Brevet FR2604993A1 — publié le 19880415

PRODUIT ISOLANT REALISE IN-SITU, FIBRES OU PARTICULES ENTRANT DANS SA COMPOSITION ET PROCEDE DE PREPARATION La présente invention concerne le secteur de la construction et plus particulièrement celui du revêtement, notamment de l'isolation avec des produits, notamment isolants, réalisés in-situ à partir de particules ou de fibres minérales et de liants projetés. Il est connu par le brevet français 2 442 807 d'isoler un support en projetant sur lui d'abord un liant organique constitué par un agent filmogène en solution colloïdale dans un solvant, puis simul- tanément, d'une part, par une première buse, du même liant organique que précédemment en solution colloïdale et d'autre part, par une se- conde buse, un mélange de particules, notamment de fibres minérales, et d'un agent en poudre de coagulation du liant organique, en particulier du borax, et éventuellement de pigments et de charges. Cette technique est essentiellement employée pour l'isolation de locaux industriels, et lorsqu'il s'agit plus particulièrement de plafonds, du fait de l'action de la gravité sur les produits projetés, on observe un hétérogénéité dans l'épaisseur de l'isolant obtenu, une migration du liant et des éventuels pigments de coloration dans l'épaisseur et leur rassemblement en surface, ce qui se traduit par la formation d'une croOte inesthétique et techniquement néfaste, notamment du point de vue acoustique et du point de vue résistance au feu. Ces inconvénients sont dûs, au moins en partie au fait que le liant distribué indépendamment des particules, des fibres en parti- culier, ne les atteint pas toutes et donc, est à la fois non uniformé- ment réparti et mal retenu par lesdites particules ou fibres. Il a été essayé de diminuer la quantité de liant projeté pour réduire le risque feu, mais dans ce cas, les propriétés mécaniques de l'isolant formé sont insuffisantes. En outre, la trop grand multiplicité de produits à amener sur un chantier, le risque de gel du liant l'hiver, constituent des in- convénients supplémentaires. La présente invention vise à fournir un revêtement, et en particulier une isolation, réalisable in-situ par projection, dans le- quel les inconvénients précités de l'art antérieur sont supprimés, dans lequel en particulier la répartition du liant dans l'épaisseur du revê- tement et notamment de l'isolant réalisé est plus homogène, ce qui conduit a de meilleures caractéristiques techniques dudit revêtement par exemple isolant. Dans un développement intéressant de l'invention, il est éga- lement possible de résoudre le problème de la multiplicité des produits nécessaires sur un chantier, de façon à n'avoir plus à projeter que de l'eau en même temps que les fibres ou particules. Pour cela, l'invention propose une fibre de verre ou de ro- che, et en général une particule, revêtue d'un film de polymère à base d'alcool polyvinylique possédant des fonctions hydrophiles libres, réactivables ultérieurement par l'eau pour permettre la réticulation du polymère en présence d'un agent de réticulation ou de coagulation, adapté. Avantageusement, ces fonctions hydrophiles réactivables sont des fonctions carboxyliques. Avantageusement, le polymère est incomplètement saponifié. Dans une forme préférée, l'invention propose de réaliser un mélange de telles particules ou fibres revêtues avec l'agent de coagu- lation en poudre, ce mélange s'obtenant par déchiquetage d'amas de par- ticules, et en particulier du feutre de fibres séché et formé à la sortie de l'unité de fabrication et de revêtement des particules ou fi- bres, pour former des amas élémentaires desdites particules ou des flo- cons desdites fibres auxquels on ajoute la poudre. L'invention propose également en application, un procédé de réalisation d'un revêtement, en particulier isolant, sur un support à partir de ces particules ou fibres revêtues, procédé consistant essen- tiellement à projeter sur le support, simultanément d'une part des par- ticules ou fibres revêtues de leur polymère réactivable, et d'autre part en solution ou en dispersion notamment dans l'eau, l'agent de coa- gulation. En application, l'invention propose une seconde variante de procédé de réalisation d'un revêtement notamment isolant sur un support à partir de particules ou fibres revêtues, procédé consistant essen- tiellement à projeter sur le support, simultanément d'une part les par- ticules ou fibres revêtues de leur polymère réactivable dont des amas élémentaires ou flocons sont