EP4469632A1 - Materiau d'isolation comprenant des fibres thermoplastiques, des fibres de verre et un agent de couplage - Google Patents

Materiau d'isolation comprenant des fibres thermoplastiques, des fibres de verre et un agent de couplage

Info

Publication number
EP4469632A1
EP4469632A1 EP23706400.1A EP23706400A EP4469632A1 EP 4469632 A1 EP4469632 A1 EP 4469632A1 EP 23706400 A EP23706400 A EP 23706400A EP 4469632 A1 EP4469632 A1 EP 4469632A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
insulation material
material according
fibers
coupling agent
organo
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP23706400.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Vincent SENECHAL
Guillaume PAILLARD
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 Isover
Saint Gobain Isover SA France
Original Assignee
Saint Gobain Isover
Saint Gobain Isover SA France
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 Saint Gobain Isover, Saint Gobain Isover SA France filed Critical Saint Gobain Isover
Publication of EP4469632A1 publication Critical patent/EP4469632A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • D04H1/42—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 characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4382—Stretched reticular film fibres; Composite fibres; Mixed fibres; Ultrafine fibres; Fibres for artificial leather
    • D04H1/43835—Mixed fibres, e.g. at least two chemically different fibres or fibre blends
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/1095—Coating to obtain coated fabrics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/24—Coatings containing organic materials
    • C03C25/25—Non-macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/24—Coatings containing organic materials
    • C03C25/40—Organo-silicon compounds
    • 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
    • D04H1/42—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 characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4209—Inorganic fibres
    • D04H1/4218—Glass fibres
    • 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
    • D04H1/42—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 characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4282—Addition polymers
    • D04H1/4291—Olefin series
    • 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
    • D04H1/42—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 characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4382—Stretched reticular film fibres; Composite fibres; Mixed fibres; Ultrafine fibres; Fibres for artificial leather
    • D04H1/43825—Composite fibres
    • D04H1/43828—Composite fibres sheath-core
    • 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
    • D04H1/54—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 welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
    • D04H1/541—Composite fibres, e.g. sheath-core, sea-island or side-by-side; Mixed fibres
    • D04H1/5412—Composite fibres, e.g. sheath-core, sea-island or side-by-side; Mixed fibres sheath-core
    • 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
    • D04H1/54—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 welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
    • D04H1/542—Adhesive fibres
    • 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
    • D04H1/587—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 characterised by the bonding agents used
    • 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
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/88—Insulating elements for both heat and sound
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/04—Heat-responsive characteristics
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/04—Heat-responsive characteristics
    • D10B2401/041—Heat-responsive characteristics thermoplastic; thermosetting

