CH679161A5

CH679161A5 - Heat insulating mineral fibre blanket

Info

Publication number: CH679161A5
Application number: CH4567/89A
Authority: CH
Inventors: Paolo Baracchini; Jean-Pierre Vullieme
Original assignee: Isover S A
Priority date: 1989-12-19
Filing date: 1989-12-19
Publication date: 1991-12-31
Also published as: AR244360A1

Description

Dans la plupart des procédés connus de fabrication de matériaux thermo-isolants à partir de fibres minérales, le produit présente naturellement une structure stratifiée dans laquelle la majorité des fibres sont horizontales (voir fig. 1).

Cette structure convient parfaitement pour les produits légers mis en oeuvre dans le bâtiment et pour les produits d'isolation thermique industriels, puisqu'elle leur confère de bonnes propriétés thermiques et de bonnes résistances mécaniques en traction, flexion et reprise d'épaisseur après compression.

Toutefois, certains marchés particuliers demandent au produit, en plus des bonnes propriétés thermiques, des résistances élevées à la compression et au délaminage. Dans ce cas, les solutions les plus couramment utilisées jusqu'à ce jour se distinguent par les caractéristiques suivantes:
- augmentation de la masse volumique,
- augmentation du diamètre des fibres,
- augmentation du taux de liant,
- fabrication de feutres à lamelles (voir fig. 2): par cette technique, on crée, par collage de tranches de feutre sur un revêtement, une structure fibreuse dans laquelle la majorité des fibres sont verticales.

Ces solutions permettent l'amélioration des propriétés mécaniques, mais présentent dans l'ensemble l'inconvénient d'être coûteuses, en particulier la dernière (feutre lamelle), qui est certes très efficace pour l'amélioration de la tenue à la compression, mais elle nécessite une reprise en atelier de transformation. De plus, elle réduit considérablement la tenue en flexion (assurée par le revêtement seul) et la résistance thermique des produits.

La recherche d'une solution meilleure a conduit la titulaire, il y a déjà bon nombre d'années, à créer une technique qui permette de fabriquer un produit dans lequel l'orientation des fibres n'est plus unidirectionnelle (horizontale ou verticale) mais est beaucoup plus aléatoire (voir fig. 3), de manière à présenter des fibres disposées dans toutes les directions. Cet arrangement des fibres permet d'obtenir de bonnes propriétés mécaniques (compression et arrachement) tout en limitant les pertes de résistances à la flexion et thermiques. Un tel produit a pu être obtenu, en continu sur ligne de fabrication, par la mise au point de la technique dite du "crêpage", à partir de fibres de verre.

Cette opération de crêpage connue (crêpage simple) est réalisée en faisant subir de façon continue, au matelas de laine de verre avec encollage non polymérisé (feutre) venant de la réception, une compression longitudinale. Cette compression est obtenue, par passage du feutre successivement entre deux paires de convoyeurs tournant à des vitesses différentes. Les convoyeurs d'entrée (section amont) sont animés d'une vitesse d'environ quatre fois supérieure à celle des convoyeurs de la zone de sortie (section aval).

Pour chaque zone, les convoyeurs supérieurs et inférieurs sont disposés de manière à ce qu'ils empêchent l'épaisseur du feutre d'augmenter sous l'effet de la compression longitudinale.

C'est cet effet de compression exercé sur les fibres placées dans un espace limité, qui entraîne un réarrangement des fibres suivant l'épaisseur (voir fig. 3).

La présente invention vise à améliorer ce procédé de crêpage simple, notamment en vue d'obtenir des produits crêpés de faibles masses volumiques apparentes (inférieures à 40 kg/m<3>).

La présente invention a pour objet un procédé selon la revendication 1. Elle comprend aussi une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui est conforme à la revendication 2.

Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une forme d'exécution du procédé et de l'installation selon l'invention.

Fig. 1, 2 et 3 représentent la structure de trois produits de types connus:

Fig. 1, produit standard à structure stratifiée;
Fig. 2, produit lamellaire avec collage par tranches de feutre avec orientation verticale des fibres;
Fig. 3, produit avec crêpage simple.
Fig. 4 illustre de même façon la structure du produit à la fin d'une première phase du procédé selon l'invention.
Fig. 5 représente le produit intermédiaire selon fig. 4, après une seconde phase du procédé selon l'invention et tel qu'il se présente terminé.
Fig. 6 représente schématiquement le principe d'une installation et du procédé connus de crêpage simple.
Fig. 7 représente schématiquement le principe d'une forme d'exécution du procédé et de l'installation de crêpage perfectionné (double) selon la présente invention.

