EP0741212A1 - Joint d'étanchéité pour élément de construction - Google Patents

Joint d'étanchéité pour élément de construction Download PDF

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Publication number
EP0741212A1
EP0741212A1 EP96400885A EP96400885A EP0741212A1 EP 0741212 A1 EP0741212 A1 EP 0741212A1 EP 96400885 A EP96400885 A EP 96400885A EP 96400885 A EP96400885 A EP 96400885A EP 0741212 A1 EP0741212 A1 EP 0741212A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
joint
foam
polymer
surface coating
seal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP96400885A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Alfred Schlappa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Innovative Materials Belgium SA
Saint Gobain Performance Plastics Corp
Original Assignee
Norton Performance Plastics SA
Norton Performance Plastics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Norton Performance Plastics SA, Norton Performance Plastics Corp filed Critical Norton Performance Plastics SA
Publication of EP0741212A1 publication Critical patent/EP0741212A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/74—Removable non-load-bearing partitions; Partitions with a free upper edge
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/94—Protection against other undesired influences or dangers against fire
    • E04B1/948—Fire-proof sealings or joints
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24777—Edge feature

Definitions

  • the invention relates to seals for a building element. These joints are usually intended to fulfill at least one of the following two functions: they can ensure the intrinsic tightness of each of the construction elements, when this is necessary in view of the structure of these. They can also be used to seal the assembly of a plurality of adjacent elements forming a wall.
  • the invention relates more particularly to seals for insulating wall panels, sometimes called “sandwich” panels, and which consist of generally metallic walls delimiting a cavity filled with a material with high insulating power on the plane.
  • Such panels are interesting in that they combine rigidity, lightness and thermal / acoustic performance.
  • the sheets are cut transversely to obtain panels of the desired length, panels which can then be assembled side by side to form a wall, a partition, a ceiling, ...
  • the joints placed on the sides which initially served to contain the expansion of the foam inside the cavity defined by the metal sheets, therefore to ensure the tightness of this cavity, again serve to ensure the tightness at the level of the zones jointing between adjacent panels, in particular with respect to humidity, and to avoid the creation of a thermal bridge when these panels are used outdoors, which is the most frequent case.
  • the seals to ensure these different functions, have to fulfill certain criteria. Thus, they have to have good flexibility and good compressibility, and this is the reason why they are usually themselves based on polymer foam. They also have to allow a good “hooking”, a good adhesion with respect to the foam of the cavity of the panel with which they are brought into contact, which can prove to be awkward if they offer too much external surface. smooth, which is sometimes the case when they are closed cell foam. To remedy this, two solutions can be envisaged, but each having their drawbacks: the surface of the joint intended to be in contact with the foam of the panel can be made rougher, by abrasion or by resealing the foam of the joint in its thickness, but these methods are complicated and generate dust or waste which must then be managed.
  • the seal adhesive can also make the seal adhesive, using an acrylic type glue for example.
  • the presence of certain plasticizers in the joint foam can reduce this adhesive power.
  • the adhesives are combustible, which can weaken the usually high fire resistance of the panels. Indeed, the strips are capable of considerably delaying the progression of the fire, the only areas of jointing being their "weak point", because the joints can be directly exposed to the flame, and the fire may risk spreading laterally, through them to the foam of the panels.
  • the object of the invention is to design seals for construction elements which are better, in particular overcoming the drawbacks mentioned above, by improving their fire behavior without degrading their ability to adhere to the elements on which they have to be deposited.
  • the subject of the invention is a seal based on flexible / compressible polymer, in particular intended to ensure the proper sealing of a building element and / or the sealing between two adjacent building elements, elements of the panel type. of wall.
  • This seal is designed so as to be provided, at least on its surface intended to be brought into contact with said element, with a surface coating of a non-combustible material and / or retaining its integrity at high temperature.
  • this surface coating constitutes an effective barrier to the propagation of fire in the panel via the joint, which has two major advantages.
  • the panels are ignited one after the other significantly by a chimney effect at their weak point, that is to say their jointing areas.
  • this polymer was hitherto chosen in order to be qualified as "hardly flammable" according to standard DIN 4102, which corresponds to the so-called B1 class.
  • the surface coating is chosen from at least one material belonging to the following group: glass, ceramic, metal, carbon, graphite, aramid.
  • these materials are in fact used in fibrous form, the fibrous material being woven, or nonwoven, but agglomerated using a binder.
  • This fibrous material is preferably composed of threads themselves made up of unitary filaments.
  • these unitary filaments usually have a diameter of between 5 and 12 micrometers, in particular around 7 to 9 micrometers. They are then assembled in tens, twisted or not, to become yarns of a linear weight advantageously between 10 and 150 tex (1 tex corresponding to 1g / 1000m of yarn), in particular about 22 or 68 tex.
  • a fibrous material lies in particular in the fact that it makes it possible to manufacture a surface coating having a certain surface roughness, greatly facilitating the “attachment” of the joint to the construction element, and, in particular in in the case of an element in the form of an insulating panel with polymer foam, the "hooking" of the joint against the expanding foam. This eliminates the need for adhesive on the surface coating, which is expensive and often poses problems of resistance to high temperature.
  • a fibrous material also has the advantage, in particular in the case of a fabric, of being able to easily conform to any joint surface, whether it is flat, curved or has angles.
