Brevet FR2449072A1 — publié le 19800912

La présente invention concerne des matériaux isolants et, en particulier, des matériaux isolants thermiques ayant des propriétés réflectrices de la chaleur. Divers matériaux isolants sont connus constitués par un matelas ou couverture de fibres de verre, de laine minérale ou de plastiques expansés ou mousses mais ces matériaux comportent certains désavantages. Par exemple, les plastiques expansés tels que le polystyrène expansé sont facilement inflammables a moins que des produits ignifuges couteux ne soient incorporés dans le mélange initial. Ces matériaux habituels dépendent en grande partie pour leurs propriétés isolantes du mouvement limité de l'air alors que les matériaux isolants selon la présente invention possèdent la propreté supplémentaire de réfléchir la chaleur. En ce qui concerne les fibres de verre et la laine minéraie, ces deux matériaux ont tendance a créer des irritations aux yeux et a la peau du manipulateur. En outre, on doit comprendre que la fibre de verre peut également créer des irritations internes par les voies nasales et les poumons de l'opérateur a moins que cet opérateur ne porte un masque COnveila b7o. Il est un but de la présente invention de réaliser un matériau isolant qii surmente ou sensiblement réduit les désavan- tage res que comportent les matériaux isolants décrits ci-dessis. Selon la présente invention, on réalise un matériau isolant comprenant des éléments répartis au hasard comme définisci-après) comprenant au mons une partie déformés de façon a augmenter l'élasticité de l'élément et à aider a la formation d'espaces entre éléments adjcents dans cette répartition a nasard Dans la préente description, l'expression "élément est tissu pour désigner des filaments de diverses formes de sections transversa3-', par exemple, des sections transversales ci 'laii's, carrées ou rectangulaires, des bandes de largeur et/ou épaisseur nniform ou non uniforme, des flocons et des lamelles de formes géométriques régulières ou irrégulières et d'épaisseurs uniformes ou non uniformes, etc. Les éléments peuvent être réalisés a partir de feuiles ou films de matière métallisée, (qui comporte une couche superficielle d'oxyde naturelle) ou non métallisée, naturelle ou synthétique. Des exemples d'éléments métallisés sont les polyesters métallisés, le PVC métallisé ou du papier métallisé, par exemple, du papier ignifugé. Si on le désire, un mélange de matériaux métallisés et non métallisés peut être utilisé. La déformation du matériau peut être obtenue en étirant une partie d'un élément au-dela de sa limite élastique, en ondulant la totalité ou une partie , par exemple la région du bord d'un élément, en ondulant, en plissant ou perforant celui-ci Lorsqu'on utilise un film ou une feuille, qui peut, comme il est mentionné ci-dessus, être métallisé ou non métallisé, des feuilles peuvent être découpées et la déformation peut être appliquée avant,pendant ou après le découpage.Lorsqu'on utilise un film ou une feuille métallisé ou non métallisé , on a trouvé ctue les propriétés physiques de ceux-ci sont telles que les ondulations sont naturellement produites le long d'un ou de deux bords d'un élément en forme de bande formé lorsque le film ou a feuille est pissé au travers d'une machine à déchiqueter habituelle. En outre, en faisant varier l'épaisseur du film ou feuille, la largeur de l'élément en forme de bande et le degré d'ondulation, los propriétés physiques de l'élément peuvent varier. De telles rnachtne à déchiqueter le payer habituelles sont bien cornder et largement employées pour détruire des documents et les er ent; ainsi produits ont l;'.avantage de posséder de bonnes @opriétés d'élasticité ou de récupération lorsqu'ils sont broyés t@ils cccupent un volume relativement élevé. le revêtement métalli se peut être de l'aluminium ou tout autre matière métallique convenable.L'épaisseur de revétement métallisé peut s'élever jusqu'a un micron, le film ou la feuille servant de substrat pouvant avoir une épaisseur jusqu'a 50 microns et la largeur des éléments déchiquetés peut être aussi petite que sept microns e-e. élever jusqu'a 1 cm. a a trouvé