EP2694715A2 - Nappe de fibre de laine vegetale impregnee d'une huile vegetale epoxydee - Google Patents

Nappe de fibre de laine vegetale impregnee d'une huile vegetale epoxydee

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Publication number
EP2694715A2
EP2694715A2 EP12720250.5A EP12720250A EP2694715A2 EP 2694715 A2 EP2694715 A2 EP 2694715A2 EP 12720250 A EP12720250 A EP 12720250A EP 2694715 A2 EP2694715 A2 EP 2694715A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
oil
mixture
fibers
hardener
vegetable
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12720250.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Pierre Habas
Mylène STEMMELEN
Vincent Lapinte
Sylvain Caillol
Bernard Boutevin
Maxime Ricbourg
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.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Ecole Nationale Superieure de Chimie de Montpellier ENSCM
Ecole National Superieure dArts et Metiers ENSAM
Universite de Montpellier
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Ecole Nationale Superieure de Chimie de Montpellier ENSCM
Ecole National Superieure dArts et Metiers ENSAM
Universite de Montpellier
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 Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Ecole Nationale Superieure de Chimie de Montpellier ENSCM, Ecole National Superieure dArts et Metiers ENSAM, Universite de Montpellier filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP2694715A2 publication Critical patent/EP2694715A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/46—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/53—Polyethers; Polyesters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/64—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions

Definitions

  • the announced depletion of oil resources has pushed industry players in the insulation sector to study the improvement and thermal insulation, including buildings, but also vehicles.
  • the present invention is part of this field of thermal insulation, without it being possible, however, to consider that it is limited in its applications to this area alone.
  • this invention may also be of interest in the context of sound insulation.
  • the present invention relates more particularly to a sheet of vegetable wool fibers, which can be used to thermally and / or phonically isolate a wall.
  • a sheet of vegetable wool fibers which can be used to thermally and / or phonically isolate a wall.
  • thermal insulation it will be sufficient to mention the thermal insulation, but it is understood that a large part of the sheets used for thermal insulation are also useful for sound insulation, and that moreover one can implement such sheets in cases where only the sound insulation is sought.
  • Vegetable insulation wools can be considered as competitive products of mineral wools (glass, rock) for application, particularly in the field of eco sustainable housing. These mineral wools are mainly based on the use of synthetic polymeric materials of a thermosetting nature, such as phenol-formaldehyde.
  • FR2626597 discloses a thermal and acoustic insulation panel with a mineral wool bonded by a thermosetting melamine resin.
  • FR2731243 discloses a thermal and acoustic insulation panel with a glass wool bonded with a thermoplastic, such as PVC.
  • Another way has been to replace mineral wools petrochemical binders with a composition formed by a monosaccharide and / or polysaccharide with a polycarboxylic organic acid having a molar mass of less than 1000.
  • Such an invention is detailed in FR2924719A1.
  • Vegetable wool already marketed is very often based on hemp fiber or flax.
  • a semi-crystalline thermoplastic polymer polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate
  • inter-fiber binder to ensure their mechanical cohesion for the design of a sheet or even a plant wool insulation panel .
  • But its petrochemical origin prohibits these tablecloths or insulation boards to display a natural or ecological product label.
  • each plant species is characterized by a specific proportion of cellulose-hemicellulose-lignin
  • thermoplastic polymers polyolefin (polyethylene, polypropylene) or polyester (polyethylene terephthalate). Due to their semi-crystalline nature, these polymers can melt during a rise in temperature, which allows them to diffuse within the fibrous network. After cooling to room temperature, these polymers cover a high mechanical rigidity to ensure the inter-fiber cohesion necessary for the production of an insulating layer.
  • the insulating plies are produced in the form of rigid or semi-rigid panels, which can be placed for example between a wall and a cladding, to improve the thermal insulation of said wall. They can also be used to insulate a non-flat wall, such as a car door. In this case, it is possible either to form a non-planar panel, for example by molding, or else to form the sheet directly on its support. To do this, one can prepare on one side the fibers, on the other the polymer. The polymer can then be deposited on the fibers and then project the assembly onto the wall to be covered. It is also possible to project at the same time, by a suitable projection device, the fibers and the polymer. The choice of the process will depend on the characteristics of the chosen polymers.
  • tablecloth will be used to describe a layer of fibers, bound by a binder, with any shape, flat or not, whether preformed to form a separate part, or whether it is formed at the time of being applied to the wall of which it must improve the thermal and / or sound insulation.
  • panel since the panel represents the most common application. But here too the variants described apply to any layers.
  • thermoplastic binder derived from petroleum has several disadvantages. Indeed, it is not possible to recycle these materials once mixed with the plant fibers. Moreover, because of their 100% petrochemical origin, these different classes of binders can in no way give the insulating material a "green" label. Finally, the mechanical characteristics close to the various types of thermoplastics used limit the variation of a wide range of plant wools.
  • the relative proportion of polymer makes it possible to vary the physical properties of the fibrous panel.
  • the mass percentage of the thermoplastic matrix must not exceed 10 to 20%. This therefore strongly limits the use of this means to confer the desired properties to a panel.
  • the manufacturing process can also be used to vary the physical properties of the panel.
  • the compaction pressure will impact in particular the density of the plant wool, but also at the same time its insulating nature.
  • the mode of dispersion of the polymer matrix (in the form of powder or fibers) within the plant network is also another element of influence.
  • the means of action are, however, extremely limited.
  • the present invention proposes to remedy at least some of the aforementioned drawbacks and proposes to substitute the thermoplastic binder of petrochemical origin with a thermosetting polymer formulation derived from Green Chemistry.
  • the latter is based on the reactive mixture of an epoxidized vegetable oil with a hardener.
  • the invention relates to a web of vegetable wool fibers.
  • This sheet is impregnated with an epoxidized vegetable oil and a hardener.
  • the combination of epoxidized vegetable oil and hardener is a binder allowing the web of vegetable wool fibers to be a solid and consistent. This concept allows a wide range of formulations depending on the intrinsic chemical nature of its components, the composition of the mixture or the associated polymerization conditions (time, temperature).
