CH684232B5

CH684232B5 - Support à base de nappe non tissée pour article plat et son procédé de fabrication.

Info

Publication number: CH684232B5
Application number: CH4398/89A
Authority: CH
Inventors: Jean Baravian; Jean-Jacques Beck; Jean-Claude Golly
Original assignee: Freudenberg Spunweb Sa
Priority date: 1988-12-13
Filing date: 1989-12-07
Publication date: 1995-02-15
Also published as: CA2003968C; GB2226054A; BR8906520A; GB8928224D0; IT8922542A0; FR2640288B1; US5118550A; FR2640288A1; IT1237149B; BE1006690A4; GB2226054B; NL8903020A; CA2003968A1; CH684232GA3; DE3941189A1

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Description

La présente invention concerne un support à base de nappe nontissée en textile chimique, stable di-mensionnellement et son procédé de fabrication.

Il est connu d'utiliser des nappes nontissées en textile chimique, en particulier textile synthétique tel que polyester, comme support dans de nombreuses applications: membrane d'étanchéité, revêtements de sol tels que tapis (tuft, aiguilleté), dalles (plastiques, textiles), revêtements muraux, supports d'en-duction, support de flock, etc.

D'une façon générale, ces articles ont en commun d'une part d'exiger tant à la pose qu'au vieillissement une grande stabilité dimensionnelle et d'autre part d'être soumis en cours de fabrication simultanément à d'importantes contraintes mécaniques et thermiques généralement supérieures à celles subies en cours d'utilisation; ces contraintes peuvent conduire à des risques de déformation: élongation dans le sens long, retrait dans le sens travers et de déformations inverses au cours du vieillissement de l'article posé, du fait du phénomène de «retour élastique» ceci plus précisément pour les supports de faible poids tels que ceux d'un poids égal ou inférieur à 150 g/m2.

Ainsi les membranes d'étanchéité, utilisées dans l'industrie du bâtiment, sont souvent constituées d'un support ou armature bituminé. Ces supports ont d'abord été des tissus de jute, des fibres cellulosiques, puis des voiles de fibres de verre. Il y a quelques années, est apparue une nouvelle génération de produits d'étanchéité apportant un net progrès en la matière, d'une part, grâce à l'amélioration spectaculaire des bitumes modifiés par des élastomères et/ou des plastomères, d'autre part grâce à l'utilisation conjointe d'armatures à base de nappes nontissées en textile polyester, principalement le potyté-réphtalate d'éthylène glycol répondant aux exigences de déformabilité accrue, permettant de mieux supporter les variations dimensionnelles des supports (toits, terrasses, isolants thermiques) et conduisant à une très nette augmentation des résistances au poinçonnement des complexes bitume/armature ainsi réalisés.

Toutefois, si les nontissés (voie fondue, voie sèche, voie humide) sont, le plus souvent, liés chimiquement entre eux, ce qui conduit généralement à des résultats industriels intéressants, cette opération de liage met en œuvre des compositions particulières de produits chimiques, elle est réalisée avec une reprise de procédé et s'avère finalement coûteuse.

Par ailleurs, on n'obtient pas de résultats parfaitement satisfaisants du point de vue comportement ultérieur des nappes, en particulier en stabilité dimensionnelle que ce soit lors du bituminage ou ensuite au niveau des chapes (membranes) réalisées et posées sur toiture. On constate ainsi que décrit précédemment que cela peut conduire à des déformations: retrait en sens travers et élongation en sens long des armatures au bituminage et après vieillissement sur toiture, déformations inverses et risques d'ondulations, ceci plus précisément pour les armatures de poids inférieur ou égal à 150 g/m2.

Or, la tendance actuelle est à l'allégement des composants de la chape bituminée ceci pour des raisons économiques et techniques: coût diminué, stockage et manipulation plus aisés. C'est pourquoi, de nombreux fabricants utilisent, pour les membranes d'étanchéité les plus légères, une armature constituée par un complexe comprenant au moins une nappe nontissée en polyester, associée à un voile de verre ou à une grille de verre tissée ou collée. L'association entre nontissé et voile de verre se fait couramment lors de l'opération de bituminage par imprégnation simultanée des deux armatures. Il est également possible d'associer le voile de verre et le nontissé polyester par aiguilletage ou collage.

Des documents décrivant de tels produits sont par exemple, le brevet français FR 2 562 471 dans lequel un nontissé polyester est associé à deux couches externes à base de fibre de verre; le brevet américain US 4 539 254 qui décrit une membrane comprenant au moins trois couches liées ensemble combinant nontissés(s), grille de verre et polyester: le brevet anglais 1 517 595 dans lequel un nontissé en polyester est associé à un réseau de fils de verre (grille/ifils croisés). Dans ces réalisations, la quantité de verre bien que limitée pour ne pas trop augmenter la masse n'en demeure pas moins relativement importante ce qui sur le plan économique entraîne une augmentation du coût.

Du document US 3 834 978 on connaît un fond de tapis pour tapis tuft ou aiguilleté formé par un ensemble comportant deux nappes non-tissées de fibres nylon entre lesquelles est disposé un intercalaire constitué soit par une grille de nylon tissée, soit par des monofilaments de nylon parallèles et disposés dans le sens machine (longitudinal). Cet ensemble est soumis, au cours de sa réalisation, à un aiguilletage non régulier et à une thermoliaison sur les faces extérieures et, par intermittence, sur les faces intérieures des nappes de nylon, à travers l'intercalaire. Ainsi, les fils constituant la grille ou les monofilaments précités sont réalisés dans un matériau identique ou présentant des caractéristiques similaires à celui formant les nappes nontissées, tout en ayant des titres nettement plus importants. De ce fait, le renforcement obtenu est un renforcement présentant un taux de renforcement constant quelles que soient les conditions physiques, notamment de températures auxquelles l'ensemble précité est soumis.

