Brevet FR2416172A1 — publié le 19790831

La présente invention concerne le domaine de l'emballage, de l'isolation, et du remplissage de cavités, au moyen de matériaux de calage , d'isolation ou de remplissage, et a pour objetaun sac auto-expansible destiné à ces effets. L'invention a également pour objet un procédé pour la mise en oeuvre de ce sac. Pour le remplissage et lremballage, on utilise généralement de la paille, des chutes de mousse, des copeaux de bois, ou ana logues. De même, pour l'isolation de tuyaux ou de conduites, il est courant d'entourer ces derniers avec des matières isolantes, telles que la laine de verre ou de roche. Cependant, ces procédés d'isolation, de remplissage, et d'emballage sont le plus souvent liés à un important dégagement de poussières, et, de ce fait, sont salissants, et nécessitent une dépense relativement importante pour leur mise en oeuvre. Pour pallier ces inconvénients, il a été proposé d'utiliser de la mousse de polyuréthane sous forme de demi-coquilles rigides ou semi-rigides, ou encore de couler "in-situ" de ladite mousse de polyuréthane. Ainsi, il est possible d'emballer un objet en sandwich entre deux demi-coquilles qui ont été pourvues chacune à la fabrication, d'une demi-empreinte de l'objet à emballer, dont le calage s'effectue alors dans un cocon de mousse sur mesure. L'isolation d'un tuyau s'effectuera de la même manière, par enveloppement entre deux demicoquilles, dont les cavités sont moulées à la forme et aux dimensions du tuyau à isoler. En cas a'emballage par coulée "in-situ", l'objet à emballer est préalablement placé dans un sac hermétique en polyéthylène, puis est introduit dans une caisse en bois ou en carton, et un mélange moussant de polyuréthane est coulé, à ltaide d'une machine spéciale, dans ladite caisse. Ce mélange s'expanse alors et polymérise en entourant intimement l'objet dans ses parties inférieures et latérales. Après cette première opération, on procède au recouvrement de la partie supérieure de l'objet par une deuxième coulée, de manière à emprisonner entièrement ce dernier dans un cocon de mousse. l'isolation de tuyaux s'effectue de la même manière, à l'exception toutefois de la prévision d'un coffrage autour du tuyau servant de récipient provisoire à la mousse. Le procédé de coulée "in-situ" de la mousse de polyuréthane est, en outre, relativement intéressant pour le remplissage des cavités de corps creux, en vue de leur isolation thermique et/ou phonique, ou de leur solidification. Toutefois, dans le cas d'isolation ou d'emballage entre deux demi-coquilles rigides ou semi-rigides, il est nécessaire de créer un moule spécial et coûteux pour chaque objet à emballer ou pour chaque tuyaux à isoler, les demi-coquilles devant, en outre, être fabriquées en usine spécialisée, puis expédiées et soes sous un grand volume chez l'utilisateur. Enfin, le procédé de coulée "in-situ", bien que présentant l'avantage de ne pas nécessiter d'aire de stockage, ni de moule, utilise une machine à mousser spéciale et sophistiquée qul ster- crasse à chaque arrêt prolongé, et les produits chimiques employés, qui sont stockés dans des fûts, doivent être utilisés rapidement une fois que ces fûts sont ouverts, à cause de leur sensit té à l'humidité, qui interdit les utilisations courtes et espacees. En outre, l'utilisateur de ce procédé doit connaître parfaitement la technique de la machine à mousser et du chimisme du polyuréthane. De plus, la coulée du mélange moussant de polyuréthane, très liquide au début, est toujours délicate, car souvent une partie du mélange fuit à travers des trous ou des fissures des rabats, des botes en carton destinées à l'emballage, ou des coffrages pour l'isolation. Ces fuites peuvent avoir de graves conséquences, du fait que le mélange moussant en cours d'expansion est poisseux et nocif, risquant d'occasionner des dommages divers. Enfin, du fait de l'état de la mousse en cours d'expansion, aucune manipulttion de celle-ci n#t possible, et elle ne peut donc que s'expanser librement. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Elle a, en effet, pour objet un sac auto-expansible permettant de conserver tous les avantages de la coulée "in-situ', et de fabriquer directement chez l'utilisateur des objets moulés tels que des coins de calage, et des demi-coquilles en mousse de polyuréthane sans installation spéciale. Le sac conforme à l'invention est essentiellement constitué par une enveloppe entièrement fermée en matière souple, étanche, et transparente, et par au moins deux sachets, également en matière souple, transparente, et étanche, hermétiquement fermés, intégrés dans l'enveloppe, et contenant les ingrédients nécessaires à la fabrication de la mousse de polyuréthane, à savoir, l'un, un mélange de polyols, d'activateurs, d'eau génératrice de gaz C02 pour provoquer l'expansion, et éventuellement un agent gonflant supplémentaire, tel que le trichlorofluorométhane, et l'autre, un isocyanate. Selon une caractéristique de l'invention, l'enveloppe du sac est pourvue dans sa partie supérieure, avantageusement sur les 2/3 de sa hauteur, de trous d'évents sur toute sa surface, et/ou dans les lignes latérales de soudure. L'invention a également pour objet un procédé de mise en oeuvre de ce sac auto-expansible, qui consiste à tenir 11 enveloppe en position verticale, de telle manière que les deux sachets se trouvent dans sa partie inférieure, à faire éclater les sachets par une pression énergique pour expulser les solutions chimiques qui s'écoulent dans le fond de l'enveloppe, puis à mélanger ces solutions par friction entre les parois de l'enveloppe, pendant une durée de 40 à 45 secondes, à étaler alors la mousse, au début de l'expansion, pendant 3 à 5 secondes, entre les parois de l'envelop- pe, et enfin, après que la mousse ait atteint environ le cinquième de son expansion, soit à déposer le sac dans une boite, en le recouvrant de l'objet à emballer dans le cas de la réalisation d'un emballage, un second sac étant posé sur l'objet, soit à l'enrouler autour d'un tuyau à isoler, soit encore à l'introduire dans une cavité à remplir, la mousse poursuivant alors son expansion définitive, et se polymérisant pour épouser intimement les formes des objets, ou des cavités. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ciaprès, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective d'un sac conforme à ltinven- tion les figures 2 et 3 sont des vues en perspective représentant le sac dans deux positions possibles pour sa mise en oeuvre la figure 4 montre l'opération d'éclatement d'un sachet la figure 5 représente l'opération de mélange des produits la figure 6 montre le sac au début de 1'expansion de la mousse la figure 7 montre l'opération d'étalement de la mousse la figure 8 représente le sac après expansion complète de la mousse; les figures 9 à 12 montrent, en coupe, les divers stades de l'em- ballage d'un objet la figure 13 est une vue en perspective représentant le mode d'emballage d'une pièce de poids élevé et de fortes dimensions les figures 14 et 15 montrent l'isolation d'un tuyau au moyen du sac conforme à l'invention les figures 16 et 17 représentent le mode d'isolation de tuyaux verticaux montés dans une gaine les figures 18 et 19 montrent le remplissage d'une cavité la figure 20 représente un mode d'isolation de combles la figure 21 est une vue en perspective d'un conformateur pour la réalisation de pièces moulées, et la figure 22 représente une pièce moulée obtenue au moyen du conformateur de la figure 21. Conformément à l'invention, et comme le montre plus particulièrement, à titre d'exemple, la figure 1 des dessins annexés, le sac auto-expansible est essentiellement constitué par une enveloppe 1 entièrement fermée sur ses bords par une soudure thermique d'une largeur comprise entre 1 et 3 mm, en une matière souple, étanche et transparente, et par au moins deux sachets 2 également en matière souple, transparente, et étanche, hermétiquement fermés, contenant les ingrédients nécessaires à la fabrication de la mousse de polyuréthane et intégrés dans l'enveloppe 1. L'enveloppe 1 est de préférence constituée par un film de polyéthylène à haute densité, ou par une matière analogue, d'une épaisseur de 10/100e de mm, et est pourvue, de préférence sur les 2/3 de sa hauteur, dans sa partie supérieure, de petits trous d'évents 3, répartis sur toute sa surface, et/ou dans les lignes latérales 4 de soudure, et présentant un diamètre compris avantageusement entre 0,5 et 2 mm. L'un des sachets 2 contient un mélange de polyols, d'acti 2 vateurs, d'eau génératrice de gaz CO pour provoquer l'expansion, et éventuellement un agent gonflant supplémentaire, tel que le trichlorofluorométhane, et l'autre contient un isocyanate. Ainsi, le sac selon l'invention renferme tous les ingrédients nécessaires à la fabrication d'une mousse de polyuréthane, ou analogue. les sa chets 2 sont de préférence constitués en film de polypropylène, ou analogue, d'une épaisseur comprise entre 0,02 et 0,05 mm, et sont hermétiquement fermés par une soudure thermique dtune largeur de 1 à 3 mm. Le procédé de mise en oeuvre du sac