Brevet FR2625980A1 — publié le 19890721

MATERIAU ISOLANT ET EMBALLAGE PROTECTEUR ISOTHERMIQUE REALISE A PARTIR D'UN TEL MATERIAU. La présente invention a trait à un nouveau type de matériau isolant se présentant sous la forme de plaque ou feuille de faible épaisseur; elle concerne également un nouveau type d'emballage réalisé à partir de ce maté- riau. A ce jour, de nombreuses matières sont utilisées pour réaliser des feuilles ou plaques isolantes utili- sées notamment pour la réalisation d'emballages permet- tant d'assurer la protection isothermique de produits divers, tels que notamment des produits pharmaceutiques, alimentaires.. Parmi ces matériaux, on peut citer la laine de verre, la laine de roche, le polystyrène ex- trudé et expansé, les mousses de polyuréthane ou polyé- thylène. Si de telles plaques peuvent être utilisées telles quelles, dans de nombreux cas, on a proposé de les associer sur l'une ou leurs deux faces à des feuil- les réfléchissantes telles que par exemple une couche de papier aluminisé, une feuille d'aluminium, un film de PVC (ou similaire) métallisé sur une ou ses deux faces, notamment selon la technique de métallisation sous vide. En général, ces feuilles ou plaques sont mises en oeuvre en les disposant "en sandwich" entre deux parois, notamment dans le cas des glacières ou sacs isothermes en papier ou PVC destinés au transport d'aliments con- gelés, de produits pharmaceutiques,.. De tels matériaux isolants donnent satisfaction pour la plupart des applications mais leur résistance thermique est fonction de leur épaisseur, ce qui-conduit à des conditionnements de produits relativement volumi- neux, augmentent donc les coûts de production de tels emballages. Par ailleurs, les feuilles ou plaques iso- lantes de faible épaisseur actuellement commercialisées ne permettent une protection thermique que de durée limitée. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, qu'il était possible d'améliorer la résistance thermique de tels matériaux isolants dans de grandes proportions pour une épaisseur donnée et ce, sans pratiquement affecter les caractéristiques mécani- ques des emballages réalisés à partir de tels matériaux. D'une manière générale, l'invention concerne donc un perfectionnement apporté aux matériaux isolants com- posés d'une couche intermédiaire isolante revêtue sur ses deux faces d'une feuille de matière réfléchissante, le matériau selon l'invention se caractérisant par le fait que la couche intermédiaire isolante présente des perforations, régulièrement réparties sur toute sa sur- face et s'étendant sur toute son épaisseur, chaque per- foration ayant une section telle qu'en fonction de l'épaisseur du matériau, on forme un espace confiné entre les feuilles réfléchissantes externes, espace dans lequel l'air est immobile. Conformément à l'invention, la section des perfora- tions réalisée dans la couche intermédiaire (isolante) du complexe isolant conforme à l'invention sera d'autant plus faible que cette couche sera épaisse, la section des perforations étant une fonction décroissante de l'épaisseur. Le rapport de la surface perforée à la surface totale sera adapté en fonction des caractéristiques mécaniques du matériau isolant utilisé. A titre d'exemple, pour un matériau en feuille ou plaque à base de polystyrène extrudé, ce rapport ne devra pas excéder %. Les feuilles réfléchissantes externes seront rap- portées aux surfaces de la couche intermédiaire de ma- nière connue, par exemple par collage voire même, en fonction de la structure interne de la couche isolante, par exemple dans le cas o cette couche isolante est à base d'une matière thermocollante, de réaliser cette association, par simple calendrage à chaud, provoquant une fusion superficielle de la couche isolante et par suite le collage des couches réfléchissantes externes. Comme matériau isolant constituant la couche inter- ne, on utilisera tout matériau dont la structure permet de réaliser dans son épaisseur des perforations ayant une configuration stable. De préférence, on utilisera cependant comme couche intermédiaire isolante des matières plastiques cellulai- res rigides telles que le polystyrène extrudé et expan- dé, les mousses de polyuréthane ou de polyéthylène.. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grace aux exemples de réalisa- tion donnés ci-après & titre indicatif et non limitatif, et qui sont illustrés par les schémas annexés dans les- quels: - la figure 1 est une vue schématique en perspec- tive éclatée montrant la structure d'un matériau isolant conforme à l'invention; - la figure 2 montre un nouveau type d'emballage, qui fait également partie de l'invention, réalisé à partir d'un tel matériau. Si l'on se reporte aux schémas annexés et plus particulièrement à la figure 1, le matériau isolant conforme à l'invention se présente sous la forme d'une feuille ou plaque comportant d'une part une couche in- termédiaire isolante (1), en général de faible épaisseur (comprise entre deux et douze millimètres), cette couche intermédiaire (1) étant revêtue sur ses deux faces de deux feuilles (2,3) à base de matières réfléchissantes telles que par exemple un film métallisé sous vide (re- vêtement d'aluminium). Conformément à l'invention, la couche intermédiaire (2) comporte sur toute son épaisseur des perforations (4) régulièrement réparties et qui couvrent environ 25 % de - Surface totale de ladite couche intermédiaire (1). L'association des feuilles réfléchissantes (2,3) exter- nes à la couche intermédiaire (1) est réalisée par exemple par collage en prenant soin toutefois de ne pas obturer par un film de colle les orifices des perfora- tions (4). Par rapport à un matériau similaire ne comportant pas de perforations internes, la résistance thermique globale de telles feuilles ou plaques se trouvent nota- blement améliorée comme le démontreront les trois exemples de réalisation qui suivent, exemples réalisés à partir de trois matériaux ayant respectivement: - un de 0,027 W, 0,030 W, 0,035 W; - pour les feuilles externes (2,3) de feuilles réfléchissantes à base d'un film métallisé d'aluminium dont le pouvoir E est de 0,04 et correspond à celui d'aluminium poli. Les trois matériaux conformes à l'invention se différencient par leur épaissseur E qui est respective- ment de trois millimètres, six millimètres et dix mil- limètres. Dans ces trois exemples, les perforations (4) se présentent sous la forme de conduits cylindriques dont les diamètres sont identiques et, couvrent une surface variable du matériau, étant donné que suivant sa résis- tance mécanique compte- tenu de la surface totale des épaisseurs relativement faibles de la couche interne (1), on obtient dans tous les cas des espaces confinés o l'air est immobile. Pour des matériaux de moindre épaisseur, il pourrait être envisagé d'avoir des per- forations de plus grande section alors qu'en revanche, pour des matériaux de plus grande épaisseur, il sera nécessaire d'adapter cette section pour obtenir de tels espaces confinés o l'air est immobile. 262.5980 Des essais comparatifs de résistance thermique sont réalisés pour des complexes isolants ne comportant pas de perforations et des complexes conformes à l'invention comportant des perforations couvrant plus ou moins 25 % de la surface totale. Ces essais sont réalisés à partir de trois isolants (respectivement corps no 1, n 2, n 3)., l'âme (1) du corps n 1 ayant un coefficient de conductivité de 0,029 W/m C, les âmes des corps n 2 et 3 ayant des coeffi- cients de conductivité de 0,030 et 0,035 W/m C. Les résistances thermiques des différents complexes sont données par les relations suivantes: - dans le cas de la conduction R = e; - dans le cas de la connection et du rayonnement R = i avec h = x 5,72-1) -(O2 / v 0,2 L\400)\400) -i_z -Ti _ t T4TZ T exprimant les températures des parois en K. Rappelons que le À (lambda) moyen de l'air immo- bile est de 0,025 W/moC auk températures considérées. Dans ces conditions, la valeur du coefficient d'échange superficiel est donnée par la relation: -4 -4 0.25 he = 0,04 (2,86 -2,81 x (572+1,81)(2.86-2,81) = 0,750W/'2 C Voici le tableau donnant les résultats. Résistance avec perforation I Tobtal Résistance (lambda) thermique par de la thermique épaisseur sans axrx kn arm t partie globale du Corps