  • one of the preferred embodiments of the invention for this surface coating is a fabric-based or veil-based coating of glass fibers, which is made of a material which is both very resistant to temperatures of the order of 500 ° C and of a texture offering flexibility and a light surface roughness very favorable to a good adhesion to foam of expanded polymer of the polyurethane type.
  • a surface coating with a thickness of between 50 and 250 micrometers, in particular approximately 100 to 200 micrometers, range of thicknesses sufficient to obtain the effect of slowing down of propagation on fire desired.
  • a surface coating of a grammage between 50 g / m 2 and 300 g / m 2 , preferably around 100 to 200 g / m 2 is preferably chosen, grammage corresponding to a coating sufficiently dense to give it its role as a barrier to the spread of fire.
  • the seal according to the invention in addition to the surface coating, is based on a polymer preferably chosen from a flexible foam of at least one of the following polymers: polyvinyl chloride PVC, polyurethane PUR, polyethylene PE, terpolymer of polyethylene and polypropylene EPDM, silicone, polypropylene PP, rubber, styrene-butadiene-nitrile polymer SBN, neoprene, possibly treated polymers, and in particular plasticized to obtain the desired flexibility.
  • polymers preferably chosen from a flexible foam of at least one of the following polymers: polyvinyl chloride PVC, polyurethane PUR, polyethylene PE, terpolymer of polyethylene and polypropylene EPDM, silicone, polypropylene PP, rubber, styrene-butadiene-nitrile polymer SBN, neoprene, possibly treated polymers, and in particular plasticized to obtain the desired flexibility.
  • the foam texture has the advantage of giving the polymer a high compressibility, which is what is sought when the joint is “wedged” between two construction elements, and must compress more or less in order to adapt to the distance between them, taking into account the manufacturing tolerances of said elements. It is indeed not uncommon for such seals to have a compressibility in their thickness of at least 30% or 50% and more.
  • the polymer can advantageously be treated in order to improve its resistance to high temperature and to fire, in particular by incorporating into it an flame retardant additive.
  • This additive can in particular be chosen from at least one of the following compounds: antimony oxide Sb 2 O 3 , hydrated alumina or aluminum hydroxide, zinc borate, brominated hydrocarbon or chlorinated paraffin. Details on these compounds and their proportion relative to the polymer can be found, for example, in US patent US-4 806 162.
  • the polymer of the seal according to the invention can also itself comply with DIN 4102, in particular belonging to class B1, which reinforces the fire barrier effect of the seal. conferred by its surface coating.
  • One of the preferred embodiments of the invention relating to this polymer consists in choosing a polyvinyl chloride foam plasticized to which was added one of the additives mentioned above and in particular obtained from plastisols and blowing agents, for example based on nitrogen products such as sulfohydrazides or azo-dicarbonamides.
  • plastisols and blowing agents for example based on nitrogen products such as sulfohydrazides or azo-dicarbonamides.
  • This type of foam is indeed advantageous in terms of compressibility, it has an adequate density of around 100 kg / m 3 and the manufacturing process is well controlled.
  • the density of the joint is preferably chosen to be around 80 to 150 kg / m 3 . If it is a foam, it may be closed cell. In case the cells are at least partially open, it is better to plan to impregnate it with a moisture repellant.
  • the seal according to the invention can have extremely varied shapes. Usually, it is in the form of a continuous ribbon, the section of which has been calibrated, a section which may in particular have the shape of a quadrilateral such as a square, rectangle, trapezoid, parallelogram. But its section can also be chosen round or oval.
  • This polymer preferably based on foam, can thus be obtained directly at the desired size by an extrusion technique.
  • the surface coating is then associated with it once the extrusion is completed, in particular by using a device of the conforming type. It may also be necessary to use an adhesive to facilitate bonding between the foam and its coating.
  • the polymer when it is particularly foam-based, can also be produced in the form of a continuous sheet, by passing through an oven at suitable pressure and temperature, on a support which is preferably constituted by the surface coating. itself resting on a conveyor. The ply, once the expansion of the foam is complete, can then be cut to obtain the desired size, and in particular width joint. With this type of process, the manufacture of the foam and the association with the surface coating are carried out in a single step, the foam "hanging" on the coating without the need for adhesive.
  • the joint according to the invention can be provided with a first surface coating based on fibrous material on its surface intended to adhere to the panel - in order to facilitate the attachment of this joint - and with a second surface coating on at least one part of the rest of its outer surface, second coating which may be in the form of a continuous film, in particular metallic.
  • this second coating is not intended to have to adhere to a foam of an insulating panel, it can therefore have a very smooth surface without disadvantage.
  • gaskets according to the invention is particularly recommended for sealing construction panels comprising essentially metallic walls delimiting a cavity comprising a thermal and / or sound insulation material of the foam type. rigid polymer, in particular to improve fire resistance.
  • the seals of the invention are preferably placed on at least part of the "joint" area of the walls of such a panel, sometimes called a "sandwich" panel.
  • the panels 1 shown very schematically in Figure 1 are arranged in a vertical plane to form an exterior wall of the building.
  • Each panel has the shape approximately of a parallelepiped with a thickness of approximately 60 to 100 mm, a width of approximately 2 to 3 m and a length which can range in particular from 3 to 16 meters and more. They are assembled along a vertical plane to form a building wall (and mechanically fixed using a metal frame not shown).