conforme à l'invention sera expliqué ci-après avec référence aux figures 2 à 12. le sac auto-expansible est suspendu à une potence 5, de telle manière que les sachets 2 se trouvent dans la partie inférieure de l'enveloppe si celle-ci est suspendue verticalement (figure 2), ou dans le coin inférieur, si l'enveloppe est suspendue obliquement (figure 3), et est pincée entre deux lames 6 et 7 de la potence 5 à environ 1/5e à 1/3 de sa base. L'opérateur expulse alors des sachets 2, d'une part, le mélange de produit dénommé ci-après polyol activé, et, d'autre part, l'isocyanate, afin qu'ils s'écoulent dans le fond du sac qui sert de chambre de mélange.Cette opération est réalisée, soit manuellement par une pression énergique des doigts (figure 4), soit au moyen d'une pince. le polyol activé et l'isocyanate sont alors intimement mélangés pendant une durée de 40 à 45 secondes, l'opérateur plaçant à cet effet ses mains de part et d'autre de la chambre de mélange, et frictionnant en un mouvement de va-et-vient linéaire et/ou circulaire ledit mélange entre les parois de l'enveloppe 1. Ce frictionnement est facilité par la souplesse du film de polyéthylène constituant l'enveloppe 1, et la transparence de ce film permet, en outre, de vérifier continuellement la qualité du mélange (figure 5). Après réalisation de ce mélange, l'opérateur retire le sac de la potence, et ledit mélange polyol activé-isocyanate s'expanse librement. La mousse atteint 10 à 20 % de son volume définitif en 10 à 15 secondes (figure 6), et est, à ce stade, extrêmement liquide et crémeuse, de sorte qu'elle peut facilement être étalée et répartie à volonté dans l'enveloppe 1 par la main de l'opérateur qui agit à travers la paroi souple pendant environ 3 à 5 secondes (figure 7). L'opérateur place ensuite le sac dans le fond d'une caisse en carton 8, et pose sur ledit sac l'objet à emballer, par exemple, une potiche 9 (figure 9).Cet objet 9 est alors lesté, soit par appui de la main, soit au moyen d'un poids 10, ou d'un sac de sable, ou analogue, de telle manière qu'il s'imprime dans la mousse en cours de formation (figure 10). l'expansion de la mousse se poursuit après l'introduction du sac dans la boite 8, pendant environ 35 à 40 secondes, jusqu'à son volume définitif, puis la mousse polymérise pendant une durée d'environ 45 secondes. A ce stade, le sac a complètement épousé les formes de la partie inférieure de l'objet 9 à emballer. Pour l'emballage de cet objet 9, l'opérateur utilise un deuxième sac, analogue au premier, et procède à nouveau de la même manière pour réaliser la partie supérieure du calage. Après introduction du sac en cours d'expansion (figure 10), l'opérateur ferme la caisse 8 avec un couvercle il (figure 11) en le chargeant éventuellement avec le poids ?0, afin d'éviter qu'il ne soit forcé par la mousse en expansion. Après expansion complète et polymérisation du deuxième sac, le poids 10 peut être retiré, l'objet 9 étant épousé dans toutes ses formes par les deux sacs qui forment un co-con protecteur (figure 12). La mousse 12 contenue dans l'enveloppe 1, n'occupe après expansion complète qu'environ 80 ç du volume de l'enveloppe 1 (figure 8), de manière à laisser subsister une possibilité de logement pour l'objet à emballer, ou pour le tuyau, ou analogue, à isoler. Dans le cas de l'emballage d'un objet lourd 13 (figure 13), tel qu'un moteur, ou analogue, ce dernier doit être soutenu, par exemple, par accrochage à une potence 14, au lieu d'être chargé, son poids propre étant largement suffisant pour réaliser une impression parfaite dans le sac. Lors de l'isolation d'un tuyau 15, ou analogue (figures 14 et vis), l'opérateur répète les mêmes opérations que décrites précédemment, et enroule, après expansion à environ 20 % et étalement de la mousse, le sac autour du tuyau en maintenant les extrémités entre elles au moyen de bandes adhésives 16, de ficelles, ou de tout autre dispositif de fixation. L'expansion et la polymérisation se poursuivent alors sur le tuyau, qui est pris dans une gaine de mousse (figure 15). Dans le cas de l'isolation de tuyaux verticaux 17 montés dans une gaine de grande profondeur 18, l'opérateur introduit le sac en cours d'expansion dans la gaine 18 en le lestant à sa partie inférieure avec un poids 19, et en le retenant avec une ficelle 20, ou analogue (figure 16). Après expansion complète et polymérisation de la mousse, les tuyaux 17 sont partiellement gainés de mousse (figure 17), et ltisolation totale de ces tuyaux sera obtenue par introduction d'un deuxième sac. Ainsi, en introduisant