  • the epoxidized vegetable oil may be an oil rich in unsaturated fatty acids, in particular an oil obtained from a plant of the list consisting of flax, sunflower, soya, olive, Tung wood, cotton, rapeseed, castor oil, cashew nuts, peanuts, grape seeds; these oils have been identified as excellent components for the invention. They can be used pure or as a mixture of the above-mentioned oils. Any other oil having the particularity of being rich in unsaturated fatty acids may be considered as a good candidate for the base of the present invention,
  • the epoxidized vegetable oil may be an epoxidized linseed oil; this is particularly interesting because its proportion of unsaturated fatty acids exceeds 90% with in particular a high composition of linoleic and linolenic fatty acids; Moreover, since it is not edible, its valorization does not conflict with an initially oriented food production.
  • Said epoxidized linseed oil may comprise from 2 to 6 epoxide groups; oils with few epoxide groups will be selected to obtain more flexible plies, and oils with more epoxide groups will allow to obtain more rigid plies.
  • Said hardener may be a compound carrying a plurality of primary or secondary amines (n greater than or equal to 2).
  • Said polyamine may be of biological origin, which enables the web to be produced entirely from biological components
  • Said hardener may be an acid anhydride which may be mono or multifunctional. However, it should be noted that each anhydride ring may react with two epoxide units
  • Said anhydride can be of biological origin, which enables the web to be produced entirely from biological components
  • the present invention also relates to a thermal insulation panel comprising a sheet according to the invention, wherein said epoxidized vegetable oil and said hardener form a binder so as to impart mechanical cohesion sufficient to said panel; such a panel can be used easily in construction.
  • the present invention relates to a method of manufacturing a sheet or a panel according to the invention comprising the following steps:
  • a solvent can be added to said mixture before it is removed, so as to make it less viscous
  • Said fibers may be deposited on a conveyor belt, the oil / fiber ratio being regulated by the oil delivery rate and the speed of travel of the treadmill, preferably a suction of the mixture through the fibers being added so as to improve penetration and diffusion of the mixture through the fibers
  • Said fibers can be placed in a horizontal rotor where they are brewed and dispersed, before the said mixture is deposited by direct spraying
  • the web After removal of said mixture the web may be pressed, either through a rolling mill to regulate the thickness of the fibrous mat, or by a mold formed by a set of impression / counterprint, and then subjected to a heat treatment to allow the crosslinking of the mixture.
  • the advantage of the present invention is that the binder used is largely of origin biological and, according to some preferred embodiments, completely of biological origin.
  • FIG. 1 represents an essential chemical formula in the process according to the invention
  • the present invention relates to a web of vegetable wool fibers. Such fibers are known for their insulating characteristics. Nevertheless, to be able to be formed into a sheet or even into a panel, it is necessary to add a binder. According to the invention, this binder consists of an epoxidized vegetable oil and a hardener.
  • Table 2 Typical composition of a linseed oil
  • the epoxidation of a linseed oil makes it possible, for example, to give access to a molecule bearing from 2 to 6 epoxide groups, which groups will be able to react with groups of anhydride or polyamine type hardener.
  • the selection of the oil can therefore affect the rigidity of the web by the choice of the number of epoxide groups present: the more epoxy groups, the greater the rigidity of the web.
  • the invention encompasses two classes of hardeners. The first is formed by polyamines (molecules carrying several amino functions), the second by acid and acid anhydrides.
  • a primary amine is capable of opening two epoxide groups to form two covalent bonds.
  • a diamine of standard chemical formula H2N-R-NH2 can react with four epoxide groups (H2 is a primary amine end and R is the central block). This reaction can give rise to the formation of a three-dimensional polymer network if these two epoxide groups are carried by two different macromolecular chains. The transformation is called crosslinking.
  • the schematic diagram is proposed in Figure 1.
  • the polyamine-epoxy reaction is carried out through the mixture formed by an epoxidized vegetable oil with a diamine hardener in order to produce a thermosetting formulation.
  • the proportion of each compound in the reaction mixture may be chosen depending on the desired degree of crosslinking in order to adjust the stiffness material or its default hardener pepper if necessary. But for a total consumption of the reagents leading to a stable product, it is important to work in stoichiometric quantities. For example, for an epoxidized linseed oil carrying 5.45 epoxide functions per triglyceride unit, the stoichiometry of the formulation is 1.36 moles of primary diamine per 1 mole of oil.
  • the study of the reactivity can be carried out by differential scanning calorimetry by following the evolution of the heat released by the crosslinking reaction.
  • Dynamic rheometry can also be used to determine the characteristics of the polymerization kinetics at a given temperature, such as its speed or the time to reach equilibrium of the reaction. This key information obtained at different temperatures is useful in order to determine the optimal factors of implementation (temperature and duration) necessary for the construction of the thermal cycle of implementation.
  • a first generation of binders based on epoxidized vegetable oil can be developed by using polyamines from petrochemicals. Compared to the current thermoplastic solution, this type of binders already has the advantage of being based on a much higher renewable carbon content due to the presence of vegetable oil in the thermosetting formulation.
  • central block R of the polyamine makes it possible to modulate the properties of the final matrix, in particular in terms of mechanical or thermal properties. It is then possible to decline a wide range of plant wools depending on the desired flexibility or mechanical rigidity.
  • R - rigid central block
  • isophorone diamine also referred to as 5-amino-1,3,3-trimethylcyclohexanemethylamine
  • m-xylylenediamine m-xylylenediamine.
  • the binder derived from this type of polyamine is particularly suitable for the production of dense and rigid thermal insulation wool panels. It should be noted that certain aromatic diamines of the "methylene diamine” type must be discarded because of their health risk.
  • a diamine displaying an aliphatic central block will allow the manufacture of more flexible binders.
  • This same flexibility can be modulated by the length of the aliphatic unit, or even the presence of flexible chemical patches of ether types. Examples include ethylene diamine, 1,4-diaminobutane, hexamethylene diamine, bis (3-aminopropyl) amine, 1- (2-aminoethyl) piperazine, Jeffamines.
  • the flexibility of the binder allows the production of wool panels much more flexible and able to adapt to laying in areas of complex geometry. These same fibrous panels exhibit a much lower compression set after compression than that observed with rigid binder based panels. It is worth noting that the proportion of binder in the fibrous cluster nevertheless makes it possible to modulate the difference between the two types of hardeners.
  • reaction between an amine terminus and an epoxide group can also be conducted with an epoxidized oil cured with a polyamine, i.e., a chemical compound having more than two amino functions.
  • a polyamine i.e., a chemical compound having more than two amino functions.
  • This solution is a new lever allowing the extension of the range of binders to meet in particular mechanical or thermal specific constraints.
