FR2625980A1 - INSULATING MATERIAL AND ISOTHERMAL PROTECTIVE PACKAGING MADE FROM SUCH A MATERIAL - Google Patents
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Abstract
Description
MATERIAU ISOLANT ET EMBALLAGE PROTECTEUR ISOTHERMIQUEINSULATING MATERIAL AND ISOTHERMAL PROTECTIVE PACKAGING
REALISE A PARTIR D'UN TEL MATERIAU.REALIZED FROM SUCH A MATERIAL.
La présente invention a trait à un nouveau type de matériau isolant se présentant sous la forme de plaque ou feuille de faible épaisseur; elle concerne également The present invention relates to a new type of insulating material in the form of a thin sheet or plate; it also concerns
un nouveau type d'emballage réalisé à partir de ce maté- a new type of packaging made from this material
riau. A ce jour, de nombreuses matières sont utilisées laugh. To date, many materials are used
pour réaliser des feuilles ou plaques isolantes utili- to make insulating sheets or plates used
sées notamment pour la réalisation d'emballages permet- particularly for the production of packaging allowing
tant d'assurer la protection isothermique de produits divers, tels que notamment des produits pharmaceutiques, alimentaires.. Parmi ces matériaux, on peut citer la as long as ensuring the isothermal protection of various products, such as in particular pharmaceuticals, foodstuffs. Among these materials, mention may be made of
laine de verre, la laine de roche, le polystyrène ex- glass wool, rock wool, polystyrene ex-
trudé et expansé, les mousses de polyuréthane ou polyé- polyurethane or polyurethane foam
thylène. Si de telles plaques peuvent être utilisées telles quelles, dans de nombreux cas, on a proposé de thylene. While such plates can be used as is, in many cases it has been proposed to
les associer sur l'une ou leurs deux faces à des feuil- combine them on one or both sides with sheets
les réfléchissantes telles que par exemple une couche de papier aluminisé, une feuille d'aluminium, un film de PVC (ou similaire) métallisé sur une ou ses deux faces, reflective materials such as for example a layer of aluminized paper, an aluminum foil, a PVC film (or similar) metallized on one or both sides,
notamment selon la technique de métallisation sous vide. in particular according to the vacuum metallization technique.
En général, ces feuilles ou plaques sont mises en oeuvre en les disposant "en sandwich" entre deux parois, notamment dans le cas des glacières ou sacs isothermes In general, these sheets or plates are implemented by placing them "sandwiched" between two walls, in particular in the case of coolers or insulated bags.
en papier ou PVC destinés au transport d'aliments con- made of paper or PVC intended for the transport of
gelés, de produits pharmaceutiques,.. jellies, pharmaceuticals, ..
De tels matériaux isolants donnent satisfaction pour la plupart des applications mais leur résistance thermique est fonction de leur épaisseur, ce qui-conduit Such insulating materials are satisfactory for most applications but their thermal resistance is a function of their thickness, which leads
à des conditionnements de produits relativement volumi- relatively large product packaging
neux, augmentent donc les coûts de production de tels therefore increase the production costs of such
emballages. Par ailleurs, les feuilles ou plaques iso- packaging. Furthermore, the sheets or plates iso-
lantes de faible épaisseur actuellement commercialisées ne permettent une protection thermique que de durée limitée. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, qu'il était possible d'améliorer la résistance thermique de tels matériaux isolants dans de grandes proportions pour une épaisseur donnée et ce, Lantes of thin thickness currently marketed allow thermal protection only for a limited time. Now it has been found, and this is the subject of the present invention, that it was possible to improve the thermal resistance of such insulating materials in large proportions for a given thickness, and this,
sans pratiquement affecter les caractéristiques mécani- without practically affecting the mechanical characteristics
ques des emballages réalisés à partir de tels matériaux. than packaging made from such materials.
