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MATERIAU CQMPO6ITE A ~AS~ DE FIBRES ~IYiR~lRS
DISPOSITlF D'O~IEWqIo~ ~T AppLIcATlo~
DU M~T~RIAU COMPOSIT~
L'invention a pour objet un matériau co~posite et son dispositif d'obtention. Le matériau selon l'invention est à
base de fibres minérales, notamment de fibres de verre, obte~u par reconstitution d'un mat en fibre~ minérales contenant un liant. Il sert par exemple de primitif pour l'obtentio~ de pièces moulées.
Il est connu d'obtenir ~es piè~es, eventuellement en forme, denses ou au co~traire très légeres, par moulage d'un primitif ~ base de fibres naturelles ou synthéti~ues comportant un liant. Comme fibres naturelles sont utilisées notamment des fibres ~extiles qui ont u~ diamètre moyen assez élevé, supérieur à 10 microns ~e gui n7est pas très favorable du poi~t de vue des performances d'isolation acoustigue et ~hermi~ue. Parmi les fibres synthétiques sont plus particulièrement préférées les fibres minérales, no-tamment les fibres dites d'isolation telles les fibres de verre, les fibres de roche ou les fibres de laitier gui sont plus fines e~ sont en outre produites à des coûts ex-trêmement faibles.
La dema~de de brevet FR 2 608 964 décrit par exemple l'utilisation de ma~s à base de fibres de verre pour l'ob-tentio~ de pièces moulees telles par exemple des garnitures de pièces auto~obiles. Les prLmitifs ~o~t dans ce cas de~
tronçons de mat~ en fibres de verre obte~ues par centrifu-gation ~ gran~e-vitess2 de verre fondu avec ~ étirage ~-zeux des-~fi~am~ltæ ; les ~ibres ~ta~ reQeptionnêes su~ u~e .
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bande convoyeuse sans fin fermant une hotte dans laguelle elles sont aspergées par un liant organigue en solution aqueuse; la nappe ainsi obtenue étant ultérieurement con-~ormée dans une étuve où se produit la polymérisation du liant, et ensuite découpée aux dimensions ~ouhait~es pour ~ormer le mat.
D'autres procé~és de fibrage peuvent être utilisés, notamment des procédés dits à centrifugation libre ou des procédés dans lesquels la matière en fusion est introduite dans la zone d'interaction de deux ~ourants gazeux à hautes températures et à vitesses élevées. Toutefois quelque soit le procé~é de fibra~e choisi, la réceptio~ se caractéris~
par une aspiration les fihres etant recueillies sur la bande sans fin sous laquelle est prévue un :.caisson sous dépression. ~n conséquence et même s'il est possible d'y remédier partiellement en opérant dans des conditions de fibrage et d'aspiration idoines, les mats ou fibres miné-rales ainsi obtenus présentent toujours une anisotropie,les fibres se position~ant ~e préférence dans de~ plans horizontaux. Ceci se traduit par une anisotropie de cer-taines propriétés physiques, notamm~nt de la r~sistance à
la traction, anisotropie qui par ailleurs présente certains avantages notamment pour ce qui est du pou~oir isolant du feutre for.mé.
Un autre inconvénient rencontré est celui de la limi-tation dans le choix de la résine pulvérisée comme en-collage en solution aqueuse. En e~fet, pour optimiser la répartition du liant dans le mat et obtenir notamment que celui-ci mouille bien les fibres afin de constituer une gangue protectrice, il est préférable de pulvériser le liant dans la hotte de fibrage, avant gue les ~ibres ne se soient aocumulées pour former un matelas. Or, compte tenu des conditions de température ~ui règnent dans la hotte de fibra~e et pour éviter tout ~isque d'inflammation, il est imperatif d'employer une résine en solution dans de 1'e~u.
Ceoi exclut la plupart de~ adhésifs usuels du type thermofusibles ou thermodur~issables. kn général, on uti-lise une résine phénolique du type résine réso~ dont on sait ~'elle se décompose pour une temp~rat~e d'usage 200~36() supérieure ~ 350~C, ce f~Ui restreint notablement les pos-sibilités d'application de produits pourtant ~ base de fi-bres qui sont par cont~e susceptibles de supporter sans dommage des températures par exemple bien superieures à
50~C.
~ ar ailleurs, il est connu par exemple du brevet français 2 591 621 de reconstituer des produits en fibres minérales à partir de flocons fibreux eux-mêmes produits à
partir d'un mat - encore appelé feutre - par une opération de cardage au moyen de brosses contra-rotatives ou encore au moyen de fléaux rotatifs battant le feutre de préférence prédécoupé en bande. Le cardage est de préférence suivi d'un fouettage des flocons ou d'un transport pneumatique afin de relâcher les contraintes résiduelles. Les flocons produits sont usuellement utilisés tels ~uels. Ils sont par exemple répandus en couches sur le sol pour 1'isolation thermif~ue ou acoustique de combles non am'enages OU serYent encore de matériau de remplissage de caissons par exemple pour la formation de cloisons int~rieures~
~ es ~ouches isolantes obtenue~ à partir de tels flo-cons sont nettement plus perform~ntes que les couches de laine soufflées obte~ues de façon traditionnelle, mais sur de nombreux points, notamment la conductivité thermique f l'écart entre les propriétés de ces couches et celles du mat d'origine est encore tres sensible.
La détérioration observée de la résistance thermi~ue s'explique par la nature des flocons. En effet, il est bien connu que des fibres libreæ, ~'est-à-dire ~on collées entre elles par un liant ont tendance naturellement a s'associer sous forme de boules. Aussi dans toute operation de cardage, on cherche à démêler ces amas p~ur retrouver des fibres intègres. Toutefois, les fibres minérales telles les fibres de verre et pluæ encore les fibres de roche sont extrêmement fragiles aussi le cardage casse les fibres et si on poursuit un peu trop longtemps l'opération, les ré-duit totalement en poussière. Par ~onséguent, la teDdance est d'operer avec des moyens de cardage "doux", comme ceux décrits dans l~ bxevet FR 2 591 621 avec en contrepartie une ins bonne ouYer-ture des flocohs ce_qu~ signifie ~u'u~
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grand nombre d'entre eux (environ 1 sur 2 dans le meilleur des cas) sont tou~ours const~tués par des nodules centraux autour desguels rayonnent quel~ues rares fibres unitaires.
Ces nodules étant particulièrement denses, ils ne per-mettent pas 1'emprisonnement d'une quantité d'air impor-tante, ce qui on le sait diminue le pouvoir isolant d'un produit fibreux. Aussi pour une isolation donnée doit-on accroître la quantité de produit nécessaire.
A cet inconvénient déjà fort grand s'ajoute le fait qu'il est très difficile d'imprégner ou "mouiller" ces nodules avec un liant, que celui-ci soit à l'état liquide ou plus encore à 1'état solide sous forme pulvérulente et donc peut apte à pénétrer par capillarité au coeur des nodules. Typiquement, comme la plupart des liants pré-sentent après polymérisation une coloration, ce phénomène se traduit par un aspect moucheté du produit après poly-mérisation, les nodules. non impregnés de liant ne pré-sentant pas la même couleur que le reste du produit.
Par contre, à l'avantage de ce proc~dé il faut noter qu~ 1'addition de liant peut être effectuée avant que les flocons ne soient à nouveau réunis, à u~e tempera~ure et dans des conditions libres de toute contrainte due au pro-cédé de préparation des fibres. De plus, la réception des flocons peu~ se faire simplement par dépose sous gravité, c'est-à-dire dans des conditions qui n'entraînent pas d'orientation préférentielles des fibres et ~ui conduisent de ce fait à des produits plus isotropes.