Definitions

  • Insulation material comprising thermoplastic fibers, glass fibers and a coupling agent.
  • the present invention belongs to the field of insulation materials, thermal and / or acoustic, based on glass fibers, and organic fibers. More specifically, the invention relates to durable composite insulation materials.
  • Composite materials are used in many fields. In the field of insulation, these materials generally comprise a matrix of mineral fibres, responsible for giving the insulating product the required properties such as satisfactory thermal properties, bound together by a binder, typically based on thermosetting polymers which gives overall dimensional stability, mechanical strength, and/or uniform color. These polymers being easily implemented and having a good affinity for glass fibres.
  • thermosetting polymers can no longer give satisfaction.
  • these polymers are also likely to contain toxic components and emit volatile organic compounds when handled.
  • thermoplastic fibers are mainly used as a binder in the textile, health and hygiene industries.
  • Solid thermoplastic binders represent an advantageous alternative to thermosetting liquid binders in order to reduce the water and energy consumption involved in the manufacture of insulating materials.
  • binders also have the advantage of allowing, in the context of an implementation in the manufacture of an insulation material, less heating compared to the hardening temperature of thermosets and complete recyclability of the material. 'insulation.
  • thermoplastic polymers are generally apolar, they do not exhibit satisfactory adhesion to mineral materials. Indeed, within an insulation material, these polymers only adhere to one another. Consequently, they need to be implemented in large quantities in order to obtain mechanical properties such as those described above which are satisfactory for an insulation material. It is known from the prior art specific to other technical fields to produce thermoplastic materials, reinforced with glass fibers.
  • CN 109023719 offers woven textile materials based on polypropylene and reinforced with glass fibers. This document mentions the modification of glass fibers with silane as coupling agent.
  • US 2008/0142178 discloses wet-laid fiber mats containing glass filaments and polyvinyl alcohol or poly(ethylene teraphthalate) copolymer and mentions the use of a coating solution glass containing silane as a coupling agent.
  • EP 1 659 382 proposes the use, in a material comprising thermoplastic fibers, of silane as a coupling agent on aramid fibers used for their heat resistance. .
  • the present invention aims to remedy all or part of the drawbacks of the prior art, in particular those set out above, by proposing a solution which makes it possible to obtain an insulation material comprising thermoplastic fibers which have satisfactory adhesion with the glass fibers that make up said insulation material.
  • the invention relates to an insulation material comprising glass fibers, at least one coupling agent and from 5% to 30% by weight thermoplastic fibers relative to the total weight of the material.
  • Such a material according to the invention finds its advantage, in particular, in the fact that it has complete recyclability, does not require any water consumption and involves low heating while being satisfactory for use in the field of insulation in view of its mechanical properties, in particular the adhesion of thermoplastic fibers and glass fibers together.
  • glass fibers is intended to denote the fibers included in glass wools, rock wools and slag wools. Such fibers are for example described in patents EP 1 032 542, EP 1 522 532 and EP 0 399 320.
  • the glass fibers according to the invention may have the following composition, expressed by weight relative to the total weight of the glass fiber:
  • SiCL from 50 to 75%, preferably from 60 to 70%
  • NazO from 10 to 25%, preferably from 10 to 25%
  • CaO from 5 to 15%, preferably from 5 to 10%
  • MgO from 1 to 10%, preferably from 2 to 5%, CaO and MgO representing together preferably from 5 to 20%,
  • B2O3 from 0 to 10%, preferably from 2 to 8%,
  • AI2O3 from 0 to 8%, preferably from 1 to 6%
  • K2O from 0 to 5%, preferably between 0.5 and 2%, Na2 ⁇ ) and K2O representing together preferably between 12 and 20%,
  • the glass fibers according to the invention may also have the following composition, usually found in rock wool, expressed by weight relative to the total weight of the glass fiber:
  • SiCL from 30 to 50%, preferably from 35 to 45%
  • NazO from 0 to 10%, preferably from 0.4 to 7%
  • CaO from 10 to 35%, preferably from 12 to 25%
  • MgO from 1 to 15%, preferably from 5 to 13%, CaO and MgO representing together preferably from 11 to 40%,
  • K2O from 0 to 2%, preferably from 0 to 1%
  • Iron oxides from 0.5 to 15%, preferably from 3% to 12%, and other oxide(s) from 0 to 5% by cumulative weight, preferably less than 3% by cumulative weight, the remainder being made up of unavoidable impurities,
  • Coupled agent is intended to denote:
  • thermoplastic fibers of the material according to the invention Either a polar coupling agent, included in the thermoplastic fibers of the material according to the invention.
  • An insulation material according to the invention containing at least one coupling agent, therefore comprises an organo-functional silane at the surface of its glass fibers and/or a polar coupling agent in its thermoplastic fibers.
  • a polar coupling agent is a chemical compound bearing a polar function, capable of being introduced into the thermoplastic fibers of a material according to the invention.
  • the polar coupling agent suitable for the present invention can be chosen from anhydrides, acids and organo-functional silanes, in particular the polar coupling agent is chosen from anhydrides, acids and organo-functional silanes with amine or epoxy functions, preferably the polar coupling agent is chosen from maleic anhydride, maleic acid and (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES).
  • APTES (3-aminopropyl)triethoxysilane
  • an organo-functional silane is a compound of formula (I) (R'O) 3.n Si(R”) n -R (I) where n is an integer selected from 1, 2 and 3, each R' is independently selected from the group consisting of a hydrogen atom , C1-C8 alkyls and C1-C8 acyls- each R” is independently selected from C1-C8 alkyls, and
  • R is a carbon chain with an organic function
  • R is a carbon chain having a function chosen from amine, vinyl, epoxy, (meth)acrylic, sulphide, alkyl and phenyl functions.
  • (meth)acrylic functions is intended to denote alternately methacrylic and acrylic functions.
  • R is a carbon chain having a function chosen from amine, epoxy, (meth)acrylic and sulphide functions.
  • the organo-functional silane used is then an alkylalkoxysilane optionally having an amine, vinyl, epoxy, (meth)acrylic function , sulfide or phenyl.
  • organo-functional silanes comprising an amine function suitable for the invention
  • organo-functional silanes comprising an amine function suitable for the invention
  • APTES 3-aminopropyltriethoxysilane
  • 3-aminopropyltrimethoxysilane 3-aminopropylmethyldiethoxysilane
  • N-(2-aminoethyl)- 3-aminopropyl-trimethoxysilane the
  • GLYMO 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane
  • GL YEO 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane
  • the organo-functional silane implemented according to the invention is chosen from 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane and 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane.
  • the organo-functional silane used according to the invention is 3-aminopropyltriethoxysilane.
  • R is chosen from glycidyloxyalkyl Ci-Cs and aminoalkyl Ci-Cs-
  • the glass fibers are treated with an organo-functional silane chosen from organo-functional silanes with an amine function and organo-functional silanes with an epoxy function
  • the fibers glasses are treated with an organo-functional silane chosen from 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltrimethoxy silane and 3-methacryloxypropyltrimethoxy silane and preferably the glass fibers are treated with (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES).
  • organo-functional silane chosen from organo-functional silanes with an amine function and organo-functional silanes with an epoxy function
  • the fibers glasses are treated with an organo-functional silane chosen from 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltrimethoxy silane and 3-methacryloxypropyltrimethoxy silane and preferably the glass fibers are treated with (3-aminopropyl)trieth
  • the invention relates to an acoustic and/or thermal insulation product, obtained from an insulation material according to the invention.
  • the subject of the invention is a process for manufacturing an insulation material according to the invention, comprising a first step of mixing thermoplastic fibers and glass fibers and then a heating step.
  • thermoplastic fibers implemented according to the invention can be chosen from polyolefin fibers, poly (ethylene terephthalate) (PET), poly (vinyl chloride) (PVC), poly (vinyl butyral ) (PVB), polystyrene (PS), polyurethane (PU), polyamide (PA) and their copolymers, in particular the thermoplastic fibers are chosen from polyolefin fibers, PET and their copolymers, preferably thermoplastic fibers are chosen from polypropylene fibers (PP), polyethylene (PE) and their copolymers.