mélangés avec de la poudre d'agent de coa- gulation, d'autre part de l'eau. Avantageusement, l'agent de coagula- tion est un borate ou du suflate d'alumine. L'invention propose également un dispositif pour projeter des particules ou des fibres et du liquide sur un support. L'invention sera maintenant décrite plus en détail en réfé- rence aux figures Jointes qui représentent: figure 1: une vue schématique d'une unité de fabrication et de revêtement de fibres selon l'invention, figure 2: une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif pour projeter les particules, notam- ment les fibres, et un liquide sur un support, figure 3: une coupe selon I-I du dispositif selon la figure 2. L'invention concerne des particules en général, aptes à être projetées sur un support pour y réaliser un revêtement par exemple iso- lant, et elle s'applique plus particulièrement à des fibres notamment de verre ou de roche. Dans la description qui va suivre nous prendrons en exemple uniquement les fibres de verre ou de roche, mais il est entendu que d'autres particules sont aussi concernées ainsi par exemple des fibres céramiques, des billes expansées en particulier en verre, la vermiculi- te, etc... L'invention propose de préparer des fibres traitées, qu'on pourra stocker puis utiliser ultérieurement pour constituer un revête- ment d'un support en les projetant contre ce support, la liaison avec le support et les différentes fibres entre elles s'opérant grâce aux produits de traitnement des fibres présents sur les fibres, qui sont réactivés et réticulent grâce à l'adjonction d'un nombre limité de constituants supplémentaires et dans un mode de réalisation particuliè- rement avantageux grâce à l'adjonction d'eau uniquement. Ce traitement des fibres consiste essentiellement en leur revêtement par un polymère modifié à base d'alcool polyvinylique présentant des capacités d'adhé- rence sur ces fibres, des capacités de réaction ultérieure avec l'eau. L'adhérence sur les fibres de verre ou de roche résulte de la présence dans la chaine du polymère de fonctions du type cationique ou carboxylique. Avantageusement cette adhérence sur les fibres peut être amé- liorée et/ou complétée par l'adjonction d'un agent tensio-actif du type oxyde d'amine, lauryle d'amine, qui favorise le mouillage des fibres, l'étalement de la solution de polymère et donc la réalisation d'un film de gainage sur la majeure partie de la surface desdites fibres. La capacité de réactivation par l'eau dépend également de fonctions présentes dans la chaine du polymère. Des fonctions carboxy- liques en supplément de celles qui auraient pu être monopolisées pour réaliser l'accrochage sur les fibres, peuvent s'hydrolyser rapidement. Cette capacité du polymère à être réactivé par l'eau peut avantageusement être renforcée en faisant appel à des polymères de l'alcool polyvinylique incomplètement saponifiés. Le taux de saponifi- cation peut ainsi être limité à une valeur de l'ordre de 65 à 85% et de préférence de l'ordre de 74 à 80%. En outre, il importe que ce polymère déposé sur les fibres ne se réticule pas, ou tout du moins pas complètement aux températures qu'il aura à subir lorsqu'il sera déposé sur les fibres de façon à conserver ses capacités à être réactivé par l'eau. Ainsi s'il est dé- posé sur des fibres de verre ou de roche Juste après leur fibrage, il devra pouvoir rester incomplètement réticulé et en général réactivable à l'eau, malgré des températures de l'ordre de 100 à 150'C que devront subir lesdites fibres pour terminer leur cycle de fabrication. Par ailleurs, il faut que ce polymère puisse être facilement distribué, donc il faut que mis en solution, il puisse circuler dans les pompes et organes de distribution sur les fibres. Ainsi, une visco- sité d'une solution aqueuse de 4 à 10% de ce polymère à 20'C, de l'or- dre de 5 à 6 centipoises convient. Parmi les polymères qui possèdent ces caractéristiques et qui conviennent donc, citons celui ainsi référencé: "PVA KL 506 de la Société KURARAY CO, LTD - OSAKA ". Les fibres objet de l'invention sont donc traitées comme ex- pliqué ci-après. Après le fibrage, c'est-a-dire après que les fibres aient été fabriquées, par exemple pour des fibres de verre, après fibrage du ver- re arrivant en un filet 1 dans une assiette ou centrifugeur 2, chauffé et en rotation, étirage dans les flammes de brûleurs 3, éventuellement aspersion.par de l'eau notamment par une première couronne 4 de pulvé- risateurs, lesdites fibres, dans une zone o leur répartition