Brevet FR3092326A1 — publié le 20200807

Description Titre de l'invention : Membrane perméable auto-adhésive et procédé de fabrication d'une telle membrane perméable auto- adhésive Domaine technique 100011 La présente invention concerne une membrane auto-adhésive et perméable à la vapeur d'eau et son procédé de fabrication. Une telle membrane est notamment destinée au domaine de la santé pour la réalisation de pansements ou similaire ainsi qu'au domaine de la construction des bâtiments, ladite membrane étant destinée à être appliquée sur des murs et/ou des sous-toitures pour contrôler les flux de vapeur d'eau. Etat de la technique [0002] Dans le domaine de la santé, et plus particulièrement dans celui des pansements, il est bien connu que ledit pansement doit de préférence être perméable à la vapeur d'eau (exsudats) afin de laisser respirer la peau entourant la plaie pour éviter toute macération. De plus, dans le domaine de la construction de bâtiments, il est bien connu que les problèmes d'humidité dans les murs sont attribués à un principal mécanisme, à savoir la diffusion de la vapeur d'eau, La diffusion de la vapeur d'eau à travers les murs peuvent entraîner de nombreux désordres tels que l'effritement de la maçonnerie, le gel des tuyaux, la condensation et l'accumulation de glace dans des cavités, l'humidification des isolants, les rendant inopérants et la croissance de la moisissure notamment. [0003] Le mouvement incontrôlé de la vapeur d'eau à travers l'enveloppe du bâtiment est causé par des différences de pression produites par le vent. Les fuites d'air peuvent. provenir de fissures ou de joints défectueux entre les éléments de construction et les éléments de structure ou à travers des matériaux poreux tels que les blocs de béton et les matériaux d'isolation poreux. [0004] Afin de limiter ces problèmes d'humidité, il est usuel d'utiliser des films barrières ou pare-vapeur, comme un film de polyéthylène, pour contrôler le mouvement de la vapeur d'eau dans l'enveloppe du bâtiment. Le film pare-vapeur retarde la diffusion de l'eau à travers l'ensemble des matériaux dans les murs, la vitesse à laquelle la vapeur d'eau migre ou diffuse à travers un matériau dépendant de deux facteurs : la différence entre la pression de vapeur d'eau dans fair à l'intérieur du bâtiment et la pression de vapeur d'eau dans l'air à l'extérieur du bâtiment et la résistance des matériaux présents à la migration de l'eau par diffusion. Les films pare-vapeur procurent une plus grande résistance à la diffusion de vapeur d'eau que la plupart des autres matériaux. Ainsi, les films de polyéthylène d'une épaisseur suffisante sont les plus couramment utilisés à 2 cette fin; Toutefois, d'autres matériaux tels que le papier d'aluminium ou certaines peintures ou adhésifs ont également été utilisés comme parc-vapeur. [0005] Toutefois, ces films pare-vapeur ne sont pas suffisants et il est nécessaire d'y associer un film barrière afin d'éviter que Pair extérieur ne pénètre dans le bâtiment. En effet, de l'air chargé d'humidité passant à travers une cavité isolée avec un film pare-vapeur peut déposer beaucoup plus d'humidité que le pare-vapeur ne sera capable de diffuser dans le même laps de temps. [0006] Ainsi, des films parc-air perméables à la vapeur d'eau ont été développés tels que les produits commercialisés sous la dénomination Blucskin 0 par la société américaine Bakor® consistant en une membrane parc-air, perméable à la vapeur d'eau, hydrorésistante et auto-adhésive. Ces produits correspondent aux produits décrits dans le brevet américain US 6,901,712 déposé par la société Bakor® qui décrit un film parc-air perméable à la vapeur d'eau constitué d'une feuille perméable à la vapeur d'eau, obtenu à partir de polyéthylène et de polyoléfines modifiées, sur une surface de laquelle est appliqué un