Sur le plan technique, ces diverses réalisations permettent d'améliorer la stabilité dimensionnelle de la membrane d'étanchéité une fois posée. Dans une certaine mesure, elles permettent aussi de réduire les déformations de la nappe polyester lors du bituminage, ceci en limitant l'allongement dans le sens long lors du passage dans la machine et le rétrécissement en largeur ainsi que les déformations ultérieures liées à la tendance au retour élastique des chapes lors du vieillissement après la pose sur toiture.

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Cependant, cer solutions ne sont pas entièrement satisfaisantes, en particulier dans le cas de deux armatures distin En effet, l'imprégnation de bitume s'effectue par passage de la nappe, ou plutôt du complexe no .é polyester + voile de verre, dans un bac d'imprégnation. La qualité de l'imprégnation dépend de Qiiîerents facteurs, en particulier la viscosité du bitume définie en fonction de la température et du temps de séjour, et des systèmes mécaniques de détour et d'essorrage dans les bains. Comme la température est limitée à cause des risques de dégradation du polyester, il faut un temps de séjour suffisamment important pour que l'imprégnation soit totale, ce qui implique un parcours dans le bac suffisamment long et donc le passage du complexe sur des guides ou embarrages provoquant des frottements augmentant les contraintes de tension pouvant atteindre 80 daN/m de largeur de nappe.

Or, sous l'action conjuguée de la température des bains d'imprégnation ou de surfaçage, souvent de l'ordre de 160 à 200°C, et des efforts de traction de la machine, la nappe de verre et la nappe de polyester peuvent avoir des comportements différenciés lors de l'opération d'imprégnation et lors de la relaxation de la chape posée, ce qui peut produire des phénomènes d'irrégularités de surface: ondulations, craquelures, etc.

Par ailleurs, le comportement mécanique de la chape bi-armée lors du phénomène de traction est souvent très hétérogène. En effet, le voile de verre, compte tenu de sa faible élongation à la rupture (inférieure à 5%), casse en premier selon des lignes de rupture préférentielles. A l'endroit de ces lignes de rupture, se localisent les contraintes sur l'armature polyester de plus forte élongation, mais cette localisation entraîne une diminution des caractéristiques globales de charge, d'élongation et de résistance à la fatigue. Ceci peut conduire à des risques de fissurations sur la chape.

D'autre progrès ont été apportés par la demanderesse dans le brevet français 2 546 537 qui concerne une armature de membrane d'étanchéité et une membrane réalisée avec cette armature présentant de bonnes caractéristiques dimensionnelles dans le temps et, de plus, réalisée dans des conditions économiquement intéressantes. Cette membrane d'étanchéité est caractérisée en ce que son armature est un nontissé de filaments continus thermoliés, de préférence aiguilletés, contenant:

- 70 à 90% de polytéréphtalate d'éthylène glycol et

- 30 à 10% de polytéréphtalate de butylène glycol.

Le procédé de fabrication de cette armature est caractérisé en ce que l'on réalise, par extrusion, une nappe de filaments continus constitués par les deux polymères, que l'on aiguillette éventuellement la nappe obtenue, puis qu'on la thermolie en continu à une température comprise entre 220 et 240°C en provoquant la fusion du constituant le plus fusible.

Pour la réalisation de la membrane d'étanchéité, l'armature est bituminée à une température inférieure à la température de thermoliaison des filaments de la nappe. Après bituminage, l'ensemble est soumis éventuellement aux traitements habituels tels que sablage ou ardoisage. Ici on a supprimé l'utilisation d'un voile ou d'une grille de verre conjointement au nontissé en polyester, ce qui est techniquement et économiquement intéressant.

On a constaté toutefois, en particulier pour de faibles grammages de poids inférieur ou p""' ^ 150 g/m2, que se posent encore quelques problèmes de stabilité dimensionnelle lors de la fabr de la membrane à partir de la nappe, plus spécialement lors du bituminage à cause des contre mécaniques et thermiques élevées, et dans les conditions d'emploi sur terrasse de la membrane re-sée ou, par le phénomène de retour élastique, se produisent dans le temps des déformations en sens inverse de celles survenant lors de la fabrication.

Il est également connu d'introduire des fils de renfort longitudinaux en matière minérale dans un voile de verre, ledit voile étant ensuite associé à une nappe en fibres synthétiques préconsolidée pour l'obtention d'un support de membrane d'étanchéité. Un tel complexe dont le but est de présenter d'abord des propriétés non feu et ensuite une bonne stabilité dimensionnelle fait l'objet de la demande de brevet européen 0 242 524. Cependant, si cette demande traite de la stabilité dimensionnelle dans les conditions d'emploi (jusqu'à 80°C, et sans contrainte), il ne dit rien sur la stabilité du produit en cours du bituminage c'est-à-dire soumis à des températures et des contraintes élevées. Or le comportement au bituminage détermine en grande partie le comportement ultérieur dans les conditions d'emploi et des déformations au cours de ce traitement s'avèrent aussi néfastes par la suite. Des problèmes analogues à ceux rencontrés en étanchéité surviennent également dans l'emploi revêtements de sol. Dans cette application on utilise par exemple des nappes nontissées en textile synthétique comme support primaire (dossier primaire) et/ou support secondaire (dossier secondaire) de tapis tuft. La fabrication du taris comporte des opérations connues, telles que: enduction d'envers, dépôt de sous couche, teinture ou impression, qui soumettent le produit en cours d'élaboration simultanément à des températures élevées et à des contraintes importantes. Il peut en résulter des déforr ons élongation dans le sens long, retrait dans le sens travers des dossiers primaire et secondaire lar la suite une tendance à déformations inverses une fois le tapis posé, ce qui est néfaste, en p. ier dans le cas d'impression à motifs raccordables.