  • the thermoplastic fibers consist of a thermoplastic phase as defined above.
  • thermoplastic fibers are called "bi-component", that is to say they consist of at least two distinct phases of thermoplastics as defined above. -above.
  • a thermoplastic fiber implemented according to this embodiment can consist of a core and a sheath or else of two continuous phases of juxtaposed thermoplastics.
  • the methods for obtaining such fibers are known to those skilled in the art and for example described in US patents 4,406,850 and EP 0,011,954. FELIBENDY by the company Kuraray Kuraflex.
  • This embodiment makes it possible to select two phases having distinct melting temperatures in order, during the manufacturing process of the insulating material, to heat to a temperature higher than the melting temperature of a first phase but lower than that of a second phase, so that the thermoplastic fibers retain some structural integrity.
  • the polar coupling agent can be included in a single phase of the thermoplastic fibers.
  • the thermoplastic fibers consist of a core and a sheath
  • the polar coupling agent is included in the phase which constitutes the sheath of the thermoplastic fibers.
  • An insulation material as described in this text may contain from 1% to 70% by weight of thermoplastic fibers, in particular from 3% to 50% by weight of thermoplastic fibers, and preferably from 5% to 30% by weight of thermoplastic fibers relative to the total weight of the insulation material.
  • An insulation material according to the invention comprises from 5% to 30% by weight of thermoplastic fibers relative to the total weight of the insulation material.
  • thermoplastic fibers used in an insulation material according to the invention may have a titer ranging from 0.8 dtex to 4 dtex, in particular from 0.9 dtex to 3 dtex and preferably from 1 dtex to 1.5 dtex.
  • the fiber count is conventionally used in the textile industry, it designates the mass in grams of 1000 meters of a fiber.
  • the thermoplastic fibers used in an insulation material according to the invention may also have a length of from 2 mm to 100 mm, in particular from 3 mm to 60 mm and preferably from 6 mm to 20 mm.
  • the inventors have also found that the adhesion of glass and thermoplastic fibers to each other in an insulating material according to the invention is significantly increased thanks to the presence of functions polar chemicals in thermoplastic fibers.
  • thermoplastic fibers can be mixed either by mixing a polar coupling agent into the thermoplastic fibers or by copolymerization of the thermoplastics with polar monomeric units.
  • F at least one coupling agent present in an insulation material according to the invention is a polar coupling agent included in the thermoplastic fibers present in said material.
  • the polar coupling agent can be chosen from anhydrides, acids and organo-functional silanes, in particular the polar coupling agent is chosen from anhydrides, acids and silanes organo-functional with amine or epoxy functions, the polar coupling agent is preferably chosen from maleic anhydride, maleic acid and (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES).
  • APTES (3-aminopropyl)triethoxysilane
  • thermoplastic fibers can be obtained according to methods known to those skilled in the art and described for example in applications US 09/056.875 and WO 2009/051283 Al.
  • thermoplastic fibers present in an insulation material according to the invention comprise polar monomeric units.
  • the polar monomeric units are polyvinyl alcohol monomeric units.
  • thermoplastic fibers implemented in an insulating material according to the invention may comprise an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH).
  • EVOH ethylene-vinyl alcohol copolymer
  • thermoplastic fibers can be obtained according to methods known to those skilled in the art and are, for example, present in the fabric sold by the company Kuraray Kuraflex under the name FELIBENDY.
  • An insulation material according to the invention may have a basis weight of between 400 g/m 2 and 12,000 g/m 2 , in particular from 500 g/m 2 to 8,000 g/m 2 and preferably 600 g /m 2 to 4000 g/m 2 .
  • An insulation material according to the invention may have a thickness of from 10 mm to 300 mm, in particular from 15 mm to 200 mm and preferably from 20 mm to 100 mm.
  • An insulation material according to the invention may have a thermal conductivity of 0.025 W/m.K to 0.050 W/m.K, in particular from 0.028 W/m.K to 0.048 W/m.K and preferably from 0.030 W/m.K to 0.045 W/m.K.
  • thermal conductivity values are obtained by measurements in accordance with the NF-EN-12667 and NF-EN-12939 standards.
  • the invention also relates to an acoustic and/or thermal insulating product comprising an insulating material according to the invention.
  • Such a product is in particular in the form of rolls or panels.
  • the product according to the invention can be used for example in buildings, in industry or in means of transport, in particular rail or maritime.
  • the product according to the invention can be used to thermally insulate any type of building, tertiary sector or dwelling (collective or individual).
  • it can be used in exterior insulation systems, for the insulation of timber frame houses, in sandwich panels, in ventilation ducts, etc.
  • the invention also relates to a method for manufacturing an insulation material according to the invention, comprising a first step of mixing thermoplastic fibers and glass fibers and then a heating step.
  • the heating step of a method according to the invention may comprise heating to a temperature of between 90° C. and 260° C., in particular between 100° C. and 250° C. and preferably of 110° C. C to 240°C.
  • the temperature of the heating step is chosen in particular according to the melting temperatures of the components.
  • the temperature of the heating step is preferably higher than the melting temperature of a first phase of the thermoplastic fiber and lower than the melting temperature of a second phase of the thermoplastic fiber.
  • thermoplastic fibers and the glass fibers In order to measure the adhesion between the thermoplastic fibers and the glass fibers, samples of these materials are prepared. For each measurement, three glass plates, conventionally used for the observation under the microscope of samples and a polymer veil composed of fibers consisting of a polypropylene core and a polyethylene sheath are used.
  • the polymer veil can be obtained from the commercial compound FELIBENDY sold by the company Kuraray Kuraflex.
  • the veils used in the examples below have a thickness comprised from 0.1 mm to 1 mm as well as a basis weight of approximately 140 g/m 2 .
  • the glass plates are cleaned with water then with ethanol and any organic residues are eliminated using the flame of a burner.
  • the samples are obtained by arranging them vertically in 3 layers:
  • a third layer consisting of a glass plate, covering the polymer veil of the second layer.
  • the samples thus obtained undergo a baking step in an oven for 10 min at 140°C.
  • the adhesion between the materials is then measured using a traction machine, Instron reference 5965L9952, 2580/2kN cell, moving the upper plate, caught in the mobile jaw of the machine at a speed of 2mm/min.
  • the maximum force measured is considered as the breaking force of the system.
  • Table 1 below presents the various systems studied as well as the average measured breaking forces for each of them, measured during four tests.
  • the surface treatment of the glass with organofunctional silane is carried out after the cleaning steps described above using a paper soaked in (3-aminopropyl )triethoxysilane (APTES), passed over the surface of the glass plates then brought into contact with the polymer veil.
  • APTES (3-aminopropyl )triethoxysilane
  • thermoplastic fibers For Examples 2 and 3 according to the invention, a polymeric veil further comprising maleic anhydride dispersed in the thermoplastic fibers is used.
  • thermoplastic fibers make it possible to significantly improve the adhesion of glass substrates and thermoplastic fibers to each other.
  • Example 3 it is not possible to disassemble the glass plates and the polymer veil without breaking the glass. Indeed, the rupture occurs within the thermoplastic veil and not at the interface with the glass plates. The breaking force measured is then only representative of the cohesion of the polymer web and not of its adhesion to the glass plates. The breaking force representative of the adhesion between the polymer veil and the glass plates is therefore in reality higher than that measured. It is thus demonstrated that the combined presence of coupling agents in the form of an organo-functional silane used in the surface treatment of glass substrates and of a polar coupling agent present in thermoplastic fibers also allows to greatly improve this adhesion.
  • a coupling agent allows a significant increase in the adhesion of glass substrates with thermoplastic fibers.
  • This coupling agent can take the form of an organo-functional silane introduced by surface treatment of a glass substrate or of a polar coupling agent present in the thermoplastic fibers.
  • adhesion is maximal when are present as coupling agents an organo-functional silane introduced by surface treatment of the glass and a polar coupling agent in the thermoplastic fibers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)