Afin de bien faire comprendre ce qui distingue le nouveau procédé de crêpage de l'ancien, on va commencer par décrire, en référence à la fig. 6, le principe du procédé connu, dit de crêpage simple. Par la suite on s'y référera par comparaison.

Le matelas ou feutre de fibres de verre (ou autres fibres minérales) arrive en 1 avec encollage non polymérisé, venant de la réception (non représentée), et passe, avec la vitesse de réception en 1, d'abord entre deux paires de convoyeurs convergents amont, 2a, 2b et 2c, 2d, qui, en fait, agissent comme un seul convoyeur de longueur double, et s'engage ensuite entre une paire de convoyeurs parallèles, aval, 3a, 3b.

Les convoyeurs de la zone d'entrée (section amont) 2a, 2b et 2c, 2d, sont animés d'une même vitesse, d'environ quatre fois supérieure (par exemple) à celle des convoyeurs de la zone de sortie (section aval). Sous l'effet de cette différence de vitesse, le feutre subit, dans la section aval, une compression longitudinale qui a pour effet de faire passer la structure du produit de celle selon fig. 1 à celle selon fig. 3. Les convoyeurs 3a, 3b empêchent l'épaisseur du feutre d'augmenter sous l'effet de cette compression.

En sortant d'entre les convoyeurs 3a, 3b de la section aval, le feutre est entraîné par des convoyeurs de départ 5a, 5b, dans une étuve non représentée de polymérisation du liant, d'où le produit sort terminé.

Sur la fig. 6, on a indiqué par la flèche 6 le sens du cheminement du feutre et par I et II l'ensemble de la section amont, formée comme déjà dit des convoyeurs 2, 2a et 3, 3a, tandis que la section aval, formée par les convoyeurs 4, 4a est indiquée par III.

La vitesse du feutre dans les zones I et II reste constante et égale à la vitesse d'entrée en 1, tandis que la vitesse du feutre dans la zone III est beaucoup plus faible et égale à celle d'acheminement vers et dans l'étuve de polymérisation de l'encollage.

Dans la forme d'exécution de l'invention suivant fig. 7, le crêpage obtenu est double, c'est-à-dire qu'il est réalisé comme on va le voir, à deux niveaux, la section amont étant ici formée de deux zones Ia et IIa qui, contrairement au cas connu de la fig. 6, ont des fonctions différentes. La zone IIIa formant la section aval, a la même fonction que la zone III de fig. 6, c'est-à-dire de conduire le matelas avec encollage non polymérisé vers l'étuve de polymérisation.

On voit en 1 min le feutre arrivant à l'entrée de l'installation pour passer dans un convoyeur 2, 2 min où il conserve la vitesse d'entrée. La paire de convoyeurs 2, 2 min agit donc de même façon que les deux paires de convoyeurs 2a, 2b et 2c, 2d, de la fig. 6.

En sortant d'entre les convoyeurs 2, 2 min , le feutre arrive à une paire de convoyeurs 3, 3 min , ayant une vitesse beaucoup plus faible, ce qui produit une compression longitudinale du produit et un premier crêpage, illustré sur la fig. 4. En sortant d'entre les convoyeurs 3, 3 min , le feutre crêpé une première fois arrive à une paire de convoyeurs 4, 4 min , ayant une vitesse inférieure à celle des convoyeurs 3, 3 min , avec pour conséquence, une seconde compression du produit entre ces convoyeurs et un second crêpage donnant au produit final une disposition des fibres complètement aléatoire représentée sur la fig. 5.

Ensuite, le produit arrive à une paire de convoyeurs 5, 5 min , homologues de 5a, 5b de fig. 6, qui font passer le feutre dans une étuve (non représentée) de polymérisation du liant.

La direction de cheminement du feutre est indiquée par la flèche 6 min .

Le procédé et l'installation selon fig. 7 diffèrent donc de ceux selon fig. 6 par ce qui suit.