Des risques analogues de déformations à la fabrication et ae tendance à déformations inverses au vieillissement peuvent se rencontrer aussi pour les dalles plastiques ou textiles armées d'une nappe nontissée, alors que ce sont des articles qui exigent une excellente stabilité dimensionnelle.

La présente invention se propose de résoudre les problèmes ci-dessus. Elle a pour objet un support à base de nappe nontissée pour article plat, de bonne stabilité dimensionnelle dans toutes les condi-

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lions de réalisation, de traitements ultérieurs, et d'emploi, comportant au moins une nappe nontissée à base de matière textile chimique, sous forme de fibres ou de filaments continus, caractérisée par le fait que ladite nappe comporte des fils haut module de renfort disposes parallèlement entre eux dans le sens de sa longueur.

La nappe nontissée peut être obtenue par voie sèche, voie humide ou par extrusion d'une masse fondue sous forme de filaments (nappe spunbonded). La matière textile chimique est généralement synthétique. On utilise de préférence une nappe de filaments continus en polymères synthétiques tels que polyamide ou polyester qui présentent une bonne stabilité dans les conditions de fabrications et d'emploi de l'article.

Avantageusement on utilise des filaments à base de polyester. Comme polyester, on peut utiliser le polytéréphtalate d'éthylène glycol seul ou associé avec du polytéréphtalate de butylène glycol; les deux polymères étant filés ensemble sous forme de bicomposant: bilame, côte-côte ou coaxial, ou filés séparément à partir de la même filière ou de filières différentes. Les filaments de la nappe peuvent être de n'importe quelle section: plate, ronde ou profilée. De préférence on utilise des filaments de section ronde. La nappe est de préférence consolidée par aiguilletage et avantageusement thermoliage.

De préférence les caractéristiques de la nappe considérée isolément et en particulier son comportement à la traction à froid sont déjà conformes ou relativement proches des caractéristiques exigées pour la support dans le cadre de son utilisation.

Le poids de la nappe nontissée selon l'emploi peut varier dans de larges limites. En général, il est compris entre 20 et 500 g/m2, de préférence entre 50 et 250 g/m2, l'invention étant particulièrement intéressante pour les nappes de poids inférieur ou égal à 150 g/m2, les plus susceptibles de subir des déformations lors des opérations de fabrication de l'article.

Par fils haut module on désigne des fils présentant un module d'élasticité supérieur à 20 GPa et de préférence supérieur à 50 GPa (1 GPa = 109 Pa); ces valeurs étant mesurées à température ambiante mais n'étant pas sensiblement modifiées lorsque les fils sont soumis à des températures de l'ordre de 200°C et plus. Comme fils haut module, on peut citer les fils à base des matériaux suivants: verre, ara-mides, polyamides aromatiques, divers polyesters haute ténacité, carbone, métal, etc. De préférence on utilise des fils de verre, très répandus et relativement peu chers. Les fils haut module constituent un renfort dans le sens long de la nappe nontissée. Ils peuvent être déposés sur une face, les deux faces, ou pris en sandwich dans la nappe nontissée. L'association fils de renfort/nappe nontissée peut être réalisée par liage avec un liant chimique approprié, thermoliage et/ou aiguilletage; ces moyens devant permettre d'obtenir une excellente cohésion entre les fils et la nappe nontissée.

La quantité de fil de renfort est fonction des caractéristiques de la nappe à laquelle ils sont associés, en particulier de son comportement en traction à froid et aux températures atteintes lors du processus d'élaboration de l'article ainsi que des contraintes supportées au cours de ce processus. La quantité minimale est déterminée par la résistance nécessaire du support (nappe nontissée plus fils de renfort) aux contraintes de traction subies aux températures élevées atteintes au cours du processus d'élaboration de l'article. Cette quantité doit être suffisante pour éviter la rupture de fils. Elle est telle que lorsque la nappe renforcée est soumise au test contrainte/allongement dans le sens long, la rupture des fils de verre est enregistrée pour une contrainte d'au moins 80 et de préférence d'au moins 100 daN par mètre de largeur. La quantité maximale est déterminée en fonction de la courbe charge/allongement de la nappe nontissée à froid. Elle est déterminée de façon à ce que l'allure de la courbe charge/allongement de la nappe renforcée soit aussi proche que possible de celle de la nappe non renforcée. En particulier le module de Young n'est pas sensiblement modifié et l'allure de la courbe ne présente pas de discontinuité importante lorsqu'on enregistre la casse des fils de renfort.

La quantité de fils de renfort s'exprime par les paramètres diamètre (titre) et densité (espacement). Ces deux paramètres sont optimisés afin d'avoir le comportement le plus homogène possible du support. Sachant que pour un type de nappe donné, la courbe charge/allongement dépend essentiellement de son poids, dans le cas préférentiel d'utilisation de fils de verre et pour des nappes nontissées de filament continus en polyester, dont le poids est compris entre 50 et 250 g/m2 et selon qu'elles sont liées chimiquement, thermoliées et/ou aiguilletées, on utilisera avantageusement des fils de verre dont le diamètre des brins élémentaires est compris entre 5 n et 13 n, dont le titre est compris entre de 2,8 et 272 tex et qui sont régulièrement espaces de 2 mm à 30 mm. De préférence on utilise des fils de verre dont le titre est compris entre 22 et 68 tex, espaces de 10 à 30 mm; les titres indiqués ci-dessus sont ceux des fils standards du commerce.