n' perforation perforée cores perforé W/m-C m m2'C/W m OC/W Corps nl 0,027 0, 003 0,111 0,120 2,667 2,787 0,780 nature 0,006 0,222 0,240 2,667 2,917 0, 896 0,010 0,370 0,400 2,667 3,067 1,044 Corps n2 0,030 0,003 0,090 0,120 2,667 2,787 0,764 nature 0,006 0,180 0, 240 2,667 2,917 0,864 0,010 0,330 0,400 2,667 3,067 1,014 Corps n3 0,035 0,003 0,086 0,120 2,667 2,787 0,761 0,006 0,171 0,240 2,667 2,917 0,850 0,010 0,400 0,400 2,667 3,067 0,984 J.o uI Co C, On constate donc grâce au matériau conforme à l'inven- tion, que la résistance thermique globale est notable- ment améliorée et ce, d'autant plus que le complexe est de faible épaisseur. Grâce à de tels matériaux,.il est possible de réa- liser, notamment dans le cas de complexes de faible épaisseur, des emballages isothermes se présentant sous la forme de sachets ou enveloppes. Il est également possible de réaliser de nouveaux types d'emballages tels qu'illustrés à la figure 2 et qui comportent, d'une part, une base (5) sur laquelle est susceptible de s'emboiter un couvercle (6). Cette base (5) comporte une cloison interne (7) également à base d'un complexe conforme à l'invention. Dans la cham- bre (8), peut être disposée une source chauffante ou refroidissante constituée par un corps solide ou liquide dont la capacité thermique est adéquate au but recher- ché, cette capacité thermique pouvant être fournie soit par la chaleur massique du corps soit par sa chaleur latente de fusion ou de solidification. L'emploi combiné de ce type d'emballage avec une pochette réalisée avec le même matériau et munie d'une fermeture excluant tout échange entre l'air intérieur et l'atmosphère ambiante, permet de réaliser une double isolation du contenu de l'emballage intérieur et de le soustraire'pendant un temps déterminé aux variations de la température de l'atmosphère, puisque le produit et son emballage, que l'on peut appeler "primaire", sont maintenus dans un milieu à température constante par suite de la présence et de l'action de la capacité ther- mique. Les exemples qui précèdent montrent bien les avan- tages apportés par l'invention. Par ailleurs, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits précédemment mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. REVENDICATIONS 1/ Matériau isolant composé d'une couche intermé- diaire isolante (1) revêtue sur ses deux faces d'une feuille (2,3) de matière réfléchissante, caractérisé par le fait que la couche intermédiaire isolante (1) pré- sente des perforations (4), régulièrement réparties sur toute sa surface et s'étendant sur toute son épaisseur, chaque perforation ayant une section telle qu'en fonc- tion de l'épaisseur E du matériau, on forme un espace confiné entre les feuilles réfléchissantes externes (2,3), espace dans lequel l'air est immobile. 2/ Matériau isolant selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la section des perforations (4) réalisée dans la couche intermédiaire isolante (1) est d'autant plus faible que cette couche est épaisse, cette section étant une fonction décroissante de l'épaisseur. 3/ Matériau isolant selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les perforations (4) n'ex- cèdent pas 25 % de la surface totale du matériau pour un polystyrène extrudé. 4/ Matériau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les feuilles réfléchissantes ex- ternes (2,3) sont rapportées aux surfaces de la couche intermédiaire (1). 5/ Emballage protecteur isothermique caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'une enceinte fermée dont toutes les parois sont réalisées à partir d'un matériau selon l'une des revendications 1 à 4. 6/ Emballage protecteur isothermique selon la re- vendication 5, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'une enceinte comportant une base (5) sur laquelle est susceptible de s'emboiter un couvercle (6), la base (5) comportant une cloison interne (7) de ma- nière & définir une chambre (8) à l'intérieur de laquel- le peut être disposée une source refroidissante ou chauffante, le produit (9) étant quant à lui disposé dans la chambre supérieure (10). DEPOSANT: DELTA-FOAM MANDATAIRE: Cabinet LAURENT et GUERRE