  • Several commercial polyamines can serve as a basis for this concept, such as diethylene triamine, triethylene tetramine, tetraethylene pentamine, T-Jeffamines.
  • a second generation of vegetable wool binders can be obtained by reacting the epoxidized vegetable oil with diamines produced from biological sources.
  • diamines produced from biological sources For example, the compound "1-4 diaminobutane" previously mentioned, can also be obtained by green chemistry including hydrolysis of animal proteins.
  • Another compound that can be produced from biological components is 1,5-diaminopentane.
  • some amino acids carry several amino functions that allow them to satisfy the hardener function. For example, lysine, arginine, asparagine, glutamine. All these hardeners allow, like their counterparts from petrochemicals, to crosslink the epoxidized oil during an increase in temperature.
  • the binders thus obtained allow the design of 100% thermal insulation panels of biological origin.
  • the present invention also encompasses vegetable wools whose binder has been obtained by the polymerization of the epoxidized vegetable oil with an anhydride hardener.
  • Various anhydride compounds have been tested to extend the range of binders assigned to vegetable wool. Some examples can be cited namely phthalic anhydride, maleic anhydride, succinic anhydride, hexahydrophthalic anhydride or methylhexahydrophthalic acid.
  • phthalic anhydride maleic anhydride, succinic anhydride, hexahydrophthalic anhydride or methylhexahydrophthalic acid.
  • Each of course requires the definition of suitable crosslinking temperatures to take into account the reactivity of the mixture. In all cases, the reaction rate of the anhydride hardener with respect to the oil is slower than that observed with the polyamine hardeners. This point is important in the context of industrial production, even if the crosslinking reaction can be catalyzed, in particular by the use of an amino derivative
  • the anhydride route can also be explored by Green Chemistry.
  • itaconic anhydride can be obtained by treatment of citric acid.
  • citric acid mixed with epoxidized vegetable oil, it allows the production of a new binder derived entirely from biological sources.
  • the preparation of the binder consists in mixing the epoxidized vegetable oil and its hardener. If the latter is solid at room temperature, it may be heated beyond its melting point but below its vaporization and degradation temperature. The oil will of course be heated to the same temperature in order to avoid any crystallization of the hardener during the "oil / hardener" mixture.
  • the stoichiometry of the mixture depends on the degree of epoxidation of the oil (ie the amount of epoxide groups per triglyceride group) but also on the functionality of the hardener (diamine, polyamine, acid anhydride, etc.). an amino group can react with two epoxide groups.
  • the deposition temperature is chosen so as to maintain the entire reaction medium in the liquid state. It is therefore at least equal to the mixing temperature. It should not be operated at an excessive temperature at which the crosslinking process would occur too quickly. Indeed, a temperature too close to the reaction range can cause rapid gelation of the mixture and at the same time hinder the diffusion of the mixture in the web.
  • the viscosity of the "oil / hardener" mixture is sufficiently low to allow its vaporization on the vegetable fibers by means of nozzles. If necessary, it can be lowered by adding solvent, the choice of which must be defined according to the type of hardener used.
  • solvent the choice of which must be defined according to the type of hardener used.
  • chloroform acetate of ethyl, certain alkanes (hexane, heptane), petroleum ether, diethyl ether, dichloromethane, toluene, THF or dioxane ...
  • the wetting of the fibers can be effected by various methods.
  • a first technique is to vaporize the thermosetting formulation on the fibers previously arranged on a conveyor belt.
  • the spraying rate of the material and / or the running speed of the carpet make it possible to regulate the oil / fiber ratio.
  • An aspiration of the resin through the fibrous network can be operated to allow better penetration and diffusion of the binder through the fibrous tissue.
  • the previously dried plant fibers are placed in a horizontal rotor where they are brewed and dispersed.
  • the impregnation phase with the oil / hardener mixture can then occur by direct spraying.
  • the sheet of fibers thus moistened is then pressed either through a rolling mill to regulate the thickness of the fibrous mat, or by a mold formed by a set of imprint / counter- footprint. Then, the assembly is subjected to a heat treatment to allow the crosslinking of the "oil-hardener" mixture.
  • the final heating step can be carried out by means of infrared emitting lamps, a hot air tunnel or by direct thermal contact.
  • the vegetable wool panels thus produced can be used as thermal insulation elements for traditional construction as a substitute for mineral wool panels (glass or rock). Based largely or wholly on products of biological origin, wool plants offer a very interesting alternative to lignocellulosic wools based on petrochemical binder, particularly in the context of sustainable housing (timber frame house). It is important to note that, beyond the sole thermal aspect, vegetable wool panels also provide a soundproofing function. This provides several benefits:
  • Vegetable wool based on a polymer binder partly or wholly derived from Green Chemistry is perfectly in line with the expectations of sustainable eco-housing, whose market shares are growing steadily in our modern society.
  • thermosetting binder • The chemical synthesis of the green thermosetting binder is based on chemistry in line with the expectations of an industrial production.
  • the oil-based binder disperses more easily in the plant network than the binders petrochemical thermoplastics. The amount of product to use remains low.
  • the biosourced epoxy binder can be declined through a wide variety of chemical compositions. Each has specific properties (mechanical, thermal %) that allow to decline a wide range of plant wools able to adapt to very different functions (rigid or flexible wool, wool with a low compression set ).
  • the biosourced binder can be deposited on the constituent plant fibers of the thermal insulation wool by processes very different from those used for the thermoplastic petrochemical binder.
  • Various methods very economical in product can be used: spraying, infusion, dispersion, projection ...
  • a biosourced plant wool is not synonymous with a product with a short shelf life because "biobased” is not synonymous with “biodegradable” ...
  • Vegetable insulation wools are known to be more sensitive to moisture and fire than mineral wools. But, this point is in no way induced by the use of a binder derived from epoxidized vegetable oil.

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Abstract

L'invention a trait à une nappe de fibre de laine végétale imprégnée d'un mélange réactif composé d'une huile végétale partiellement ou totalement époxydée et d'un durcisseur. Elle concerne également un panneau comprenant une nappe selon l'invention. L'invention concerne encore un procédé de fabrication d'une nappe ou d'un panneau selon l'invention, comportant les étapes suivantes : ° mélange d'une huile végétale époxydée et d'un durcisseur à une température supérieure à chacune de leurs températures de fusion et inférieure à chacune de leurs températures de dégradation, ° dépose du mélange obtenu sur un ensemble de fibres de laine végétale à une température supérieure à chacune de leurs températures de fusion et inférieure à chacune de leurs températures de dégradation.

