Brevet FR2481644A1 — publié le 19811106

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un mat creux ou d'un matelas alvéolé que l'on réalise en revêtant,par une couverture étanche auxgaz et auxli- quides,les deux côtés d'une armature élastique ouverte, constituée d'un fil métallique ou de fils synthétiques, de manière qu'il en résulte un objet plat et souple ana- logue à un matelas et qui présente un espace creux élas- tique de hauteur définie. L'invention concerne également le produit ainsi réalisé. Les développementsactuels notamment dans la technologie du calorifugeage, de l'amortissement, de l'isolation et de la chaleur, établissent des critères tout à fait nouveaux pour les produits analogues à des textiles. Un faible poids avec une grande résistance spé- cifique, une grande flexibilité avec une bonne stabilité des formes, des possibilités de mise en oeuvre et de jonc- tion faciles pour des objets confectionnés en des dimen- sions qui en rendent l'utilisation rentable constituent les principales exigences pour l'utilisation, par exemple dans la réalisation de structures textiles, dans l'exploi- tation de l'énergie solaire et dans la technique de lgiso- lation, du calorifugeage et de l'amortissement pour lutter contre la chaleur, l'humidité et le bruit. Les produits textiles en des mousses, des plaques isolantes et des étoffes revêtues, qui sont aujourd'hui à la disposition des architectes et constructeurs, permettent de résoudre de nombreux problèmes,mais leur application est relativement "spécialisée" selon leurs propriétés spé- cifiques. Il manque un élément de construction textile qui,par une possibilité d'utilisation largement universelle, comble un vide dans ce domaine. L'invention vise à proposer un objet textile plat dont les propriétés permettent une telle utilisation largement universelle. On parvient au but visé par l'invention en recouvrant d'une couverture étanche auxgaz et auxliquides les deux côtés d'une armature élastique ouverte, constituée d'un fil métallique ou de fils synthétiques, de manière Qu'il en résulte un objet plat et souple, analogue à un mat ou matelas et qui présente un espace creux ou alvéolé élastique à la compression et de hauteur bien définie. La proposition de l'invention permet de réa- liser de façon particulièrement économique un objet plat et souple présentant un espace creux de volume pratiquement quelconque. Les procédés connus jusqu'à présent, comme par exemple l'utilisation d'un tissu à poils en double couche non découpée ou de deux couches de tissu reliées par une chaîne de liage, avec des revêtements subséquents, sont nettement plus onéreux à mettre en oeuvre en fabri- cation. Des exemples non limitatifs de l'invention seront maintenant décrits plus en détail en regard du dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une coupe d'un matelas alvéolé selon l'invention; et la figure 2 est une vue en perspective d'un matelas alvéolé et compartimenté. La figure 1 montre donc en coupe la structure d'un matelas alvéolé selon l'invention. La lettre a désigne une armature élastique, en fil métallique ou en filstex- tiles,très perméable horizontalement et de hauteur bien définie. En revêtant chacun des deux côtés de cette arma- ture a par une couverture b et c étanche au gaz et à l'air, on obtient un mat ou matelas présentant un espace creux ou alvéolé d pouvant servir de coussin pneumatique,mais aussi d'élément perméable à des gaz et à des liquides. Ce matelas alvéolé peut se fabriquer en les grandeurs les plus diverses sous forme d'un corps fermé ou sous forme d'une "matière courante à vendre au mètre" en pra- tiquement n'importe quelles largeurs et longueurs,et il peut correspondre aux dimensions de n'importe quel domaine d'application envisagé. On connaît des armatures ouvertes en fil métal- lique ou en des fils textiles et qui présentent une troisième dimension (épaisseur) bien définie. Ils ne constituent pas l'objet de la présente invention. Dans le cadre de la réalisation selon l'invention des matelas alvéolés, il y a lieu d'utiliser toutes les sortes d'ar- matures de ce genre qui présentent une élasticité suffi- sante et une structure assez ouverte pour qu'il reste suffisamment de place pour une alimentation suffisante et un écoulement libre de milieux aazeux ou liquides. Ces propriétés sont présentées par certaines armatures en du fil métallique élastique ou en des fils de mono- filament de synthèse, mais des fils multifilamentsou des fils fibreux revêtus peuvent également convenir. L'élasticité peut également être obtenue en soumettant l'armature terminée à un