  • Each panel 2, 3 is made up of flat or profiled sheet metal walls, in particular of steel and 0.6 to 0.9 mm thick, delimiting a cavity 4 filled with rigid polyurethane foam 5 classified B1 or B2 in terms fire resistance according to DIN 4102.
  • FIGs 2a and 2b detail, still very schematically, the manufacture of such panels 1, each of the opposite lateral edges of which is identified by the letter A and the letter B respectively: sheet metal sheets 2, 3 arranged one on the other and kept at a distance d pass on a conveyor, with, at the level of the joint zones 6 between the two strips, a free space.
  • the reaction liquid based on polyurethane precursors and suitable expansion agents is injected, continuously, between the two strips 2, 3.
  • rollers presseurs7 come, on side A, to press the seal 8, 9 according to the invention which, to do this, is unwound gradually.
  • the seal 8, 9 is then placed so that its surface coating 8 is against the joint area 6 and the free space that it defines.
  • the pressure of the pressure rollers 7 is maintained over a length sufficient for the foam 5 of the panel 1 to adhere to the surface covering 8, and thus fixes the seal 8, 9 in position.
  • the sides A and B have profiled edges so as to define a female part (side A), and a male part (side B), which will allow to easily assemble the panels later by fitting them one inside the other.
  • cutting tools (not shown) cut the strips transversely to their axis of travel on the conveyor in order to obtain the finished panels at the desired length.
  • the seal 8.9 used is here of rectangular section, (width 45 mm - thickness 6 mm) and is provided on one of its faces with a fabric 8 of glass 100 micrometers thick, with glass wires of linear weight 22 tex made up of the assembly of unitary filaments of 7 micrometers in diameter and a grammage of 107 g / m 2 .
  • Good results are also obtained with slightly thicker fabrics, for example around 180 micrometers and / or slightly denser, for example from 200 to 210 g / m 2 obtained in particular from slightly linear yarns. higher, for example about 70 tex or more.
  • This joint is based on plasticized PVC foam 9, and it has a compressibility rate in its thickness of at least 50%. Containing fire-fighting additives, this foam 9 is classified B1 according to DIN 4102.
  • the seal was manufactured in the following way: on the glass fabric 8 having the predefined characteristics and deposited on a conveyor, a reaction liquid is poured based on plastisols and ad hoc expansion agents, then the assembly is passed through an oven at adequate pressure and temperatures, the plasticized PVC foam 9 then gradually expands onto the glass fabric 8 while strongly adhering to it.
  • This foam also contains fire-fighting additives, comprising antimony trioxide at approximately 1.25% by weight, zinc borate at approximately 1.25%, and chlorinated paraffin at 4% by weight relative to the weight of PVC, paraffin being chosen in particular from the range of products sold under the name of CERECLOR by the company "Imperial Chemical Industries PLC".
  • the sheet of foam obtained is cut by cutting tools of the circular saw type arranged in a row above it, in the direction of its axis of travel on the conveyor, in order to obtain a plurality of ribbons. rectangular section desired, ribbons then wound before use as previously described.
  • This manufacturing method is very advantageous in terms of yield and manufacturing cost.
  • techniques of the extrusion type of the joint directly to the desired size are also of interest, insofar as they can make it possible to obtain seals 8, 9 with more elaborate sections, in particular circular sections.
  • Figure 3 shows in section the jointing area between two panels 1 as assembled in Figure 1: the joint 8, 9 is compressed by at least 30% in its thickness, the sides B of the first panel coming to fit together in side A of the second panel, with a certain "flapping" in fact inevitable, given the manufacturing tolerances of this type of panel.
  • the seals 8, 9 are directly exposed to the flames, hence the importance of improving their fire behavior to prevent the fire from spreading from the foam 5 of a panel 1 to the foam of an adjacent panel via the joints 8, 9, the only “weak points” of these structures since the sheet metal strips 2, 3 of the panels 1 are moreover very effective in delaying the progression of the fire.
  • the glass fabric 8 of the seals 8, 9 according to the invention has proved to be excellent for slowing the progression of fire, and its texture has proved to be very advantageous since it also improves the foam adhesion 5 of the panel 1 / joint foam 9, without requiring treatment of joint foam and / or addition of adhesive.
  • joint foam itself is treated with fire-fighting additives reinforces the very good fire resistance of the joints according to the invention.
  • a material other than glass as a non-combustible or low-combustible material; it is also possible to modulate the thickness and grammage of the surface coating, and cause this coating to cover several of the faces of the joint instead of just one, in particular the lateral faces of the joint, or even all of its external surface.
  • the dimensions of the joint can also vary considerably according to the needs, with, in the case of joints of rectangular section, thicknesses of for example 3 to 20 mm and widths adapting to the dimensions of the panels to be joined, for example from 10 to 100 mm.

Abstract

L'invention a pour objet un joint (8, 9) d'étanchéité à base de polymère (9) flexible/compressible, notamment destiné à assurer l'étanchéité propre d'un élément de construction et/ou l'étanchéité entre deux éléments de construction adjacents, éléments du type panneaux (1) de paroi. Ledit joint (8, 9) est muni, au moins sur sa surface destinée à être mise au contact dudit élément, d'un revêtement (8) superficiel en un matériau non combustible et/ou gardant son intégrité à haute température. <IMAGE>

Description

  • L'invention concerne des joints d'étanchéité pour élément de construction. Ces joints sont usuellement destinés à remplir au moins l'une des deux fonctions suivantes : ils peuvent assurer l'étanchéité intrinsèque de chacun des éléments de construction, lorsque cela s'avère nécessaire au vu de la structure de ceux-ci. Ils peuvent aussi être employés pour assurer l'étanchéité de l'assemblage d'une pluralité d'éléments adjacents formant une paroi.