Description

NAPPE DE FIBRE DE LAINE VEGETALE IMPREGNEE D'UNE HUILE VEGETALE EPOXYDEE
L'épuisement annoncé des ressources pétrolières a poussé les acteurs industriels du secteur de l'isolation à étudier l'amélioration et de l'isolation thermique, notamment des bâtiments, mais aussi des véhicules. La présente invention s'inscrit dans ce domaine de l'isolation thermique, sans que l'on puisse considérer, pour autant, qu'elle soit limitée dans ses applications à ce seul domaine. En particulier, cette invention pourra également trouver un intérêt dans le cadre de l'isolation phonique.
La présente invention concerne plus particulièrement une nappe de fibres de laine végétale, utilisable pour isoler thermiquement et/ou phoniquement une paroi. Dans la suite de la demande, et pour simplifier la lecture, on se contentera de citer l'isolation thermique, mais il est bien entendu qu'une grande partie des nappes utilisables pour l'isolation thermique sont également utiles pour l'isolation phonique, et que par ailleurs on peut mettre en œuvre de telles nappes dans des cas où seule l'isolation phonique est recherchée.
Les laines végétales d'isolation thermique peuvent être considérées comme des produits concurrentiels des laines minérales (verre, roche) pour application, notamment dans le domaine de l'habitat éco durable. Ces laines minérales reposent majoritairement sur l'utilisation de matériaux polymères synthétiques de nature thermodurcissable comme par exemple le phénol- formaldéhyde . Le document FR2626597 présente un panneau d'isolation thermique et acoustique avec une laine minérale liée par une résine mélaminée thermodurcissable.
D'autres déclinaisons de panneaux à base de laine de verre ont examiné le remplacement des matrices thermodurcissables par des liants polymères thermoplastiques. Le document FR2731243 présente un panneau d' isolation thermique et acoustique avec une laine de verre liée par un thermoplastique, tel le PVC. Une autre voie a proposé de remplacer au sein des laines minérales les liants pétrochimiques par une composition formée par un monosaccharide et/ou un polysaccharide avec un acide organique polycarboxylique ayant une masse molaire inférieure à 1000. Une telle invention est détaillée dans le document FR2924719A1.
Les laines végétales déjà commercialisées sont très souvent à base de fibres de chanvre ou de lin. Un polymère thermoplastique semi-cristallin (polyéthylène, polypropylène, polyéthylène téréphtalate) est utilisé quant à lui comme liant inter- fibres afin d'assurer leur cohésion mécanique pour la conception d'une nappe, voire d'un panneau d'isolation en laine végétale. Mais, son origine pétrochimique interdit à ces nappes ou panneaux d'isolation d'afficher un label de produit naturel ou écologique.
Les performances mécaniques et thermiques des laines végétales sont bien évidemment fonction de divers facteurs dont certains sont directement imputables à la nature même des fibres utilisées. On peut à ce titre citer :
· leur composition chimique : chaque espèce végétale est caractérisée par une proportion de cellulose-hémicellulose- lignine spécifique
• leur facteur de forme : il s'agit du rapport longueur sur diamètre des fibres utilisées
· leur distribution en taille
• leur disposition au sein de la nappe : fibres crochetées ou non.
En ce qui concerne le liant polymère, la majorité des applications commerciales utilisant des fibres végétales font appel à des polymères thermoplastiques polyoléfines (polyéthylène, polypropylène) ou polyester (polyéthylène téréphtalate) . Du fait de leur nature semi-cristalline, ces polymères peuvent fondre lors d'une élévation de température, ce qui leur permet de diffuser au sein du réseau fibreux. Après refroidissement jusqu'à la température ambiante, ces polymères recouvrent une rigidité mécanique élevée permettant d'assurer la cohésion inter- fibres nécessaire à la production d'une nappe isolante.
Souvent les nappes isolantes sont produites sous forme de panneaux rigides ou semi -rigides, pouvant être posés par exemple entre un mur et un parement, pour améliorer l'isolation thermique dudit mur. Elles peuvent également servir à isoler une paroi non plane, comme une portière de voiture. Dans ce cas on peut, soit former un panneau non plan, par exemple par moulage, ou alors former la nappe directement sur son support. Pour ce faire, on peut préparer d'un côté les fibres, de l'autre le polymère. On peut alors déposer le polymère sur les fibres, puis projeter l'ensemble sur la paroi à recouvrir. On peut aussi projeter en même temps, par un dispositif approprié de projection, les fibres et le polymère. Le choix du procédé dépendra des caractéristiques des polymères choisis.
Dans la présente demande, le terme nappe sera utilisé pour décrire une couche de fibres, liées par un liant, avec une forme quelconque, plane ou non, qu'elle soit préformée de manière à former une pièce à part, ou qu'elle soit formée au moment d'être appliquée sur la paroi dont elle doit améliorer l'isolation thermique et/ou phonique. Dans la description on utilisera souvent le terme « panneau », étant donné que le panneau représente l'application la plus courante. Mais là aussi les variantes décrites s'appliquent à des nappes quelconques.
Le choix d'un liant thermoplastique issu du pétrole présente plusieurs inconvénients. En effet, il n'est pas possible de recycler ces matières une fois mélangées avec les fibres végétales. Par ailleurs, du fait de leur origine 100% pétrochimique, ces différentes classes de liants ne peuvent en aucune façon conférer à la matière isolante un label «vert». Enfin, les caractéristiques mécaniques proches des différents types de thermoplastiques utilisés limitent la déclinaison d'une large gamme de laines végétales.
Au-delà des facteurs inhérents aux fibres, décrits ci- dessus, la proportion relative de polymère permet de faire varier les propriétés physiques du panneau fibreux. Toutefois, pour ne pas altérer l'aspect thermique du panneau isolant, le pourcentage massique de la matrice thermoplastique ne doit pas excéder 10 à 20%. Cela limite donc fortement le recours à ce moyen pour conférer les propriétés souhaitées à un panneau.
Le processus de fabrication peut également être employé pour faire varier les propriétés physiques du panneau. Par exemple, la pression de compactage impactera notamment la densité de la laine végétale, mais aussi du même coup son caractère isolant. Le mode de dispersion de la matrice polymère (sous forme de poudre ou de fibres) au sein du réseau végétal est également un autre élément d'influence. Les moyens d'action se révèlent toutefois extrêmement limités.