La section d'entrée Ia, homologue de I et II ensemble, est suivie d'une première section de crêpage IIa homologue de III, puis d'une seconde section de crêpage IIIa qui n'a pas d'homologue sur la fig. 6, ce qui donne un produit ayant une moindre masse volumique apparente (MVA) et une plus grande flexibilité, le rendant apte, par exemple, à l'isolation thermique de grandes citernes à l'air libre, par enroulement sur la périphérie de ces citernes.

On va donner maintenant des exemples concrets de différentes valeurs (vitesses des différents convoyeurs et des hauteurs d'entrée et de sortie de certains convoyeurs).

La première compression longitudinale produite par le passage du feutre: des convoyeurs 2, 2 min de la zone Ia (fig. 7), aux convoyeurs 3, 3 min de la zone IIa est réalisée en donnant à ces derniers une vitesse qui est par exemple, 2, 5 fois plus petite que celle des convoyeurs de la zone Ia. C'est ce qui donne la structure ondulée de la fig. 4.

La seconde compression longitudinale est obtenue en donnant aux convoyeurs 4, 4 min de la zone IIIa une vitesse qui est, par exemple, 2,5 fois plus petite que celle des convoyeurs de la zone IIa. C'est cela qui donne la structure aléatoire et homogène de la fig. 5.

La vitesse v1 des convoyeurs 2, 2 min de la zone Ia est égale à la vitesse d'entrée du feutre en 1 min . Celle-ci est ajustée pour obtenir le rapport de vitesses (ou de crêpage) désiré.

La vitesse des convoyeurs 4, 4 min de la zone aval IIIa, est égale à la vitesse des convoyeurs 5, 5 min amenant le feutre à l'étuve, ce qui évite tout bourrage ou décrêpage accidentel lors du passage du matelas de la zone IIIa à l'étuve.

La vitesse des convoyeurs de la zone I et de la zone Ia sont égales, dans les deux cas du simple crêpage et du double crêpage, à la vitesse d'entrée (vitesse de réception) vr du feutre en 1, respectivement 1 min .

La vitesse des convoyeurs dans la zone II, respectivement IIa, est:

a) pour le simple crêpage, égale à celle de la zone I;
b) pour le double crêpage, calculée en fonction du rapport de la vitesse d'entrée vr du feutre à la vitesse dans l'étuve ve, donc vr/ve (vitesse de crêpage), soit:

EMI7.1

Le réglage des épaisseurs du feutre a lieu de la façon suivante.
Soit H1 la hauteur d'entrée dans le convoyeur de la zone I ou Ia,
Soit H2 la hauteur de sortie des convoyeurs II et IIa.

On a alors:

A. Cas du simple crêpage (fig. 6):
H1 = (1,4 à 2,0) . Ee (selon la MVA désirée)
H2 = (1,3 à 2,1) . Ee (selon la MVA désirée)

B. Cas du double crêpage:
H min 1 = (1,2 à 2,3) . Ee (selon la MVA désirée)
H min 2 = (1,3 à 2,4) . Ee (selon la MVA désirée,

Section aval, zone III et IIIa.

Pour simple et double crêpage:
Soit H3 la hauteur d'entrée entre 3a et 3b ou entre 4 et 4 min ; et soit H4 la hauteur de sortie entre 3a-3b ou entre 4-4 min .
H3 ou H min 3 = (1,0 à 1,30) . Ee (selon la MVA désirée)
H4 ou H min 4 = (1,0 à 1,20) . Ee (selon la MVA désirée)

Les convoyeurs 3, 3 min et 4, 4 min , s'opposent à une augmentation d'épaisseur du matelas sous l'effet de la pression axiale qu'il subit.

Les deux sections, amont (Ia et IIa) et aval (IIIa) sont liées mécaniquement l'une à l'autre et sont disposées sur un chemin de roulement permettant le positionnement de leur ensemble par rapport à l'étuve.

Chaque convoyeur est équipé d'un tapis entraîné par un ensemble moto-réducteur à courant continu permettant un ajustement précis des vitesses aux valeurs désirées.

Grâce à la disposition complètement aléatoire des fibres d'isolation dans le produit fini, ce dernier possède une surface compacte, une bonne souplesse et une épaisseur constante, avec de bonnes qualités d'isolation.