Abstract

L'invention concerne : un matériau d'isolation comprenant des fibres thermoplastiques, des fibres de verre et un agent de couplage; un produit isolant acoustique et/ou thermique obtenu à partir d'un matériau selon l'invention et un procédé de fabrication d'un matériau selon l'invention comprenant une première étape de mélange des fibres thermoplastiques et des fibres de verre puis une étape de chauffage.

Description

Description
Titre de l'invention : Matériau d’isolation comprenant des fibres thermoplastiques, des fibres de verre et un agent de couplage.
Technique antérieure
[0001] La présente invention appartient au domaine des matériaux d’isolation, thermiques et/ou acoustiques, à base de fibres de verre, et de fibres organiques. Plus précisément, l’invention concerne des matériaux d’isolation composites durables.
[0002] Les matériaux composites sont utilisés dans de nombreux domaines. Dans le domaine de l’isolation, ces matériaux comprennent généralement une matrice de fibres minérales, chargée de conférer au produit isolant les propriétés requises telles que des propriétés thermiques satisfaisantes, liées entre elle par un liant, typiquement à base de polymères thermodurcissables qui confère à l’ensemble une stabilité dimensionnelle, une tenue mécanique, et/ou une couleur homogène. Ces polymères étant facilement mis en œuvre et présentant une bonne affinité pour les fibres de verre.
[0003] Cependant, dans le cadre d’une recherche constante d’amélioration de la durabilité des matériaux et en particulier vue d’une réduction de consommation en énergie et d’une recyclabilité des matériaux, les polymères thermodurcissables ne peuvent aujourd’hui plus donner satisfaction. En outre, ces polymères sont également susceptibles de contenir des composants toxiques et d’émettre des composés organiques volatils lors de leur manipulation.
[0004] Les fibres thermoplastiques sont aujourd’hui principalement utilisées comme liant dans les industries textiles, de la santé et de l’hygiène. Les liants solides thermoplastiques représentent une alternative avantageuse aux liants liquides thermodurcissables afin de réduire les consommations en eau et en énergie impliquées par la fabrication de matériaux isolants.
[0005] Ces liants présentent également l’avantage de permettre, dans le cadre d’une mise en œuvre dans la fabrication d’un matériau d’isolation, un chauffage moindre comparativement aux température de durcissement des thermodurcissables et une recyclabilité complète du matériau d’isolation.
[0006] Cependant, les polymères thermoplastiques étant généralement apolaires, ils ne présentent pas une adhésion aux matériaux minéraux satisfaisante. En effet, au sein d’un matériau d’isolation, ces polymères adhèrent uniquement entre eux. Par conséquent, ils nécessitent d’être mis en œuvre dans des quantités importantes afin d’obtenir des propriétés mécaniques telles que celles décrites ci-dessus qui soient satisfaisantes pour un matériau d’isolation. [0007] Il est connu de l’art antérieur propre à d’autres domaines techniques de réaliser des matériaux thermoplastiques, renforcés à l’aide de fibres de verres.
[0008] En particulier, les publications :
D. Bikiaris et al., Use of Silane Agents and Poly(propylene-g maleic anhydride) Copolymer as Adhesion Promoters in Glass Fiber/Polypropylene Composites, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 81, 701-709 (2001),
D. Bikiaris et al, Use of Silanes and Copolymers as Adhesion Promoters in Glass Fiber/Polyethylene Composites, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 80, 2877- 2888 (2001), et
S. H. Pak et al, Acid-Base Interactions on Interfacial Adhesion and Mechanical Responses for Glass-Fiber-Reinforced Eow-Density Polyethylene, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 65, 143-154 (1997) traitent de matrices polymériques dans lesquelles des fibres de verres traitées à l’aide de silane sont utilisées comme agent de renforcement.
[0009] CN 109023719 propose des matériaux textiles tissés à base de polypropylène et renforcés à l’aide de fibres de verre. Ce document mentionne la modification des fibres de verre avec du silane comme agent de couplage.
[0010] US 2008/0142178 divulgue des mats de fibres obtenus par voie humide contenant des filaments de verre et de l’alcool polyvinylique ou un copolymère de poly(téraphtalate d’éthylène) et mentionne l’utilisation d’une solution d’enrobage du verre contenant du silane comme agent de couplage.
[0011] Dans le domaine de l’isolation acoustique, EP 1 659 382 propose l’utilisation dans un matériau comprenant des fibres thermoplastiques, de silane en tant qu’agent de couplage sur des fibres d’aramide utilisées pour leur résistance à la chaleur.
[0012] A la connaissance des inventeurs, il n’a pas été proposé de solution technique permettant d’obtenir un matériau d’isolation comprenant des fibres thermoplastiques et des fibres de verre dans lequel l’adhésion entre lesdites fibres permette d’atteindre les propriétés mécaniques voulues selon le produit isolant final désiré.
[0013] Il existe donc un besoin pour un matériau d’isolation durables qui puisse toutefois présenter des propriétés mécaniques satisfaisantes à sa mise en œuvre.
Exposé de l’invention [0014] La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur, notamment ceux exposés ci-avant, en proposant une solution qui permette d’obtenir un matériau d’isolation comprenant des fibres thermoplastiques qui présentent une adhésion satisfaisante avec les fibres de verre qui composent ledit matériau d’isolation.
[0015] A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention concerne un matériau d’isolation comprenant des fibres de verre, au moins un agent de couplage et de 5 % à 30 % en poids fibres thermoplastiques par rapport au poids total du matériau.
[0016] Un tel matériau selon l’invention trouve son intérêt, notamment, dans le fait qu’il présente une recyclabilité complète, ne nécessite aucune consommation d’eau et implique un chauffage faible tout en étant satisfaisant pour une utilisation dans le domaine de l’isolation au vu de ses propriétés mécaniques, en particulier d’adhésion des fibres thermoplastiques et des fibres de verre entre elles.
[0017] Par « fibres de verre », on entend désigner les fibres comprises dans les laines de verre, les laines de roche et les laines de laitier. De telles fibres sont par exemple décrites dans les brevets EP 1 032 542, EP 1 522 532 et EP 0 399 320.
[0018] Les fibres de verres selon l’invention peuvent présenter la composition suivante, exprimée en poids par rapport au poids total de la fibre de verre :
SiCL de 50 à 75%, de préférence de 60 à 70%,
NazO de 10 à 25%, de préférence de 10 à 25%,
CaO de 5 à 15%, de préférence de 5 à 10%,
MgO de 1 à 10%, de préférence de 2 à 5%, CaO et MgO représentant ensemble de préférence de 5 à 20%,
B2O3 de 0 à 10%, de préférence de 2 à 8%,
AI2O3 de 0 à 8%, de préférence de 1 à 6%,
K2O de 0 à 5%, de préférence entre 0,5 et 2%, Na2<) et K2O représentant ensemble de préférence entre 12 et 20%,
Oxydes de fer de 0 à 3%, de préférence moins de 2%, de préférence encore moins de 1%, et autre(s) oxyde(s) de 0 à 5 % en poids cumulé, de préférence moins de 3% en poids cumulé, le reste étant constitué d’impuretés inévitables, [0019] Les fibres de verres selon l’invention peuvent également présenter la composition suivante, usuellement trouvée dans la laine de roche, exprimée en poids par rapport au poids total de la fibre de verre :
SiCL de 30 à 50%, de préférence de 35 à 45%,
NazO de 0 à 10%, de préférence de 0,4 à 7%,
CaO de 10 à 35%, de préférence de 12 à 25%,
MgO de 1 à 15%, de préférence de 5 à 13%, CaO et MgO représentant ensemble de préférence de 11 à 40%,
- AI2O3 de 10 à 27%,
K2O de 0 à 2%, de préférence de 0 à 1%,
Oxydes de fer de 0,5 à 15%, de préférence de 3% à 12%, et autre(s) oxyde(s) de 0 à 5 % en poids cumulé, de préférence moins de 3% en poids cumulé, le reste étant constitué d’impuretés inévitables,
[0020] Au sens de la présente invention, par « agent de couplage », on entend désigner :
Soit un silane organo-fonctionnel avec lequel sont traitées les fibres de verre du matériau selon l’invention,
Soit un agent de couplage polaire, compris dans les fibres thermoplastiques du matériau selon l’invention.
[0021] Un matériau d’isolation selon l’invention, contenant au moins un agent de couplage, comprend donc un silane organo-fonctionnel à la surface de ses fibres de verre et/ou un agent de couplage polaire dans ses fibres thermoplastiques.
[0022] Selon la présente invention, un agent de couplage polaire est un composé chimique portant une fonction polaire, apte à être introduit dans les fibres thermoplastiques d’un matériau selon l’invention.