D'autre part, la publication de brevet AU-A-75 746/87 enseigne un procé~é d'obtention d'un ~roduit fihreux isolant contenant un liant uniformement réparti, même si le produit est à base de fibres difficilement impregnables telles les fibres végétales ou anLmales. Ce procédé - qui peut s'appliquer également à des fibres minerales - con-siste à carder un feutre pour séparer substantiellement les fibres, puis pour compléter cette séparation à les flui-diser en les entraînant par un courant gazeux, ~e liant étant pulvérisé-sur les fibres séparées avant que celles-ci ne se soient déposées. Dans cette publication, on ne pro-pose ~ s des moyens de cardage specifiques pour les fibres Z00436~) minérales de sorte gu'il faut comprendre par fibres m~né-rales, des fibres de verre dites textiles - encore appel~es fibres de verre de renforcement - c'e~t-a-dire des fibres produites au moyen d'une filière avec un étirage méca~i~ue et dont le diamètre moyen est sup~rieur à 10 microns. Rap-pelons que des fibres dites d'isolation ont un diamètre moyen inférieur à 6 microns, généralement de 1'ordre de 3 microns. De plus, les fibres dites textiles sont pra~igue-ment toujours regroupées en f il8 à l'instar des fibres na-turelles ce qui les éloi~nent totalement des fi~re~ d'i~o-lation du point de vue de leur comportement notamment au cardage. D'autre part, cette technique fait appel à un transport pneumatique des fibres ce qui pose le problème de 1'élLmination des courants gazeu~ générés et entraîne la nécessité de caissons aspirants qui comme indi~ué plus haut conduisent à des produits anisotropes.
La présente invention a pour objet un produit compo-site à base de fibres minérales obte~u par reconstitution d'un mat ou feutre en fibres minérales d'isolation, dont les performances thermi~ue~ Irapportees à u~e masse de produit identi~ue) sont au moins égales à 93 % de celle~ du feutre initial et comportant un liant a~tivable ulté-rieurement, choisi indépendamment de la technique utilisée pour 1'obtention dudit feutre initial. Le produit composite selon l'invention est formé de flocons auxquels est ajouté
un liant activable ultérieurement, obte~us par déchiquetage d'un feutre à base de fibres minérales d'isolatio~, moins de 1~ % des flacons comportant un nodule dense dont le diamètre moyen est de plus défini comme inférieur à 7 mm et qui présente un degré d'imprégnatisn en liant réactivable moindre gue le reste du produit.
De cette définition, il ressort gue le terme flocons est pratiguement abusif car le déc~iquetaqe du feutre est mené de manière telle que l'individualisation des fibres est pratiquemen~ totale et que dès lors, on repa~se par un stade où les f}bres ~ont pratiquement toutes à 1'état UDi-taire, comme cela était le cas au moment de leur fibrage.
Pour ce faire, les flocons sont prod~its à partir d'un feutre en fibres minérale~ gui est dechigueté au mo~
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d'une cardeusa const1tu~e par une seule brosse ~ po~læ
souples nettoyee par un peigne. Par rapport aux moyens connus de 1'art, on opère donc avec un dispositif extrême-ment simplifié mais qui pourtant donne des résultats éton-namment supérieurs. En effet, une ~ardeuse d brosses contra-rotatives conformes à FR-2 591 621 produit des flo-cons comportant pour la moitié d'entre eux deæ nodules denses let il n'est pas possible de remédier à ce défaut e~
prolon~eant le temps de présence des flocons entre les brosses car alors on réduit les fibres en poussière).
Outre les flocons, le pr~duit composite selon l'in-vention contient un liant activable ultérieurement. Par ultérieurement on entend une durée fLxée par l'utilisateur qui peut être éventuellement de quelques secondes, cas ou une étuve de polymérisation est prévue immédiat~ment en aval de la ligne ou au contraire de plusieur~ jours et même plusieurs is ce dernier cas se retrouvant plus particu-lièrement lorsque le produit reconstitue est utilise à ti-tre de primit~f pour 1'o~tention de pieces moulées en forme.
La durée de cette période dépend bien ~ur du type de liant utilisé, un stockage i~termediaire du produi~ n'etant possible qu'avec des résines dont l'action ne ~e produit pas - ou extr &ement lentement - à temperature ambiante.
Ceci est le cas par exemple de résines thermofusibles ou thermodurcissa~les, ajoutées sous forme pulvérulente aux fibres. Citons par exemple lee résines phénol-formaldehyde novolaque~, les résines époxy, les silicones, le po-lyuréthane, le polyéthylène et le polypropylène.
De toute façon, le fait ~ue la résine est ajoutée sur des fibres froides, loin de toute installation de fibrage, donne une entière liberté dans le choix du liant trésine ou liant minéral).
Sous forme liquide, le liant est pulvérisé sur les fibres indifféremment au moment de 1'operation de cardage ou après celle-ci. Lorsqu'il est sou~ sa forme pu-lvérulente, l'addition du liant est effectuée de préférence après le cardage, le liant etant en suspensio~ dan3 un gaz pour une-ré~aEtit-~on opt~m~l~O
~0043~,0 ~ s flocons sont de préférence recueillis par simple dépose sous gravité, sans aspiration complémentaire. Le8 produits ainsi reconstitués sont beaucoup plu8 iSotropeB
que les produit~ standards obtenus directement sous la hotte de fibrage, ce qui est plus particulière~ent avanta-geux pour la préparation de pièces moulées en forme 8US-ceptibles d'être ultérieurement soumises à des contraintes à des niveaux assez élevés, ce qui n'est bien sûr pas le cas lorsque les flocons sont utilisés en vrac.
D'autres détails et caractéristiques avantageux de l'invention sont decrits ci-après en référence aux planches annexées ~ui représentent :
- Figure 1 : un schema d'une ligne pour produit com-posite selon l'invention, - figure 2 : une vue plus détaillée de la cardeuse de la figure 1, - Figure~~ : les courbes d'évolution~de la conducti-vité therm gue en fonction de la densité, - Figure 4 : les courbes comparées des valeurs des résistances specifiques au passa~e de l'air en fonction de la densité, - Figure 5 : les courbes comparées des valeurs de dé-formation relative en fonction de la contrainte exercée.
Le produit com~osite selon l'invention est préparé
comme indiqué très ~chématiguement à la figure 1. Le feutre initial 1 gue nous appelons encore feutre standard - ou les Z00 ~ 3 ~ iO
MATERIAL CQMPO6ITE A ~ AS ~ OF FIBERS ~ IYiR ~ lRS
DISPOSITlF D'O ~ IEWqIo ~ ~ T AppLIcATlo ~
COMPOSITE RAIL ~
The subject of the invention is a co ~ posite material and its obtaining device. The material according to the invention is to based on mineral fibers, in particular glass fibers, obtains ~ u by reconstitution of a mineral fiber mat ~
containing a binder. It is used for example as a primitive for the obtentio ~ of molded parts.
It is known to obtain ~ es pi ~ es, possibly in shape, dense or very light co ~ milking, by molding a primitive ~ based on natural or synthetic fibers ~ ues comprising a binder. As natural fibers are used especially fibers ~ extiles which have u ~ average diameter quite high, greater than 10 microns ~ e mistletoe is not very favorable poi ~ t view of insulation performance acoustigue and ~ hermi ~ ue. Among the synthetic fibers are more particularly preferred mineral fibers, no particularly the so-called insulation fibers such as glass, rock fibers or slag mistletoe fibers are finer e ~ are also produced at ex- costs very weak.