post-traite;aent par trempé ou projection de pulvérisation. Pour la couverture des deux côtés, on peut utiliser des produits et procédés les plus divers. La couverture peut comporter un enduit de revêtement appliqué directement ou indirectement. Comme feuilles ou couver- tures analogues à des feuilles, on peut appliquer di- rectement au cours des opérations de traitement sur l'ar- mature tous les plastomères ou élastomères extrudables ou que l'on peut étendre au rouleau. On peut cependant aussi appliquer à la surface de l'armature, par des procédés connus (collage, enduction à la flamme, enduc- tion à chaud),des feuilles usuelles destinées à un revête- ment. Ainsi, le revêtement par des couvertures peut être direct ou indirect. On peut utiliser pour la couverture une feuille fondue à chaud ou coulée. Cette feuille peut être appliquée comme pour le doublage ou l'enduction. Lors- qu'on utilise des objets textiles plats (étoffes ou tissus, nappes ou voiles, treillis), ils peuvent avoir été déjà préalablement revêtus ou bien ils peuvent être enduits ou revêtus après leur application comme couverture à la surface de l'armature. Les deux couvertures peuvent être constituées de la même matière ou de matièresdifférente.Elles peuvent présenter les mêmes épaisseur, couleur et transparence, ou avoir des caractéristiques différentes d'épaisseur, de couleur et de transparence. Comme exemples des matières synthétiques et/ou plastiques applicables, on peut citer les produits sui- vants: du chlorure de polyvinyle, du polyéthylène, du polypropylène, du polyuréthane, des polyéthylènes chlorés, des polymères fluorés, des résines époxydes. Dans un procédé de fusion à chaud, la matière d'enduction est extrudée par une filière sous forme d'une feuille qui est immédiatement disposée au-dessus de la bande continue de l'armature. Cette feuille préformée parvient immédiatement sur le substrat et peut avoir une épaisseur de 10 à 3 000 >j, l'épaisseur se situant avan- tageusement entre 200 et 2 000 j', On choisit la vitesse d'extrusion et la température de fusion selon la matière utilisée. Lorsqu'on utilise des feuilles terminées et que l'on trouve également dans le commerce pourie revêtement, on peut appliquer les procédés connus du collage, de l'en- duction à la flamme et de l'enduction à chaud. Les deux couvertures peuvent ainsi être simultanément appliquées, mais des phases opératoires séparées peuvent être égale- ment nécessaires, par exemple dans le cas de galvanisations. Lorsque l'on utilise comme couverture des ob- jets textiles plats enduits, ceux-ci peuvent être enduits aussi bien sur une face que sur les deux faces. Les pro- cédés d'application sont les mêmes que ceux décrits à propos des feuilles. Les couvertures peuvent être appliquées sous forme perméable ou imperméable à un rayonnement. En leur incorporant des pigments ou des colorants, on peut les rendre non réfléchissantes ou bien on peut les rendre fortement réfléchissantes à l'aide d'une surface miroi- tante (par exemple métallisée). Ainsi, l'une ou les deux surfaces des couvertures peuvent être fortement bril- lantes ou présenter un fini spéculaire. Cette métallisa- tion peut affecter l'une des deux surfaces des couvertures ou les deux. Elle peut être réalisée à l'aide d'une feuille métallique, par galvanisation ou par un dépôt de vapeur. En outre, l'une des surfaces des couvertures, ou les deux surfaces, peuvent être structurées, par exemple par marquage, gaufrage, estampage ou calandrage, afin de leur conférer dans une large mesure un effet optique, esthé- tique, de toucher, d'adhérence ou de non-dérapage. Par l'incorporation de pigments ou de particules métalliques conducteurs de l'électricité, on peut rendre électriquement conductricesl'une des couvertures ou les deux. C'est ainsi qu'en plus de la coloration, de l'impression, etc., on peut obtenir des effets superficiels durables comme des effets de plaques ou panneaux, de briques ou carreaux ou des conformations analogues à celles d'une matière céramique ou de l'ardoise. Des effets de ce genre peuvent être particulièrement intéressants et souhaités dans le do- maine de l'architectonique. On peut faire correspondre le comportement au feu (difficulté d'inflammation) de ce matelas alvéolé aux prescriptions relatives au comportement au feu d'après la norme DIN 4102. En plus de la résistance à la corro- sion, qui caratérise particulièrement les agents synthétiques d'en- duction, on peut également conférer aux couches de cou- vertures des caractéristiques constituant des précautions efficaces contre les dégâts dus à l'ultraviolet, contre le