D'une manière générale, l'invention concerne donc In general, the invention therefore relates to
un perfectionnement apporté aux matériaux isolants com- further development of insulating materials
posés d'une couche intermédiaire isolante revêtue sur ses deux faces d'une feuille de matière réfléchissante, le matériau selon l'invention se caractérisant par le fait que la couche intermédiaire isolante présente des placed with an insulating intermediate layer coated on both sides with a sheet of reflective material, the material according to the invention being characterized in that the insulating intermediate layer has
perforations, régulièrement réparties sur toute sa sur- perforations, regularly distributed over its entire surface
face et s'étendant sur toute son épaisseur, chaque per- face and extending over its entire thickness, each
foration ayant une section telle qu'en fonction de l'épaisseur du matériau, on forme un espace confiné entre les feuilles réfléchissantes externes, espace dans hole having a section such that depending on the thickness of the material, a confined space is formed between the external reflecting sheets, space in
lequel l'air est immobile.which air is still.
Conformément à l'invention, la section des perfora- According to the invention, the perforation section
tions réalisée dans la couche intermédiaire (isolante) du complexe isolant conforme à l'invention sera d'autant plus faible que cette couche sera épaisse, la section des perforations étant une fonction décroissante de l'épaisseur. Le rapport de la surface perforée à la surface totale sera adapté en fonction des caractéristiques mécaniques du matériau isolant utilisé. A titre d'exemple, pour un matériau en feuille ou plaque à base de polystyrène extrudé, ce rapport ne devra pas excéder %. tions made in the intermediate (insulating) layer of the insulating complex according to the invention will be lower the thicker this layer, the section of the perforations being a decreasing function of the thickness. The ratio of the perforated surface to the total surface will be adapted according to the mechanical characteristics of the insulating material used. For example, for a sheet or plate material based on extruded polystyrene, this ratio should not exceed%.
Les feuilles réfléchissantes externes seront rap- The external reflective sheets will be
portées aux surfaces de la couche intermédiaire de ma- brought to the surfaces of the intermediate layer of ma-
nière connue, par exemple par collage voire même, en fonction de la structure interne de la couche isolante, par exemple dans le cas o cette couche isolante est à base d'une matière thermocollante, de réaliser cette association, par simple calendrage à chaud, provoquant une fusion superficielle de la couche isolante et par known way, for example by bonding or even, depending on the internal structure of the insulating layer, for example in the case where this insulating layer is based on a heat-bonding material, to achieve this association, by simple hot calendering, causing a surface fusion of the insulating layer and by
suite le collage des couches réfléchissantes externes. following the bonding of the external reflective layers.
Comme matériau isolant constituant la couche inter- As insulating material constituting the inter-
ne, on utilisera tout matériau dont la structure permet de réaliser dans son épaisseur des perforations ayant ne, any material whose structure makes it possible to produce perforations having
une configuration stable.a stable configuration.
De préférence, on utilisera cependant comme couche Preferably, however, it will be used as a layer
intermédiaire isolante des matières plastiques cellulai- insulating intermediate for cellulosic plastics
res rigides telles que le polystyrène extrudé et expan- rigid res such as extruded and expanded polystyrene
dé, les mousses de polyuréthane ou de polyéthylène.. polyurethane or polyethylene foams.
L'invention et les avantages qu'elle apporte seront The invention and the advantages which it brings will be
cependant mieux compris grace aux exemples de réalisa- however, better understood thanks to the examples of realizations
tion donnés ci-après & titre indicatif et non limitatif, tion given below & indicative and not limiting,
et qui sont illustrés par les schémas annexés dans les- and which are illustrated by the diagrams appended in the-
quels:which:
- la figure 1 est une vue schématique en perspec- - Figure 1 is a schematic perspective view
tive éclatée montrant la structure d'un matériau isolant conforme à l'invention; - la figure 2 montre un nouveau type d'emballage, qui fait également partie de l'invention, réalisé à exploded tive showing the structure of an insulating material according to the invention; - Figure 2 shows a new type of packaging, which is also part of the invention, produced at
partir d'un tel matériau.from such material.