est enco- re homogène, sont soumises i une seconde pulvérisation i l'aide de la solution aqueuse du polymère de gainage de l'invention, par une seconde couronne 5 de pulvérisateurs. Les fibres ainsi revêtues sont reçues sur un tapis récepteur 6 d'un convoyeur, au travers duquel s'exerce une dé- pression. Le feutre ainsi constitué par l'ensemble des fibres est en- suite transféré dans une étuve 7 o il est séché. Pendant toutes ces opérations qui suivent le dépôt du polymè- re à base d'alcool polyvinylique sur les fibres, l'eau excédentaire ac- compagnant ledit polymère est au moins en partie éliminée si bien que les fibres sortent séches de l'étuve. Une partie non éliminée de l'eau excédentaire peut être piégée dans le revêtement sous forme de gel. Dans une unité de fabrication de fibres de verre, telle que schématiquement décrite précédemment, des poids d'eau identiques au poids de fibres fabriquées peuvent être éliminés. Ainsi donc des solutions de polymère à base d'alcool polyvi- nylique en quantité pondérale identique au poids de fibres à traiter seront pulvérisées à la sortie de la fabrication desdites fibres, le pourcentage en poids de polymère dans la solution étant de l'ordre de 2 à 20% et de préférence de l'ordre de 4 à 10%. Ces fibres éventuellement compressées pourront être stockées ainsi et n'être ressorties qu'au moment de leur emploi pour réaliser un revêtement, par exemple isolant, d'un support. Dans une variante de préparation des fibres en vue du même emploi, lesdites fibres prétraitées par le polymère à base d'alcool po- lyvinylique sont mélangées avec un agent de réticulation ou de coagula- tion du polymère, du type borate, sous forme de poudre. Cet agent de réticulation peut être déposé sur le feutre de fibres séchées, et le feutre, éventuellement compressé, peut être stocké ainsi ou immédiatement déchiqueté en flocons de fibres pour fa- ciliter la projection. L'agent de.réticulation peut également n'être ajouté aux fi- bres qu'après ou pendant leur transformation en flocons. L'ajout de poudre sur la surface du feutre et un ajout complémentaire ensuite dans les flocons est également possible. L'agent de réticulation préféré est du borate de soude penta hydraté sous forme d'une poudre fine de granulométrie inférieure à 40 micromètres. Le borate de soude décahydraté peut également être utili- sé. Des granulométries plus importantes peuvent convenir égale- ment, mais la pénétration au sein des fibres est alors moins aisée. On peut également employer d'autres agents de réticulation aptes à ponter les chaines de polymère, par exemple du sulfate d'alumi- ne. Les flocons de fibres mélangés à l'agent de réticulation en poudre, éventuellement compresses, peuvent être stockés ainsi jusqu'au moment de leur emploi. Pour réaliser le revêtement du support, plafond ou autre, il est prévu de projeter sur ledit support, simultanément: - d'une part, les fibres traitées déchiquetées en flocons qui suivant les cas, sont seules ou mélangées avec l'agent de coagulation, - d'autre part, de l'eau qui, suivant les cas, contient en solution l'agent de coagulation si les fibres n'en contiennent pas, est seule si les fibres contiennent déjà l'agent de coagulation. Bien entendu une possibilité intermédiaire existe: dans le cas o seulement une partie de l'agent de réticulation en poudre est ajouté aux fibres, le complément nécessaire dudit agent de réticulation est mis en solution dans l'eau nécessaire à la projection. Donc les fibres et le liquide sont projetés simultanément sur le support à recouvrir. Du fait de la capacité du polymère qui gaine les fibres à bien se mouiller grâce en particulier aux fonction hydro- philes, notamment carboxyliques libres, le mouillage, la réaction de réticulation avec le borate ou équivalent qui forme un gel adhésif ho- mogène entourant chaque fibre, sont très rapides. Le gainage de chaque fibre particulière par du polymère apte à réagir, facilite l'obtention d'un revêtement homogène aux propriétés mécaniques intéressantes et ré- gulières. Avantageusement, pour faciliter et renforcer l'adhésion du revêtement au support, il est recommandé de traiter préalablement ce support en le recouvrant d'une couche de liant constitué par du polymè- re qui a servi à revêtir chaque fibre, en solution dans l'eau. La te- neur en polymère peut être plus importante que dans la solution de revêtement des fibres. Dans l'un et l'autre des modes de projection, c'est-à-dire dans le cas o fibres et agent de réticulation sont