  • L'invention s'intéresse plus particulièrement aux joints d'étanchéité pour panneaux de paroi isolants, parfois appelés panneaux « sandwich », et qui sont constitués de parois en général métalliques délimitant une cavité remplie d'un matériau à haut pouvoir isolant sur le plan thermique et/ou phonique, du type mousse rigide de polymère tel que le polyuréthane. De tels panneaux sont intéressants en ce qu'ils combinent rigidité, légèreté et performances thermiques/acoustiques.
  • Très schématiquement, la fabrication de tels panneaux se déroule de la façon suivante, bien que de nombreuses variantes existent : des feuillards continus de tôle métallique horizontaux et se faisant face, maintenus à une distance donnée l'un de l'autre, défilent sur un convoyeur. On injecte entre ces tôles un mélange liquide très réactionnel qui s'expanse dans toutes les directions sous la forme d'une mousse de polymère. Pour éviter les débordements de mousse, les tôles présentent latéralement des rebords, à la jointure desquels on a plaqué, en continu, avant le début de l'expansion de la mousse, des joints d'étanchéité.
  • Une fois la mousse totalement expansée, les tôles sont coupées transversalement pour obtenir des panneaux à la longueur voulue, panneaux que l'on peut ensuite assembler côte à côte pour former une paroi, une cloison, un plafond, ... Les joints placés sur les côtés, qui servaient au départ à contenir l'expansion de la mousse à l'intérieur de la cavité définie par les tôles métalliques, donc à assurer l'étanchéité de cette cavité, servent à nouveau pour assurer l'étanchéité au niveau des zones de jointoiement entre panneaux adjacents, notamment vis-à-vis de l'humidité, et pour éviter la création de pont thermique quand ces panneaux sont utilisés en extérieur, ce qui est le cas le plus fréquent.
  • Les joints, pour assurer ces différentes fonctions, ont à remplir certains critères. Ainsi, ils ont à présenter une bonne flexibilité et une bonne compressibilité, et c'est la raison pour laquelle ils sont usuellement eux-mêmes à base de mousse de polymère. Ils ont aussi à permettre un bon « accrochage », une bonne adhésion vis-à-vis de la mousse de la cavité du panneau avec laquelle ils sont mis en contact, ce qui peut s'avérer malaisé s'ils offrent une surface extérieure trop lisse, ce qui est parfois le cas quand ils sont en mousse à cellules fermées. Pour y remédier, deux solutions sont envisageables, mais qui présentent chacune leurs inconvénients : on peut rendre plus rugueuse la surface du joint destinée à être au contact de la mousse du panneau, par abrasion ou en refendant la mousse du joint dans son épaisseur, mais ces méthodes sont compliquées et génèrent des poussières ou déchets qu'il faut ensuite gérer. On peut aussi rendre le joint adhésif, à l'aide d'une colle du type acrylique par exemple. Mais la présence de certains plastifiants dans la mousse du joint peut diminuer ce pouvoir adhésif. En outre, les adhésifs sont combustibles, ce qui peut affaiblir le comportement anti-feu des panneaux, usuellement élevé. En effet, les feuillards sont aptes à retarder considérablement la progression du feu, les seules zones de jointoiement étant leur « point faible », car les joints peuvent se trouver directement exposés à la flamme, et le feu peut risquer de se propager latéralement, à travers eux, jusqu'à la mousse des panneaux.
  • L'invention a pour but la conception de joints d'étanchéité pour élément de construction qui soient meilleurs, palliant notamment aux inconvénients précités, en améliorant leur comportement au feu sans dégrader leur capacité d'adhésion aux éléments sur lesquels ils ont à être déposés.
  • L'invention a pour objet un joint d'étanchéité à base de polymère flexible/compressible, notamment destiné à assurer l'étanchéité propre d'un élément de construction et/ou l'étanchéité entre deux éléments de construction adjacents, éléments du type panneau de paroi. Ce joint est conçu de manière à être muni, au moins sur sa surface destinée à être mise au contact dudit élément, d'un revêtement superficiel en un matériau non combustible et/ou gardant son intégrité à haute température.
  • Ainsi, ce revêtement superficiel constitue une barrière efficace à la propagation du feu dans le panneau par l'intermédiaire du joint, ce qui a deux avantages majeurs. En améliorant ainsi le comportement au feu du joint d'étanchéité, on retarde significativement l'inflammation des panneaux les uns après les autres par un effet cheminée au niveau de leur point faible, c'est-à-dire de leurs zones de jointoiement. Deuxièmement, en ce qui concerne plus particulièrement les éléments de construction du type panneaux creux renfermant un produit isolant sous forme de mousse de polymère, ce polymère était jusque-là choisi afin d'être qualifié de « difficilement inflammable » selon la norme DIN 4102, ce qui correspond à la classe dite B1. Grâce aux joints de l'invention, qui déjà retardent considérablement la mise au contact des mousses de panneaux avec les flammes, on peut se permettre de substituer à ces mousses classées B1 des mousses un peu moins performantes sur le plan de l'inflammabilité, notamment des mousses simplement qualifiées de « normalement inflammables » selon la norme DIN 4102, ce qui correspond à la classe dite B2. Cette substitution, qui n'entraîne aucune diminution de la résistance au feu de ce type de panneaux, entraîne en revanche des gains en termes de coût de matières premières tout-à-fait conséquents, les mousses dites B2 étant nettement moins onéreuses que les mousses dites B1, et le surcoût dû à la présence du revêtement superficiel additionnel du joint étant minime en comparaison.