adhésif en un film non continu. [0007] Bien que ce type de film parc-vapeur ne nécessite pas de moyens de fixations pour fixer ledit film sur un mur ou similaire, l'adhésif de ces films n'est pas perméable à la vapeur d'eau de sorte que cela limite la perméabilité à l'eau du film aux seules parties du film ne comportant pas d'adhésif. [0008] Afin de remédier à cet inconvénient, on a déjà imaginé des films pare-vapeur comportant une couche continue d'adhésif sensible à la pression et perméable à la vapeur d'eau. C'est le cas notamment de la demande de brevet international WO 2009/127819 qui décrit une feuille membranaire perméable auto-adhésive, destinée à être utilisée dans une structure de bâtiment, qui comprend une couche continue d'un adhésif perméable sensible à la pression, attachée sur une surface d'une feuille membranaire perméable. Ladite feuille membranaire est constituée d'une structure laminaire comportant une couche de polypropylène filé-lié, une couche de polyester de type fusion-soufflage et une couche de polypropylène filé-lié et d'une couche d'adhésif sensible à la pression de base comprenant un agent de perméabilité à l'air incluant une résine absorbant l'eau, du polypropylène glycol et de l'eau et un agent de réticulation. On notera que, conformément aux enseignements de l'état de la technique, la couche d'adhésif sensible à la pression ne comporte pas de bulles d'air afin d'éviter une délamination comme il est décrit, notamment, dans les documents EP0670277 et EP2108687 notamment. [0009] On connait également le document US 2018/066427 qui décrit une membrane de protection pour bâtiment comprenant une feuille de tissu en polypropylène filé lié avec un adhésif sensible à la pression, perméable à la vapeur d'eau, intégré sur la face arrière de la membrane et une matrice de drainage fixée à la surface avant de la 3 membrane, la matrice de drainage comprenant des fils thermoplastiques individuels posés de manière aléatoire pour former un filet et reliés ensemble par thermocollage. Les fils de la matrice forment ainsi des canaux de drainage de l'eau. [0010] Toutefois, tous ces films pare-vapeur présente l'inconvénient d'être onéreux à fabriquer et de présenter une perméance qui se dégrade au cours du temps notamment. On entend par perméance l'aptitude d'une membrane ou d'une surface à laisser passer la vapeur d'eau. [0011] Il existe donc un besoin pour une membrane auto-adhésive et perméable à la vapeur d'eau pour la réalisation dc films pare-vapeur ou dc pansements notamment de conception simple et peu onéreuse procurant une bonne perméance constante dans le temps notamment. Présentation de l'invention [0012] L'un des buts de l'invention est donc dc remédier à au moins un de ces inconvénients en proposant une membrane auto-adhésive et perméable à la vapeur d'eau pour la réalisation dc films pare-vapeur ou dc pansements notamment, de conception simple et peu onéreuse, et procurant une bonne perméance constante dans le temps notamment. [0013] A cet effet et conformément à l'invention, il est proposé une membrane perméable à la vapeur d'eau auto-adhésive comprenant au moins un support perméable à la vapeur d'eau et une couche adhésive sensible à la pression, perméable à la vapeur d'eau, et solidaire dc la face inférieure dudit support ; ladite membrane est remarquable en ce qu'elle comporte une grille incluse partiellement ou totalement dans la couche adhésive et en ce qu'elle comporte des bulles d'air emprisonnées entre les mailles de la grille qui favorisent la pénétration et la diffusion des molécules de vapeur d'eau. [0014] Selon un mode dc réalisation, la couche adhésive présente une épaisseur supérieure ou égale à l'épaisseur de la grille. [0015] De préférence, la grille présente une épaisseur comprise entre 30 i_t.m et 150 pm. [0016] Par ailleurs, la