[0023] Ainsi, l’agent de couplage polaire convenant à la présente invention peut être choisi parmi les anhydrides, les acides et les silanes organo-fonctionnels, en particulier l’agent de couplage polaire est choisi parmi les anhydrides, les acides et les silanes organo-fonctionnels à fonctions amines ou époxydiques, de préférence l’agent de couplage polaire est choisi parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique et le (3-aminopropyl)triéthoxysilane (APTES).
[0024] Au sens de l’invention, un silane organo-fonctionnel est un composé de formule (I) (R’O)3.nSi(R”)n-R (I) où n est un nombre entier choisi parmi 1, 2 et 3, chaque R’ est indépendamment choisi parmi le groupe constitué d’un atome d’hydrogène, des alkyles en Ci-Cs et des acyles en Ci-Cs- chaque R” est indépendamment choisi parmi les alkyles en Ci-Cs, et
R est une chaîne carbonée présentant une fonction organique
[0025] En particulier, R est une chaîne carbonée présentant une fonction choisie parmi les fonctions amine, vinyle, époxydiques, (méth)acryliques, sulfure, alkyles et phényle.
[0026] Au sens de l’invention, on entend désigner par « fonctions (méth)acryliques » alternativement les fonctions méthacryliques et acryliques.
[0027] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, lorsque les fibres thermoplastiques comprennent un agent de couplage polaire, R est une chaîne carbonée présentant une fonction choisie parmi les fonctions amine, époxydiques, (méth)acryliques, sulfure.
[0028] Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, et selon la nature de la chaîne carbonée R, le silane organo-fonctionnel mis en œuvre est alors un alkylalcoxysilane présentant optionnellement une fonction amine, vinyle, époxydiques, (méth)acryliques, sulfure ou phényle.
[0029] Parmi les silanes organo-fonctionnels comprenant une fonction alkyle convenant à l’invention, on peut notamment citer l’éthyltriacétoxysilane et le méthyltriacétoxysilane
[0030] Parmi les silanes organo-fonctionnels comprenant une fonction amine convenant à l’invention, on peut notamment citer le 3-aminopropyltriéthoxysilane (APTES), le 3-aminopropyltriméthoxysilane, le 3-aminopropylméthyldiéthoxysilane, le N-(2-aminoéthyl)-3-aminopropyl-triméthoxysilane, le
N-(n-butyl)-3-aminopropyltriméthoxysilane et la
N-benzyl-N’-(3-triméthoxysilyl)-l,2 éthylènediamine.
[0031] Parmi les silanes organo-fonctionnels comprenant une fonction vinyle convenant à l’invention, on peut notamment citer le vinyltriméthoxysilane et le vinyltriéthoxysilane.
[0032] Parmi les silanes organo-fonctionnels comprenant une fonction époxydique convenant à l’invention, on peut notamment citer le 3-glycidyloxypropyltriméthoxysilane (GLYMO) et le 3- glycidyloxypropyltriethoxysilane (GL YEO) . [0033] Parmi les silanes organo-fonctionnels comprenant une fonction (méth)acrylique convenant à l’invention, on peut notamment citer le 3-méthacryloxypropyltriméthoxysilane et le 3 -acryloxypropyltriméthoxy silane .
[0034] Parmi les silanes organo-fonctionnels comprenant une fonction sulfure convenant à l’invention, on peut notamment citer le 3-mercaptopropyltriméthoxysilane.
[0035] Parmi les silanes organo-fonctionnels comprenant une fonction phényle convenant à l’invention, on peut notamment citer la
N-benzyl-N’-(3-triméthoxysilyl)-l,2 éthylènediamine.
[0036] Selon un mode de réalisation de l’invention, le silane organo-fonctionnel mis en œuvre selon l’invention est choisi parmi le 3-aminopropyltriéthoxysilane, le 3-glycidyloxypropyltriméthoxysilane et le 3-méthacryloxypropyltriméthoxysilane. De préférence, le silane organo-fonctionnel mis en œuvre selon l’invention est le 3- aminopropyltriéthoxysilane.
[0037] Selon un autre mode de réalisation de l’invention, R est choisi parmi les glycidyloxyalkyles en Ci-Cs et les aminoalkyles en Ci-Cs-
[0038] Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, les fibres de verre sont traitées avec un silane organo-fonctionnel choisi parmi les silanes organo-fonctionnels à fonction amine et les silanes organo-fonctionnels à fonction époxydique, en particulier les fibres de verres sont traitées avec un silane organo-fonctionnel choisi parmi le 3-aminopropyltriéthoxysilane, le 3 -glycidyloxypropyltriméthoxy silane et le 3 -méthacryloxypropyltriméthoxy silane et de préférence les fibres de verre sont traitées avec le (3-aminopropyl)triéthoxysilane (APTES).
[0039] Selon un deuxième aspect, l’invention se rapporte à un produit isolant acoustique et/ou thermique, obtenu à partir d’un matériau d’isolation selon l’invention.
[0040] Selon un troisième aspect, l’invention a pour objet un procédé de fabrication d’un matériau d’isolation selon l’invention, comprenant une première étape de mélange des fibres thermoplastiques et des fibres de verre puis une étape de chauffage.
[0041] Les fibres thermoplastiques mises en œuvre selon l’invention peuvent être choisies parmi fibres de polyoléfines, de poly(téréphtalate d’éthylène) (PET), de poly(chlorure de vinyle) (PVC), de poly(butyral de vinyle) (PVB), de polystyrène (PS), de polyuréthane (PU), de polyamide (PA) et de leurs copolymères, en particulier les fibres thermoplastiques sont choisies parmi les fibres de polyoléfines, de PET et de leurs copolymères, de préférence les fibres thermoplastiques sont choisies parmi les fibres de polypropylène (PP), de polyéthylène (PE) et de leurs copolymères. [0042] Dans un mode de réalisation, les fibres thermoplastiques sont constituées d’une phase de thermoplastique tel que défini ci-dessus.
[0043] Dans un autre mode de réalisation de l’invention, les fibres thermoplastiques sont dites « bi- composants », c’est-à-dire qu’elles sont constituées d’au moins deux phases distinctes de thermoplastiques tels que définis ci-dessus. Par exemple, une fibre thermoplastique mise en œuvre selon ce mode de réalisation peut être constituée d’un cœur et d’une gaine ou bien de deux phases continues de thermoplastiques juxtaposées. Les méthodes d’obtention de telles fibres sont connues de l’homme de l’art et par exemple décrites dans les brevets US 4,406,850 et EP 0 011 954. De telles fibres sont également disponibles commercialement et par exemple constitutives du tissu vendu sous la dénomination FELIBENDY par la société Kuraray Kuraflex.
[0044] Ce mode de réalisation permet de sélectionner deux phases présentant des températures de fusion distinctes afin lors du procédé de fabrication du matériau isolant, de chauffer à une température supérieure à la température de fusion d’une première phase mais inférieure à celle d’une deuxième phase, de manière à ce que les fibres thermoplastiques conservent une certaine intégrité structurelle.
[0045] Selon ce mode de réalisation, l’agent de couplage polaire peut être compris dans une seule phase des fibres thermoplastiques. En particulier, lorsque les fibres thermoplastiques sont constituée d’un cœur et d’une gaine, l’agent de couplage polaire est compris dans la phase qui constitue la gaine des fibres thermoplastiques.
[0046] Un matériau d’isolation tel que décrit dans le présent texte peut contenir de 1% à 70% en poids de fibres thermoplastiques, en particulier de 3% à 50% en poids de fibres thermoplastiques, et de préférence de 5% à 30% en poids de fibres thermoplastiques par rapport au poids total du matériau d’isolation.
[0047] Un matériau d’isolation selon l’invention comprend de 5% à 30% en poids de fibres thermoplastiques par rapport au poids total du matériau d’isolation.
[0048] Les fibres thermoplastiques mises en œuvre dans un matériau d’isolation selon l’invention peuvent présenter un titre compris de 0,8 dtex à 4 dtex, en particulier de 0,9 dtex à 3 dtex et de préférence de 1 dtex à 1 ,5 dtex.
[0049] Le titre de fibres est classiquement employé dans l’industrie textile, il désigne la masse en gramme de 1000 mètres d’une fibre. Le titre est exprimé en tex (1 tex = 10'6 kg/m) ou, plus usuellement, en dtex (1 dtex = 0,1 tex). [0050] Les fibres thermoplastiques mises en œuvre dans un matériau d’isolation selon l’invention peuvent encore présenter une longueur comprise de 2 mm à 100 mm, en particulier de 3 mm à 60 mm et de préférence de 6 mm à 20 mm.
[0051] Comme il l’est démontré dans les exemples ci-dessous, les inventeurs ont également constaté que l’adhésion des fibres de verre et thermoplastiques entre elles dans un matériau isolant selon l’invention est significativement augmentée grâce à la présence de fonctions chimiques polaires dans les fibres thermoplastiques.
[0052] Ces fonctions peuvent être introduites soit par mélange d’un agent de couplage polaire dans les fibres thermoplastiques soit par copolymérisation des thermoplastiques avec des unités monomériques polaires.