The dema ~ of patent FR 2 608 964 describes for example the use of my ~ s based on glass fibers for the ob-tentio ~ of molded parts such as garnishes auto parts ~ obile. The prLmitifs ~ o ~ t in this case of ~
sections of mat ~ made of glass fibers obtained ~ centrifugally gation ~ gran ~ e-vitess2 of molten glass with ~ drawing ~ -zeux des- ~ fi ~ am ~ ltæ; the ~ ibres ~ ta ~ reQeptionnêes su ~ u ~ e .
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endless conveyor belt closing a hood in laguelle they are sprayed with an organic binder in solution aqueous; the sheet thus obtained being subsequently con-~ Elmée in an oven where the polymerization of the binder, and then cut to the dimensions ~ ouhait ~ es for ~ order the mast.
Other fiber-drawing processes can be used, in particular so-called free centrifugation processes or processes in which the molten material is introduced in the interaction zone of two ~ high gas streams temperatures and high speeds. However whatever the process ~ e of fibra ~ e chosen, the reception ~ is characterized ~
by an aspiration the fihres being collected on the endless band under which is provided a:.
depression. ~ n consequence and even if it is possible to partially remedy by operating under conditions of suitable fiber and suction, matt or mineral fibers rales thus obtained always exhibit anisotropy, the fibers are positioned ~ ant ~ e preferably in ~ planes horizontal. This results in an anisotropy of certain some physical properties, including resistance to traction, anisotropy which also presents certain advantages especially with regard to the insulating louse felt forme.
Another disadvantage encountered is that of the limitation tation in the choice of sprayed resin as collage in aqueous solution. In fact, to optimize the distribution of the binder in the mat and in particular obtain that this wets the fibers well in order to constitute a protective gangue, it is best to spray the binder in the fiber hood, before the ~ ibres does are documented to form a mattress. However, taking into account temperature conditions ~ ui prevail in the hood of fibra ~ e and to avoid any ~ isque of inflammation, it is imperative to use a resin in solution in e ~ u.
Ceoi excludes most common adhesives of the type hot melt or thermoset ~ issizable. kn general, we use read a phenolic resin of the reso resin type ~ which one know ~ 'it breaks down for a temp ~ rat ~ e of use 200 ~ 36 () higher ~ 350 ~ C, this f ~ Ui significantly restricts the pos-application possibilities of products yet ~ base of fi-berries which are cont ~ e likely to support without damage to temperatures for example much higher than 50 ~ C.
~ ar elsewhere, it is known for example from the patent French 2,591,621 to reconstitute fiber products mineral from fibrous flakes themselves produced at from a mat - also called felt - by an operation carding using counter-rotating brushes or by means of rotary flails preferably beating the felt precut in strip. Carding is preferably followed fluff whipping or pneumatic conveying in order to relax the residual stresses. Flakes products are usually used such ~ uels. They are by example spread in layers on the floor for insulation thermal ~ eu or acoustic attic space not fitted OR be still material for filling boxes for example for the formation of interior partitions ~ es ~ insulating ouches obtained ~ from such flo-cons are significantly better than the layers of puffed wool obtained in the traditional way, but on many points, including thermal conductivity f the difference between the properties of these layers and those of original mat is still very sensitive.
The observed deterioration in thermal resistance is explained by the nature of the flakes. Indeed it is well known that free fibers, ~ 'that is to say ~ are bonded between they naturally tend to associate in the form of balls. Also in any operation of carding, we are trying to disentangle these clusters to find whole fibers. However, mineral fibers such as glass fibers and even more the rock fibers are extremely fragile also carding breaks the fibers and if the operation is continued a little too long, the totally dusted down. By ~ onséguent, teDdance is to operate with "soft" carding means, like those described in ~ bxevet FR 2,591,621 with in return a good ins ouYer-ture of flocohs ce_qu ~ means ~ u'u ~
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large number of them (about 1 in 2 in the best cases) are all ~ bear const ~ killed by central nodules around desguels radiate what ~ ues rare unit fibers.
These nodules being particularly dense, they do not do not imprison a large amount of air aunt, which we know decreases the insulating power of a fibrous product. Also for a given insulation we must increase the amount of product needed.
To this already great drawback is added the fact that it is very difficult to impregnate or "wet" these nodules with a binder, whether this is in the liquid state or even more in the solid state in powder form and therefore able to penetrate capillary into the heart of nodules. Typically, like most pre-feel a color after polymerization, this phenomenon results in a speckled appearance of the product after poly-merisation, nodules. not impregnated with binder does not pre-not feeling the same color as the rest of the product.
By cons, the advantage of this process ~ dice it should be noted that the addition of binder can be carried out before the flakes are not reunited again, at u ~ e tempera ~ ure and under conditions free of any constraints due to the pro-yielded fiber preparation. In addition, the receipt of little flakes ~ be done simply by removal under gravity, that is to say in conditions which do not involve preferential orientation of the fibers and ~ ui lead therefore to more isotropic products.
On the other hand, patent publication AU-A-75 746/87 teaches a process for obtaining a ~ fiher product insulation containing a uniformly distributed binder, even if the product is based on fibers that are difficult to impregnate such as vegetable or animal fibers. This process - which can also be applied to mineral fibers -is to card a felt to substantially separate the fibers and then to complete this separation to the fluids say by driving them by a gas stream, ~ e binder being sprayed-on the separated fibers before these have not settled. In this publication, we do not laying ~ s specific carding means for fibers Z00436 ~) mineral so that it is necessary to understand by fibers m ~ né-rales, so-called textile glass fibers - also called ~ es glass fiber reinforcement - it ~ ta say fibers produced by means of a die with mechanical stretching ~ i ~ ue and whose average diameter is greater than 10 microns. Rap-pelons that so-called insulation fibers have a diameter medium below 6 microns, generally around 3 microns. In addition, the so-called textile fibers are pra ~ igue-always grouped in f il8 like natural fibers turelles which eloi ~ nent totally fi ~ re ~ i ~ o-from the point of view of their behavior, particularly in carding. On the other hand, this technique uses a pneumatic fiber transport which poses the problem of 1'élLmination of gas streams ~ generated and causes the need for suction boxes which as indicated above lead to anisotropic products.
The subject of the present invention is a product comprising mineral fiber site obtained ~ u by reconstruction of a mat or felt made of mineral insulating fibers, of which thermal performance ~ ue ~ Reported to u ~ e mass of product identi ~ ue) are at least equal to 93% of that ~ of initial felt and comprising a binder which can be activated later laughed, chosen independently of the technique used for obtaining said initial felt. The composite product according to the invention is formed of flakes to which is added a binder which can be activated later, obtains ~ us by shredding a felt based on mineral fibers of isolatio ~, minus 1 ~% of the vials with a dense nodule, the mean diameter is further defined as less than 7 mm and which has a degree of impregnation by reactivable binder less the rest of the product.
From this definition, it appears that the term flakes is practically abusive because the dec ~ iquetaqe of the felt is conducted in such a way that the individualization of the fibers is practically ~ total and that therefore, we repa ~ se by a stage where the f ~ bres ~ have practically all in the state UDi-keep quiet, as was the case when they were fiberized.
To do this, the flakes are produced from a mineral fiber felt ~ mistletoe is dechigueté au mo ~
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of a cardeusa const1tu ~ e by a single brush ~ po ~ læ
flexible cleaned by a comb. In relation to the means known in the art, we therefore operate with an extreme device simplified but which nevertheless gives surprising results particularly superior. Indeed, a fiery ~ brushes contra-rotating machines conforming to FR-2 591 621 produces flo-idiots with half of them nodules dense let it is not possible to remedy this defect e ~
extending the time of presence of the flakes between the brushes because then the fibers are reduced to dust).