  • On peut par ailleurs noter qu'il est en fait surprenant qu'un simple revêtement superficiel, par définition relativement mince, puisse autant augmenter les performances anti-feu du joint, et de fait, celles des éléments de construction ayant recours à ce type de joint.
  • De préférence, on choisit le revêtement superficiel en au moins un matériau appartenant au groupe suivant : verre, céramique, métal, carbone, graphite, aramide. Très avantageusement, ces matériaux sont en fait utilisés sous forme fibreuse, le matériau fibreux étant tissé, ou non-tissé mais aggloméré à l'aide d'un liant.
  • Ce matériau fibreux est de préférence composé de fils eux-mêmes constitués de filaments unitaires. Notamment lorsqu'ils sont à base de verre et obtenus par étirage mécanique sous filière, ces filaments unitaires présentent usuellement un diamètre compris entre 5 et 12 micromètres, notamment d'environ 7 à 9 micromètres. Ils sont ensuite assemblés par dizaines, torsadés ou non, pour devenir des fils d'un poids linéaire avantageusement compris entre 10 et 150 tex (1 tex correspondant à 1g/1000m de fil), notamment d'environ 22 ou 68 tex.
  • L'intérêt d'un matériau fibreux réside notamment dans le fait qu'il permet de fabriquer un revêtement superficiel présentant une certaine rugosité de surface, facilitant grandement « l'accrochage » du joint à l'élément de construction, et, tout particulièrement dans le cas d'un élément sous forme d'un panneau isolant à mousse de polymère, « l'accrochage » du joint contre la mousse en expansion. Cela rend superflue l'utilisation d'adhésif sur le revêtement superficiel, adhésif coûteux et posant souvent des problèmes de tenue à haute température. Un matériau fibreux présente aussi l'intérêt, notamment dans le cas d'un tissu, de pouvoir se conformer aisément à toute surface de joint, qu'elle soit plane, courbe ou qu'elle présente des angles.
  • Ainsi, un des modes de réalisation préféré de l'invention pour ce revêtement superficiel est un revêtement à base de tissu ou de voile de fibres de verre, qui est en un matériau à la fois très résistant à des températures de l'ordre de 500°C et d'une texture offrant une flexibilité et une légère rugosité de surface très propices à une bonne adhésion à de la mousse de polymère expansé du type polyuréthane.
  • De manière plus générale, il est avantageux de choisir un revêtement superficiel d'une épaisseur comprise entre 50 et 250 micromètres, notamment d'environ 100 à 200 micromètres, gamme d'épaisseurs suffisante pour obtenir l'effet de ralentissement de propagation au feu recherché.
  • De même, on choisit de préférence un revêtement superficiel d'un grammage compris entre 50 g/m2 et 300 g/m2, notamment d'environ 100 à 200 g/m2, grammage correspondant à un revêtement suffisamment dense pour lui conférer son rôle de barrière à la propagation du feu.
  • Le joint d'étanchéité selon l'invention, outre le revêtement superficiel, est à base d'un polymère choisi de préférence en une mousse souple d'au moins un des polymères suivants : polychlorure de vinyle PVC, polyuréthane PUR, polyéthylène PE, terpolymère de polyéthylène et polypropylène EPDM, silicone, polypropylène PP, caoutchouc, polymère styrène-butadiène-nitrile SBN, néoprène, polymères éventuellement traités, et notamment plastifiés pour obtenir la flexibilité voulue. La texture de mousse présente en effet l'avantage de conférer au polymère une forte compressibilité, ce que l'on recherche lorsque le joint est « calé » entre deux éléments de construction, et doit se comprimer plus ou moins afin de s'adapter à la distance les séparant, en tenant compte des tolérances de fabrication desdits éléments. Il n'est en effet pas rare que de tels joints aient à présenter une compressibilité dans leur épaisseur d'au moins 30% ou 50% et plus.
  • Le polymère peut avantageusement être traité afin d'améliorer sa résistance à haute température et au feu, notamment en lui incorporant un additif retardateur d'inflammation. Cet additif peut notamment être choisi parmi au moins un des composés suivants : oxyde d'antimoine Sb2O3, alumine hydratée ou hydroxyde d'aluminium, borate de zinc, hydrocarbure bromé ou paraffine chlorée. Des détails sur ces composés et leur proportion par rapport au polymère peuvent être trouvés par exemple dans le brevet américain US-4 806 162.
  • Choisi et traité de manière appropriée, le polymère du joint d'étanchéité selon l'invention peut aussi lui-même respecter la norme DIN 4102, en appartenant notamment à la classe B1, ce qui vient renforcer l'effet de barrière au feu du joint conféré par son revêtement superficiel.