que la conductivité thermique d'un échantillon e 5 cm d'épaisseur de PVC de 12 microns aluminisé par un revêdement de 0,300 microns ayant une largur d d'entassement de 7,5 kg/m3, est égale à 1,04 W/m20C. Pour un echantillon non métallisé ayant la même épaisseur générale, la même largeur de l'élément et la même densité d'entassement, la conductivité thermique est de 30% supérieure à celle de l'écantillon métallisé ce qui montre clairement l'avantage de surfaces réflectrices de la chaleur. On a également trouvé que la conductivité thermique d'un échantillon de 5 cm d'épaisseur de papier de journal ignifugé avec une largeur d'élément de 1 mm et une densité d'entassement de 50 kg/m3 est de 0,92 W/m20C. Lorsqu'il est enfermé dans une enveloppe de 25 p de PVC aluminsé a 0,3 microns la conductivité est réduite a 0,90 W/m20C.- Ces propriétés d'isolation peuvent se comparer avec la conductivité thermique d'un échantillon de 5 cm d'épaisseur d'un matelas de fibres de verre qui a une conductivité de 1,02 W/m2OC et des valeurs de conductivité thermique encore améliorées en utilisant l'isolation selon la présente invention, sont obtenues lorsque les largeurs des éléments sont réduites a des valeurs inférieures a 1 mm. Le matériau isolant selon la présente invention peut être utilisé pour isoler les toits et les parois de pièces dans des habitations domestiques et autres et peut également être utilisé comme charge pour des unités mobiles et fixes de séparation. En outre, les éléments en matière plastique aluminisée constituent une barrière très efficace de réflexion du rayonne un ment, ayant/pouvoir réfléchissant infra-rouge de plus de 95%. Etant donné que la perte de chaleur par rayonnement est supérieure à plus de la moitié de la perte de chaleur totale du corps humain au milieu environnant et sous des conditions d'air calme, les filaments de plastique métallisé sont très efficaces pour réduire la perte de chaleur du corps et peuvent être utilisés pour les vêtements isolants thermiques. En contrôlant le procédé de fabrication, on peut faire varier les propriétés de l'aggrégat isolant élastique d'éléments aluminsés pour l'adapter a des applications particulières (par exemple des éléments plus longs forment un enchevêrement ayant des qualités de manipulation et de draperie convenant pour une utilisation directe comme charge au cours de la fabrication de vêtements isolants. Des éléments plus courts forment un produit qui a des propriétés de fluidité similaires a celles du duvet de sorte qu'un procédé de remplissage par souffage pouvait être mis en oeuvre par exemple pour bourrer des sacs de couchage. La conductivité thermique d'un échantillon de 5 cm de 12 microns de PVC aluminsé à 0,300 microns avec un élément de largeur de 1 mm et une densité d'entassement de 7,5 kg/m3 est de 1,02 W/m2oC, ce qui peut favorablement être comparé à la conductivité pour une même épaisseur générale de toile pure qui est de 1,11 W/m2OC et les fibres de polyester qui ont une conductivité de 1,40 W/m20C. Un avantage du matériau isolant selon l'invention par comparaison avec le duvet et autres possibilités est que le fabricant n'a pas besoin de stoquer de grandes quantités de matière brute. Il peut réduire son espace de stockage en gardant des rouleaux compacts de films de matière plastique alumingsée et en formant les éléments quand c'est nécessaire en fonction de ses prévissns. Le fabricant peut également faire varier son procédé en ce qu'il peut ajuster le type de film de plastique utilisé pour complaire aux nécessités des clients et aux exigences légales. Le matériau peut être incorporé dans une enveloppe protectrice transparente au rayonnement infra-rouge, où des éléments individuels peuvent être revêtus pour leur permettre de résister aux diverses conditions de lavage. Le toucher du matériau peut être amélioré en lubrifiant les éléments au moyen d'adoucissants et lubrifiants de tissus habituels tels que le traitement de Dow Corning "Fibre Fill" (RTM) (désignation commerciale). En outre, les éléments peuvent être utilisés comme charge pour des vêtements rembourrés ou non-rembourrés tels que des anoraks et autres types de