[0053] Ainsi, selon un mode de réalisation, F au moins un agent de couplage présent dans un matériau d’isolation selon l’invention est un agent de couplage polaire compris dans les fibres thermoplastiques présentes dudit matériau.
[0054] Selon ce mode de réalisation, l’agent de couplage polaire peut être choisi parmi les anhydrides, les acides et les silanes organo-fonctionnels, en particulier l’agent de couplage polaire est choisi parmi les anhydrides, les acides et les silanes organo-fonctionnels à fonctions amines ou époxydiques, de préférence l’agent de couplage polaire est choisi parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique et le (3-aminopropyl)triéthoxysilane (APTES).
[0055] De telles fibres thermoplastiques peuvent être obtenues selon des méthodes connues de l’homme de l’art et décrites par exemple dans les demandes US 09/056,875 et WO 2009/051283 Al.
[0056] Selon un autre mode de réalisation, les fibres thermoplastiques présentes dans un matériau d’isolation selon l’invention comprennent des unités monomériques polaires.
[0057] Selon ce mode de réalisation, les unités monomériques polaires sont des unités monomériques d’alcool polyvinylique.
[0058] Par exemple, les fibres thermoplastiques mises en œuvre dans un matériau isolant selon l’invention peuvent comprendre un copolymère éthylène-alcool vinylique (EVOH).
[0059] De telles fibres thermoplastiques peuvent être obtenues selon des méthodes connues de l’homme de l’art et sont, par exemple, présentes dans le tissu vendu par la société Kuraray Kuraflex sous la dénomination FELIBENDY.
[0060] Un matériau d’isolation selon l’invention peut présenter un grammage compris de 400 g/m2 à 12000 g/m2, en particulier de 500 g/m2 à 8000 g/m2 et de préférence de 600 g/m2 à 4000 g/m2. [0061] Un matériau d’isolation selon l’invention peut présenter une épaisseur comprise de 10 mm à 300 mm, en particulier de 15 mm à 200 mm et de préférence de 20 mm à 100 mm.
[0062] Un matériau d’isolation selon l’invention peut présenter une conductivité thermique comprise de 0,025 W/m.K à 0,050 W/m.K, en particulier de 0,028 W/m.K à 0,048 W/m.K et de préférence de 0,030 W/m.K à 0,045 W/m.K.
[0063] Ces valeurs de conductivité thermiques sont obtenues par des mesures conformément aux normes NF-EN-12667 et NF-EN-12939.
[0064] L’invention a également pour objet un produit isolant acoustique et/ou thermique comprenant un matériau d’isolation selon l’invention.
[0065] Un tel produit se présente notamment sous la forme de rouleaux ou de panneaux.
[0066] Il peut être employé par exemple dans des bâtiments, dans l’industrie ou dans des moyens de transport, notamment ferroviaire ou maritime. Le produit selon l’invention peut être employé pour isoler thermiquement tout type de bâtiments, tertiaires ou d’habitation (collective ou individuelle). Il peut par exemple être utilisé dans des systèmes d’isolation par l’extérieur, pour l’isolation de maisons à ossature bois, dans des panneaux sandwichs, dans des conduits de ventilation etc...
[0067] L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un matériau d’isolation selon l’invention, comprenant une première étape de mélange des fibres thermoplastiques et des fibres de verre puis une étape de chauffage.
[0068] L’étape de chauffage d’un procédé selon l’invention peut comprendre un chauffage à une température comprise de 90°C à 260°C, en particulier comprise de 100°C à 250°C et de préférence de 110°C à 240°C.
[0069] Dans le mode de réalisation dans lequel les fibres thermoplastiques sont dites « bi- composants », la température de l’étape de chauffage est notamment choisie en fonction des températures de fusion des composants. Ainsi, la température de l’étape de chauffage est de préférence supérieure à la température de fusion d’une première phase de la fibre thermoplastique et inférieure à la température de fusion d’une deuxième phase de la fibre thermoplastique.
[0070] Les exemples qui suivent illustrent l’invention de manière non-limitative.
Exemples
[0071] Afin de mesurer l’adhésion entre les fibres thermoplastiques et les fibres de verre des échantillons de ces matériaux sont préparés. Pour chaque mesure, trois plaques de verre, classiquement utilisées pour l’observation au microscope d’échantillons et un voile polymérique composé de fibres constituées d’un cœur de polypropylène et d’une gaine de polyéthylène sont utilisés.
[0072] Le voile polymérique peut être obtenu à partir du composé commercial FELIBENDY vendu par la société Kuraray Kuraflex. Les voiles utilisés dans les exemples ci-dessous ont une épaisseur comprise de 0,1 mm à 1 mm ainsi qu’un grammage d’environ 140 g/m2.
[0073] Les plaques de verre sont nettoyées à l’eau puis à l’éthanol et les éventuels résidus organiques sont éliminés à l’aide de la flamme d’un brûleur.
[0074] Pour chaque mesure, les échantillons sont obtenus en disposant les verticalement selon 3 couches :
- une première couche constituée de deux plaques de verre, une plaque supérieure et une plaque inférieure, adjacentes par leurs largeurs,
- une deuxième couche constituée du voile polymérique, recouvrant partiellement les plaques de verre de la première couche de manière à les chevaucher, et
- une troisième couche constituée d’une plaque de verre, recouvrant le voile polymérique de la deuxième couche.
[0075] Les échantillons ainsi obtenus subissent une étape de cuisson dans un four pendant 10 min à 140°C.
[0076] L’adhésion entre les matériaux est ensuite mesurée à l’aide d’une machine de traction, de référence Instron 5965L9952, cellule 2580/2kN, déplaçant la plaque supérieure, prise dans le mors mobile de la machine à une vitesse de 2 mm/min. La force maximale mesurée est considérée comme la force de rupture du système.
[0077] Le tableau 1 ci-dessous présente les différents systèmes étudiés ainsi que les forces de rupture mesurées moyennes pour chacun d’eux, mesurées lors de quatre essais. Tableau 1
[0078] Pour les exemples 1 et 3 selon l’invention, le traitement de surface du verre au silane organo- fonctionnel est réalisé après les étapes de nettoyage décrites ci-dessus à l’aide d’un papier imbibé de (3-aminopropyl)triéthoxysilane (APTES), passé à la surface des plaques de verre ensuite mises en contact avec le voile polymérique.
[0079] Pour les exemples 2 et 3 selon l’invention, un voile polymérique comprenant en outre de l’anhydride maléique dispersé dans les fibres thermoplastiques est utilisé.
[0080] En comparant les forces de ruptures mesurées pour l’exemple 1 selon l’invention avec celles de l’exemple comparatif 4 ou en comparant les forces de ruptures mesurées pour l’exemple 3 selon l’invention avec celles de l’exemple 2 selon l’invention, il apparait clairement que le traitement de surface du verre au silane organo-fonctionnel, ici l’APTES, permet de significativement améliorer l’adhésion de substrats de verre et de fibres thermoplastiques entre eux.
[0081] De plus, en comparant les forces de ruptures mesurées pour l’exemple 2 selon l’invention avec celles de l’exemple comparatif 4, il apparait également que la présence d’un agent de couplage polaire, ici l’anhydride maléique, dans les fibres thermoplastiques permet de significativement améliorer l’adhésion de substrats de verre et de fibres thermoplastiques entre eux.
[0082] En outre, il est également à noter que, pour l’exemple 3 selon l’invention, il n’est pas possible de désassembler les plaques de verre et le voile polymérique sans rompre le verre. En effet, la rupture se produit au sein du voile thermoplastique et non à l’interface avec les plaques de verre. La force de rupture mesurée est alors uniquement représentative de la cohésion du voile polymérique et non de l’adhésion de celui-ci aux plaques de verres. La force de rupture représentative de l’adhésion entre le voile polymérique et les plaques de verres est donc en réalité plus élevée que celle mesurée. Il est ainsi mis en évidence que la présence combinée d’agents de couplage sous la forme d’un silane organo-fonctionnel utilisé dans le traitement de surface de substrats de verre et d’un agent de couplage polaire présent dans les fibres thermoplastiques permet également de grandement améliorer cette adhésion.
[0083] En conclusion, les résultats présentés dans le tableau 1 ci-dessus, démontrent donc qu’un agent de couplage permet une augmentation significative de l’adhésion de substrats de verre avec des fibres thermoplastiques. Cet agent de couplage peut prendre la forme d’un silane organo- fonctionnel introduit par traitement de surface d’un substrat de verre ou d’un agent de couplage polaire présent dans les fibres thermoplastiques. En particulier, l’adhésion est maximale lorsque sont présents en tant qu’agents de couplage un silane organo -fonctionnel introduit par traitement de surface du verre et d’un agent de couplage polaire dans les fibres thermoplastiques.