Dans la pratique, pour les nappes polyester de poids préférentiel 50 à 250 g/m2 et quelle que soit la destination finale du support (étanchéité, tapis, dalles, etc.) l'utilisation de quelques grammes/m2 de fils de verre est suffisante; 2 à 3 g/m2 de fils de verre sont suffisants pour des nappes de 50 à 150 g/m2 destinées à la confection de membranes d'étanchéité, le passage en machine à bituminer se fait dans ce cas sans aucun problème. En effet, la charge de rupture des fils de verre sur 1 m de largeur de machine peut être calculée de la façon suivante. Pour 2,244 g/m2 de fils de verre soit 66 fils de 34 tex espacés de 15 mm, la charge de rupture par mètre de largeur de nappe de fils de verre seuls sera de:

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34 x 66 x 33,5 = 7517-g = 75,174 k titre du fil en tex nombre de fils/m ténacité du fil en g/tex soit sensit .nt 73,67 daN

Dans ie cas d'un assemblage des fils sur une nappe polyester filaments continus de 110 g/m2 suivi d'une thermoliaison, la rupture des fils de verre sur courbe charge/allongement d'une éprouvette de 5 cm de large (3 fils considérés) et de 20 cm entre mors du dynamomètre (selon la Norme AFNOR G07 001 ) est enregistrée à 18 daN, ce qui correspond à 18 x 20 = 360 daN pour 1 m de large. Cette considérable augmentation apparente de la charge de rupture initiale des fils de verre s'explique par l'excellente cohésion fils/nontissé conséque' des multiples zones de collage des fils dans la structure textile par le biais des fibres liantes fondu;- -a génératrice d'un comportement à la rupture parfaitement homogène de l'ensemble.

Comme on le verra plus en détail dans les exemples, l'examen de la courbe charge/allongement à froid de ladite nappe nontissée armée de fils de verre en quantité dosée montre:

- un module de Young à froid identique dans le sens long par rapport à la même nappe nontissée non armée.

- à mi-charge environ, rupture des fils de verre sans provoquer de brisure de courbe trop importante. Par contre l'examen de courbe charge/allongment à 180°C montre une notable amélioration du module de Young à chaud. Ce module est multiplié par au moins 2 et de préférence par 2,5 à 3.

On voit bien, d'après ces tests que la stabilisation peut être parfaite lors d'une opération de bituminage, les tensions machir n'excédant pas 100 daN/m de largeur et que d'autre part la stabilité dimensionnelle du produit d -s conditions d'emploi sera nettement améliorée, ceci par la diminution de l'effet de mémoire. Cet : aultats sont obtenus avec très peu de verre et pour un coût minimum de l'ordre de 0,08 F/m2. Ce coût matière est à mettre en comparaison avec un coût de 0,80 F/m2 environ pour un voile de verre de 50 g/m2 utilisé fréquemment dans les chapes biarmées polyester-voile de verre ou encore avec la réalisation de complexe nontissé-grille de verre 1x1x34 tex (1 fiî/cm en chaîne et trame), structure jugée comme minimale sur le plan pratique dont le coût, dans tous les cas, est supérieur à 1 F/m2.

La présente demande concerne également un procédé de fabrication du support ci-dessus, caractérisé par le fait que lors de la fabrication d'une nappe nontissée en matière textile chimique ou après sa fabrication on amène, par un moyen approprié, des fils de renfort que l'on dispose en continu parallèlement les uns aux autres à une distance prédéterminée contre au moins une des faces de la nappe nontissée ou entre deux couches et qu'on réalise la liaison entre lesdits fils et ladite nappe.

Pour la réalisation de la nappe par voie fondue on pratique l'extrusion du polymère et la fabrication de la nappe en utilisant de préférence les moyens décrits dans les brevets français 1 582 147 et 2 299 438 de la demanderesse. La mise en place des fils de renfort peut se faire en continu ou en discontinu. Dans les deux cas, les fils sont alimentés à partir d'ensouples ou de bobines disposées au voisinage de la nappe et distribués de telle façon qu'ils se déroulent parallèlement entre eux à espace prédéterminé constant dans le sens longitudinal. De préférence la mise en place des fils de renfort s'effectue en continu avec la fabrication de la nappe, immédiatement après celle-ci ou pendant celle-ci, lors du nappage.

La liaison des fils avec la nappe est réalisée soit par application d'un liant chimique, soit de préférence par aiguilletage et /ou thermoliage.

Dans le cas de liage chimique on peut utiliser soit des fils enduits d'une colle chimique, soit pour les nappes liées chimiquement introduire les fils dans la nappe lors du liage chimique de celle-ci.

Dans le cas de thermoliage on peut utiliser soit des fils enduits de produit thermocollant ou guipés d'un fil thermocollant soit pour les nappes thermoliées introduire les fils dans la nappe au cours de sa fabrication et lier nappe et fils au cours du thermoliage de la nappe. Par exemple, dans le cas de thermoliage, sans aiguilletage préalable et fils appliqués en surface, on utilise la première solution: fils thermocollants.

Dans le cas d'aiguilletage, on utilise de préférence des aiguilles spéciales, les fils de renfort étant noyés en surface ou dans la masse des filaments textiles emmélés. Par exemple, dans le cas d'aiguilletage et d'assemblage des fils sur une face, on utilise des aiguilles spéciales de section ronde à deux arêtes opposées munies de barbes positionnées dirigées dans le sens longitudinal, afin de ne pas toucher les fils de renfort: telles que les aiguilles FOSTERS NEEDLES type Pinch Blades.