  • Un des modes de réalisation préférés de l'invention concernant ce polymère consiste à choisir une mousse de polychlorure de vinyle plastifié à laquelle on a ajouté un des additifs cités plus haut et notamment obtenue à partir de plastisols et d'agents d'expansion, par exemple à base de produits azotés comme des sulfohydrazides ou des azo-di-carbonamides. On aura plus de détails notamment concernant les plastifiants du PVC et les plastisols en se reportant au chapitre consacré au PVC du traité « Matières plastiques - Chimie Applications » de Jean BOST - édité par « Techniques et Documentation » en 1980. Plus de détails sur les PVC cellulaires peuvent aussi être trouvés dans le Traité de TITOW, « PVC Technology », édition ELSEVIER de 1984, chapitre 25.
  • Ce type de mousse est en effet avantageux en termes de compressibilité, il présente une densité adéquate d'environ 100 kg/m3 et on en maîtrise bien le procédé de fabrication.
  • Plus généralement, on choisit de préférence pour le polymère du joint une densité d'environ 80 à 150 kg/m3. S'il s'agit d'une mousse, elle peut être à cellules fermées. Au cas où les cellules sont au moins en partie ouvertes, il vaut mieux prévoir d'imprégner celle-ci avec un agent répulsif d'humidité.
  • Le joint d'étanchéité selon l'invention peut présenter des formes extrêmement variées. Usuellement, il se présente sous la forme d'un ruban continu dont on a calibré la section, section qui peut notamment avoir la forme d'un quadrilatère tel qu'un carré, rectangle, trapèze, parallélogramme. Mais sa section peut aussi être choisie ronde ou ovale.
  • Il existe différents modes de fabrication pour obtenir la forme de joint voulue, et notamment la forme du polymère qui le constitue majoritairement. Ce polymère, à base de mousse préférentiellement, peut ainsi être obtenu directement au calibre voulu par une technique d'extrusion. Le revêtement superficiel lui est alors associé une fois l'extrusion achevée, notamment en ayant recours à un dispositif du type conformateur. Il peut être nécessaire d'utiliser en outre un adhésif pour faciliter le collage entre la mousse et son revêtement.
  • Le polymère, lorsqu'il est à base de mousse tout particulièrement, peut aussi être fabriqué sous la forme d'une nappe continue, par passage dans un four à pression et température adaptées, sur un support qui est de préférence constitué par le revêtement superficiel lui-même reposant sur un convoyeur. La nappe, une fois l'expansion de la mousse achevée, peut ensuite être débitée pour obtenir le joint de calibre, et notamment de largeur, voulu. Avec ce type de procédé, la fabrication de la mousse et l'association avec le revêtement superficiel se font en une seule étape, la mousse « s'accrochant » sur le revêtement sans avoir besoin d'adhésif.
  • Le joint selon l'invention peut être muni d'un premier revêtement superficiel à base de matériau fibreux sur sa surface destinée à adhérer au panneau - afin de faciliter l'accrochage de ce joint - et d'un second revêtement superficiel sur au moins une partie du reste de sa surface extérieure, second revêtement qui peut être sous forme d'un film continu, notamment métallique. En effet, ce second revêtement n'est pas destiné à devoir adhérer à une mousse d'un panneau isolant, il peut donc présenter une surface très lisse sans inconvénient.
  • On peut donc choisir de recouvrir la totalité de la surface extérieure du joint par un ou plusieurs revêtements superficiels selon l'invention : on se garantit ainsi un effet optimum de ralentissement de propagation du feu par le joint.
  • Comme évoqué précédemment, l'utilisation de joints d'étanchéité selon l'invention est particulièrement recommandée pour l'étanchéité de panneaux de construction comprenant des parois essentiellement métalliques délimitant une cavité comprenant un matériau d'isolation thermique et/ou phonique du type mousse de polymère rigide, afin d'en améliorer notamment la résistance au feu. On pose de préférence les joints de l'invention sur au moins une partie de la zone de « jointure » des parois d'un tel panneau, appelé parfois panneau « sandwich ».
  • Les détails et caractéristiques avantageuses de l'invention ressortent d'un mode de réalisation détaillé ci-après, non limitatif et illustré à l'aide des figures en annexe qui représentent :
    • figure 1 : un assemblage de panneaux isolants jointoyés selon l'invention,
    • figure 2a - 2b : une étape de fabrication de panneau isolant avec pose du joint selon l'invention,
    • figure 3 : une coupe selon un plan horizontal de la zone de jointoiement entre deux panneaux assemblés selon la figure 1.
  • Les panneaux 1 représentés très schématiquement à la figure 1 sont disposés selon un plan vertical afin de constituer une paroi extérieure de bâtiment. Chaque panneau a la forme approximativement d'un parallélépipède d'une épaisseur d'environ 60 à 100 mm, d'une largeur d'environ 2 à 3 m et d'une longueur qui peut aller notamment de 3 à 16 mètres et plus. Ils sont assemblés selon un plan vertical afin de former une paroi de bâtiment (et fixés mécaniquement à l'aide d'une ossature métallique non représentée). Chaque panneau 2, 3 est constitué de parois en tôle métallique planes ou profilées, notamment en acier et d'épaisseur de 0,6 à 0,9 mm, délimitant une cavité 4 remplie de mousse 5 de polyuréthane rigide classée B1 ou B2 en termes de résistance au feu selon la norme DIN 4102.