L'application du produit sur de grandes surfaces, planes ou non planes (concaves ou convexes) est facile. Le produit offre une résistance à la compression qui est suffisante pour permettre l'application sur lui d'un revêtement de protection ou d'une couche d'isolation supplémentaire. Le produit peut se présenter sous la forme d'un feutre en rouleau, se prêtant bien à l'application sur la face extérieure d'un revêtement ignifuge et sur des surfaces cylindriques.

Claims

1. Procédé de fabrication par crêpage de produits en fibres minérales, selon lequel on fait passer un matelas de fibres successivement entre des convoyeurs (2, 2 min ) réduisant son épaisseur sans le soumettre à une compression longitudinale, et des convoyeurs (2c, 2d) à vitesse moindre que les premiers (2, 2 min ), pour soumettre le matelas à une compression longitudinale dans ces derniers et pour donner au produit une structure fibreuse crêpée, caractérisé en ce qu'on fait passer le produit ayant subi un premier crêpage, dans d'autres convoyeurs (3a, 3b) à vitesse plus petite que celle des convoyeurs (2c, 2d) ayant déjà provoqué une compression longitudinale du produit passant à leur intérieur, pour produire une seconde compression longitudinale du produit à l'intérieur de cet autre convoyeur (3a, 3b) et, de ce fait, un second crêpage du produit (fig. 5).

2.

Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant des premiers convoyeurs (2, 2 min ) pour réduire l'épaisseur d'un matelas de fibres sans le soumettre à une compression longitudinale et des seconds convoyeurs (3, 3 min ), ayant une vitesse notablement inférieure à celle des premiers, pour produire une compression longitudinale du matelas passant entre eux et, de ce fait, un crêpage des fibres constituant ce matelas (fig. 4), caractérisée en ce qu'elle comporte des troisièmes convoyeurs (4, 4 min ) disposés immédiatement en aval des seconds convoyeurs (3, 3 min ) et animés d'une vitesse notablement inférieure à celle de ces derniers, pour produire une compression longitudinale du matelas passant dans ce troisième convoyeur (4, 4 min ) et, de ce fait, un second crêpage donnant au produit une structure fibreuse aléatoire (fig. 5).

3.

Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la vitesse des premiers convoyeurs de crêpage (3, 3 min ) est d'approximativement 2,5 fois plus petite que celle des convoyeurs d'entrée (2, 2 min ), et la vitesse des seconds convoyeurs de crêpage (4, 4 min ) est d'approximativement 2,5 fois plus petite que celle des premiers convoyeurs de crêpage (3, 3 min ).

4. Installation selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la vitesse (vIIa) dans le premier convoyeur de crêpage (3, 3 min ) est au moins approximativement égale à EMI11.1 vr étant la vitesse des premiers convoyeurs (2, 2 min ) et ve celle des derniers (4, 4 min ).

5.

Installation selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la hauteur d'entrée (H min 1) dans les premiers convoyeurs (2, 2 min ) est de 1,2 à 2,3 fois l'épaisseur du matelas arrivant à une étuve de polymérisation du liant du matelas que comporte l'installation et qui est située après la sortie des seconds convoyeurs de crêpage (4, 4 min ).

6. Installation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la hauteur de sortie (H min 2) des premiers convoyeurs de crêpage (3, 3 min ) est de 1,3 à 2,4 fois l'épaisseur (Ee) du matelas arrivant à une étuve de polymérisation du liant du matelas (que comporte l'installation et qui est située après la sortie des seconds convoyeurs de crêpage (4, 4 min ).

7.

Installation selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que la hauteur d'entrée (H min 3) des seconds convoyeurs de crêpage (4, 4 min ) est de 1 à 1,3 fois l'épaisseur (Ee) du matelas arrivant à une étuve de polymérisation du liant, que comporte l'installation et qui est située après la sortie des seconds convoyeurs de crêpage (4, 4 min ).

8. Installation selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que la hauteur de sortie (H min 4) des seconds convoyeurs de crêpage (4, 4 min ) est de 1 à 1,2 fois l'épaisseur (Ee) du matelas arrivant à une étuve de polymérisation du liant, que comporte l'installation et qui est située après la sortie des seconds convoyeurs de crêpage (4, 4 min ).

9.