Dans le cas de l'introduction de fils de renforts dans une phase de nappage selon un procédé travel-il est souhaitable d'incorporer les fils entre deux dispositifs nappeurs. Dans ce cas, on pourra utili-Jes aiguilles standards (par exemple: aiguilles 40 RB de Singer) pour réaliser une première cohé-b.oii par aiguilletage de la nappe. En effet, on constate que les fils de renfort sont plus facilement rendus cohérents de l'ensemble par ce procédé, tout en supportant une agressivité des aiguilles compte tenu de la protection par les filaments de la nappe situés de part et d'autre de ces fils. Cet aiguilletage sera avantageusement suivi d'une thermoliaison en ligne. Au cours de ces opérations successives, on aura bien pris soin de donner une tension suffisante à l'ensemble nappe de filaments chimiques et fils de renfort de manière à ce que ces derniers soient parfaitement tendus durant toutes les phases de

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consolidation afin d'obtenir un module d'élasticité maximal dans le sens long de la nappe renforcée constituant le support pour article selon l'invention.

Pour la réalisation de la nappe par voie sèche on emploie les procédés habituels à cette technique. L'incorporation des fils de renfort, leur liaison avec la nappe et la consolidation éventuelle de celle-ci s'effectuent de la même façon que pour les nappes obtenues par voie fondue.

Pour la réalisation de la nappe par voie humide on emploie les procédés habituels à cette technique. L'association des fils de renfort s'effectue après fabrication de la nappe et leur liaison avec celle-ci s'effectue par collage chimique ou thermique sur ladite nappe ou entre deux nappes plus légères. Le support à base de nappe nontissée pour articles plats, selon l'invention présente de nombreux avantages dans tous les cas d'utilisation: armature de membrane d'étanchéité, support primaire ou secondaire de tapis tuft, armature de dalles de revêtement de sol, etc.

1 - Sur un plan général:

- suppression des déformations de la nappe sous contraintes mécaniques à température élevée lors des traitements inclus dans le processus de fabrication de l'article.

- suppression des déformations inverses au vieillissement sur l'article posé, contre-coup aux déformations précédentes.

- économie de matière et faible prix de revient.

2 - Dans le cas de membrane d'étanchéité, par rapport à l'utilisation de deux armatures: voile de verre et nontissé imprégnées simultanément et liées entre elles au cours de l'imprégnation:

- économie substantielle sur les matières premières.

- élimination d'un stock double d'armature chez le fabricant de chapes bituminées.

- facilité d'imprégnation donnant la possibilité d'augmentation substantielle des vitesses de production de chape.

- élimination des problèmes d'aspect de chape dus à l'utilisation de armatures de module très différent: plis, craquelures, ondulations, etc.

- comportement mécanique beaucoup plus satisfaisant à la rupture: meilleure continuité de la courbe charge/allongement de la chape conduisant à une meilleure résistance à la fatigue (fissuration).

- plus grande souplesse de la chape facilitant la pose des chapes par temps froid.

3 - Dans le cas de membrane d'étanchéité, par rapport aux complexes nontissés-grille de verre ou aux complexes nontissés-voile de verre (associés avant imprégnation):

- limitation plus aisée de la quantité totale de verre au m2.

- économie sur les matières premières.

- imprégnation facile.

- comportement mécanique à la rupture plus homogène car limitation de la quantité de verre.

- plus grande souplesse de la chape.

- élimination des risques de modification d'aspect et/ou de la présentation dimensionnelle dus au comportement physique différent des deux nappes lors de l'imprégnation et de l'utilisation ultérieure.

Mais l'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples et figures ci-après données à titre illustrai et non limitatif.

La fig. 1 représente les diagrammes comparés charge/allongement à froid d'une nappe nontissée sans fil de renfort et d'un support: nappe nontissée plus fils de renfort associés, selon l'invention, respectivement dans le sens long et le sens travers.

La fig. 2 représente les diagrammes comparés charge/allongement des mêmes nappes qu'à la fig. 1, à température de 180°C.

La fig. 3 représente schématiquement une première forme de mise en œuvre du procédé selon l'invention.

La fig. 4 représente schématiquement une deuxième forme de mise en œuvre du procédé selon l'invention.

La fig. 5 représente schématiquement un appareil de mesure des caractéristiques d'une membrane d'étanchéité confectionnée à partir du support selon l'invention.

La fig. 6 illustre schématiquement un procédé de fabrication d'une membrane d'étanchéité à partir du support selon l'invention.

Selon le procédé schématisé à la fig. 3, le support est réalisé en une seule étape, les fils de renforts étant associés et liés à la nappe nontissée au cours de la confection de celle-ci. La nappe est confectionnée par voie fondue, selon le procédé décrit dans le brevet français 1 582 147, par extrusion d'un polymère fondu sous forme de filaments 1, étirage pneumatique de ces filaments et dépôt sur un tablier récepteur 2 avec utilisation d'un dispositif de nappage de type travelling, non représenté, tel que décrit dans le brevet français 2 299 438. Les fils de renfort 3 sont associés à la nappe en formation, dès l'entrée du tablier récepteur. Ils sont alimentés à partir de bobines 4, montées sur un cantre de dévidage

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5, passent sur un système d'embarrage 6 pour mise sous tension puis chacun à travers un œillet de guidage 7. Les œillets 7, alignés et judicieusement espacés, à l'entrée du tablier récepteur 2 ont pour but d'assurer le guidage des fils 3 parallèlement entre eux et avec l'espacement désiré sur le tablier récepteur 2. La nappe nontissée 8 se forme donc sur le tablier récepteur 2 en intégrant sur sa face inférieure les fils de renfort 3. A la sortie du tablier récepteur 2, la nappe et les fils de renfort passent en continu dans l'aiguilleteuse 9 où ils sont soumis à une opération d'aiguilletage assurant une part de liaison nappe/fils de renfort. La liaison est complétée par thermoliage par passage dans la calandre 10. Le support 11 selon l'invention ainsi réalisé est enroulé sur un moyen récepteur 12.

