Brevet FR2722803A1 — publié le 19960126

I L'invention concerne un matelas isolant ainsi qu'un procédé pour fabriquer un matelas isolant et notamment pour fabriquer un matelas isolant imprégné. L'expression "matelas isolant" recouvre tous les matériaux isolants qui présentent une forme définie - au contraire d'un produit en vrac désagrégé, des liquides ou analogues. De tels matelas isolants (panneaux isolants) à base de fibres minérales sont connus depuis de nombreuses années dans l'état de la technique et ont fait leurs preuves dans la construction. Récemment, on trouve également de plus en plus des matériaux isolants à base de fibres végétales ou animales. Les problèmes concernent alors leur comportement en protection contre le feu ainsi que leur résistance biologique. Les produits isolants constitués des matériaux fibreux cités doivent de ce fait être pourvus d'une imprégnation correspondante, dans la mesure o ils doivent satisfaire à des exigences déterminées concernant le comportement de protection contre le feu, respectivement concernant la résistance face à une attaque biologique, par exemple par des insectes. La mobilité des insectes nécessite que l'agent d'imprégnation soit réparti aussi régulièrement que possible dans le volume du produit. Pour cela, il est connu d'asperger le matelas isolant correspondant avec l'agent d'imprégnation ou de préparer l'agent d'imprégnation pour obtenir un produit alvéolaire et l'appliquer sur le matelas isolant. Du fait de la faible tendance à la pénétration, ces techniques ne peuvent être utilisées que sur des matelas très minces; lorsque l'on a faire à des matelas plus épais, on n'obtient pratiquement qu' une imprégnation dans la zone de la surface qui - comme indiqué - s'avère insuffisante. Aux interfaces ou aux points de découpage (lors de la suite du traitement) apparaissent des lacunes d'imprégnation" supplémentaires. En principe, une imprégnation dans la masse, par exemple par immersion d'un matelas isolant dans un bain d'imprégnation serait possible à réaliser. Un tel procédé serait cependant très coûteux et le matelas isolant devrait ensuite être de nouveau séché, au prix d'une dépense en énergie considérable. L'imprégnation dans la masse souhaitée peut en principe être également obtenue en traitant les flocons (par exemple issus de coton, de lin ou de laine de mouton) avant le processus de cardage (donc avant la formation du matelas primaire). L'inconvénient essentiel rencontré dans ce procédé est que le matériau isolant est exposé pendant le processus de cardage à une sollicitation mécanique notable. Des essais ont montré qu'en faisant cela, on obtenait une nouvelle séparation mécanique, allant jusqu'à %, de l'agent d'imprégnation. On obtient comme résultat un matelas isolant ayant une imprégnation totalement insuffisante. Simultanément les installations sont souillées par l'agent d'imprégnation qui s'est séparé. C'est pourquoi l'invention a pour but d'offrir un matelas isolant qui présente une répartition de l'agent d'imprégnation conférant au produit, sur la totalité de son volume, des propriétés plus ou moins égales et qui puisse être fabriqué suivant un procédé aussi simple que possible. L'invention a alors pour base les connaissances suivantes: en partant d'un procédé connu, dans lequel des fibres (flocons) sont d'abord préparées en un matelas primaire et ensuite retraitées par façonnage du matelas primaire en un matelas secondaire, I'invention prévoit à présent de soumettre le matelas primaire à un traitement d'imprégnation avant façonnage en matelas secondaire, I'agent d'imprégnation étant de préférence pulvérisé sous forme liquide, comme un brouillard, sur au moins une face du matelas primaire. Une variante d'application de l'agent d'application se distingue par le fait qu'un produit alvéolaire d'imprégnation est appliqué sur le matelas primaire et ainsi également sur une profondeur déterminée à l'intérieur du matelas primaire. Le procédé à l'aide duquel l'agent d'imprégnation est appliqué sur le matelas primaire constitue alors une idée tout à fait essentielle de l'invention. Les procédés de pulvérisation antérieurs, à l'aide desquels par exemple on asperge un liant sur des fibres, présentent un diamètre de gouttelettes relativement grand. Un procédé d'imprégnation correspondant devrait mener à ce que le matelas primaire ne soit imprégné que partiellement. La figure 1 annexée représente de façon fortement schématisée une surface de fibre sur laquelle sont disposées - à grande distance les unes des autres - des gouttelettes d'imprégnation individuelles, qui donnent après un processus de séchage un revêtement d'imprégnation correspondant. L'invention prévoit par contre d'asperger le produit d'imprégnation sous forme liquide, sous forme de brouillard, et de traiter