Si l'on se reporte aux schémas annexés et plus particulièrement à la figure 1, le matériau isolant conforme à l'invention se présente sous la forme d'une If reference is made to the appended diagrams and more particularly to FIG. 1, the insulating material according to the invention is in the form of a
feuille ou plaque comportant d'une part une couche in- sheet or plate comprising on the one hand an insulating layer
termédiaire isolante (1), en général de faible épaisseur (comprise entre deux et douze millimètres), cette couche intermédiaire (1) étant revêtue sur ses deux faces de deux feuilles (2,3) à base de matières réfléchissantes insulating intermediate (1), generally thin (between two and twelve millimeters), this intermediate layer (1) being coated on its two faces with two sheets (2,3) based on reflective materials
telles que par exemple un film métallisé sous vide (re- such as for example a metallized film under vacuum (re-
vêtement d'aluminium).aluminum garment).
Conformément à l'invention, la couche intermédiaire (2) comporte sur toute son épaisseur des perforations (4) régulièrement réparties et qui couvrent environ 25 % According to the invention, the intermediate layer (2) has, over its entire thickness, perforations (4) regularly distributed and which cover approximately 25%
de - Surface totale de ladite couche intermédiaire (1). de - Total area of said intermediate layer (1).
L'association des feuilles réfléchissantes (2,3) exter- The association of external reflective sheets (2,3)
nes à la couche intermédiaire (1) est réalisée par exemple par collage en prenant soin toutefois de ne pas nes to the intermediate layer (1) is produced for example by gluing, taking care however not to
obturer par un film de colle les orifices des perfora- seal the holes of the perforations with a film of glue
tions (4).tions (4).
Par rapport à un matériau similaire ne comportant pas de perforations internes, la résistance thermique Compared to a similar material without internal perforations, the thermal resistance
globale de telles feuilles ou plaques se trouvent nota- overall such sheets or plates are found
blement améliorée comme le démontreront les trois exemples de réalisation qui suivent, exemples réalisés à partir de trois matériaux ayant respectivement: - un de 0,027 W, significantly improved as will be demonstrated by the three embodiments which follow, examples made from three materials having respectively: one of 0.027 W,
0,030 W,0.030 W,
0,035 W;0.035 W;
- pour les feuilles externes (2,3) de feuilles réfléchissantes à base d'un film métallisé d'aluminium dont le pouvoir E est de 0,04 et correspond à celui - for the outer sheets (2,3) of reflective sheets based on a metallized aluminum film whose power E is 0.04 and corresponds to that
d'aluminium poli.polished aluminum.
Les trois matériaux conformes à l'invention se The three materials according to the invention are
différencient par leur épaissseur E qui est respective- differentiate by their thickness E which is respective-
ment de trois millimètres, six millimètres et dix mil- three millimeters, six millimeters and ten mil-
limètres. Dans ces trois exemples, les perforations (4) se présentent sous la forme de conduits cylindriques dont les diamètres sont identiques et, couvrent une surface limiters. In these three examples, the perforations (4) are in the form of cylindrical conduits whose diameters are identical and cover a surface
variable du matériau, étant donné que suivant sa résis- variable of the material, since according to its resistance
tance mécanique compte- tenu de la surface totale des épaisseurs relativement faibles de la couche interne (1), on obtient dans tous les cas des espaces confinés o l'air est immobile. Pour des matériaux de moindre Mechanical strength taking into account the total surface of the relatively small thicknesses of the internal layer (1), one obtains in all cases confined spaces where the air is stationary. For lesser materials
épaisseur, il pourrait être envisagé d'avoir des per- thickness, it could be considered to have per-
forations de plus grande section alors qu'en revanche, pour des matériaux de plus grande épaisseur, il sera nécessaire d'adapter cette section pour obtenir de tels larger section holes whereas on the other hand, for thicker materials, it will be necessary to adapt this section to obtain such
espaces confinés o l'air est immobile. confined spaces where the air is stationary.