In addition to the flakes, the composite product according to the vention contains a binder that can be activated later. By later we hear a time set by the user which may possibly be a few seconds, or a polymerization oven is provided immediately ~ ment in downstream of the line or on the contrary of several ~ days and even several is the latter case being found more particularly when the reconstituted product is used at full tre de primit ~ f pour 1'o ~ tention of molded parts form.
The length of this period depends on the type of binder used, i ~ term storage of the product ~ not being possible only with resins whose action does not produce not - or extremely slowly - at room temperature.
This is the case for example of hot melt resins or thermosetting ~, added in powder form to fibers. Examples include phenol-formaldehyde resins novolak ~, epoxy resins, silicones, po-lyurethane, polyethylene and polypropylene.
Anyway, the fact ~ ue the resin is added on cold fibers, far from any fiber installation, gives complete freedom in the choice of the binder or mineral binder).
In liquid form, the binder is sprayed on the fibers either at the time of the carding operation or after it. When it is sou ~ its pu form lvululent, the addition of the binder is preferably carried out after carding, the binder being suspended ~ dan3 a gas for une-ré ~ aEtit- ~ on opt ~ m ~ l ~ O
~ 0043 ~, 0 ~ s flakes are preferably collected by simple removal under gravity, without additional suction. The 8th products thus reconstituted are much more iSotropeB
that the ~ standard products obtained directly under the fiber hood, which is more specific ~ ent before-gous for the preparation of molded parts 8US-liable to be subsequently subjected to constraints at fairly high levels, which of course is not case when flakes are used in bulk.
Other details and advantageous features of the invention are described below with reference to the plates appended ~ which represent:
- Figure 1: a diagram of a line for com-posite according to the invention, - Figure 2: a more detailed view of the carding machine Figure 1, - Figure ~~: the evolution curves ~ of the conducti-vity therm gue according to the density, - Figure 4: the compared curves of the values of specific resistances to the passage of air as a function of the density, - Figure 5: the compared curves of the values of relative training according to the constraint exerted.
The product com ~ osite according to the invention is prepared as shown very ~ chematically in Figure 1. The felt initial 1 gue we still call standard felt - or
2 feutres comme ici représentés - est un feutre en fibres minérales. on peut utiliser par exemple un feutre en laine de verre, les fibres étant obtenues par un procédé selon lequel le verre fondu est introduit à l'intérieur d'une assiette de centrifugation tournant à grande vitesse dont il s'échappe sous forme de ~ilaments par une série d'ori-fices pratiqués sur la paroi de l'assiette, les filaments étant étirés sous forme de fibres par un courant gazeus à
grande vitesse et haute temperature, généré par des brûleurs entourant 1'assiette. Les conditions de tempera-tures du verre et des gaz, les pressions et leæ vitesses utili~ées étant par exemple celles définies dans le breve~
européen EP 9186~. L'encollage est avantageuse~ent 200436() ~ 8 --pulv~risé sur les fibres avant qu'elles ne solent recuell-lies par un organe de réceptlon. Cet encollage est de pré-férence une solution agueuse ~ 10 % d'une r~ine formo-phénoligue comportant en partie de ~ec S5 % en poids de résine résol et d'un silane agissant entre autr~s ac-tions comme agent anti-poussière. A titre d'exemple, on a utilisé un feutre dont la densité est de 11 kg/m3, la ré-sistance thermigue de 2 mZc~Watt et la résista~ce spéci-fique au passage de l'air de 6,4 Rayls~cm Irésistance me-surée perpendiculairement au plan de ~épôt ~es fibres de verre). Le feutre conditionné à l'état de rouleau est monté
sur un dévidoir ici no~ représenté.
Comme plus précisément représenté à l'aide de la fi-gure 2, l'alimentation de l'unite de cardage est obten~e au moyen d'un cylindre 2 et d'un contre-cylindre 3 assur~t 1'avancée du produit. Le feutre 1 est simplement comprimé
entre les cylindres 2, 3, sans découpe ce gui simplifie ~e dispositif de ces operations. Avantageusement, ce~ deux cylindres assurent éga}ement le ma~ntie~ du feutre en le retenan~ quelque peu.
L'unité de cardage 4, entourée d'un carter, est avan-tageusement constituée par une seule brosse 5. Catte brosse a un diamètre extérieur de par exemple 300 mm. ~lle est munie de poils 6 fins, montés selon un hauteur libre suf-fisante (d'ici 45 mm) pour leur permettre une certaine souplesse. Ces poils ont par exemple un diametre de l'ordre de 0,5 mm et sont de préférence ondulés. Selon l'invention, ils sont de préference en métal, les meilleurs résultats ont été obtenus avec de l'acier trempé. Le choix du métal peut paraître surprenant dans la mesure ou il est connu ~ue des poils en matériaux synthétiques, par exemple en polyamide résistant mieux à 1'attague par 1'abrasion du verre. En fait, il a été constate selon l'invention que des poils en matériaux ~ynthétigues - et donc du fait de cer-taines contraintes techno~ogigues obligatQir~ment d'un diamètre de plus de 1 mm - s'échauffent énormement au cours de 1'operation de cardage et qu'en conseguence ils s'usent beaucoup ~lus ~r~pihemen~_que de5._pOilfi da~ un matértau moins ré5i8tant dans ~iabsolu mai~-plu~ s--.-Par ~i~}eurs~
~004~;0 g 1'emploi de poils fins permet une meilleure ad~guat~on en-tre les dimensions de l'outil de découpe qu'il~ constituent et celles des fibres que l'on cherche à s~parer.
Avantageusement, une telle brosse à poil8 métalliques fins permet d'augmenter ~e nombre de poil~ et de supprimer la contre-brosse qui a pour inconvénient de prolonger le temps de traitement du feutre en fibres minérales et de ce fait accentue sa dégradation. La densité de poils doit être suffisamment importante pour permettre un déchiquetage complet et sur une petite portion de la brosse, mais sans toutefois atteindre une valeur telle qu'elle interdise une action séparée de chaque poil. ~n pratique un écartement des poils à la périphérie compris entre 2 et 5 mm donne satisfaction, des meilleurs résulta~s ayant été obtenus avec environ 1500 poils soit 1 poil tous les 3,S mm pour une brosse de 300 mm de diamètre.
La vitess:e~de rotation de la brosse est voisine par exemple de 1000 tours par minute lorsque l'uni~é est ali-mentée par un feutre de 1~ kg/m3.
Pour nettoyer l-a brosse, on utilise un simple peigne 7 constitué par des pointes montees sur une plague 8 de pré-férence très-fines et très pointues~.- Ces pointes sont par e~emple des aiguilles métalliques de moins de 0,2 mm de diamètre à la pointe ~ui pénètrent dans la brosse selon une profondeur de par exemple 2 mm, cette profondeur pouvant varier grâce au mécanisme de réglage de pOSitiOh 9.
Après le cardage, les flocons sont recueillis par dé-pose sous gravité dans une enceinte close 10, sans trans-port par des moyens pneumatiques. Ce transport pneumatique présente en effet l'inconvénient lors de l'extraction de 1'air de favoriser une orientation préférentielle des flo-cons parallèlement à la airection du gaz porteur et de plus, il augmente sensiblement le prix de revient du pro-duit. Pour éviter l'accumulation des flocons en raison d~
l'électricite statique, l'enceinte close 10 de réception est de préférence entièrement 2~ matière plastique.
L'observation sous microscope des flocons obte~us les montre constitué de fibres relativement lQngues, c'es~
dire d'environ 2 cm alora gue les fibres du feukre-i~itial - . -. ,- , -. ~ :
.