La présente invention se propose de remédier à au moins une partie des inconvénients précités et propose de substituer le liant thermoplastique d'origine pétrochimique par une formulation polymère thermodurcissable dérivée de la Chimie Verte. Cette dernière repose sur le mélange réactif d'une huile végétale époxydée avec un durcisseur.
A cet effet, l'invention concerne une nappe de fibres de laine végétale. Cette nappe est imprégnée d'une huile végétale époxydée et d'un durcisseur. L'association de l'huile végétale époxydée et du durcisseur constitue un liant permettant à la nappe de fibres de laine végétale de constituer un tout solidaire et cohérent. Ce concept autorise une très large déclinaison de formulations suivant la nature chimique intrinsèque de ses composants, la composition du mélange ou encore les conditions de polymérisation associées (temps, température)
Selon d'autres caractéristiques :
• l'huile végétale époxydée peut être une huile riche en acides gras insaturés, en particulier une huile obtenue à partir d'un végétal de la liste constituée du lin, tournesol, soja, olive, bois de Tung, coton, colza, ricin, noix de cajou, arachide, pépin de raisin ; ces huiles ont été identifiées comme étant d'excellents composants pour l'invention. Elles peuvent être utilisées pures ou comme un mélange des huiles précédemment citées. Toute autre huile présentant la particularité d'être riche en acides gras insaturés peut être considérée comme un bon candidat à la base de la présente invention,
• l'huile végétale époxydée peut être une huile de lin époxydée ; celle-ci est particulièrement intéressante car sa proportion en acides gras insaturées excède les 90% avec notamment une forte composition en acides gras linoléique et linolénique ; par ailleurs, n'étant pas comestible, sa valorisation ne rentre aucunement en conflit avec une production orientée initialement vers l'alimentaire
• ladite huile de lin époxydée peut comprendre de 2 à 6 groupes époxyde ; des huiles avec peu de groupes époxydes seront sélectionnées pour obtenir des nappes plus souples, et des huiles avec d'avantage de groupes époxydes permettront d'obtenir des nappes plus rigides.
• ledit durcisseur peut être un composé portant plusieurs aminés primaires ou secondaires (n supérieur ou égal à 2) . Dans le cas général, on désignera le dit composé sous le terme de polyamine ; ce peut être par exemple une diamine si n=2
• ladite polyamine peut être d'origine biologique, ce qui permet de produire la nappe entièrement à partir de composants biologiques
• ledit durcisseur peut être un anhydride d'acide qui peut être mono ou plurifonctionnel . On retiendra néanmoins que chaque cycle anhydride pourra réagir avec deux unités époxydes
• ledit anhydride peut être d'origine biologique, ce qui permet de produire la nappe entièrement à partir de composants biologiques
La présente invention concerne également un panneau d'isolation thermique comportant une nappe selon l'invention, dans lequel ladite huile végétale époxydée et ledit durcisseur forment un liant de sorte à conférer une cohésion mécanique suffisante audit panneau ; un tel panneau peut être utilisé aisément dans la construction.
Enfin la présente invention concerne un procédé de fabrication d'une nappe ou d'un panneau selon l'invention comportant les étapes suivantes :
• mélange d'une huile végétale époxydée et d'un durcisseur à une température supérieure à chacune de leurs températures de fusion et inférieure à chacune de leurs températures de dégradation,
• dépose du mélange obtenu sur un ensemble de fibres de laine végétale à une température supérieure à chacune de leurs températures de fusion et inférieure à chacune de leurs températures de dégradation.
Selon d'autres caractéristiques :
• ladite dépose peut être effectuée selon une méthode de la liste constituée de pulvérisation, infusion, dispersion, projection
• un solvant peut être ajouté audit mélange avant sa dépose, de sorte à le rendre moins visqueux
• lesdites fibres peuvent être déposées sur un tapis roulant, le ratio huiles/fibres étant régulé par le débit de dépose d'huile et la vitesse de défilement du tapis roulant, de préférence une aspiration du mélange au travers des fibres étant ajoutée de sorte à améliorer la pénétration et la diffusion du mélange au travers des fibres
• lesdites fibres peuvent être placées dans un rotor horizontal où elles sont brassées et dispersées, avant la dépose dudit mélange par pulvérisation directe
• après dépose dudit mélange la nappe peut être pressée, soit au travers d'un laminoir permettant de réguler l'épaisseur du tapis fibreux, soit par un moule formé par un jeu d'empreinte/contre- empreinte, puis soumise à un traitement thermique afin de permettre la réticulation du mélange.
L'avantage découlant de la présente invention consiste en ce que le liant utilisé est en grande partie d'origine biologique et, selon quelques modes préférés de réalisation, complètement d'origine biologique.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre se rapportant à un exemple de réalisation donné à titre indicatif et non limitatif.
La compréhension de cette description sera facilitée en se référant au dessin joint, dans lesquels :
- la figure 1 représente une formule chimique essentielle dans le procédé selon l'invention ;
La présente invention concerne une nappe de fibres de laine végétale. De telles fibres sont connues pour leurs caractéristiques isolantes. Néanmoins pour pouvoir être formées en nappe ou même en panneau, il faut y adjoindre un liant. Selon l'invention, ce liant est constitué d'une huile végétale époxydée et d'un durcisseur.
Une huile végétale est une unité triglycéride : elle est à ce titre formée par trois acides gras greffés sur une unité glycérol. Seules les chaines grasses porteuses de doubles liaisons carbone-carbone (C=C) sont qualifiées d' insaturées . La transformation de ces doubles liaisons (C=C) par peroxydation permettra la création de groupe époxydes et par voie de conséquence l' époxydation de l'huile. En d'autres termes, seules les huiles végétales contenant des acides gras insaturés peuvent être époxydées. Ce procédé sert de base à la synthèse du liant selon l'invention, qui sera utilisé dans la fabrication de panneaux de laines végétales d'isolation thermique.