vieillissement ou le dépôt des poussières, de façon à as- surer de longues durées de présence et d'utilisation ef- ficaces. La forme de réalisation du matelas alvéolé selon l'invention présente de multiples aspects d'appli-. cation possible dans de nombreux domaines. C'est ainsi que le coussin d'air existant dans l'espace creux ou alvéolé du corps fermé du matelas assure une bonne isola- tion thermique et phonique, que l'on peut augmenter sans élévation notable du prix ou du poids en augmentant la hauteur de l'espace creux. Au contraire, la résistance à la transmission de la chaleur ne peut être améliorée dans les substances solides d'isolation qu'en augmentant la quantité de matière constituant ces substances et en en augmentant donc le poids et le prix de revient. Cela vaut également pour l'effet d'isolation contre l'humidité, qui est déjà conférée par 1'iimperrméabi- lité de la matière plastique utilisée pour la couverture des deux côtés et qui est encore facilitée par la réserve d'air existant dans l'espace creux. Lorsqu'on utilise le matelas de l'invention comme collecteur d'énergie solaire, on peut mettre à profit de manière économique cette propriété en utili- sant le matelas comme élément placé sur le toit ou en façade comme revêtement d'isolement à l'égard de l'humi- dité et de la chaleur. Dans la technique de récupération de l'énergie solaire, le matelas alvéolé constitue en outre un collecteur très efficace de l'énergie solaire pour tous les milieux caloporteurs gazeux ou liquides (eau, air, huile).La possibilité de souder le matelas creux alvéolé permet également une réalisation,à aspects ou applications multiples,du trajet d'écoulement du fluide. La figure 2 est une vue en perspective montrant par exemple la réalisation d'un système de tubes par for- mation de cordons de soudure (S) dans le sens longitudinal. Ces soudures pourraient être également réalisées dans un sens transversal. Elles peuvent être obtenues notamment par soudage à haute fréquence pour compartimenter partiel- lement le matelas creux ou alvéolé. Comme sur la figure 1, a désigne une armature en fil métallique ou en fils tex- tiles, élastique, horizontalement très perméable et de dimension en hauteur d bien définie; b et c sont des couvertures étanches aux gaz et à l'air; d est un espace creux ou alvéolé stable à la compression et à la flexion. Les soudures S donnent un compartimentage P en forme de tubes ou tuyaux. Selon l'application prévue, on peut cependant faire appel à d'autres procédés de compartimen- tage utilisant des soudures, des coutures, etc., notamment 2 4 8 1 6 4 4 pour allonger le trajet horizontal ou vertical d'un fluide caloporteur. La forme de réalisation des couvertures du matelas permet d'obtenir des effets particuliers dans le domaine de l'utilisation de l'énergie solaire. C'est ainsi que l'on peut appliquer par exemple d'un côté des couvertures minces et perméables au rayonnementalors que l'on obtient du - côté opposé, par incorporation de pigments ou de colorants, une très forte absorption de la chaleur (absence pratiquement totale de réflexion), ou bien par une surface réfléchissante (par exemple mé- tallisée) une forte réflexion des rayons. On peut ob- tenir de bons effets d'isolement en utilisant des mousses comme couvertures ou en incorporant à la cou- verture des nappes textiles plates. On peut encore citer diverses possibilités d'utilisation pour montrer la souplesse possible pour la mise en oeuvre. C'est ainsi que l'on peut utiliser par exemple le matelas de l'invention comme flotteur, car le coussin d'air se trouvant dans l'espace creux ou alvéolé rend le matelas capable d'être un porteur permanentet il constitue en outre une bonne protection contre le refroidissement en cas de basse température de l'eau. Par suite de sa grande élasticité à la compression, le produit fabriqué selon l'invention convient également comme matelas élastique pour les activités de gymnastique et pour les sauts, comme support antidérapant et pour des applications très diverses dans le domaine des struc- tures de textiles. Les exemples non limitatifs ci-après donneront quelques détails plus précis de réalisation. Exemple 1 L'armature est en fil métallique de 1 mm de diamètre. Sa hauteur de 100 mm. Les deux couvertures sont en fluorure de polyvinylidène de 2 mm d'épaisseur et de couleur noire. L'application des couvertures est réalisée par un procédé de fusion à chaud. Exemple 2 L'armature est un monofilament de polyester de 3 mm de diamètre. Sa hauteur est- de 50 mm. Une premiere couverture est constituée par une feuille transarente de polyuréthane de 0,5 m d'épaisseur. Une seconde couverture cst formée par une étoffe de polyceter de 1,5 nm d'épaisseur, revêtue de chlorure de polyvinyle,et sa face interne est métallisée. Exerple 3 Le matelas est obtenu c_,:- 1 exemple 2. Cc- pendant, la deuxième couverLura ast uneI dt'il! de chlo- sure ddpolyvinyle de i15,r - s 5-u, reire et sruc- turée, appliquée par unpIrc'd...