-.
- ` ~
20043~0 ont une longueur d'envlron 10 cm ; ~l s'agit 1~ bien en-~endu d'une valeur moyennée apr~s est~mation sur un échan-tillon de taille réduite la mesure r~elle étant particu-lièrement délicate. Ces fibres plus ~ourte~ sont moins 5U-jettes aux problèmes de stratifi~ation, en revanche leur lon~ueur reste encore suffisante pour assurer l'emprison-nement d'une quantité importante d'air. De plus ces fibres se répartissent de façon extrêmement homogène, moins de 10 % des flocons comportant un nodule central dense dont le diamètre est de moins de 7 mm ou se présentant sous forme de mèche.
A ce sujet, il semble d'ailleurs que les fibres sont presque à un état plus unitaire qu'au mome~t de la fabri-cation du feutre initial. U~e explication de cet état inattendu est peut-être la présence du lian~ utilisé comme encollage pour le ~eutre initial qui joue là un role de lubrifiant entre les fibres - à l'ins*ar de ce gui est re-cherché par tout ensima~e - et qui de plus favori~e 1'écartement des fibr~s - propriété recherchée pour au~-menter les capacités de reprise dlépaisseur du produit.
~ 'autre aspect de 1'invention est 1'addition d'un liant ; après son dosage ~par des pompes 11, 12) le lian~
est conduit par une canalisation 13 jusqu'aux fibres. ~n règle générale, ~n liant sous forme liquide sera plu~ôt pulvérisé à un niveau situé après l'unité de cardage, ceci afin dléviter si possible l'encrassement de celle-ci par contre un liant sous forme pulvérulente, au pouvoir "mouillant" moindre, sera lui envoyé sur les flocons au niveau de l'unité de cardage. Mais comme indiqué précédem-ment, il ne s'agit la que d'une tendaQ~e générale, le pro-blème se posant plus précisément pour chaque liant utilisé.
Par contre, ce qui doit être noté, c`est que l'extrême ou-verture des flocons obtenus selon ~'inventio~ permet le cas échéant une distribution très homogène du liant même après le cardage.
Les fibres se déposent sur un tapis récepteur 14 fermant la hotte de cardage 10. Comme represe~té à la fi-gure l, cet~e hotte ~0 fenme totaleme~t le syst ~e ce qui conduit ~ de~ ren ~ ~ de matieres voi i~s de 100 %. En 200~3~i~
sortie de hotte, le matelas est ramené à 1'épaisseur 80U-haitée par une calandreuse 15 puis le produit est éven-tuellement conduit dans une enceinte 16 dans laquelle est établie une circulation d'air chaud assurant la prise du liant (par exemple dans un four de fusion du liant s'agis-sant d'un produit thermofusible). Parallèlement ou à la suite de ces opérations, on procede bien entendu aux dif-férentes opérations de découpe 17 nécessaires avant l'ob-tention du produit fini.
Une autre application particulièrement intéressante du procédé selon l'invention est la réalisation de primitifs de moulage et dans ce cas, le produit est directement con-ditionné après son calandrage~ la prise du liant ayant lieu ultérieurement lors de l'opération de moulage.
Des produits ont été réalisés avec des quantités de liant extrême~ent diverses. De8 essais ont été effectués par exemple avec un pourcentag~ très f~; hle de lia~t com-pris entre 10 et 15 %, pour un liant thermoactivable des-tiné à un primitif pour produits moulés à la presse à
chaud. A l'opposé, on a également préparé des produits composites comportant plus de 70 % d'un liant minéral ac-tivable par addition d'eau.
A titre d'exemples d'application comme primitifs de moulage ont été realisées 3 séries a), b), c) de produits contenant respectivement 30 % d'un liant du type epoxy, constitué par des déchets de production de peinture par projection électrostatique ~Q % de polypropylène et ~7 %
d'un liant phénolique ~bakelite), les pourcentages de liants étant donnés par rapport à la masse du produit ~ini.
Ces primitifs secs peuvent être conservés aussi longtemps que nécessaire avant leur pressage chaud. On a ensuite me-suré conformêment à la norme NF-~-51224 les valeurs des contraintes à la rupture ~en MPa) et des modules en flexlon en ~G. Pa) pour dif~érentes masses volumiques ~en kg~m3).
Une guatrième série de mesures a été effe~tuée à ti~re comparatif à partir de produits moulés usuels, préparés par voie humide et comporta~t 18 % de résines phénoligues. Les résultats sont rassemblés au tableau suivant ~
. .
.
2~)043~,0 : liant : Bpaisseurs : kg/m' : MPa : GPa ..__________________________________~______________________ : a : 5-7 mm : 300 : 5,8 : 0,3 : : : 500 : 21,0 : 0,7 ~ 00 : 36,0 : 2,3 : : : 970 : 57,0 : 4,3 ________________________________________.._________________ : b : 4-5 mm : 210 : 1,6 : 0,2 : : : 420 : 7,6 : 0,8 : : : 590 :12,8 : 1,3 : : : 850 :25,6 : 2,9 : : : 1030 .36 ! 1 : 3,8 _______~__________________________________________________ : c :5-7 mm : 320 : 6,4 : 0,7 : : : S00 : 16,3 : I,6 : : : 700 : 27,0 : 2,9 : : : 89~ : 45,9 : 4,2 ___________ _____________________~._____ __________________ : d :5-7 mm : 200 : 2,5 : 0,3 : : : 300 : 6 : 0,7 50~ : 22 : : : 800 : 45 : 4,3 ______________________,___________________________________ Les valeurs mesurées pour les produits a, c et d sont pratiquement identiqueæ. Le procédé selon l'invention per-met donc bien de réaliser des produits finals très compa-rables à ceux de 1'art mais qui peuvent l'être selon une production en deux etapes différées, en rendant ainsi 1'étape de moulage indépendante de l'étape de préparation des fibre~.
Un autre aspect du dispositif selon 1'invention est celui de recyclage des fibres. En effet, il est connu de préparer des produits isolants à partir de dechets de feu-tre de fibres de verre textiles. Les f~bres dites tex~iles æon~ pour cela récuperées par cardage d'un feutre à l`aide d'une cardeuse utilisée traditionnellement Far l'industrie textile. Leæ feutres à ba~e de fi~reæ dites d~isol~tion telles que celles envisagées par la prése~t~ inventiQ~ ne :
20043fiO
conviennent pas car la cardeuse transforme ces fibres plu8 fragiles en poussière. Avec une cardeuse ~elon l'invention, il est possible de remplacer une partie des fibres textiles par des fibres d'isolation. On a ainsi réalisé sans diffi-culté particuli~re un feutre reconstitué d'un grammage de 1,2 kg/m3, pour une densité de 25 kg~m3, constitué pour 12 % de "flocons" selon l'invention, de 74 % de fibres de verre textile et de 14 % d'un liant phénolique. La propor-tion de fibres minérales d'isolation peut être éventuelle-ment accrue pour atteindre 20 ou 25 % ce qui est to~t par-ticulièrement intéressant lorsque la quantité disponible de déchets de fibres textiles est insuffisante pour couvrir la demande de produits isolants reconstitués.
Les performances du produit selon l'invention res-sortent plus particulièrement de l'étude des 3 courbes an-nexées.