mélangés et o seu- le de l'eau est à projeter simultanément, ou dans l'autre cas o les fibres sont projetées seules d'une part, l'agent de réticulation étant ajouté d'autre part à l'eau projetée simultanément, le matelas de fi- bres obtenu présente des propriétés améliorées par rapport aux matelas de l'art antérieur, ces propriétés améliorées étant dues essentielle- ment au fait que les fibres individuelles ont été traitées et contien- nent sur une proportion substantielle de leur surface du polymère apte i former avec l'agent de réticulation un gel adhésif. Contrairement à ce qui se passe dans l'art antérieur, ce gel adhésif se développera donc de façon homogène dans la masse du matelas revêtant le support. Les caractéristiques de résistance i l'arrachement du matelas ainsi réalisé sur un support, sont environ 50% meilleures que celles mesurées sur le matelas réalisé par une technique de l'art antérieur dans laquelle les fibres n'ont pas été préalablement traitées par le polymère à base d'alcool polyvinylique. En outre, en particulier dans le cas o seule de l'eau est à ajouter à la fibre prétraitée et mélangée au borate ou équivalent, les opérations de chantier sont simplifiées, les bonnes proportions des différents ingrédients intervenant dans la formation du gel adhésif sont garanties par la préparation de la fibre en unité de fabrication spécialisée; les risques de gel du liant l'hiver sont supprimés. En outre, les charges ou pigments de coloration qu'il est toujours possible d'ajouter à la fibre, par exemple en mélange avec le borate ou équivalent, ou avec l'eau, seront mieux répartis dans l'épaisseur du matelas obtenu et ne se rassembleront plus en face infé- rieure dudit matelas du fait de la migration due à la gravité; ils se- ront mieux fixés au niveau de chaque fibre. Grâce à cette technique, les fibres fines, aptes à procurer une bonne isolation thermique, mais qui du fait de la barrière qu'elles opposent à la pénétration du liant étaient peu employées dans la tech- nique antérieure, sont maintenant utilisables sans restriction. Une machine à projeter peut être réalisée comme montré sur les figures 2 et 3. Elle comporte d'une part des moyens de distribution des fi- bres, d'autre part des moyens de distribution du liquide qui dans la forme préférée de l'invention est uniquement de l'eau. Les moyens de distribution des fibres comprennent des moyens de chargement tels une trémie 10 dans laquelle est introduite la fibre en flocons mélangée à l'agent de réticulation en poudre dans la mesure o celui-ci n'est pas introduit en solution dans l'eau projetée simul- tanément. Cette trémie est équipée d'un dévoûteur 11, puis d'un doseur 12 du type à vis. Les fibres entraînées par la vis du doseur 12 pénètrent en- suite dans une chambre de compression 13 d'o elles sont extraites grâ- ce i l'action d'une ou plusieurs pâles 14 par exemple montées sur le prolongement de l'axe 15 de la vis du doseur 12. Sous la chambre 13 et communiquant avec elle par l'ouverture 16 se trouve un ensemble de cardage désigné de façon globale en 17. Dans la forme présentée plus en détail à la figure 3, cet en- semble 17 comprend deux cardes rotatives 18 à l'intérieur d'une boite 19; ces cardes étant suffisamment proches de la masse de fibres com- primées dans la chambre 13 pour que leurs dents viennent râcler cette masse et en détachent des particules fibreuses. Les particules sont en- suite introduites dans un sas alvéolaire 20. Ce sas comprend un stator 21 de forme générale cylindrique dans lequel tourne un rotor 22 muni d'ailettes 23 délimitant des alvéoles 24. L'étanchéité des alvéoles est assurée par des languettes 25 en matériau semi-rigide, fixées sur le pourtour des ailettes 23. Un courant gazeux, en général de l'air, émis par un surpres- seur 26, est admis à la base du stator 21 par l'ouverture 27. L'éjection des particules fibreuses entraînées par le courant gazeux, s'effectue également à la base du stator 21 par l'ouverture 28 dans une conduite 29 aboutissant à une buse de projection 30. Cette buse 30 est encadrée par au moins deux ajutages 31 et 32 de projection de liquide, notamment d'eau seule lorsque le borate ou équivalent a été introduit mélangé aux fibres. Les ajutages 31 et 32 sont alimentés en liquide en réserve dans un réservoir 33, à l'aide d'une pompe 34. Le matelas de revêtement ainsi obtenu à l'aide de fibres de verre ou de roche est peu coOteux à réaliser. Il possède une résistance mécanique améliorée par rapport aux matelas de l'art antérieur, ses propriétés feu sont intéressantes et son aspect agréable. Les fibres qui ont servi à sa constitution, gainées par leur polymère, se trouvent protégées jusqu'à leur utilisation et pendant tous les traitements de déchiquetage, de cardage, etc... qu'elles subissent. REVENDICATIONS 1. Particule et en particulier fibre, notamment de verre ou de roche, caractérisée en ce qu'elle est revêtue d'un film de polymère i base d'alcool polyvinylique possédant des fonctions chimiques hydro- philes libres, réactivables ultérieurement par l'eau pour permettre la réticulation du polymère en présence d'un agent de réticulation adapté. 