  • Les figures 2a et 2b détaillent, toujours de manière très schématique, la fabrication de tels panneaux 1, dont chacun des bords latéraux opposés est repéré par respectivement la lettre A et la lettre B : des feuillards de tôle 2, 3 disposés l'un sur l'autre et maintenus à une distance d défilent sur un convoyeur, avec, au niveau des zones de jointure 6 entre les deux feuillards, un espace libre. Le liquide réactionnel à base de précurseurs de polyuréthane et d'agents d'expansion adaptés est injecté, en continu, entre les deux feuillards 2, 3. En continu toujours, et alors que l'expansion de la mousse vient de démarrer, des galets presseurs7 viennent, sur le côté A, plaquer le joint 8, 9 selon l'invention qui, pour ce faire, est débobiné progressivement. Le joint 8, 9 se trouve alors disposé de manière à ce que son revêtement superficiel 8 se trouve contre la zone de jointure 6 et l'espace libre qu'elle définit. La pression des galets presseurs 7 est maintenue sur une longueur suffisante pour que la mousse 5 du panneau 1 vienne adhérer au revêtement superficiel 8, et fixe ainsi le joint 8, 9 en position.
  • Du côté B, deux variantes sont possibles : soit on fait la même opération que du côté A, en posant le même type de joint 8, 9, soit, comme représenté, on a serti, dans la zone de jointure, un film métallique 10 du type aluminium.
  • Les côtés A et B présentent des rebords profilés de manière à définir une partie femelle (côté A), et une partie mâle (côté B), qui vont permettre d'assembler facilement les panneaux ultérieurement en les encastrant les uns dans les autres.
  • Une fois la mousse 5 totalement expansée, des outils de coupe (non représentés) coupent les feuillards transversalement à leur axe de défilement sur le convoyeur afin d'obtenir les panneaux finis à la longueur voulue.
  • Revenons plus en détail sur la structure et la fabrication du joint d'étanchéité: le joint 8,9 utilisé est ici de section rectangulaire, (largeur 45 mm - épaisseur 6 mm) et est muni sur une de ses faces d'un tissu 8 de verre de 100 micromètres d'épaisseur, avec des fils de verre de poids linéaire 22 tex constitués de l'assemblage de filaments unitaires de 7 micromètres de diamètre et d'un grammage de 107 g/m2. De bons résultats sont aussi obtenus avec des tissus un peu plus épais, par exemple d'environ 180 micromètres et/ou un peu plus denses, par exemple de 200 à 210 g/m2 obtenus notamment à partir de fils de poids linéaire un peu supérieur, par exemple d'environ 70 tex ou plus. Ce joint est à base de mousse 9 de PVC plastifié, et il présente un taux de compressibilité dans son épaisseur d'au moins 50%. Contenant des additifs anti-feu, cette mousse 9 est classée B1 selon la norme DIN 4102.
  • Le joint a été fabriqué de la manière suivante : sur le tissu 8 de verre ayant les caractéristiques prédéfinies et déposé sur un convoyeur, on coule un liquide réactionnel à base de plastisols et d'agents d'expansion ad hoc, puis l'ensemble est passé dans un four à pression et températures adéquates, la mousse 9 de PVC plastifiée s'expansant alors progressivement sur le tissu 8 de verre en y adhérant fortement. Cette mousse contient en outre des additifs anti-feu, comprenant du trioxyde d'antimoine à environ 1,25 % en poids, du borate de zinc à environ 1,25 %, et de la paraffine chlorée à 4 % en poids par rapport au poids de PVC, la paraffine étant notamment choisie dans la gamme des produits commercialisés sous le nom de CERECLOR par la société « Imperial Chemical Industries PLC ». Une fois refroidie, la nappe de mousse obtenue est coupée par des outils de coupe du type scies circulaires disposées en rang au-dessus d'elle, dans le sens de son axe de défilement sur le convoyeur, afin d'obtenir une pluralité de rubans à section rectangulaire voulue, rubans ensuite bobinés avant utilisation comme précédemment décrit. Cette méthode de fabrication est très avantageuse en termes de rendement et de coût de fabrication. Cependant des techniques du type extrusion du joint directement au calibre voulu présentent aussi de l'intérêt, dans la mesure où elles peuvent permettre d'obtenir des joints 8, 9 avec des sections plus élaborées, notamment circulaires.
  • La figure 3 présente en coupe la zone de jointoiement entre deux panneaux 1 tels qu'assemblés à la figure 1 : le joint 8, 9 est comprimé d'au moins 30% dans son épaisseur, les côtés B du premier panneau venant s'emboîter dans le côté A du second panneau, avec un certain « battement » en fait inévitable, au vu des tolérances de fabrication de ce type de panneau. De fait, en cas de feu, les joints 8, 9 se trouvent directement exposés aux flammes, d'où l'importance d'améliorer leur comportement au feu pour éviter que le feu ne se propage de la mousse 5 d'un panneau 1 à la mousse d'un panneau adjacent via les joints 8, 9, seuls « points faibles » de ces structures puisque les feuillards de tôle 2, 3 des panneaux 1 sont par ailleurs très efficaces pour retarder la progression du feu.
  • De manière surprenante, le tissu 8 de verre des joints 8, 9 selon l'invention s'est révélé excellent pour freiner la progression du feu, et sa texture s'est révélée très avantageuse car elle améliore en outre l'adhésion mousse 5 du panneau 1 / mousse 9 du joint, sans nécessiter de traitement de la mousse du joint et/ou d'ajout d'adhésif.
