateurs ou les inhibiteurs de combustion déjA mentionnés. En plus des propriétés essentielles mentionnées ci-dessus qui résultent de la présence des fibres papetières, il est donc possible de conférer au matériau selon l'invention des propriétés physiques et mécaniques très diverses, adaptées a chaque application envisagée, grâce a l'incorporation d'adjuvants et d'autres produits, éventuellement fibreux. C'est ainsi que l'on peut réaliser des matériaux selon l'invention diversement colorés, en y incorporant des fibres papetières elles-mêmes colorées, c'est-a-dire provenant de papiers colorés. L'invention concerne également un procédé de fabrication du matériau précédemment défini. Ce procédé consiste à disperser des fibres papetières dans un volume d'eau approprié, par agitation, turbinage ou pompage, puis à verser une quantité appropriée de liant hydraulique pul vdrulent dans la dispersion aqueuse de papier, en poursuivant l'agitation ou le turbinage jusqu'd obtenir une composition pâteuse homogène, que l'on laisse ensuite prendre et sécher. Cette composition pâteuse peut être coulée dans un moule où on la laisse ensuite prendre et sécher ; on peut ainsi fabriquer des panneaux-, des plaques, des briquettes, ou d'autres éléments de formes diverses, qui peuvent servir notamment au garnissage de cloisons ou de murs, à la réalisation de plafonds acoustiquement isolants, etc... La composition pâteuse obtenue par le procédé selon l'invention peut aussi être déposée comme un enduit sur la surface d'un autre matériau, par exemple pour revêtir des murs, des plafonds, des charpentes métalliques, etc... Dans tous les cas, les conditions d'application de prise et de séchage du matériau selon l'invention diffèrent très peu de celles du plâtre pur,ou du ciment, ou de la chaux. On va décrire-, ci-après, quatre exemples d'exécution du procédé de fabrication d'un matériau selon l'invention. Premier exemple Dans une cuve contenant 40 litres d'eau ordinaire, on disperse 17 6 kg de morceaux de vieux journaux ; la dispersion des mor- ceaux de papier dans l'eau est de préférence facilitée et accélérée en utilisant un agitateur mécanique, une turbine ou encore une pompe ; l'emploi d'un agitateur susceptible de déchiqueter le papier permet d'introduire celui-ci en morceaux plus importants. On obtient ainsi une pâte assez homogène, dans laquelle on verse 40 kg de plâtre pulvérulent, constitué essentiellement par du sulfate de calcium. Le gâchage du plâtre dans la pâte est assuré en poursuivant l'agitation ou le- turbi- nage avec les moyens mentionnés, jusqu'à obtention d'une composition pâteuse homogène. Cette composition pâteuse homogène est ensuite coulée dans des moules pour former par exemple des panneaux.Elle peut être aussi déposée comme enduit sur la surface d'un mur ou d'un plafond. Après séchage, le matériau obtenu dans les conditions précédemment décrites, qui contient environ 4% en poids de fibres papetières, présente une densité voisine de 0,6. Deuxième exemple Dans une cuve contenant 40 1. d'eau, additionnée d'un mouillant anionique ou cathionique, on disperse 5 kg de morceaux de vieux journaux, en utilisant les moyens indiqués dans le premier exemple. La présence de l'agent mouillant favorise l'em- pâtage du papier dans l'eau. Dans la pâte ainsi obtenue, on gâche 1S kg d'un plâtre pulvérulent constitué par un mélange de sulfate de calcium et de sulfate de baryum. Après prise et séchage, on obtient un matériau qui contient environ 25% en poids de fibres papetières et qui présente une densité voisine de 0,2. L'expérience a montré que la densité du matériau après séchage dépend des pourcentages respectifs des différents constituants de la composition pâteuse homogène formée dans la cuve la densité du matériau final diminue lorsque l'on augmente le pourcentage d'eau ou le pourcentage de papier ; par contre, des matériaux sensiblement de même densité peuvent être obtenus avec des pourcentages croissants de papier et des pourcentages décroissants d'eau. Troisième exemple Dans une cuve contenant 40 1 d'eau ordinaire, on disperse 6 kg de morceaux de vieux journaux. Après agitation ou turbinage, on obtient une pâte assez homogène dans laquelle on verse un mélange pulvérulent constitué par 40 kg de ciment (tel que celui connu sous la dénomination "CPA 325") et 154 kg de sable (tel que du sable de rivière) . La densité du produit sec obtenu après séchage est d'environ de 1. Quatrième exemple Dans une cuye contenant 60 1 d'eau ordinaire, on disperse 20 kg de morceaux de vieux journaux. Après agitation ou turbinage, on obtient une pâte assez homogène dans laquelle on verse un mélange pulvérulent constitué par 60 kg de ciment (tel que celui connu sous la dénomination "CPA 325tut) et 120 kg de sable (tel que du sable de rivière) . La densité du produit sec obtenu après séchage est d'environ 0,65. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1.- Matériau pour la construction et la décoration, à faible densité et à pouvoir élevé d'isolation thermique et acoustique, constitué essentiellement par un liant hydraulique/ dans lequel est dispersé au moins un produit fibreux, caractérisé en ce que ledit produit fibreux est constitué par des fibres papetières (notamment des fibres papetières provenant de papier de récupération). 2.- Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il renferme de 0,1 % à 25 % en poids de fibres papetières. 3.- Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il renferme de 1 à 1CS en poids de fibres papetières. 4.- Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il renferme également d'autres produits, par exemple fibreux. 5.- Matériau selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il renferme des adjuvants tels que des retardateurs ou des accélérateurs de prise, des durcisseurs, des plastifiants, des colorants, des retardateurs ou des inhibiteurs de combustion. 6.- Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il renferme des fibres papetières co lorées. 7.- Procédé de fabrication d'un matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à disperser des fibres papetières (notamment des fibres papetières provenant de papier de récupération) dans un volume d'eau approprié, par agitation, turbinage ou pompage piuis à ou ae ien verser une quantité appropriée de liant hydraulique pulvérulent dans la dispersion aqueuse de papier, en poursuivant l'agitation ou le turbinage jusqu'à obtention d'une composition pâteuse homogène, que lton laisse ensuite prendre et sécher. 8.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la composition pâteuse est coulée dans un moule où on la laisse ensuite prendre et sécher. 9.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la composition pâteuse est déposée comme un enduit sur la surface d'un autre matériau (paroi, plafond, etc...) où on la laisse ensuite prendre et sécher. 10.- Produits, tels que panneaux, plaques, briquettes, revêtements, constitués avec le matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.