La première de ces courbes ~figure 3) est une repré-sentation de la conductivité thermigue ~ambda mesur~e en mW/~.K, en fonction de la ~ensité du produit préparé Ifi-bres et liants~. Cette courbe se rattache directement à la capacité d'isolatiou d'un produit en effet la conductivité
thenmique est définie cQmme égale au ratio de l'épaisseur du produit sur sa résist~nce thermigue. La courbe A est la courbe caractéristigue d'un prQduit stan~ard obtenu par le procédé centrifuge avec étirage gazeux exposé précédemment, la finesse des fibres étant caractérisée par un micronaire de 3 pour 5 g. Le micronaire F est défini de façon norma-lisée comme le débit d'un courant gazeux ~esure après que ce courant gazeux émis dans des conditions de pressions bien fixes ait traversé un échantillon très comprLmé de 5 g de fibres. Notons ~ue le micronaire don~e donc une indica-tion du freinage du courant gazeux par les fibres de verre et est de ce fait caractéristique de la finesse des ~ibres.
Un tel micronaire de 3 pour 5 g est caractéristique de fi-breæ de verre d'une tres grande finesse.
La courbe ~ est celle obtenue avec des produits re-constitués selon 1'invention, alors ~ue les courbes C et D
sont respectivement obtenues pour des produits reconstitues-obtenus co~ ormeme~t-~ l'enseignement de PR---2-*9i 621 et 2004~iO
pour de la laine de verre ~oufflée obtenue de fason clas-sique. La compar~ison de ces 4 courbes montre que pour une isolation équivalente (L~mbda = 40 mW/m.R par exemple), il faut environ 1 point de plus de densité avec des produits selon l'invent~on (soit environ 6,6 % de produit en plu5) alors que 2 points sont nécessaires (soit environ 13 % de produit en plus) avec des produits selon FR 2 591 621, des produits traditionnels nécessitant eu~ plus de 50 % de produits supplémentaires pcur une i~olation comparable. Il doit être également noté ~ue les courbes A et B sont pra-tiquement parallèles et ~u'en conséguence, la dif~érence entre le produit initial (suivant la courbe A) et le pro-duit reconstitué selon l'invention est pour tout le domaine de densité considéré comprise entre 5 et 7%. Autrement dit, le produit composite selon l'invention peut très faci-lement se substituer au produit standard, san~ gu'une détériora-tion des qualités soit pratiquemen~ constata~le ; on peut notamment fabriguer des produits très lé~ers, typi~uement de 10 kg~m3 ou moins alors que les produits en fibres soufflées prése~tent toujours une densité supérieure à lS
kg/m3 (et avec dans ce ca~ un pouvoir isolant très faible comparativement aux feutres standards), et gue la limite inférieure est ~oisine de 12-13 kg~m3 pour des prodt~its suivant FR 2 591 621.
Ce premier test a permis de démontrer que les produits reconstitués selon l'invention présentent un pouvoir isolant très analogue à celui des produits initiaux servapt à leur fabricatio~ De plus, le mode d'obtention et de ré-ception des flocons conduit à une diminution fort impor-tante de 1'anisotropie du matériau. Ceci ressort par exem-ple des valeurs de la résistance spécifigue au passage de l'air d'un produit, mesurées pour différente~ ~ensi~és de produits. Contrairement à la mesure du micronaire ~ui est effectuée sur un échantillon de taille trè~ reduite et surtout très fortement c3mprimé, la mesure de la resistance specifique au passase de 1'air caractéxise keaucoup mieux l'arrangement des fibres dans le produit et notamment leur orientation. Ce teæt est en effet e~fectué sur un ~rodult réel, et 8ur un échantillon ~o~t la di~en~ion est~dR`~2~0 x 20043~
20 cm, aussi autant le micronaire est-il une donnée carac-téristique des fibres, autant la résistance sp~cifique au passage de l'air est elle caractéristique du produit fini.
Les mesures, exprimees en [Rayllcm R~ dont les ré-sultats sont repris à la figure 4 ont été e~fectuées dan~
un plan parallèle au plan de dépôt des fibres (ré~i~tance spécifique parallèle ou Rs //) et dans un plan perpendicu-laire à celui-ci (résistance spécifique perpendiculaire ou Rl ). Si le produit est parfaitement isotrope, les courbes de résistances parallèle et perpe~diculaire sont con-fondues; si par contre les fibres sont orientées préféren-tiellement selon un de ces pla~s, parallèlement à celui-ci, 1'air traverse le produit dans des "couloirs" parallèles aux fibres ta~dis que perpendiculairement à celui-ci il doit systématiquement contourner les fibres pour se frayer un chemin. Les courkes 21 et 22 sont obte~ues avec le pro-duit standard défini préalablement. on n~t~ bie~ que pour une densité donfiée, la résistance spéci~ique parallèle est nettement inférieure a la resistance spécifique perpendi-culaire. Pour le produit reconstitué selon l'invent~o~, la courbe 24 de la résistance specifique parallè~e est prati-guement confondue avec la courbe 22 du produ~t standard;
par contre, la résistance spécifique perpendiculaire lcourbe 23) est un peu plus faible. Ceci explique l'affai-blissement des performances d'isolation du produit ~voir courbe de conductivité thermique) mai~ mo~tre de plus que l'anisotropie du produit a diminué.
L'importance de cette diminution est plus particuliè-rement mise en relie~ par la courbe de la figure 5 où sont indiquées en abscisse les contraintes exercées sur un pro-duit (en kN/m2) et en ordonnées les déformations relatives correspondantes.
La courbe 31 ~orrespond a un produit standard, tou-jours au sens défini précedcmment, dont la densité est de 45 kg/m3. Pratiquement verticale au départ - ce qui cor-respond à une augmentati~n importante de la déformation relative meme pour une c~ntrainte faible~ la courbe s'in-fléchit legèrement pour des contraintes p~us Lmportantes mais reste en per~anence conca~e~ ~e ;plus, Q~ co ~ ate 20043fi() qu'un taux de 50 % de déformation relative est atte~nt pour une contrainte de 18 kg/m2.
Avec les produits selon 1'invention et de meme densi-té, on constate par contre gue dans un prem~er temps, la courbe 32 est relativement plate, autrement dit l'augmen-tation de la déformation relative est moins rapide ~ue celle de la contrainte exercée. Ceci correspond en fait à
la présence de fibres disposées verticalement gui ont la possihilité de fléchir alors que dans le plan horizontal la déformation relative est directement la résultante de la déformation des fibres elles-mêmes SOU5 l'effet des con-traintes.
Une fois atteinte, la valeur de la contrainte qui correspond au point de flambage des fibres verticales, la courbe de la déformation relative devient identigue à celle du produit standard, mais en partant d'une va~eur initiale non nulle. on note en effet~~gue -pour- une de'-~ormat,io~ rela-tive donnée, la contrainte à exercer est d.'environ 12 kN~m2 plus élevée avec un produit reconstitué.
Ces différents tests mettent ain~i e~ evidence le fait que l'opération de ~ardage pra~iguée dans les conditions de 1'inven~ion ~ermet de reconsti~uer des produit~ très per-formants du point ae vue de l'isolation thermigue et pré-sentant des propriétés mécaniques Yalorisantes, 2 felt pens as shown here - is a fiber felt mineral. you can use for example a wool felt of glass, the fibers being obtained by a process according to which the molten glass is introduced inside a centrifuge plate rotating at high speed including it escapes in the form of ~ ilaments through a series of ori-fices practiced on the wall of the plate, the filaments being drawn in the form of fibers by a gas stream at high speed and high temperature, generated by burners surrounding the plate. The tempera-tures of glass and gases, pressures and speeds ~ used being for example those defined in the brief ~
European EP 9186 ~. Gluing is advantageous ~ ent 200436 () ~ 8 -sprayed on the fibers before they are solved.
linked by a receiving organ. This gluing is pre-ference an active solution ~ 10% of a r ~ ine formo-phenoligue comprising in part of ~ ec S5% by weight resol resin and a silane acting between others as an anti-dust agent. For example, we have used a felt with a density of 11 kg / m3, the thermal resistance of 2 mZc ~ Watt and resistance ~ this speci-fique at the passage of air of 6.4 Rayls ~ cm Irésistance me-surée perpendicular to the plane of ~ epôt ~ es fibers de glass). The felt packaged as a roll is mounted on a reel here no ~ shown.