Le procédé schématisé fig. 4 est analogue à celui schématisé fig. 3, il n'en diffère que par l'alimentation des fils de renfort 3 sur le tablier récepteur 2. Ici les fils sont disposés entre deux couches de la nappe et sont alimentés sur le tablier récepteur entre deux dispositifs nappeurs situés respectivement en A et B au moyen de tubes de guidage individuels 13. Comme à la fig. 3, à la sortie de chaque tube 13 est disposé un œillet 7, l'ensemble des œillets assurant le positionnement parallèle des fils à l'écar-tement désiré.

EXEMPLE 1

On réalise une nappe nontissée de filaments de 100 g/m2 de 2 m de large, à partir de fils extrudés en polytéréphtalate d'éthylène glycol et en polytéréphtalate de butylène glycol, dans la proportion respective de 87%/13%, filaments de titre 7 dtex.

En continu, à partir des moyens schématisés fig. 4 on incorpore à celle-ci au moment du nappage, tous les 1,5 cm, un fil de verre Silionne type EC 9 34 T 6 Z 28 (diamètre des brins 9 microns, 34 tex, ensimage type 6, torsion 28 t/m Z) de la Société VETROTEX.

Ces fils présentent une résistance à la rupture de 33,5 g/tex et un allongement à la rupture de 5,5% environ. Ils sont alimentés à partir de bobines de 2,7 kg montées sur un cantre tel que représenté fig. 4.

Le complexe nappe polyester + fils de verre est aiguilleté avec des aiguilles 40 RB de Singer (jauge 40, Regulär barbes) 50 perforations/cm2, 12 mm de pénétration.

A la sortie de l'aiguilleteuse, la nappe est calandrée à 235°C, sous une force pressante de 25 daN/ cm sur calandre munie de cylindres à revêtement anti-adhérent. Conditions: vitesse de calandre 13 m/ min, passage en S, temps de contact total de la nappe avec les deux cylindres: 15 secondes, puis passage sur cylindres refroidisseurs et enroulement.

On obtient ainsi une nappe armée pesant 107 g/m2. Les caractéristiques dynamomètriques de cette armature, comparées avec celles d'une armature sans fils de verre sont indiquées sur les tableaux 1 et 2 suivants. Le tableau 1 concerne les caractéristiques mesurées à froid (20°C), le tableau 2 les caractéristiques mesurées à 180°C. Les caractéristiques sont mesurées sur éprouvette de 5 cm de large (3 fils considérés) et 20 cm de long; à froid selon la norme NF G 07 001 et à chaud selon les mêmes critères dimensionnels et de vitesse de traction mais le système de traction et i' éprouvette fixée dans les mors sont dans une enceinte thermique régulée à la température de 180°C. Les courbes charge/allongement sont reproduites aux fig. 1 (à froid) et 2 (à 180°C), L: sens long, T: sens travers, C1: avec fils, C2: sans fils.

En se reportant au tableau 1 et à la fig. 1, on voit que la charge et l'allongement à la rupture de cette armature sens long sont très peu modifiés par l'ajout de verre. On remarque aussi que les allongements sens long sous 3 daN et 5 daN demeurent inchangés et que l'allongement sous 10 daN est lui aussi pratiquement inchangé. Cela est le reflet de la non modification du module de Young. On localise bien dans la rupture en sens long la casse des fils de verre à 18 daN, ce qui constitue une augmentation importante de la charge de rupture, puisque pris hors de la nappe, les trois fils considérés ont ensemble une charge de rupture théorique de 3,35 daN. Cette casse ne provoque pas de perturbation au niveau du nontissé dont la courbe de rupture se poursuit sans modification notable.

En se reportant au tableau 2 et à la fig. 2, la courbe dynamométrique à 180°C montre une importante amélioration du module à l'origine de la nappe renforcée. Les allongements sous 3 daN, 5 daN et même 10 daN sont nettement réduits. Sachant que les contraintes auxquelles est soumis le support (l'armature) au cours du bituminage sont au maximum de 80 à 100 daN par mètre linéaire soit 4 daN à 5 daN pour 5 cm de largeur, il en résulte une très faible déformation du support au bituminage (ou autre traitement à chaud selon sa destination finale) donc une stabilité dimensionnelle améliorée à la fois lors du bituminage ou autre traitement à chaud et ultérieurement, une fois le support en place. On enregistre à 5 daN la rupture des fils de verre, valeur suffisamment élevée pour en déduire que la nappe renforcée supportera sans risque de rupture des fils de verre, les contraintes subies lors du bituminage (ou autre traitement à chaud).

L'armature a également été testée à chaud et sous tension dans le bitume.

Le test du bitume se pratique à l'aide de l'appareil représenté à la fig. 5. Celui-ci se compose principalement d'un bac 20 destiné à recevoir le bitume 50, muni de moyens de chauffage et de régulation de la température 21, d'un panier amovible 22 de dimensions calibrées destiné à l'introduction et au maintien de Péprouvette 23 dans le bac, de différents guides ou renvois 24-25 pour définir le trajet de Péprouvette et d'une échelle de lecture millimétrée 26.

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Le bitume utilisé est un bitume d'imprégnation de la Société SHELL (réf. 100-130 PX), pénétration 10C/130 (pénétration en 1/10e de mm à 25°C mesurée selon la norme NF T 66004).

Les éprouvettes de 10 x 120 cm sont découpées dans le sens long de la nappe. On utilise trois éprouvettes prélevées sur la largeur, une au centre et une à chaque bord à 10 cm de la lisière. Le test se déroule selon le mode suivant:

- On met en chauffe l'appareil = température 185°C, et on laisse se stabiliser la température.

- On fixe une pince à chaque extrémité de Péprouvette 23, l'une d'elles 27 constituant un point fixe.