vêtements. Les éléments peuvent également être utilisés comme charge pour les sacs de couchage. Dans de tels cas, les éléments ont l'avantage, par opposition à h plupart des matériaux de rembourrage habituels, qu'ils ne sont pas hygroscopiques. Les articles habituels de vêtements ou de literie sont fréquemment rembourrés dans le but de maintenir une répartition raisonnablement égale de charge, par exemple, du duvet dans l'article. Les procédés habituels de rembourrage nécessitent beaucoup de soin pour disposer la charge et par conséquent nécessitent beaucoup de temps et sont coûteux. Des modèles et procédés divers de rembourrage sont connus mais, en général, ils comportent tous des régions nodales où les coutures passent entièrement au travers de l'article rembourré. Dans certains cas, il n'y a pas de matériau isolant ou de charge aux régions nodales qui consistent en deux couches superposés de matériau de recouvrement. Dans d'autres cas, le matériau isolant ou charge est lourdement comprimé aux régions nodales réduisant ainsi considérablement l'effet isolant et produisant des "points froids". On a trouvé que ces régions nodales ou points froids peuvent être évités en produisant un sous-assemblage comprenant une couche de matériau isolant recouvert par et sur lequel est cousue une couche de tissu naturel ou synthétique. La couture peut suivre tout modèle souhaité et de ce côté de l'isolant a opposé la couche de tissu, la couture passe au-travers d'une zone de rubans qui se conforment au modèle de couture souhaité Les rubans constituent un moyen pour renforcer les lignes de coutures et également servent a maintenir l'isolant en puce. Ce procédé est répété et les sous-assemblages ainsi cousus sont superposés l'un sur l'autre - isolant contre isolant - et finalement ourlés le long du périmètre pour former un tissu rembourré. Dans une telle réalisation, les éléments de l'isolant de chaque composant naturellement sont enchevêtres empêchant ainsl la séparation des deux assemblages. Si on le désire, et en une sécurité contre la séparation, les deux éléments peuvent être cousus l'un a l'autre par intervalles. De préférence, les lignes des coutures pour le rembourrés ge sori parallèles l'une à vautre et a angle droit par rapport a la c. rection générale des éléments isolants disposés sur la couche de tissu.; Lorsque deux de ces sous-assemblages sont super posés @ pcur former un assemblage rembourré, les lignes des coutures dans les sous-assemblages sont disposées a angrre droit l'une parrapport à l'autre. On a trouvez qu'en utilisant la même masse d'éléments par unité de surface de matériau, (par exemple 20g par 0,0929 m2) et en la cousant par différentes techniques diverses hauteurs et valeurs d'isola on levées sont obtenues. Un piquage rectilig ne a perpendiculaire avec un écartement de 3 donne un matériau avec une hauteur de i6 m et une conductivité de 3,03 W/m20C. Par le secund procédé e piquage de deux cotés perpendiculairement avez le même écartement, une hauteur de 24 mm est obtenue avec un ond@tivité de 2,18 W/m20C. Ceci démontre clairement l'avan tage du procédé de piquage des deux côtés Bien qu'on ait particulièrement insisté ci-dessus sur le cas où les filaments sont produits par déchiquetage et sont par conséquent sous forme de rubans, le matériau n'est pas # de telles sections. Une couche d'éléments peut être utilisée comme charge entre deux feuilles de matériau rigide qui peut ou peut ne pas posséder des propriétés d'isolant thermique et de réflexion de chaleur.Selon une autre possiblkté, les éléments peuvent être utilisés pour rempLr les poches des tissus et ainsi former des feuilles flexibles de matériau isolant Bien que les éléments peuvent être produits par déchiquetage, ils peuvent également être produits en découpant des bandes aux extrémités ou sur le côté à partir d'un rouleau d'un film (ou d'une feuille) monté sur un tour où un fuseau rotatif. La bande peut être continue ou discontinue comme on le désire. il est également possible de traiter un élément plat (c'est-à-dire non déformé)par traitement thermique pour produits les ondulations et un arrangement au hasard de tels éléments