As more precisely represented using the fi-gure 2, the carding unit is supplied with power means of a cylinder 2 and a counter-cylinder 3 assure ~ t Product progress. Felt 1 is simply compressed between cylinders 2, 3, without cutting this mistletoe simplifies ~ e device of these operations. Advantageously, this ~ two cylinders also ensure the ma ~ ntie ~ of the felt in the retenan ~ somewhat.
The carding unit 4, surrounded by a casing, is forward tagged with a single brush 5. Catte brush has an outside diameter of for example 300 mm. ~ she is fitted with 6 fine bristles, mounted at a sufficient free height fisante (from here 45 mm) to allow them a certain flexibility. These hairs have for example a diameter of the order 0.5 mm and are preferably wavy. According to the invention, they are preferably in metal, the best results were obtained with hardened steel. The choice of metal may seem surprising since it is known ~ ue bristles of synthetic materials, for example polyamide resistant better to attack by abrasion of glass. In fact, it has been observed according to the invention that bristles in materials ~ ynthétigues - and therefore due to cer-taine constraints techno ~ ogigues obligatQir ~ ment of a diameter over 1 mm - heats up enormously during of the carding operation and as a result they wear out a lot ~ read ~ r ~ pihemen ~ _que de5._pOilfi da ~ un matértau less re5i8tant in ~ iabsolu mai ~ -plu ~ s --.- By ~ i ~} eurs ~
~ 004 ~; 0 g The use of fine hairs allows better ad ~ guat ~ on en-be the dimensions of the cutting tool which it constitutes and those of the fibers that one seeks to s ~ trim.
Advantageously, such a metal bristle brush ends increases ~ e number of hairs ~ and removes the counter-brush which has the disadvantage of prolonging the processing time of the mineral fiber felt and this actually accentuates its degradation. The density of hairs must be large enough to allow shredding complete and on a small portion of the brush, but without however reach a value such that it prohibits a separate action of each hair. ~ n practice a spacing hairs on the periphery between 2 and 5 mm gives satisfaction, better results have been obtained with about 1500 hairs or 1 hair every 3, S mm for a brush 300 mm in diameter.
The speed: e ~ of rotation of the brush is close by example of 1000 revolutions per minute when the uni ~ é is ali-mented by a felt of 1 ~ kg / m3.
To clean the brush, use a simple comb 7 consisting of spikes mounted on a plague 8 of pre-very fine and very pointed ference ~ .- These points are by e ~ ample metal needles less than 0.2 mm diameter at the tip ~ ui penetrate the brush according to a depth of for example 2 mm, this depth being able vary thanks to the pOSitiOh 9 adjustment mechanism.
After carding, the flakes are collected by laying under gravity in a closed enclosure 10, without trans-carried by pneumatic means. This pneumatic transport has the drawback when extracting Seems to favor a preferential orientation of the flowers cons in addition to the airection of the carrier gas and more, it significantly increases the cost price of the pro-duit. To avoid accumulation of flakes due to ~
static electricity, enclosed enclosure 10 for reception is preferably entirely 2 ~ plastic material.
Observation under a microscope of the flakes obtains us watch made of relatively lQngues fibers, it is ~
say about 2 cm alora gue the fibers of feukre-i ~ itial -. -. , -, -. ~:
.
-.
- `~
20043 ~ 0 have a length of about 10 cm; ~ this is 1 ~ well in-~ coated with an average value after ~ s is ~ mation on a sample reduced size of the measure r ~ it being particu-remarkably delicate. These fibers more ~ ourte ~ are less 5U-throw to the stratification problems, on the other hand their lon ~ ueur still remains sufficient to ensure imprisonment-large amount of air. In addition, these fibers are distributed extremely evenly, less than 10 % of flakes with a dense central nodule, the diameter is less than 7 mm or in the form wick.
In this regard, it also seems that the fibers are almost in a more unitary state than in the manufacturing cation of the initial felt. Explanation of this state unexpected is perhaps the presence of the lian ~ used as gluing for the initial ~ eutre which plays a role lubricant between fibers - ins * ar of this mistletoe is re-sought by all ensima ~ e - and who more favorite ~ e 1'écartement des fibr ~ s - property sought for at ~ -ment the thickness recovery capacities of the product.
Another aspect of the invention is the addition of a binder; after dosing ~ by pumps 11, 12) the lian ~
is led by a pipe 13 to the fibers. ~ n general rule, ~ n binder in liquid form will be greater sprayed on a level after the carding unit, this in order to avoid fouling of the latter if possible against a binder in powder form, in power less "wetting" will be sent to him on the flakes at level of the carding unit. But as indicated above It is only a general trend, the pro-problem more precisely for each binder used.
However, what should be noted is that the extreme or-verture of the flakes obtained according to ~ 'inventio ~ allows the case very homogeneous distribution of the binder even after carding.
The fibers are deposited on a receiving mat 14 closing the carding hood 10. As represe ~ té à la fi-gure l, ce ~ e hood ~ 0 total window ~ t the system ~ what led ~ of ~ ren ~ ~ of materials voi i ~ s 100%. In 200 ~ 3 ~ i ~
extractor hood, the mattress is brought back to the thickness 80U-hatched by a calender 15 then the product is tually led into an enclosure 16 in which is established a circulation of hot air ensuring the setting of the binder (for example in a melting furnace the binder is health of a hot-melt product). In parallel or at the Following these operations, we of course proceed to the diff-various cutting operations 17 required before the attention to the finished product.
Another particularly interesting application of method according to the invention is the production of primitives molding and in this case the product is directly added after calendering ~ the setting of the binder taking place later during the molding operation.
Products have been produced with quantities of binder extreme ~ ent various. 8 tests were carried out for example with a percentag ~ very f ~; hle de lia ~ t com-taken between 10 and 15%, for a heat-activatable binder primed to a primitive for molded products hot. In contrast, we also prepared products composites containing more than 70% of an active mineral binder separable by addition of water.
As examples of application as primitives of molding were carried out 3 series a), b), c) of products containing respectively 30% of a binder of the epoxy type, consisting of paint production waste by electrostatic spraying ~ Q% of polypropylene and ~ 7%
of a phenolic binder ~ bakelite), the percentages of binders being given relative to the mass of the product ~ ini.
These dry primitives can be kept for as long as necessary before hot pressing. Then we have-safe in accordance with standard NF- ~ -51224 the values of breaking stresses ~ in MPa) and flexlon modules in ~ G. Pa) for dif ~ erent densities ~ in kg ~ m3).
A third series of measures has been carried out comparison from usual molded products, prepared by wet and comprised ~ t 18% phenolic resins. The results are collated in the following table ~
. .
.