- On introduit Péprouvette dans le bitume chaud à l'aide du panier 22 qui repose alors sur le fond. On fixe le panier à l'aide d'une barrette 28; le niveau de bitume et les dimensions du panier étant déterminés pour avoir une longueur immergée dans le bitume de 500 mm.

- On fixe la charge 29, soit 4 daN puis 7 daN pour une nappe de 107 g/m2.

- On attend 30 s et on repère l'allongement à l'aide de l'échelle millimétrée.

On exprime l'allongement en pourcentage de la longueur immergée.

- Après avoir retiré la charge et le panier, on retire Péprouvette et on l'essore à l'aide d'un dispositif approprié.

- On suspend Péprouvette verticalement et, après refroidissement complet, on mesure le retrait en largeur et on l'exprime en pourcentage de la largeur.

Les valeurs sont portées sur le tableau 3 ci-après.

Un autre test, plus précis, est réalisé en enceinte thermique à 200°C, sur éprouvettes de 20 cm de largeur et 30 cm de longueur (longueur de Péprouvette prise dans le sens longueur de la nappe) entre pinces. L'éprouvette est suspendue, par la pince supérieure, dans l'enceinte thermique à 200°C avec une charge de 8 daN accrochée à la pince inférieure. On mesure la variation dimensionnelle de l'éprouvette, après refroidissement à température ambiante, dans le sens long et le sens travers et l'on exprime ces variations en %. Les valeurs sont portées sur le tableau 4 ci-après.

Dans ces deux tests, on constate un comportement très nettement amélioré à la déformation à chaud et sous tension du nontissé armé par rapport au nontissé non armé (voir les différents niveaux de déformation dans les tableaux 3 et 4).

Le support à base de nontissé peut servir comme armature de membrane d'étanchéité.

Chez le fabricant de chape bituminée on procède au bituminage de l'armature au moyen de l'installation schématisée fig. 6. L'armature 11 est déroulée d'un rouleau d'alimentation 30, puis passe dans un poste d'assemblage 31 et dans un accumulateur 32. Le poste d'assemblage permet de rattacher le début d'un nouveau rouleau à la fin de la longueur d'armature en cours de traitement et l'accumulateur permet d'absorber des discontinuités dans l'alimentation. L'armature traverse ensuite un premier poste de bituminage 33, un deuxième poste de bituminage 34, un poste d'ardoisage 35, un poste d'application d'un film plastique 36, une zone de refroidissement 37, un deuxième accumulateur 38 et elle est reçue sur un dispositif de réception 39 muni d'un moyen de coupe 40 de l'armature lorsque l'enroulement à la réception a atteint la taille désirée.

Le bituminage s'effectue en deux phases:

- une première phase d'imprégnation plein bain à 180°C (poste 33) suivie d'un essorage entre 2 rouleaux métalliques 41—42 avec un bitume oxydé de type 100/40, pénétration 40/10e de mm (selon la norme NF T 66 004) point de ramollissement bille-anneau 100°C (selon la norme NF T 66 008).

- une deuxième phase dite de surfaçage (poste 34) par enduction sur les deux faces de bitume élastomère de type SBS (styrène butadiène styrène) à 175°C, suivi d'un calibrage entre rouleaux 43-44 à espacement préréglé suivant l'épaisseur désirée de la chape, dépôt de paillettes d'ardoise sur 1 face et d'un film polypropylène sur l'autre face et refroidissement sur tambours dans la zone 37.

Cette même armature de 107 g/m2 non armée n'aurait pu subir le traitement de bituminage sans une déformation très forte dans la machine dans le sens long et travers avec un aspect extrêmement ondulé rendant la chape totalement inutilisable.

Dans le cas présent, le comportement lors du bituminage est excellent et l'aspect de la chape parfaitement plat. La tenue ultérieure de la chape au test de stabilité dimensionnelle à 80°C, préconisé par PUEATC (Union Européenne pour l'Agrément Technique dans la Construction) est conforme aux exigences de variations dimensionnelles soit variations inférieures à 5 0/00 dans les deux sens.

Bien évidemment l'invention ne se limite pas à l'exemple décrit, mais englobe toutes les formes de réalisation entrant dans le cadre de la définition générale.

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10

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30

35

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45

50

55

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Tableau 1

Essai avec fil de verre

Témoin sans fil de verre

Masse surfacique (g/m2)

107

106

Charge rupture SL* (daN)

32,0

30,6

Charge rupture ST* (daN)

31,2

27,7

Isotropie: SL/ST

1,02

1,1

Allongement SL (%)

23,3

26,4

Allongement ST (%)

24,4

24,0

Allongement/ 3 daN - SL (%)

0,3

Allongement/ 5 daN - SL (%)

0,5

Allongement/10 daN - SL (%)

1,1

1,2

Allongement/ 3 daN - ST (%)

0,3

Allongement/ 5 daN - ST (%)

0,5

0,6

Allongement/10 daN - ST (%)

1,2

1,4

Energie rupture — SL — (j)

11,2

12,0

Energie rupture - ST - (j)

11,2

10,0

Charge rupture fils verre (daN)

18,0

-

Allongement rupture fils verre (%)

2,2

-

* SL = sens long, ST = sens travers

Tableau 2

Essai avec fil de verre

Témoin sans fil de verre

Masse surfacique (g/m2)

107

106

Charge rupture (daN) - SL -

21,0

16,7

Charge rupture (daN) - ST -

16,7

19,6

Isotropie SL/ST

1,25

0,85

Allongement (%) - SL -

27,0

23,6

Allongement (%) - ST -

21,3

23,3

Allongement/ 3 daN (%) - SL -

0,9

2,1

Allongement/ 5 daN (%) - SL -

1,9

3,9

Allongement/10 daN (%) - SL -

6,4

9,6

Allongement/ 3 daN (%) - ST -

1,6

Allongement/ 5 daN (%) - ST -

3,3

Allongement/10 daN (%) - ST -

8,9

Energie rupture (j) - SL -

6,3

4,7

Energie rupture (j) - ST -

4,3

5,5

Charge rupture fils verre (daN)