grille présente une contexture en chaîne et en trame inférieure ou égale à 10 fils/cm et inférieure à 10 fils/cm respectivement. [0017] De plus, les fils de trame et de chaîne de la grille présentent respectivement un dtcx compris entre 10 et 400. [0018] Les fils de trame et les fils de chaine de la pille sont obtenus dans un polymère ther- moplastique. [0019] Lesdits fils de trame et les fils de chaine de la pille sont obtenus dans du polyté- réphtalate d'éthylène (PET) et/ou du polypropylène (PP) et/ou du polyamide (PA). [0020] De manière alternative, les fils de trame et les fils de chaine de la grille sont obtenus dans des fibres de verre. [0021] Accessoirement, les fibres de verre des fils de trame et des fils de chaîne sont im- préenées par au moins un polymère thermoplastique. [0022] Ledit polymère thermoplastique est choisi parmi la liste suivante : éthylène-acétate de vinyle (EVA) et/ou polychlorurc de vinyle (PVC) et/ou polyalcool vinylique (PVAL) et/ou polyacétate de vinyle (PVAC). [0023] Un autre objet de l'invention concerne un procédé de fabrication d'une membrane perméable à la vapeur d'eau auto-adhésive comprenant au moins un support perméable à la vapeur d'eau et une couche adhésive sensible à la pression, perméable à la vapeur d'eau, et solidaire de la face inférieure dudit support ; ledit procédé est remarquable en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes de : [0024] enduction d'une couche d'adhésif sensible à la pression sur un film protecteur anti- adhérent, ladite couche adhésive sensible à la pression étant perméable à la vapeur d'eau ; [0025] durcissement de ladite couche d'adhésif sensible à la pression ; [0026] dépose d'une grille sur ladite couche d'adhésif sensible à la pression durcie ; et [0027] complexage de la couche d'adhésif sensible à la pression durcie et de la grille sur un support perméable à la vapeur d'eau. [0028] Selon une première variante d'exécution, la couche d'adhésif sensible à la pression est obtenue dans un adhésif sensible à la pression acrylique avec solvant. [0029] Dans cette variante d'exécution, l'étape de durcissement de ladite couche d'adhésif sensible à la pression consiste en une étape de séchage de ladite couche d'adhésif. [0030] Selon une seconde variante d'exécution, la couche d'adhésif sensible à la pression est obtenue dans un adhésif sensible à la pression du type hot melt acrylique réticulable. [0031] Dans cette seconde variante d'exécution, l'étape de durcissement de ladite couche d'adhésif sensible à la pression consiste en une étape de réticulation de ladite couche d'adhésif. [0032] Ladite étape de réticulation consiste, de préférence, en une réticulation par irradiation UV. Brève description des dessins [0033] D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre de plusieurs variantes d'exécution, données à titre d'exemples non limitatifs, de la membrane perméable à la vapeur d'eau auto-adhésive et de son procédé de fabrication conforme à l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels : [fig.1] la figure 1 est une vue en coupe schématique de la membrane perméable à la vapeur d'eau auto-adhésive suivant l'invention, [fig.2] la figure 2 est une vue de dessus d'une grille de la membrane perméable à la vapeur d'eau auto-adhésive suivant l'invention, [fig.3A] I fig.3B Ifig.3CI Ifig.3DI Ifig.3EI les figures 3A à 3E sont des vues en coupes schématiques des différentes étapes du procédé de fabrication de la membrane perméable à la vapeur d'eau auto-adhésive suivant l'invention. Description détaillée [0034] Par souci de clarté, dans la suite de la description, les mêmes éléments ont été désignés par les mêmes références aux différentes figures. De plus, les diverses vues ne sont pas nécessairement tracées à l'échelle. [0035] On décrira ci-après une membrane perméable à la vapeur