possède une élasticité inhérente. L'invention comprend également des matériaux de con 'flic-ion, des artidis de vêtements et de literie comportant de tels matériaux isolants Bien entendu diverses modifications peuvent être vrillisées par l'homme de art aux matériaux qui viennent 41 être droit uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. Revendications: 1. Matériau isolant, caractérisé en ce qulil comprend une disposition au hasard d'éléments tels que des filaments de différentes formes de sections transversales, des bandes d'épaisseur et largeur uniformes, des flocons ou lamelles de forme géométrique régulière ou irrégulière et d'épaisseur uniforme ou non uniforme, dont au moins une partie est déformée de façon a augmenter l'élasticité de ces éléments et a favoriser la formation d'espaces entre les éléments adjacents dans leur disposition au hasard. 2. Matériau isolant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments sont réalisés a partir d'une feuille de matériau métallisé ou non-métallisé, naturel ou synthétique. 3. Matériau isolant selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments sont réalisés a partir de polyester métallisé, de PVC métallisé ou de papier métallisé. 4. Matériau isolant selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que les éléments sont déformés en les ondulant, en les vissant ou en les perforant. 5. Matériau isolant selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que les éléments sont déformés en ondulant au moins une partie de la région du bord. 6. Matériau isolant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque élément a une épaisseur pouvant s'élever jusqu'a 1 mm et une largeur jusqu'a 1 cm. 7. Matériaulsolant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments sont traités thermiquement pour déformer l'élément. 8. Article comprenant une feuille de matériau sur laquelle se trouve une couche de matériau isolant selon l'une quelconque des revendications 1 a 7. 9. Article selon la revendcation 8, caractérisé en ce que la feuille de matériau est un matériau textile. 10. Article selon la revendication 8, caractérisé en ce que le matériau isolant et la couche de matériau textile sont fixés l'un a l'autre par piquage ou par un adhésif. 11. Article selon la revendcation 8, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un revêtement comprenant une couche de matériau isolant selon l'une quelconque des revendications l a 7. 12. Article selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un article de literie, par exemple un sac de couchage ou un duvet dans lequel se trouve une couche de matériau isolant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 13. Article selon la revendication 8, caractérisé en ce que la feuille est solide et est réalisée en matière plastique, bois de construction, panneau de plâtre ou métal. 14. Article selon l'une quelconque des revendications 8 et 13, caractérisé en ce que la couche de matériau isolant est en sandwich entre deux feuilles. 15. Procédé de fabrication d'un article selon l'une quelconque des revendications 8 a 12, où cet article est piqué, ce procédé se caractérisant par les étapes de: 1) produire deux sous-assemblages dont chacun comprend me couche de matériau isolant recouvert et cousu a une couche de tissu naturel ou synthétique. 2) superposer les sous-assemblages l'un sur l'autre isolant contre isolant -, et 3) fixer les sous-assemblages superposés l'un à l'autre. 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le piquage dans chaque sous-assemblage se fait selon un modèle de lignes parallèles. 17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que les lignes parallèles de piquage d'un sous-assemblage sont disposées à angle droit par rapport aux lignes de piquage du sous-assemblage superposé. 18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que le piquage sur chaque sous-assemblage passe par un arrangement de rubans qui est ajusté au modèle de piquage souhaité. 19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que l'élément de l'isolant recouvre la couche de tissu dans une direction à angle droit par rapport aux lignes de piquage envisagées.