2 ~) 043 ~, 0 : binder: B thicknesses: kg / m ': MPa: GPa ..__________________________________ ~ ______________________ : a: 5-7 mm: 300: 5.8: 0.3 ::: 500: 21.0: 0.7 ~ 00: 36.0: 2.3 ::: 970: 57.0: 4.3 ________________________________________.._________________ : b: 4-5 mm: 210: 1.6: 0.2 ::: 420: 7.6: 0.8 ::: 590: 12.8: 1.3 ::: 850: 25.6: 2.9 ::: 1030 .36! 1: 3.8 _______ ~ __________________________________________________ : c: 5-7 mm: 320: 6.4: 0.7 ::: S00: 16.3: I, 6 ::: 700: 27.0: 2.9 ::: 89 ~: 45.9: 4.2 ___________ _____________________ ~ ._____ __________________ : d: 5-7 mm: 200: 2.5: 0.3 ::: 300: 6: 0.7 50 ~: 22 ::: 800: 45: 4.3 ______________________, ___________________________________ The measured values for products a, c and d are practically identical. The process according to the invention per-therefore it is good to produce very comparable end products those of art but which can be so according to a production in two deferred stages, thus making The molding step independent of the preparation step fiber ~.
Another aspect of the device according to the invention is that of fiber recycling. Indeed, it is known to prepare insulation products from fire waste-of textile glass fibers. The so-called tex ~ islands æon ~ for this recovered by carding a felt using of a carding machine traditionally used in the Far industry textile. Leæ felts with ba ~ e of fi ~ reæ say of ~ isolation ~ tion such as those envisaged by the present ~ t ~ inventiQ ~ ne :
20043fiO
not suitable because the carding machine transforms these plu8 fibers fragile in dust. With a carding machine ~ according to the invention, it is possible to replace some of the textile fibers by insulation fibers. We thus achieved without diffi-cultured particuli ~ re a felt reconstituted with a grammage of 1.2 kg / m3, for a density of 25 kg ~ m3, made up of 12 % of "flakes" according to the invention, of 74% of fibers textile glass and 14% of a phenolic binder. The proportion insulation mineral fibers may be possible-ment increased to reach 20 or 25% which is all ~ t particularly interesting when the available quantity of textile fiber waste is insufficient to cover the demand for reconstituted insulation products.
The performance of the product according to the invention remains come out more particularly from the study of the 3 curves an-attached.
The first of these curves ~ Figure 3) is a representation feeling of thermal conductivity ~ ambda measured ~ e in mW / ~ .K, depending on the ~ wholeness of the prepared product Ifi-bres and binders ~. This curve relates directly to the insulation capacity of a product indeed conductivity thermal is defined as equal to the thickness ratio of the product on its resist ~ nce thermigue. Curve A is characteristic curve of a standard stan ~ ard obtained by the centrifugal process with gaseous stretching described above, the fineness of the fibers being characterized by a micronaire from 3 to 5 g. The micronaire F is defined in a norma-read as the flow of a gas stream ~ esure after that this gas stream emitted under pressure conditions well fixed has passed through a very compressed sample of 5 g fiber. Let us note ~ ue the micronaire don ~ e therefore an indication-braking of the gas stream by glass fibers and is therefore characteristic of the finesse of ~ ibres.
Such a micronaire of 3 to 5 g is characteristic of fi-glass breæ of great finesse.
The curve ~ is that obtained with products formed according to the invention, then ~ ue curves C and D
are respectively obtained for reconstituted products-obtained co ~ ormeme ~ t- ~ the teaching of PR --- 2- * 9i 621 and 2004 ~ iO
for glass wool ~ puffed obtained in a conventional manner-if that. The comparison of these 4 curves shows that for a equivalent insulation (L ~ mbda = 40 mW / mR for example), it need about 1 point more density with products according to the invention ~ on (about 6.6% of product plus 5) when 2 points are required (about 13% of additional product) with products according to FR 2 591 621, traditional products requiring ~ more than 50%
additional products for comparable i ~ olation. he should also be noted ~ ue curves A and B are pra-ticks parallel and ~ in consequence, the difference ~ erence between the initial product (along curve A) and the pro-reconstituted duit according to the invention is for the entire field density considered between 5 and 7%. In other words, the composite product according to the invention can very easily to replace the standard product, san ~ gu'une deteriorora-tion of qualities is practically ~ found ~ the; we can including making very light products, typically 10 kg ~ m3 or less while fiber products soufflés presents always a density greater than lS
kg / m3 (and with this ca ~ very low insulating power compared to standard felts), and the limit lower is ~ nest of 12-13 kg ~ m3 for products according to FR 2,591,621.
This first test demonstrated that the products reconstituted according to the invention have a power insulation very similar to that of the initial servapt products to their manufacture ~ In addition, the method of obtaining and this flake leads to a very significant decrease aunt of the anisotropy of the material. This comes out for example-ple of the specific resistance values at the passage of air of a product, measured for different ~ ~ ensi ~ és of products. Unlike the measurement of the micronaire ~ ui is performed on a very small sample size and especially very strongly compressed, measuring the resistance specific to air passase characterized much better the arrangement of the fibers in the product and in particular their orientation. This teæt is indeed e ~ done on a ~ rodult real, and 8 on a sample ~ o ~ t the di ~ en ~ ion is ~ dR` ~ 2 ~ 0 x 20043 ~
20 cm, so the micronaire is a characteristic teristics of the fibers, as much the specific resistance to air passage is characteristic of the finished product.
The measurements, expressed in [Rayllcm R ~ including the results are shown in Figure 4 were e ~ performed dan ~
a plane parallel to the fiber deposition plane (re ~ i ~ tance specific parallel or Rs //) and in a plane perpendicular to water to it (specific resistance perpendicular or Rl). If the product is perfectly isotropic, the curves of parallel and perpe ~ dicular resistances are fondues; if on the other hand the fibers are oriented preferably-tiellement according to one of these pla ~ s, parallel to it, The air passes through the product in parallel "corridors"
ta ta fibers say that perpendicular to it must always go around the fibers to spawn a path. Courkes 21 and 22 are obtained with the pro-standard product defined previously. we only do ~ for a given density, the parallel speci ~ ic resistance is significantly lower than the specific resistance perpendicular cular. For the product reconstituted according to the invention ~ o ~, the curve 24 of the parallel specific resistance ~ e is practical guement confused with curve 22 of the standard product;
on the other hand, the perpendicular specific resistance the curve 23) is a little weaker. This explains the loss of product insulation performance ~ see thermal conductivity curve) may be more than the anisotropy of the product has decreased.
The importance of this decrease is more particularly rement connected ~ by the curve of Figure 5 where are indicated on the abscissa the constraints exerted on a pro-duit (in kN / m2) and on the ordinate the relative deformations corresponding.
The curve 31 ~ corresponds to a standard product, all days as defined above, the density of which is 45 kg / m3. Practically vertical at the start - which cor-responds to a significant increase in deformation relative even for a weak stress ~ the curve becomes bends slightly for heavy stresses but remains in per ~ anence conca ~ e ~ ~ e; plus, Q ~ co ~ ate 20043fi () that a rate of 50% relative deformation is reached ~ nt for a stress of 18 kg / m2.
With the products according to the invention and of the same density tee, we note by cons gue at first, the curve 32 is relatively flat, in other words the increase the relative strain is slower ~ eu that of the constraint exercised. This actually corresponds to the presence of vertically arranged fibers which have the possibility of bending while in the horizontal plane the relative deformation is directly the result of the deformation of the fibers themselves SOU5 the effect of the treacherous.
Once reached, the value of the constraint which corresponds to the buckling point of the vertical fibers, the curve of relative deformation becomes identical to that of the standard product, but starting from an initial value not zero. there is indeed ~~ gue -pour- a de'- ~ ormat, io ~ rela-given, the constraint to be exercised is approximately 12 kN ~ m2 higher with a reconstituted product.
These different tests thus highlight the fact that the operation of ~ ardage pra ~ iguée in the conditions of 1'inven ~ ion ~ allows to reconstitute ~ uer product ~ very per-formants from the point of view of thermal insulation and pre-feeling Yalorizing mechanical properties,