d'eau auto-adhésive destinée à la réalisation d'un film pare-vapeur pour bâtiment ; toutefois, il est bien évident que ladite membrane perméable à la vapeur d'eau auto-adhésive suivant l'invention pourra être utilisée pour tout autre application, notamment pour la fabrication de pansements, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. [0036] En référence à la figure I, la membrane perméable à la vapeur d'eau auto-adhésive suivant l'invention comprend au moins un support I perméable à la vapeur d'eau, une couche adhésive 2 sensible à la pression, perméable à la vapeur d'eau, et solidaire de la face inférieure dudit support I, une grille 3 incluse dans la couche adhésive 2 dont l'épaisseur est supérieure ou égale à l'épaisseur de la grille 3, des bulles d'air étant avantageusement emprisonnées entre les mailles de la grille 3 favorisant ainsi la pénétration et la diffusion des molécules de vapeur d'eau, et un film protecteur antiadhérent 4. [0037] On observera que pour certaines applications, notamment dans le domaine de la santé, la couche adhésive 2 pourra présenter une épaisseur inférieure à l'épaisseur de la grille 3 sans pour autant sortir du cadre de l'invention. [0038] Ledit support I consiste par exemple en un film de polyéthylène (PE) micro-perforé, un film de polypropylène (PP) micro-perforé, un film copolymère polyéthylène(PE)/polypropylène(PP) micro-perforé, un film polyéthylène (PE) chargé et étiré, un film de polypropylène (PP) chargé et étiré, un film de copolymères polyéthylène(PE)/polypropylène(PP) chargé et étiré, un film thermoplastique polyuréthane extrudé (TPU) à base de polyéther, un film thermoplastique respirant à base polyuréthane et base polyéther-bloc amide, un film en polyamide 6-6 (PA 6-6) ou une combinaison desdits films. [0039] Alternativement, ledit support est un support non tissé à base de fibres synthétiques choisies panni le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polyéthylène téréphtalate (PET) et le polyamide (PA) ou une combinaison de celles-ci. 6 [0040] Selon une autre variante d'exécution, ledit support pourra consister en un film laminaire comprenant au moins deux films tissés ou non tissés tels que décrit précédemment. [0041] La couche adhésive 2 consiste en un adhésif acrylique hotmelt réticulé par UV et tackifié et présente une masse surfacique comprise entre 30 et 160 g/m2 et, de préférence, une masse surfacique de 130 g/m2. Cette couche adhésive 2 présente une épaisseur inférieure ou égale à 200 pm, et de préférence, une épaisseur de 130 pm. Ladite couche adhésive 2 est obtenue dans un adhésif sensible à la pression, de préférence polaire, et de préférence réticulé. Par ailleurs, ledit adhésif est de préférence à base acrylique. Par exemple, ledit adhésif pourra consister dans un adhésif acrylique auto-réticulant en phase solvant commercialisé par la société Henke' corporation sous la référence LOCTITE DURO-TAK 222A, LOCTITE DURO-TAK 1847, LOCTITE DURO-TAK 737, LOCTITE DURO-TAK 3954, DUROTAK 380-1053, ou par la société AV Chemic sous la référence Polytcx SP 2085. [0042] Plus précisément, ledit adhésif pourra consister dans un adhésif acrylique auto- réticulant en phase solvant à base de copolymères d'acrylates (copolymères carboxyles à base des esters acryliques) obtenus par la polymérisation de monomères acryliques tels que : acrylatc de méthyle, acrylatc d'éthyle, acrylatc de 2-éthylhexyle, acrylatc de n-butyle, acrylatc de 2-hydroxyéthyle, ou similaires. La réticulation pourra être obtenue par ajout de tout agent de réticulation bien connu de l'homme du métier tel qu'un chellate métallique ou l'acétylacétonate=tris (2,4-pentanedionato-0,0') d'aluminium par exemple. [0043] On observera que la viscosité et le comportement rhéologique (le l'adhésif pourront aisément être ajustés par les systèmes