successivement plusieurs sacs auto-expansibles dans une gaine de grande profondeur, il est possible d'isoler complètement les tuyaux s'y trouvant. Le sac conforme à l'invention permet également le bouchage de fissures ou de trous 21 dans un mur, ou analogue (figure 18), par simple introduction du sac en cours d'expansion dans ladite fissure, qui est obstruée dans tous ses reliefs et contours après expansion complète et polymérisation (figure 19). Grâce à l'invention, il est également possible d'isoler des combles, comme représenté à la figure 20. les sacs en cours dtex- pansion sont alors posés entre les madriers du plancher 22 et fixés entre les solives de la toiture 23 réalisant une isolation parfaite après expansion complète et polymérisation. Enfin, l'invention permet également la réalisation de pièces moulées telles que des demi-coquilles, ou des coins de calage 24 (figure 22) par introduction du sac en cours d'expansion dans un conformateur 25 (figure 21). Après expansion complète et polymérisation, le conformateur 25 est ouvert, et le coin de calage 24 peut être démoulé. Grâce à l'invention, il est possible de réaliser une isolation, un emballage, ou un remplissage sans risque de salissure ou de pollution, l'enveloppe 1 conférant, en outre, à l'ensemble de sac auto-expansible une résistance à la traction accrue, de meilleures capacités d'absorption de chocs, et une parfaite étanchéité à l'air et à l'humidité. A titre d'exemple, la mousse de polyuréthane est réalisée à partir de deux sachets contenant, par exemple, l'un 100 parties en poids de polypropylène glycol du type connu sous la dénomination commerciale Dow Voranol RH 360, 0,5 à 2 parties en poids de silicone du type connu sous la dénomi nation commerciale Dow Corning DC 193, 0,2 à 1 parties en poids d'activateur amine tertiaire du type connu sous la dénomination commerciale Dabco, 2 à 10 parties en poids d'eau, 5 à 10 parties en poids d'agent ignifugeant du type connu sous la dénomination commerciale Phosgard C 22 R, et l'autre un isocyanate du type méthyl-phényl-diisocyanate tel celui connu sous la dénomination commerciale Bayer Desmodur 44 V 20 à raison de 110 à 230 parties en poids. Ainsi, pour un sac dont l'enveloppe présente les dimensions 50x45 cm et un volume utile de 17 litres, pour fabriquer 14 litres de mousse d'une densité de 25 à 30 g/litre, le premier sachet contient 114 g de polyol activé, et le deuxième sachet renferme 209 g d'isocyanate. Il est également possible d'utiliser d'autres mousses en relation avec le sac auto-expansible conforme à l'invention, telles que, par exemple : 1. Une mousse de polyuréthane-polyiso,cyanurate non inflammable, dont les constituants sont répartis en deux sachets, à savoir, dans l'un 100 parties en poids de polyol phosphoré chloré tel que celui connu sous la dénomination commerciale Solvay UM 235, 0,5 à 2 parties en poids de silicone du type connu sous la dénomi nation commerciale Dow Corning DC 193, 1 à 5 parties en poids d'activateur de trimérisation tel que celui connu sous la dénomination commerciale Dabco TMR 2 ou Polycat 41, 2 à 5 parties d'eau, et dans l'autre 180 à 230 parties en poids de méthyl-phényl-diisocyanate du type connu sous la dénomination commerciale Bayer Desmodur 44 V 20. 2. Une mousse phénolique non inflammable, dont les constituants sont-répartis en deux sachets, à savoir, dans l'un 100 parties en poids de résine phénolique, 5 à 30 parties en poids d'agent gonflant tel que le trichlorofluorométhane, et dans l'autre 5 à 10 parties en poids d'activateur de polymérisation. 3. Une mousse de polycarbodiimide non inflammable de densité 14 à 17 g/litre, dont les constituants sont répartis en deux sachets, à savoir, dans l'un 100 parties en poids de méthyl-phényl-diisocyanate du type connu sous la dénomination commerciale Bayer 44 V 20 44 V 10 - 44 V 40, et dans l'autre 3 à 6 parties en poids d'activateur de dimérisation, 3 à 8 parties en poids d'additif non feu diphénylerésylphphate. Il est également possible d'introduire les divers ingrédients entrant dans la composition de la mousse, dans l'enveloppe 1, au moyen de plus de deux sachets si le chimisme des mousses à obtenir l'exige, ou pour des raisons de commodité d'utilisation. De même, les différentes manipulations de l'enveloppe et des sachets, tant pour l'expulsion des produits que pour leur mélange et l'étalement de la mousse, peuvent également être effectuées mécaniquement, par exemple, au moyen de rouleaux, ou analogues. Enfin, le sac conforme à l'invention peut également être utilisé pour l'immobilisation d'un membre humain ou animal, en remplacement des attelles, des bandages de plâtres, ou analogues. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -REVENDICATIONS 1. Sac auto-expansible caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par une enveloppe entièrement fermée en matière souple, étanche, et transparente, et par au moins deux sachets, également en matière souple, transparente et étanche, hermétiquement fermés, intégrés dans l'enveloppe, et contenant les ingrédients nécessaires à la fabrication d'une mousse de polyuréthane, cu analogue, à savoir, l'un, un mélange de polyols, d'activateurs, d'eau génératrice de gaz C02 pour provoquer l'expansion, et éventuellement un agent gonflant supplémentaire, tel que le trichiorofluorométhane, et l'autre, un isocyanate. 2. Sac suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe est pourvue dans sa partie supérieure, avantageusement sur les 2/3 de sa hauteur, de trous d'évents sur toute sa surface, et/ou dans les lignes latérales de soudure. 3. Procédé de mise en oeuvre du sac auto-expansible, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à tenir l'enveloppe en position verticale, de telle manière que les deux sachets se trouvent dans sa partie inférieure, à faire éclater les sachets par une pression énergique pour expulser les solutions chimiques qui s'écoulent dans le fond de l'enveloppe, puis à mélanger ces solutions par friction entre les parois de lten- veloppe pendant une durée de 40 à 45 secondes, à étaler alors la mousse, au début de l'expansion pendant 3 à 5 secondes entre les parois de l'enveloppe, et enfin, après que la mousse ait atteint environ le cinquième de son expansion, soit à déposer le sac dans une boîte en la recouvrant de l'objet à emballer dans le cas de la réalisation d'un emballage, un second sac étant posé sur objet, soit à l'enrouler autour d'un tuyau à isoler, soit encore à l'introduire dans une cavité à remplir, la mousse poursuivant alors son expansion définitive, et se polymérisant pour épouser intimement les formes des objets, ou des cavités. 4. Sac suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les sachets renferment les ingrédients nécessaires à la fabrication d'une mousse de polyuréthane, et contiennent de préférence 100 parties en poids de polypropylène glycol du type connu sous la dénomination commerciale Dow Voranol RH 360, 07 5 à 2 parties en poids de silicone du type connu sous la dénomina- tion commerciale Dow Corning DC 193, 0,2 à 1 parties en poids d'activateur amine tertiaire du type connu sous la dénomination commerciale Dabco, 2 à 10 parties d'eau, 5 à 10 parties d'agent ignifugeant du type connu sous la dénomina tion commerciale Phosgard C 22 R, et l'autre un isocyanate du type méthyl-phényl-diisocyanate tel celui connu sous la dénomination commerciale Bayer Desmodur 44 V 20 à raison de 110 à 230 parties en poids. 5. Sac, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les sachets renferment les ingrédients nécessaires à la fabrication d'une mousse de polyuréthane-polyisocyanurate non inflammable, dont les constituants sont de préférence, dans l'un : 100 parties en poids de polyol phosphoré chloré tel que celui connu sous la dénomination commerciale Solvay UM 235, 0,5 à 2 parties en poids de silicone du type connu sous la dénomina tion commerciale Dow Corning DC 193, 1 à 5 parties en poids d'activateur de trimérisation, tel que celui connu sous la dénomination commerciale Dabco TMR 2 ou Polycat 41, 2 à 5 parties en poids d'eau, et dans l'autre 180 à 230 parties en poids de méthyl-phényl-diisocyanate du type connu sous la dénomination commerciale Bayer Desmodur 44 V 20. 6. Sac, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les sachets renferment les ingrédients nécessaires à la fabrication d'une mousse phénolique non inflammable, dont les ingrédients sont de préférence, dans l'un 100 parties en poids de résine phénolique 5 à 30 parties en poids d'agent gonflant tel que le trichioro- fluorométhane, et dans l'autre 5 à 10 parties en poids d'activateur de polymérisation. 7. Sac, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les sachets renferment les ingrédients nécessaires à la fabrication d'une mousse de polycarbodiimide non inflammable, dont les constituants sont de préférence, dans l'un 100 parties en poids de méthyl-phényl-diisocyanate du type connu sous la dénomination commerciale Bayer 44 V 20 44 V 10 - 44 V 40, et dans l'autre 3 à 6 parties en poids d'activateur de dimérisation, 3 à 8 parties en poids d'additif non feu diphénylcrésylphosphate.