5,2

-

Allongement rupture fils verre (%)

2,0

-

10

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

CH 684 232G A3

Tableau 3

Essai avec fils de verre

Témoin sans fils de verre

Masse surfacique (g/m2)

107

106

Epaisseur armature (mm)

0,45

0,48

Test bitume avec charge de 4 daN

- allongement SL (%)

0,7

1,9

- retrait ST (%)

0

0,5

Test bitume avec charge de 7 daN

- allongement SL (%)

1.3

3,7

- retrait ST (%)

0

1

Largeur des éprouvettes: 10 cm

Tableau 4

Essai avec fils de verre

Témoin sans fils de verre

Masse surfacique (g/m2)

107

106

Epaisseur armature (mm)

0,45

0,48

Retrait thermique 200°C - 10' SL (%)

0,7

0,9

Retrait thermique 200°C - 10' - ST (%)

0,1

Fluage (200°C - 15') sous 8 daN

- allongement SL (%)

0,4

2,4

- retrait ST (%)

0,5

1,7

Largeur des éprouvettes: 20 cm SL = sens long ST = sens travers

Claims

Revendications

1. Support à base de nappe nontissée pour article plat, de bonne stabilité dimensionnelle dans toutes les conditions de réalisation, de traitements ultérieurs et d'emploi comportant au moins une nappe nontissée à base de matière textile chimique sous forme de fibres ou de filaments continus caractérisé par le fait que ladite nappe est une nappe de poids compris entre 20 et 500 g/m2 et comporte, liés à elle, des fils haut module de renfort présentant un module de Young supérieur à 20 Gpa disposés parallèlement entre eux dans le sens de sa longueur; la quantité de fils de renfort étant telle que, lorsque le support est soumis à des efforts de traction dans le sens long à 180°C, la rupture des fils de renfort intervient sous une contrainte d'au moins 80 daN par mètre de largeur, et que le module de Young du support à température ambiante n'est pas sensiblement modifié par rapport au même module mesuré dans les mêmes conditions de la nappe nontissée de base sans fils de renfort.

2. Support selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la nappe nontissée est une nappe de poids compris entre 50 et 250 g/m2.

3. Support selon la revendication 1 ou 2 caractérisé par le fait que la nappe nontissée est une nappe de filaments continus à base de polyester de poids compris entre 50 et 250 g/m2, caractérisé par le fait que les fils de renfort sont des fils de verre de titre compris entre 2, 8 et 272 tex et régulièrement espacés de 2 à 30 mm.

4. Support selon la revendication 3 caractérisé par le fait que les fils de verre ont un titre compris entre 22 et 68 tex et sont espacés de 10 à 30 mm.

5. Support selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que les fils de renfort sont liés chimiquement ou thermiquement avec la nappe.

6. Support selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que les fils de renfort sont aiguilletés avec la nappe.

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10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

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7. Utilisation du support selon l'une des revendications 1 à 6 comme armature de membrane d'étanchéité bituminée.

8. Utilisation du support selon l'une des revendications 1 à 6 comme support primaire ou secondaire de tapis tuft.

9. Utilisation de support selon l'une des revendications 1 à 6 comme armature de dalle de revêtement de sol.

10. Utilisation du support selon l'une des revendications 1 à 6 comme support d'enduction.

11. Utilisation du support selon l'une des revendications 1 à 6 comme support de flock.

12. Procédé de fabrication du support selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que lors de la fabrication d'une nappe nontissée en matière textile chimique de poids compris entre 20 et 500 g/m2 ou après sa fabrication, on amène en quantité telle que définie dans la revendication 1 des fils haut module de renfort que l'on dispose en continu parallèlement les uns aux autres à une distance prédetérminée contre au moins une des faces de la nappe nontissée ou entre deux couches et qu'on réalise la liaison entre lesdits fils et ladite nappe.

13. Procédé selon la revendication 12 caractérisé par le fait que la liaison entre les fils de renfort et la nappe nontissée est réalisée par liage chimique.

14. Procédé selon la revendication 12 caractérisé par le fait que la liaison entre les fils de renfort et la nappe nontissée est réalisée par aiguilletage et/ou thermoliage.

15. Procédé selon l'une des revendications 12 à 14 selon lequel la fabrication de la nappe nontissée comprend au moins une phase d'extrusion par voie fondue de filaments continus et une phase de nappage caractérisé par le fait que les fils de renfort sont associés à la nappe au début de l'opération de nappage.

16. Procédé selon l'une des revendications 12 à 15 selon lequel la fabrication de la nappe nontissée comprend au moins une phase d'extrusion par voie fondue de filaments continus et une phase de nappage, caractérisé par le fait que les fils de renfort sont associés à la nappe au cours de l'opération de nappage et disposés entre deux couches de nappage.

17. Procédé selon la revendication 15 ou 16 selon lequel la fabrication de la nappe comporte en outre une phase de consolidation de cette dernière par liage chimique caractérisé par le fait que la liaison des fils de renfort avec la nappe a lieu au cours dudit liage chimique de la nappe.

18. Procédé selon la revendication 15 ou 16 selon lequel la fabrication de la nappe comporte en outre une phase de consolidation de cette dernière par aiguilletage et/ou thermoliage caractérisé par le fait que la liaison des fils de renfort avec la nappe a lieu au cours de la phase aiguilletage et/ou thermoliage.

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