- Exemple 4 C;ILctrrlatre.;;,derzr.---- A= Iqn=tyre:sri La d'unIonola: de - d obtento L Jt n-i d5 -m- ua r -i v6 d z dFsoidI- n n -,F - _ d;- - 1î n - d obtentioni' REVEND ICAT IONS 1. Matelas creux ou alvéolé, caractérisé en ce qu'il comporte une armature élastique (a), en nappe plane horizontalement très perméable, constituée d'un fil mé- tallique ou d'un fil synthétique avec une troisième dimen- sion bien définie en hauteur et qui est munie des deux côtés d'une couverture (b,c) en nappe plane de plasto:aères ou élastomères, étanche aux gaz et à l'air, de sorte qu'il existe entre ces couvertures un espace creux ou alvéolé stable à la compression et à la flexion. 2. Matelas alvéolé selon la revendication 1, caractérisé en ce que son armature consiste en un fil métallique. 3. Matelas alvéolé selon la revendication 1, caractérisé en ce que son armature consiste en un fil monofilament, un fil multifilament ou en du fil fibreux. 4. Matelas alvéolé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le fil de l'armature est revêtu au trempé ou par projection de pulvérisation. 5. Matelas alvéolé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couverture comporte un revêtement appliqué directement ou indirectement. 6. Matelas alvéolé selon l'une quelconque des revendications là 4, caractérisé en ce que la couverture est une feuille obtenue par fusion à chaud ou par coulée. 7. Matelas alvéolé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couverture est une feuille enduite. 8. Matelas alvéolé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couverture consiste en une nappe ou un objet textile plan enduit (étoffe, voile, tissu ou treillis). 9. Matelas alvéolé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les deux cou- vertures consistent en la même matière. 10. Matelas alvéolé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les deux couvertures consistent en des matières différentes. 11. Matelas alvéolé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les deux cou- vertures ont les mêmes caractéristiques d'épaisseur, de couleur et de transparence. 12. Matelas alvéolé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les couver- tures ont une épaisseur, une couleur et une transparence différentes. 13. Matelas alvéolé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'une des sur- faces des couvertures, ou les deux surfaces, est ou sont structurées. 14. Matelas alvéolé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'une des surfaces des couvertures, ou les deux surfaces, est ou sont fortement brillantes. 15. Matelas alvéolé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'une des surfaces des couvertures, ou les deux surfaces, est ou sont métallisées. 16. Matelas alvéolé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la métallisa- tion est constituée par une feuille de métal. 17. Matelas alvéolé selon l'une quelconque des revendications là 12, caractérisé en ce que la métallisa- tion est obtenue par galvanisation. 18. Matelas alvéolé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la métallisa- tion est un dépôt obtenu en phase vapeur. 19. Matelas alvéolé selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que l'incorpo- ration de pigments ou de particules métalliques conduisant l'électricité a rendu électriquement conductrices l'une des couvertures ou les deux. 20. Matelas alvéolé selon l'une quelconque des 2 4 8 1 6 4 4 revendications 1 à 19, caractérisé en ce qu'il est compar- timenté. 21 Matelas alvéolé selon l'une quelconque des revendications i à 20, caractérisé en ce que le comparti- mentage est réalisé C l'aide de soudures (S). 22. Matelas alvéolé selon l0une quelconque des rovendications 1 à 21, caractérisé en ce que le comparti- xtentage allonge le trajet découlement horizontal ou ver- tical dun zluide caloporteuro Y.J 23. Procfde de réalisation d'un matelas alvéolé szlon î.:unl cu lconCqu des revendications pzrécédentes, ca Cac.;':s n_ ce qu on îunit chacun des deux côtés d'une armLur.".iastie (a), D pezmable horizontalement, consis- ban'h:;n> un 'fl].,lal 3ic?_ ou:7.3 1 synthétique et- présent:ant_ une >-se d. r_,,-,. -;an h;cutr bien d aúinie, d'une couver- _'. ( s étzeche aCiJ az S'a à uair, -:- usr..-,]a f!exion.