l'agent d'imprégnation donc sous la forme d'un aérosol. De cette manière, on guide des particules liquides très fines dans un gaz vecteur correspondant (en général de l'air) sur le matelas primaire et le brouillard peut alors se déposer non seulement sur la face voisine du dispositif de pulvérisation du matelas primaire, mais également, d'une manière particulièrement avantageuse, dans la "structure lâche et poreuse" du matelas primaire et s'y répandre par réticulation sur les fibres individuelles. Un aspect tout à fait important est en plus le fait que les différentes particules de liquide sont nettement plus i 5 petites que ce que l'on a avec un procédé d'aspersion classique, comme l'exprime le concept de "brouillard", respectivement "d'aérosol", de sorte que l'effet final est d'avoir de petites gouttelettes de liquide très fines, directement les unes à côté des autres, se déposant sur les surfaces correspondantes des fibres, comme on l'a représenté sous une forme très schématisée sur la figure 2. Bien que l'on ait pulvérisé des particules de liquide individuelles, on obtient comme effet final - après séchage - un revêtement d'imprégnation à peu près fermé qui est nettement supérieur, de manière correspondante, également pour son efficacité à ce que donne le procédé selon l'état de la technique. Les particules de liquide qui sont beaucoup plus petites et sont appliquées par le brouillard de pulvérisation sur le matelas primaire présentent l'avantage supplémentaire qu'elles peuvent être séchées beaucoup plus rapidement, de sorte que l'on peut éviter les problèmes se posant lors de la suite du traitement. Ceci vaut en particulier pour le retraitement du matelas primaire en matelas secondaire. Si on utilise ici, par exemple, un organe pendulaire comme c'est connu par le brevet européen 0 528 348 A1, le matelas primaire doit alors être séché plus ou moins, du fait qu'autrement il adhérerait sur les surfaces des bandes transporteuses de l'organe pendulaire. La tension superficielle de l'aérosol peut également être réglée de manière que s'établissent sur les fibres individuelles des sections de revêtement ayant de plus grandes surfaces, comme ceci est représenté schématiquement sur la figure 3. Une image de revêtement analogue est obtenue également lorsque l'agent d'imprégnation est appliqué sous forme de mousse ou de produit alvéolaire. Ceci peut se faire sous pression mais également sous vide (par le dessous). Au moyen du nouveau procédé décrit, on peut soit renoncer complètement à avoir un poste de séchage séparé (parce qu'un séchage à l'air du matelas primaire sur le chemin de la suite du traitement en matelas secondaire est déjà suffisant) soit avoir un poste de séchage beaucoup plus i 5 court et beaucoup plus simple, du fait que l'on doit sécher des particules de liquide beaucoup plus petites. Selon une forme de réalisation, il est prévu, de manière correspondante, que le matelas primaire soit séché après traitement d'imprégnation, mais avant la suite du traitement. La suite du traitement peut alors être effectuée par un organe pendulaire, comme ceci est décrit en détail dans le brevet européen 0528 348 A1. De préférence le traitement d'imprégnation s'effectue pour un matelas primaire (voile non tissé) avec un poids surfacique compris entre 30 et 90 g/m2. Des essais ont montré que, lorsque l'on avait des matelas ayant un tel poids volumique, on pouvait avoir une imprégnation dans la masse pratiquement complète du matelas primaire et, ainsi également, du matelas isolant constitué à partir du matelas primaire. Du fait que l'agent d'imprégnation est appliqué par l'extérieur, on obtient obligatoirement une concentration de l'agent de revêtement qui va en observant dans différents plans perpendiculairement à la direction de pulvérisation) en augmentant lorsque l'on évolue dans la direction de pulvérisation. Ceci conduit au résultat d'un matelas isolant constitué d'un matelas secondaire formé par pliage multiple d'un matelas primaire et pour lequel le matelas de fibre primaire présente au moins sur une face un revêtement d'un agent d'imprégnation comme ceci fait l'objet de la revendication 1. Le terme "sur une face" signifie que le matelas primaire prend, après le traitement en matelas secondaire et le compactage subséquent, une "forme plate", dans laquelle, de manière correspondante aux explications données ci-dessus, la concentration en agent d'imprégnation est maximale. Le matelas isolant, construit à partir des différentes couches (matelas primaire) est imprégné par la technique du procédé décrit, de façon continue, de sorte que - selon l'agent d'imprégnation - on peut aussi bien obtenir des classes de protection contre le feu que satisfaire des exigences élevées en matière de résistance aux insectes. Naturellement, le matelas