  • Le fait que la mousse des joints elle-même soit traitée avec des additifs anti-feu renforce la très bonne résistance au feu des joints selon l'invention. Beaucoup de variantes sont possibles : ainsi, on peut recourir à un autre matériau que le verre en tant que matériau non ou peu combustible ; on peut aussi moduler épaisseur et grammage du revêtement superficiel, et faire en sorte que ce revêtement recouvre plusieurs des faces du joint au lieu d'une seule, notamment les faces latérales du joint, voire la totalité de sa surface extérieure.
  • Les dimensions du joint peuvent aussi varier considérablement suivant les besoins, avec, dans le cas de joints de section rectangulaire, des épaisseurs de par exemple 3 à 20 mm et des largeurs d'adaptant aux dimensions des panneaux à jointoyer, par exemple de 10 à 100 mm.

Claims (20)

  1. Joint (8, 9) d'étanchéité à base de polymère (9) flexible/compressible, notamment destiné à assurer l'étanchéité propre d'un élément de construction et/ou l'étanchéité entre deux éléments de construction adjacents, éléments du type panneaux (1) de paroi, caractérisé en ce que ledit joint (8, 9) est muni, au moins sur sa surface destinée à être mise au contact dudit élément, d'un revêtement (8) superficiel en un matériau non combustible et/ou gardant son intégrité à haute température.
  2. Joint (8, 9) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement (8) superficiel est choisi parmi au moins un des matériaux suivants : verre, céramique, métal, carbone, graphite, aramide.
  3. Joint (8, 9) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement (8) superficiel utilise un matériau fibreux, tissé ou non-tissé.
  4. Joint (8, 9) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement (8) superficiel est à base de tissu ou voile de fibres de verre.
  5. Joint (8, 9) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le matériau fibreux est à base de fils, notamment d'un poids linéaire compris entre 10 et 150 tex, eux-mêmes constitués de filaments unitaires, notamment d'un diamètre compris entre 5 et 12 micromètres.
  6. Joint (8, 9) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement (8) superficiel a une épaisseur comprise entre 50 et 250 micromètres.
  7. Joint (8, 9) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement (8) superficiel a un grammage compris entre 50 g/m2 et 300 g/m2.
  8. Joint (8, 9) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polymère flexible/compressible (9) dudit joint est à base de mousse d'au moins un des polymères suivants : polychlorure de vinyle PVC, polyuréthane PUR, polyéthylène PE, terpolymère de polyéthylène et polypropylène EPDM, silicone, polypropylène PP, caoutchouc, polymère styrène-butadiène-nitrile SBN, néoprène, notamment plastifiés.
  9. Joint (8, 9) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polymère flexible/compressible (9) du joint comprend au moins un additif retardateur d'inflammation, notamment choisi dans le groupe suivant : oxyde d'antimoine Sb2O3, alumine hydratée ou hydroxyde d'aluminium, borate de zinc, hydrocarbure bromé, paraffine chlorée.
  10. Joint (8, 9) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le polymère flexible/compressible (9) dudit joint est à base de mousse de polychlorure de vinyle plastifié, notamment obtenue à partir de plastisols et d'agents d'expansion à base de produits azotés comme des sulfohydrazides ou azo-di-carbonamides.
  11. Joint (8, 9) selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le polymère flexible/compressible (9) dudit joint a une densité d'environ 80 à 150 kg/m3.
  12. joint (8, 9) selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le polymère flexible/compressible (9) dudit joint est à base de mousse à cellules fermées, ou à cellules au moins en partie ouvertes auquel cas la mousse est imprégnée d'un agent répulsif d'humidité.
  13. Joint (8, 9) selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'un ruban de section quadrilatère, du type parallélogramme, carré, rectangle, trapèze, ou ovale, ou ronde.
  14. Joint (8, 9) selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que le polymère (9) est à base de mousse et est obtenu directement au calibre voulu par une technique d'extrusion.
  15. Joint (8, 9) selon la revendication 14, caractérisé en ce que le revêtement (8) superficiel est associé au polymère (9) une fois extrudé, notamment à l'aide d'un adhésif et d'un dispositif du type conformateur.
  16. Joint (8, 9) selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que le polymère (9) à base de mousse est fabriqué sous forme d'une nappe continue, par passage dans un four à pression et température adaptées, sur un support de préférence constitué par le revêtement superficiel lui-même, nappe ensuite débitée pour obtenir le joint de calibre voulu.
  17. Joint (8, 9) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est muni d'un premier revêtement (8) superficiel à base de matériau fibreux sur sa surface destinée à être au contact du panneau et d'un second revêtement superficiel sous forme d'un film continu, notamment métallique, sur au moins une partie du reste de sa surface extérieure.
  18. Joint (8,9) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs revêtements (8) superficiels recouvrent la totalité de la surface extérieure dudit joint.
  19. Utilisation du joint (8, 9) selon l'une des revendications précédentes pour l'étanchéité de panneaux (1) de construction comprenant des parois essentiellement métalliques (2, 3) délimitant une cavité (4) contenant un matériau d'isolation thermique et/ou phonique du type mousse de polymère rigide (5), afin d'en améliorer notamment la résistance au feu.
  20. Panneau de construction (1) comprenant des parois (2, 3) essentiellement métalliques délimitant une cavité (4) contenant un matériau d'isolation thermique et/ou phonique du type mousse de polymère rigide (5), et muni sur au moins un de ses côtés, notamment sur au moins une partie de la zone de jointure (6) de ses parois (2,3), un joint (8, 9) selon l'une des revendications 1 à 18.
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