solvants hydrocarbures aromatique et aliphatique, tels que les solvants alcooliques (méthanol, éthanol, propanol 2), les solvants cétoniques (acétone, méthyléthylcétone, pentane-2,4 dione,), les solvants aromatiques (toluène), les solvants aliphatiques cycliques (cyclohexane, méthylcyclohexane), les solvants aliphatiques (hexane et isomères, n-heptane, octane et isomères), afin d'obtenir une viscosité Brookfield comprise entre 1000 mPa.s et 50000 rnPa.s (LVT 3/12 rpm). [0044] De préférence, ledit adhésif est un adhésif acrylique hotmelt réticulé par UV com- mercialisé par la société Basf sous la gamme Ac Resin®, tackifié ou non avec des résines tackifiantes type esters de colophane hydrogénée (référence Hydrogral G commercialisée par la société DRT) ou des résines hydrocarbonées telles que les résines commercialisées par la société Eastman sous la référence Kristalex F85. [0045] On notera que tous ces adhésifs sont perméables à la vapeur d'eau. En particulier, l'adhésif Ac Resin0 A 250 UV présente une perméabilité à la vapeur d'eau de 949 g/m 2/24h. 7 [0046] Par ailleurs, en référence aux figures 1 et 2, la grille 3 présente une épaisseur comprise entre 30 pm et 150 pm, ainsi qu'une contexture en chaîne et en trame inférieure ou égale à 10 fils/cm et inférieure à 10 fils/cm respectivement.. Les fils de trame et les fils de chainc de la grille 3 sont obtenus dans un polymère thermoplastique tels que du polytéréphtalate d'éthylène (PET) et/ou du polypropylène (PP) et/ou du polyamide (PA), les fils de trame présentant de préférence un dtcx compris entre 10 et 400 et les fils de chaîne présentant de préférence un dtcx compris entre 10 et400. De manière alternative, les fils de trame et les fils de chainc de la grille sont obtenus dans des fibres de verre qui pourront avantageusement être imprégnées par au moins un polymère thermoplastique tels que l'éthylène-acétate de vinyle (EVA) et/ou le polychlorure de vinyle (PVC) et/ou le polyalcool vinylique (PVAL) et/ou le polyacétate de vinyle (PVAC). La nature du traitement à la surface des fils peut influer sur la compatibilité chimique de la grille 3 avec les adhésifs, ainsi qu'avec les agents tackifiants. [0047] On observera que, par conception, une grille est construite comme un assemblage de fils de chaînes (sens longitudinal) collés sur/sous des fils de trame (sens transversal). Afin de réduire l'épaisseur totale de la grille, cette liaison n'est généralement réalisée que sur un seul côté de la maille. Les chevauchements résultant constituent autant de points de jonction, créant des saillies ponctuelles en relief sur un seul côté. De fait, une grille support, contrairement à un film support ou un non tissé support, présente une morphologie différente entre sa face vue et sa face cachée. Les points de jonction ont une épaisseur au moins égale à la somme des épaisseurs d'un fil de trame et d'un fil de chaîne adjacent, augmentée de la couche de colle liant le fil de trame avec le fil de chaîne adjacent (plusieurs dizaines de pm). De plus, les fils d'une grille étant relativement souples, ils ne sont ni véritablement alignées, ni équidistants. Une grille peut donc être définie comme un support souple hétérogène et anisotrope. Ses caractéristiques dépendent de son orientation (sens longitudinal ou sens transversal) et de la face considérée (face vue ou face cachée). [0048] Le tableau ci-dessous résume les caractéristiques de grilles de renfort fine et conformable de la membrane suivant l'invention. Leur épaisseur est inférieure à 150 pm. Leur contexture en chaîne et en trame est respectivement inférieure à 10 fils/cm et inférieure à 10 fils/cm. [0049] 8 [Tableaux1] Composition Chimique Résistance à la rupture (N/cm) Allongement à la rupture Imprégnation (%) PE 40 EVA PP - Capo PP PA PET 20 EVA, PVAc, PVC, PVOH Fibre de verre >100