Claims

Revendications
1. Matériau d’isolation comprenant des fibres de verre, au moins un agent de couplage et de 5 % à 30 % en poids fibres thermoplastiques par rapport au poids total du matériau.
2. Matériau d’isolation selon la revendication précédente, dans lequel au moins un agent de couplage est un silane organo-fonctionnel avec lequel sont traitées les fibres de verre.
3. Matériau d’isolation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un agent de couplage est un agent de couplage polaire compris dans les fibres thermoplastiques .
4. Matériau d’isolation selon la revendication précédente, dans lequel l’agent de couplage polaire est choisi parmi les anhydrides, les acides et les silanes organo-fonctionnels, en particulier l’agent de couplage polaire est choisi parmi les anhydrides, les acides et les silanes organo-fonctionnels à fonctions amines ou époxydiques, de préférence l’agent de couplage polaire est choisi parmi l’anhydride maléique, l’acide maléique et le (3- aminopropyl)triéthoxy silane (APTES) .
5. Matériau d’isolation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les fibres thermoplastiques comprennent des unités monomériques polaires.
6. Matériau d’isolation selon la revendication précédente, dans lequel les unités monomériques polaires sont des unités monomériques d’alcool polyvinylique.
7. Matériau d’isolation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les fibres thermoplastiques sont choisies parmi les fibres de polyoléfines, de poly(téréphtalate d’éthylène) (PET), de poly(chlorure de vinyle) (PVC), de poly(butyral de vinyle) (PVB), de polystyrène (PS), de polyuréthane (PU), de polyamide (PA) et de leurs copolymères, en particulier les fibres thermoplastiques sont choisies parmi les fibres de polyoléfines, de PET et de leurs copolymères, de préférence les fibres thermoplastiques sont choisies parmi les fibres de polypropylène (PP), de polyéthylène (PE) et de leurs copolymères.
8. Matériau d’isolation l’une quelconque des revendications précédentes présentant une conductivité thermique comprise de 0,025 W/m.K à 0,050 W/m.K, en particulier de 0,028 W/m.K à 0,048 W/m.K et de préférence de 0,030 W/m.K à 0,045 W/m.K.
9. Matériau d’isolation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les fibres thermoplastiques présentent un titre compris de 0,8 dtex à 4 dtex, en particulier de 0,9 dtex à 3 dtex et de préférence de 1 dtex à 1 ,5 dtex
10. Matériau d’isolation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les fibres thermoplastiques présentent une longueur comprise de 2 mm à 100 mm, en particulier de 3 mm à 60 mm et de préférence de 6 mm à 20 mm. Matériau d’isolation selon l’une quelconque des revendications 2 à 10, dans lequel les fibres de verre sont traitées avec un silane organo-fonctionnel choisi parmi les silanes organo- fonctionnels à fonction amine et les silanes organo-fonctionnels à fonction époxydique, en particulier les fibres de verre sont traitées avec un silane organo-fonctionnel choisi parmi le 3-aminopropyltriéthoxysilane, le 3-glycidyloxypropyltriméthoxysilane et le
3-méthacryloxypropyltriméthoxysilane et de préférence les fibres de verre sont traitées avec le (3-aminopropyl)triéthoxysilane (APTES). Matériau d’isolation selon l’une quelconque des revendications précédentes, présentant un grammage compris de 400 g/m2 à 12000 g/m2, en particulier de 500 g/m2 à 8000 g/m2 et de préférence de 600 g/m2 à 4000 g/m2. Matériau d’isolation selon l’une quelconque des revendications précédentes, présentant une épaisseur comprise de 10 mm à 300 mm, en particulier de 15 mm à 200 mm et de préférence de 20 mm à 100 mm. Produit isolant acoustique et/ou thermique, comprenant un matériau d’isolation selon l’une quelconque des revendications précédentes. Procédé de fabrication d’un matériau d’isolation selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, comprenant une première étape de mélange des fibres thermoplastiques et des fibres de verre puis une étape de chauffage.
EP23706400.1A 2022-01-26 2023-01-24 Materiau d'isolation comprenant des fibres thermoplastiques, des fibres de verre et un agent de couplage Pending EP4469632A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2200664A FR3132112A1 (fr) 2022-01-26 2022-01-26 Matériau d’isolation comprenant des fibres thermoplastiques, des fibres de verre et un agent de couplage
PCT/FR2023/050092 WO2023144486A1 (fr) 2022-01-26 2023-01-24 Materiau d'isolation comprenant des fibres thermoplastiques, des fibres de verre et un agent de couplage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4469632A1 true EP4469632A1 (fr) 2024-12-04