2. Particule et en particulier fibre, notamment de verre ou de roche selon la revendication 1, caractérisée en ce que les fonctions hydrophiles sont des fonctions carboxyliques. 3. Particule et en particulier fibre, notamment de verre ou de roche selon l'une des revendications i ou 2, caractérisée en ce que le polymère est incomplètement saponifié, le taux de saponification étant limité à une valeur de l'ordre de 65 à 85% et de préférence de l'ordre de 74 à 80%. 4. Particule et en particulier fibre, notamment de verre ou de roche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un agent tensio-actif du type oxyde d'amine ou lauryle amine est ajouté au polymère. 5. Particule et en particulier fibre, notamment de verre ou de roche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le polymère est distribué sous forme de solution dans l'eau, la vi- scosité de la solution étant de l'ordre de 5 à 6 centipoises à 20 C et la proportion de polymère par rapport à l'eau étant de l'ordre de 2 à % et de préférence de l'ordre de 4 à 10%. 6. Particule et en particulier fibre, notamment de verre ou de roche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le polymère est celui référencé "PVA KL 506" de la Société KURARAY. 7. Particule et en particulier fibre, notamment de verre ou de roche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est mélangée avec de l'agent de coagulation en poudre, le mé- lange s'obtenant, par déchiquetage du feutre de fibres séché et formé à la sortie de l'unité de fabrication et de revêtement par le polymère, ou par réduction des amas de particules séchés et formés à la sortie de l'unité de fabrication et de revêtement par le polymère, pour former des flocons ou des amas élémentaires de particules auxquels on ajoute la poudre. 8. Procédé de réalisation d'un revêtement, en particulier isolant, sur un support à partir de cette particule ou fibre revêtue selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à projeter sur le support, simultanément d'une part les particules ou fibres revêtues de leur polymère réactivable dont les flocons ou amas élémentaires sont mélangés avec de l'agent de coagula- tion, d'autre part de l'eau. -5 9. Procédé de réalisation d'un revêtement, en particulier isolant, sur un support à partir de cette particule ou fibre revêtue selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à projeter sur le support, simultanément d'une part les particules ou fibres revêtues de leur polymère réactivable, d'autre part de l'eau contenant en solution de l'agent de coagulation. 10. Procédé de réalisation d'un revêtement, en particulier Isolant, sur un support à partir de cette particule ou fibre revêtue selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à projeter sur le support simultanément d'une part les particules ou fibres revêtues de leur polymère réactivable, dont les flocons ou amas élémentaires sont mélangés avec de l'agent de coagula- tion, d'autre part de l'eau contenant en suspension de l'agent de coa- gulation. 11. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'agent de coagulation est du borate de soude notamment pen- tahydraté ou éventuellement décahydraté ou du sulfate d'alumine. 12. Procédé selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que la quantité pondérale totale d'agent de coagulation 'est du même ordre de grandeur que celle du polymère. *25 13. Procédé selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que le support est préalablement revêtu d'une couche de polymère en solution dans l'eau. 14. Procédé selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que des charges ou pigments de coloration sont ajoutés aux fibres et/ou au liquide projeté. 15. Produit-de revêtement, notamment isolant, caractérisé en ce qu'il est obtenu selon l'une des revendications 8 à 14 précédentes et en ce qu'il est homogène dans son épaisseur.