Installation selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que les premiers (3, 3 min ) et les seconds (4, 4 min ) convoyeurs de crêpage sont agencés pour empêcher l'épaisseur du matelas à leur intérieur, d'augmenter sous l'action de la compression longitudinale que subit ce matelas du fait des différences de vitesses entre les différents convoyeurs (2, 2 min ; 3, 3 min ; 4, 4 min ). 1. Procédé de fabrication par crêpage de produits en fibres minérales, selon lequel on fait passer un matelas de fibres successivement entre des convoyeurs (2, 2 min ) réduisant son épaisseur sans le soumettre à une compression longitudinale, et des convoyeurs (2c, 2d) à vitesse moindre que les premiers (2, 2 min ), pour soumettre le matelas à une compression longitudinale dans ces derniers et pour donner au produit une structure fibreuse crêpée, caractérisé en ce qu'on fait passer le produit ayant subi un premier crêpage, dans d'autres convoyeurs (3a, 3b) à vitesse plus petite que celle des convoyeurs (2c, 2d) ayant déjà provoqué une compression longitudinale du produit passant à leur intérieur, pour produire une seconde compression longitudinale du produit à l'intérieur de cet autre convoyeur (3a, 3b) et, de ce fait, un second crêpage du produit (fig. 5). 2.

Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant des premiers convoyeurs (2, 2 min ) pour réduire l'épaisseur d'un matelas de fibres sans le soumettre à une compression longitudinale et des seconds convoyeurs (3, 3 min ), ayant une vitesse notablement inférieure à celle des premiers, pour produire une compression longitudinale du matelas passant entre eux et, de ce fait, un crêpage des fibres constituant ce matelas (fig. 4), caractérisée en ce qu'elle comporte des troisièmes convoyeurs (4, 4 min ) disposés immédiatement en aval des seconds convoyeurs (3, 3 min ) et animés d'une vitesse notablement inférieure à celle de ces derniers, pour produire une compression longitudinale du matelas passant dans ce troisième convoyeur (4, 4 min ) et, de ce fait, un second crêpage donnant au produit une structure fibreuse aléatoire (fig. 5). 3.

Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la vitesse des premiers convoyeurs de crêpage (3, 3 min ) est d'approximativement 2,5 fois plus petite que celle des convoyeurs d'entrée (2, 2 min ), et la vitesse des seconds convoyeurs de crêpage (4, 4 min ) est d'approximativement 2,5 fois plus petite que celle des premiers convoyeurs de crêpage (3, 3 min ). 4. Installation selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la vitesse (vIIa) dans le premier convoyeur de crêpage (3, 3 min ) est au moins approximativement égale à EMI11.1 vr étant la vitesse des premiers convoyeurs (2, 2 min ) et ve celle des derniers (4, 4 min ). 5.

Installation selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la hauteur d'entrée (H min 1) dans les premiers convoyeurs (2, 2 min ) est de 1,2 à 2,3 fois l'épaisseur du matelas arrivant à une étuve de polymérisation du liant du matelas que comporte l'installation et qui est située après la sortie des seconds convoyeurs de crêpage (4, 4 min ). 6. Installation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la hauteur de sortie (H min 2) des premiers convoyeurs de crêpage (3, 3 min ) est de 1,3 à 2,4 fois l'épaisseur (Ee) du matelas arrivant à une étuve de polymérisation du liant du matelas (que comporte l'installation et qui est située après la sortie des seconds convoyeurs de crêpage (4, 4 min ). 7.

Installation selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que la hauteur d'entrée (H min 3) des seconds convoyeurs de crêpage (4, 4 min ) est de 1 à 1,3 fois l'épaisseur (Ee) du matelas arrivant à une étuve de polymérisation du liant, que comporte l'installation et qui est située après la sortie des seconds convoyeurs de crêpage (4, 4 min ). 8. Installation selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que la hauteur de sortie (H min 4) des seconds convoyeurs de crêpage (4, 4 min ) est de 1 à 1,2 fois l'épaisseur (Ee) du matelas arrivant à une étuve de polymérisation du liant, que comporte l'installation et qui est située après la sortie des seconds convoyeurs de crêpage (4, 4 min ). 9.

Installation selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que les premiers (3, 3 min ) et les seconds (4, 4 min ) convoyeurs de crêpage sont agencés pour empêcher l'épaisseur du matelas à leur intérieur, d'augmenter sous l'action de la compression longitudinale que subit ce matelas du fait des différences de vitesses entre les différents convoyeurs (2, 2 min ; 3, 3 min ; 4, 4 min ).