Quelques exemples de chaines grasses insaturées sont rassemblés dans le tableau 1. Les acides gras associés sont présents naturellement dans les huiles végétales de lin, tournesol, soja, olive, bois de Tung, coton, colza ricin, noix de cajou, arachide, pépin de raisin qui ont donc été identifiées comme étant des solutions possibles pour l'invention. L'huile peut être utilisée pure ou comme un mélange des huiles précédemment citées. Acide gras Formule chimique
Acide palmitoléïque CH3 (CH2) 5CH=CH(CH2) 7COOH
Acide oléique CH3 (CH2) 7CH=CH(CH2) 7COOH
Acide linoléique CH3 (CH2) 4CH=CH-CH2-CH=CH(CH2) 7COOH
CH3 -CH2 -CH=CH-CH2 -CH=CH-CH2 -
Acide linolénique
CH=CH(CH2) 7COOH
Acide éléostéarique CH3- (CH2 ) 3 - CH=CH- CH=CH- CH=CH (CH2 ) 7COOH
Acide ricinoléïque CH3- (CH2) 4CH-CH (OH) -CH2 -CH=CH (CH2 ) 7COOH
Tableau 1 : acides gras insaturés
Parmi les différentes huiles citées, celle extraite des graines de lin est particulièrement intéressante car elle est très riche en acides gras insaturés (> 90%) avec notamment une forte proportion d'acides gras linoléique et linolénique (voir tableau 2). Par ailleurs, n'étant pas comestible, sa valorisation ne rentre aucunement en conflit avec une production orientée initialement vers l'alimentaire.
Tableau 2 : composition type d'une huile de lin
L' époxydation d'une huile de lin permet par exemple de donner accès à une molécule porteuse de 2 à 6 groupes époxydes qui seront autant de groupes qui pourront réagir avec des groupes de durcisseur de type anhydride ou polyamine. La sélection de l'huile pourra donc influer sur la rigidité de la nappe par le choix du nombre de groupe époxydes présents : plus il y aura de groupes époxydés, plus grande sera la rigidité de la nappe. L'invention englobe deux catégories de durcisseurs. La première est formée par les polyamines (molécules porteuses de plusieurs fonctions aminés) , la seconde par les anhydrides d'acides et acides.
Une aminé primaire est capable d'ouvrir deux groupes époxydes pour former deux liaisons covalentes. Ainsi, une diamine de formule chimique standard H2N-R-NH2 pourra réagir avec quatre groupes époxydes ( H2 est une terminaison aminé primaire et R est le bloc central) . Cette réaction peut engendrer la formation d'un réseau polymère tridimensionnel si ces deux groupes époxydes sont portés par deux chaînes macromoléculaires différentes. La transformation est qualifiée de réticulation. Le schéma de principe est proposé sur la figure 1.
Dans le cadre de notre invention, la réaction polyamine- époxy est déclinée au travers du mélange formé par une huile végétale époxydée avec un durcisseur diaminé afin de produire une formulation thermodurcissable . Pour un couple huile- polyamine, la proportion de chaque composé dans le mélange réactionnel peut être choisie en fonction du degré de réticulation souhaité afin d'ajuster au besoin la rigidité matière ou son péguant par défaut de durcisseur. Mais pour une consommation totale des réactifs conduisant à un produit stable, il est important de travailler en quantités stœchiométriques . Par exemple, pour une huile de lin époxydée portant 5,45 fonctions époxydes par unité triglycéride, la stœchiométrie de la formulation est de 1,36 mole de diamine primaire pour 1 mole d'huile.
L'étude de la réactivité peut être opérée par calorimétrie différentielle à balayage en suivant l'évolution de la chaleur dégagée par la réaction de réticulation. La rhéométrie dynamique peut elle aussi être employée afin de déterminer les caractéristiques de la cinétique de polymérisation à une température donnée, telle que sa vitesse ou encore la durée permettant d'atteindre l'équilibre de la réaction. Ces informations clés obtenues à différentes températures sont utiles afin de déterminer les facteurs optimum de mise en œuvre (température et durée) nécessaires à la construction du cycle thermique de mise en œuvre.
Une première génération de liants à base d'huile végétale époxydée peut ainsi être développée en faisant appel à des polyamines issues de la pétrochimie. Comparée à la solution thermoplastique actuelle, ce type de liants présente déjà l'avantage de reposer sur un taux de carbone renouvelable beaucoup plus important du fait de la présence d'huile végétale dans la formulation thermodurcissable .
La nature exacte du bloc central R de la polyamine permet de moduler à façon les propriétés de la matrice finale, notamment sur le plan des propriétés mécaniques ou thermiques. Il est alors possible de décliner une large gamme de laines végétales en fonction de la souplesse ou de la rigidité mécanique souhaitée.
Le cas le plus simple est représenté par les polyamines porteuses de deux fonctions aminés. On parle alors de diamine. Une diamine présentant un bloc central R rigide - c'est-à-dire reposant sur des unités chimiques cycliques ou aromatiques - doit être privilégiée pour la production de liants « structuraux ». On peut citer par exemple, la p- phénylènediamine, l' isophoronediamine (également désigné sous le terme de 5-amino-l,3,3-triméthylcyclohexaneméthylamine) , le m- xylylènediamine . Le liant dérivé de ce type de polyamine convient particulièrement pour la production de panneaux de laines d'isolation thermique denses et rigides. Il est à noter que certaines diamines aromatiques de type « méthylène diamine » doivent être écartés du fait de leur risque sanitaire.
Inversement, une diamine affichant un bloc central aliphatique permettra la fabrication de liants plus souples. Cette même souplesse pourra être modulée par la longueur de l'unité aliphatique, voire la présence de rotules chimiques souples de types éther. Citons par exemple l'éthylène diamine, le 1, 4-diaminobutane, le hexaméthylène diamine, le bis (3- aminopropyl) aminé, 1- (2 -aminoéthyl) pipérazine, les Jeffamines. Dans ce cas, la flexibilité du liant autorise la production de panneaux de laines beaucoup plus souples et capables de s'adapter à une pose dans des zones de géométrie complexe. Ces mêmes panneaux fibreux affichent une déformation rémanente après compression beaucoup plus faible que celle observée avec les panneaux à base de liant rigide. Il est bon de noter que la proportion de liant dans l'amas fibreux permet néanmoins de moduler l'écart entre les deux types de durcisseurs.
Par ailleurs, la réaction entre une terminaison aminé et un groupe époxyde peut également être conduite avec une huile époxydée durcie avec une polyamine, c'est-à-dire un composé chimique présentant plus de deux fonctions aminés. Cette solution est un nouveau levier permettant l'extension de la gamme de liants pour satisfaire en particulier des contraintes spécifiques sur le plan mécanique ou thermique. Plusieurs polyamines commerciales peuvent servir de base à ce concept, telles que la diéthylène triamine, la triethylene tetramine, la tetraethylene pentamine, les T-Jeffamines .