Family

ID=81448859

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23706400.1A Pending EP4469632A1 (fr) 2022-01-26 2023-01-24 Materiau d'isolation comprenant des fibres thermoplastiques, des fibres de verre et un agent de couplage

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20250188655A1 (fr)
EP (1) EP4469632A1 (fr)
JP (1) JP2025503090A (fr)
KR (1) KR20240141246A (fr)
AU (1) AU2023213129A1 (fr)
CA (1) CA3240829A1 (fr)
FR (1) FR3132112A1 (fr)
WO (1) WO2023144486A1 (fr)

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2964229D1 (en) 1978-11-30 1983-01-13 Ici Plc Apparatus for spinning bicomponent filaments
US4406850A (en) 1981-09-24 1983-09-27 Hills Research & Development, Inc. Spin pack and method for producing conjugate fibers
JPS61113820A (ja) * 1984-11-08 1986-05-31 Nippon Ester Co Ltd 易染性ポリエステル繊維
DE3917045A1 (de) 1989-05-25 1990-11-29 Bayer Ag Toxikologisch unbedenkliche glasfasern
IT1244039B (it) * 1990-12-20 1994-06-28 Himont Inc Feltri adatti alla preparazione di lastre poliolefiniche rinforzate e procedimento per la loro preparazione
JP2812201B2 (ja) 1994-07-15 1998-10-22 トヨタ自動車株式会社 プレス装置
FR2783516B1 (fr) 1998-09-17 2000-11-10 Saint Gobain Isover Composition de laine minerale
EP1659382A1 (fr) 2003-08-25 2006-05-24 Takayasu CO., LTD. Materiau insonorisant
EP1522532A1 (fr) 2003-10-06 2005-04-13 Saint-Gobain Isover Composition de laine minérale
JP2007204896A (ja) * 2006-02-06 2007-08-16 Tomoegawa Paper Co Ltd 繊維シ−ト及びその製造方法
US20080142178A1 (en) 2006-12-14 2008-06-19 Daphne Haubrich Wet layed bundled fiber mat with binder fiber
JP5444681B2 (ja) 2007-10-19 2014-03-19 Ｅｓファイバービジョンズ株式会社 ポリエステル系熱融着性複合繊維
CN109023719A (zh) 2018-06-06 2018-12-18 常州大学 一种聚丙烯纤维连续玻璃纤维混纺热复合增强材料及其制备方法
CN113372085A (zh) * 2021-04-30 2021-09-10 苏州百联节能科技股份有限公司 一种新型保温节能建筑材料

Also Published As

Publication number Publication date
AU2023213129A1 (en) 2024-06-20
CA3240829A1 (fr) 2023-08-03
FR3132112A1 (fr) 2023-07-28
US20250188655A1 (en) 2025-06-12
JP2025503090A (ja) 2025-01-30
KR20240141246A (ko) 2024-09-26
WO2023144486A1 (fr) 2023-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0201367B1 (fr) Matériau composite polymère thermoplastique renforcé de fibres
EP3233471B1 (fr) Produits d&#39;isolation thermique hautes performances
CA2492405C (fr) Produit d&#39;isolation notamment thermique et son procede de fabrication
EP2736711B1 (fr) Revêtement mural absorbant acoustique
EP2643513B1 (fr) Composition ignifuge aqueuse pour mat a base de fibres minerales, et mats obtenus
FR2895398A1 (fr) Fils de verre revetus d&#39;un ensimage renfermant des nanoparticules.
CN1768912A (zh) 耐高温聚四氟乙烯覆膜过滤材料
EP2162406B1 (fr) Structure de fils de verre destinee a renforcer des articles abrasifs agglomeres
EP0869927B1 (fr) Fils de verre ensimes destines au renforcement de matieres polymeres
CH638472A5 (fr) Fil de fibres de verre impregne d&#39;un appret stable, ne se reticulant pas.
EP3022056B1 (fr) Barriere a la vapeur adaptative
WO2023144486A1 (fr) Materiau d&#39;isolation comprenant des fibres thermoplastiques, des fibres de verre et un agent de couplage
EP1397320A1 (fr) Fils de verre ensimes, composition d&#39;ensimage et composites comprenant lesdits fils
EP0818425A1 (fr) Matériau à base de fibres minérales
EP3237549B1 (fr) Composition aqueuse de liant pour fibres et produits fibreux obtenus
FR2864073A1 (fr) Fils de verre ensimes a impregnation rapide pour le renforcement de matieres polymeres
EP1481128B1 (fr) Mat de fils coupes par voie humide
FR2959226A1 (fr) Structure de fils de verre destinee a renforcer des articles abrasifs agglomeres.
WO2004065714A1 (fr) Fibre de renforcement en polyolefine, utilisation et produits comprenant la fibre.
CA3159426A1 (fr) Structure textile a base de fibres de verre avec revetement parylene
WO2003068702A2 (fr) Matériaux composites obtenus à partir de liant hydraulique et de fibres organiques présentant un comportement mécanique amélioré
CH642034A5 (fr) Bobinage de fibres de verre porteuses d&#39;un appret compatible avec les polyolefines et de bonne conservation.
EP1485536A2 (fr) Voile a liant fibre pvoh
EP2938671B1 (fr) Composition elastomere autoadherente
BE626993A (fr)

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20240826

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)