primaire peut également être aspergé sur les deux faces faisant que l'on peut augmenter surtout la concentration de l'agent d'imprégnation. Ici également, cependant, la concentration rapportée au volume, en agent d'imprégnation du matelas primaire va toujours en diminuant de l'extérieur vers l'intérieur et, en tous cas, on a dans la zone médiane une certaine surconcentration dans la mesure ou l'imprégnation s'effectue des deux côtés. Si l'agent d'imprégnation est pulvérisé sous forme de brouillard, les différentes phases d'imprégnation (après séchage) - comme le montre schématiquement la figure 2 - peuvent être très petites et, selon une forme de réalisation, avoir une surface inférieure à 0,1 mm2, de préférence inférieure à 0,01 mm2. Le diamètre de gouttelette correspondant devrait, de manière correspondante, être inférieur au diamètre moyen des fibres afférentes. La forte concentration des particules de liquide dans le brouillard conduit au résultat que l'espacement entre des gouttelettes de liquide individuelles, respectivement après séchage, les phases d'imprégnation soient très petites, ou que l'on obtienne des phases de revêtement plus petites, cohérentes, constituées de gouttelettes individuelles, et que l'on obtienne, lorsque l'on observe depuis l'extérieur, un revêtement d'imprégnation à peu près continu. Le diamètre moyen des gouttelettes est, selon l'invention, inférieur d'au moins une puissance de 10 à ce que l'on a avec le procédé comparable, tel qu'évoqué ci-dessus. Par une modification de la tension superficielle de l'agent d'imprégnation se présentant sous forme d'aérosol, on peut revêtir les différentes fibres également en surface, comme représenté. L'effet visé reste de ce fait inchangé. Des essais ont montré que, par la modification décrite du type de pulvérisation, la quantité d'agent d'imprégnation peut être réduite jusqu'à diminuer d'à peu près 90 % par rapport au procédé d'imprégnation connu, tout en obtenant les mêmes résultats. Des dispositifs de pulvérisation à I'aide desquels des liquides peuvent être pulvérisés en brouillard (ce sont ici des agents d'imprégnation liquides), sont connus dans l'état de la technique, cependant, ils sont destinés à d'autres applications, par exemple pour la peinture ou pour l'émaillage de parties céramiques. Le liquide pulvérisé est alors décomposé dans la tête de pulvérisation, en donnant de très fines gouttelettes qui sont ensuite déposées sur les fibres et mènent à cet endroit à un genre de "tapis dense" (ce que l'on appelle le procédé "air- brush"). REVENDICATIONS 1. Matelas isolant, constitué d'un matelas de fibre secondaire formé par pliage multiple d'un matelas de fibre primaire, caractérisé en ce que le matelas de fibre primaire présente au moins sur une face un revêtement par un agent d'imprégnation. 2. Matelas isolant selon la revendication 1, dans lequel le revêtement est constitué de sections intimement contiguës mais individualisées, d'une surface inférieure à 0,1 mm2. 3. Matelas isolant selon la revendication 1, dans lequel le revêtement est constitué de sections plates sur les fibres individuelles. 4. Matelas isolant selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le matelas primaire présente un revêtement sur les deux faces. 5. Matelas isolant selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la concentration, exprimée en volume, d'agent d'imprégnation du matelas primaire va en diminuant en allant de l'extérieur vers l'intérieur. 6. Matelas isolant selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'agent d'imprégnation est un agent de protection contre le feu ou les insectes. 7. Matelas isolant selon l'une des revendications 1 à 6, à base de fibres animales ou végétales, ou de mélange de celles-ci. 8. Procédé de fabrication d'un matelas isolant, dans lequel des fibres sont d'abord préparées pour constituer un matelas primaire puis sont retraitées par façonnage du matelas primaire pour donner un matelas secondaire et imprégnées pendant la fabrication, caractérisé en ce que le matelas primaire est soumis avant façonnage en matelas secondaire à un traitement d'imprégnation, I'agent d'imprégnation se présentant sous forme de liquide, en brouillard pulvérisé sur au moins une face du matelas primaire ou bien sous forme de produits alvéolaires appliqués sur, et dans, le matelas primaire. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le matelas primaire aspergé de l'agent d'imprégnation est séché avant la continuation du traitement en matelas secondaire. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, dans lequel le matelas primaire est transformé en matelas secondaire, par l'intermédiaire d'un organe pendulaire. i11. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel I'imprégnation alvéolaire s'effectue sous pression ou sous vide.