Une seconde génération de liants pour laines végétales peut être obtenue en faisant réagir l'huile végétale époxydée avec des diamines produites à partir de sources biologiques. Par exemple, le composé « 1-4 diaminobutane » préalablement cité, peut aussi être obtenu par Chimie Verte notamment par hydrolyse de protéines animales. Autre composé pouvant être produit à partir de composants biologiques, la 1, 5-diaminopentane. Dans un registre différent, certains acides aminés sont porteurs de plusieurs fonctions aminés qui leur permettent de satisfaire à la fonction de durcisseur. Citons par exemple, la lysine, l'arginine, 1 ' asparagine, la glutamine. Tous ces durcisseurs permettent, à l'instar de leurs homologues issus de la pétrochimie, de faire réticuler l'huile époxydée lors d'une augmentation de la température. Les liants ainsi obtenus autorisent la conception de panneaux d'isolation thermique 100% d'origine biologique. Ce dernier point est intéressant car ce type de produit est parfaitement compatible avec les attentes du marché de l'habitat durable. La présente invention englobe également les laines végétales dont le liant a été obtenu par la polymérisation de l'huile végétale époxydée avec un durcisseur anhydride. Différents composés anhydrides ont été testés pour étendre la gamme des liants dévolus aux laines végétales. Quelques exemples peuvent être cités à savoir l'anhydride phtalique, l'anhydride maléique, l'anhydride succinique, l'anhydride hexahydrophtalique ou encore méthylhexahydrophtalique. Chacun nécessite bien entendu la définition de températures de réticulation adaptées pour tenir compte de la réactivité du mélange. Dans tous les cas, la vitesse de réaction du durcisseur anhydride vis-à-vis de l'huile est plus lente que celle observée avec les durcisseurs polyaminés. Ce point est important dans le cadre d'une production industrielle, même si la réaction de réticulation peut être catalysée, en particulier par l'utilisation d'un dérivé aminé.
La voie anhydride peut également être explorée par la Chimie Verte. Par exemple, l'anhydride itaconique peut être obtenu par traitement de l'acide citrique. Mélangé à de l'huile végétale époxydée, il permet la production d'un nouveau liant issu intégralement de sources biologiques.
La préparation du liant consiste à mélanger l'huile végétale époxydée et son durcisseur. Si ce dernier est solide à température ambiante, il peut être chauffé au-delà de son point de fusion mais en deçà de sa température de vaporisation et de dégradation. L'huile sera bien entendu chauffée à la même température afin d'éviter toute cristallisation du durcisseur lors du mélange « huile/durcisseur ». La stœchiométrie du mélange dépend du taux d' époxydation de l'huile (i.e. de la quantité de groupes époxydes par groupe triglycéride) mais également de la fonctionnalité du durcisseur (diamine, polyamine, anhydride d'acide...) On retiendra qu'un groupe aminé peut réagir avec deux groupes époxydes. Le même rapport 1:2 est observé avec la réaction d'un groupe anhydride sur un groupe époxyde . Lorsque le durcisseur est solide à température ambiante, il est nécessaire de préchauffer l'huile époxydée seule à une température légèrement supérieure à la température de fusion du dit durcisseur. L'huile est brassée mécaniquement au moyen d'un mélangeur à pales afin d'homogénéiser sa température. Le durcisseur est alors ajouté progressivement afin de permettre son incorporation plus aisée au mélange. L'agitation mécanique est maintenue à faible vitesse durant 5 à 10 minutes jusqu'à obtention d'un mélange de couleur homogène. Un dégazage de la solution peut être opéré dans une enceinte à vide, afin d'éliminer toute trace de bulles d'air dans le mélange. Toutes ces étapes manuelles peuvent également être opérées au moyen d'une machine doseuse/mélangeuse.
• mélange d'une huile végétale époxydée et d'un durcisseur à une température où les deux produits sont liquides afin de permettre une meilleure diffusion des unités réactives. Il convient toutefois de choisir cette température en deçà de la température de dégradation de chaque produit afin d'éviter toute altération thermique du milieu réactionnel.
• dépose du mélange obtenu sur un ensemble de fibres de laine végétale. La température de dépose est choisie de telle sorte à maintenir la globalité du milieu réactionnel à l'état liquide. Elle est donc au minimum égale à la température de mélange. Elle ne doit pas être opérée à une température excessive à laquelle le procédé de réticulation suviendrait trop rapidement. En effet, une température trop proche du domaine réactionnel peut entraîner une gélification rapide du mélange et gêner du même coup la diffusion du mélange dans la nappe.
En règle générale, la viscosité du mélange « huile/durcisseur » est suffisamment faible pour autoriser sa vaporisation sur les fibres végétales au moyen de buses. Le cas échéant, elle peut être abaissée par ajout de solvant dont le choix doit être défini en fonction du type de durcisseur retenu. Une large gamme existe car l'huile époxydée est en effet soluble dans de très nombreux solvants : le chloroforme, l'acétate d'éthyle, certains alcanes (hexane, heptane) , l'éther de pétrole, l'éther diéthylique, le dichlorométhane, le toluène, le THF ou encore le dioxane...
L' humectation des fibres peut être opérée par différents procédés. Une première technique consiste à vaporiser la formulation thermodurcissable sur les fibres préalablement disposées sur un tapis roulant. Le débit de pulvérisation de la matière et/ou la vitesse de défilement du tapis permettent de réguler le ratio huile/fibres. Une aspiration de la résine au travers du réseau fibreux peut être opérée pour permettre une meilleure pénétration, puis diffusion du liant au travers du tissu fibreux.
Dans la deuxième technique, les fibres végétales préalablement séchées sont placées dans un rotor horizontal où elles sont brassées et dispersées. La phase d'imprégnation avec le mélange huile/durcisseur peut alors survenir par pulvérisation directe.
Quel que soit le mode d'imprégnation retenu, la nappe de fibres ainsi humectée est alors pressée soit au travers d'un laminoir permettant de réguler l'épaisseur du tapis fibreux, soit par un moule formé par un jeu d' empreinte/contre-empreinte . Puis, l'ensemble est soumis à un traitement thermique afin de permettre la réticulation du mélange « huile-durcisseur ». L'étape finale de chauffage peut être opérée au moyen de lampes émettant dans l'infrarouge, d'un tunnel d'air chaud ou par contact thermique direct. Une fois la polymérisation du liant opérée, le panneau végétal affiche une bonne cohésion mécanique. Le liant devenu rigide confère au panneau une bonne résistance à la traction. La diffusion homogène du liant au sein du tapis fibreux assure quant à elle une couleur régulière et une bonne stabilité dimensionnelle.
Les panneaux de laine végétale ainsi fabriqués peuvent être utilisés comme éléments d'isolation thermique pour la construction traditionnelle en substitution des panneaux de laine minérale (verre ou roche) . Basées en grande partie ou totalement sur des produits d'origine biologique, les laines végétales offrent une alternative très intéressante aux laines lignocellulosiques à base de liant pétrochimique notamment dans le cadre de l'habitat durable (maison à ossature bois) . Il est important de préciser qu'au-delà du seul aspect thermique, les panneaux de laine végétale permettent également d'assurer une fonction d'isolation phonique. Cela permet d'obtenir plusieurs avantages :
• Comparée aux laines minérales, la laine végétale est un matériau d'isolation performant et très léger : cette particularité permet son aménagement dans des cloisons suspendues .
• La laine végétale basée sur un liant polymère issu en partie ou totalement de la Chimie Verte est parfaitement en phase avec les attentes de l'habitat éco durable dont les parts de marché ne cessent de croitre au sein de notre société moderne .
• En ce sens, la laine végétale produite à partir d'un liant 100% d'origine biologique peut prétendre à afficher un label écologique, ce qui lui confère une indéniable supériorité vis-à-vis des produits actuellement commercialisés à base de liant polymère pétrochimique. L'image écologique de cette classe de produits ouvre une application privilégiée dans le domaine de l'habitat durable.
• La synthèse chimique du liant thermodurcissable vert repose sur une chimie en phase avec les attentes d'une production industrielle.
• Au-delà de ce seul aspect écologique, la laine avec un liant polymère dérivé d'huile végétale époxydée sera beaucoup moins sujette aux fluctuations du cours du pétrole que les matériaux basés sur l'emploi de polymère d'origine pétrochimique .
• Au demeurant, du fait de son état liquide avant polymérisation, le liant à base d'huile se disperse plus facilement dans le réseau végétal que les liants thermoplastiques pétrochimiques. La quantité de produit à utiliser reste donc faible.
• Le liant époxy biosourcé peut être décliné au travers de compositions chimiques très diverses. Chacune est dotée de propriétés spécifiques (mécaniques, thermiques...) qui permettent de décliner une large gamme de laines végétales capables de s'adapter à des fonctions très différentes (laines rigides ou souples, laines dotées d'une faible déformation rémanente sous compression...) .
• De par sa nature thermodurcissable, le liant biosourcé peut être déposé sur les fibres végétales constitutives de la laine d'isolation thermique par des procédés très différents de ceux utilisé pour le liant pétrochimique thermoplastique. Diverses méthodes très économes en produit peuvent être utilisées : pulvérisation, infusion, dispersion, projection...
• Une laine végétale biosourcée n'est pas synonyme de produit à faible durée de vie puisque « biosourcé » n'est pas synonyme de « biodégradable »...
• Les laines végétales d'isolation thermique sont connues pour être plus sensibles à l'humidité et au feu que les laines minérales. Mais, ce point n'est en aucune façon induit par l'utilisation d'un liant dérivé d'huile végétale époxydée.
Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Nappe de fibres de laine végétale caractérisée en ce qu'elle est imprégnée d'un liant composé d'une huile végétale partiellement ou totalement époxydée et d'un durcisseur.
2. Nappe selon la revendication précédente, dans laquelle le pourcentage massique dudit liant n'excède pas 20%.
3. Nappe selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'huile végétale époxydée est une huile riche en acides gras insaturés, en particulier une huile obtenue à partir d'un végétal de la liste constituée du lin, tournesol, soja, olive, bois de Tung, coton, colza, ricin, noix de cajou, arachide, pépin de raisin.
4. Nappe selon la revendication précédente, dans laquelle ladite huile de lin époxydée comprend de 2 à 6 groupes époxyde .
5. Nappe selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle ledit durcisseur est une polyamxne ou un anhydride de diacide
6. Nappe selon la revendication précédente, dans laquelle ladite polyamxne, respectivement ledit anhydride est d'origine biosourcée.
7. Utilisation d'une nappe selon l'une des revendications précédentes comme éléments d'isolation thermique et/ou phonique.
8. Procédé de fabrication d'une nappe selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
• mélange d'une huile végétale époxydée et d'un durcisseur à une température supérieure à chacune de leurs températures de fusion et inférieure à chacune de leurs températures de dégradation,
• dépose du mélange obtenu sur un ensemble de fibres de laine végétale à une température supérieure à chacune de leurs températures de fusion et inférieure à chacune de leurs températures de dégradation. • après dépose dudit mélange la nappe est pressée, soit au travers d'un laminoir permettant de réguler l'épaisseur du tapis fibreux, soit par un moule formé par un jeu d'empreinte/contre- empreinte, puis soumise à un traitement thermique afin de permettre la réticulation du mélange.
9. Procédé selon la revendication précédente dans lequel ladite dépose est effectuée selon une méthode de la liste constituée de pulvérisation, infusion, dispersion, projection.
10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, dans lequel un solvant est ajouté audit mélange avant sa dépose, de sorte à le rendre moins visqueux.
11. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel lesdites fibres sont déposées sur un tapis roulant, le ratio huiles/fibres étant régulé par le débit de dépose d'huile et la vitesse de défilement du tapis roulant, de préférence une aspiration du mélange au travers des fibres étant ajoutée de sorte à améliorer la pénétration et la diffusion du mélange au travers des fibres.
12. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel lesdites fibres sont placées dans un rotor horizontal où elles sont brassées et dispersées, avant la dépose dudit mélange par pulvérisation directe.
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Inventor name: HABAS, JEAN-PIERRE

Inventor name: LAPINTE, VINCENT

Inventor name: STEMMELEN, MYLENE

Inventor name: CAILLOL, SYLVAIN

Inventor name: BOUTEVIN, BERNARD

Inventor name: RICBOURG, MAXIME

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