262.5980262.5980
Des essais comparatifs de résistance thermique sont réalisés pour des complexes isolants ne comportant pas de perforations et des complexes conformes à l'invention comportant des perforations couvrant plus ou moins 25 % de la surface totale. Ces essais sont réalisés à partir de trois isolants (respectivement corps no 1, n 2, n 3)., l'âme (1) du corps n 1 ayant un coefficient de conductivité de 0,029 Comparative thermal resistance tests are carried out for insulating complexes having no perforations and complexes according to the invention comprising perforations covering more or less 25% of the total surface. These tests are carried out using three insulators (body no 1, no 2, no 3, respectively)., The core (1) of body no 1 having a conductivity coefficient of 0.029
W/m C, les âmes des corps n 2 et 3 ayant des coeffi- W / m C, the souls of bodies 2 and 3 having coefficients
cients de conductivité de 0,030 et 0,035 W/m C. conductivity cients of 0.030 and 0.035 W / m C.
Les résistances thermiques des différents complexes sont données par les relations suivantes: - dans le cas de la conduction R = e; - dans le cas de la connection et du rayonnement R = i avec h = x 5,72-1) -(O2 / v 0,2 L\400)\400) -i_z -Ti _ t T4TZ The thermal resistances of the different complexes are given by the following relationships: - in the case of the conduction R = e; - in the case of connection and radiation R = i with h = x 5.72-1) - (O2 / v 0.2 L \ 400) \ 400) -i_z -Ti _ t T4TZ
T exprimant les températures des parois en K. T expressing the temperatures of the walls in K.
Rappelons que le À (lambda) moyen de l'air immo- Recall that the average (lambda) of immobile air
bile est de 0,025 W/moC auk températures considérées. bile is 0.025 W / moC at the temperatures considered.
Dans ces conditions, la valeur du coefficient d'échange superficiel est donnée par la relation: Under these conditions, the value of the surface exchange coefficient is given by the relation:
-4 -4 0.25-4 -4 0.25
he = 0,04 (2,86 -2,81 x (572+1,81)(2.86-2,81) = 0,750W/'2 C he = 0.04 (2.86 -2.81 x (572 + 1.81) (2.86-2.81) = 0.750W / '2 C
Voici le tableau donnant les résultats. Here is the table giving the results.
Résistance avec perforation I Tobtal Résistance (lambda) thermique par de la thermique épaisseur sans axrx kn arm t partie globale du Corps n' perforation perforée cores perforé W/m-C m m2'C/W m OC/W Corps nl 0,027 0, 003 0,111 0,120 2,667 2,787 0,780 nature 0,006 0,222 0,240 2,667 2,917 0, 896 Resistance with perforation I Tobtal Thermal resistance (lambda) by thermal thickness without axrx kn arm t overall part of the Body n 'perforation perforated cores perforated W / mC m m2'C / W m OC / W Body nl 0.027 0.003 0.111 0.120 2.667 2.787 0.780 natural 0.006 0.222 0.240 2.667 2.917 0.896
0,010 0,370 0,400 2,667 3,067 1,0440.010 0.370 0.400 2.667 3.067 1.044
Corps n2 0,030 0,003 0,090 0,120 2,667 2,787 0,764 nature 0,006 0,180 0, 240 2,667 2,917 0,864 Body n2 0.030 0.003 0.090 0.120 2.667 2.787 0.764 nature 0.006 0.180 0.240 2.667 2.917 0.864
0,010 0,330 0,400 2,667 3,067 1,0140.010 0.330 0.400 2.667 3.067 1.014
Corps n3 0,035 0,003 0,086 0,120 2,667 2,787 0,761 Body n3 0.035 0.003 0.086 0.120 2.667 2.787 0.761
0,006 0,171 0,240 2,667 2,917 0,8500.006 0.171 0.240 2.667 2.917 0.850
0,010 0,400 0,400 2,667 3,067 0,9840.010 0.400 0.400 2.667 3.067 0.984
J.o uI Co C,J.o uI Co C,
On constate donc grâce au matériau conforme à l'inven- It is therefore found, thanks to the material according to the invention,
tion, que la résistance thermique globale est notable- tion, that the overall thermal resistance is notable-
ment améliorée et ce, d'autant plus que le complexe est ment, and all the more so since the complex is
de faible épaisseur.thin.
Grâce à de tels matériaux,.il est possible de réa- Thanks to such materials, it is possible to
liser, notamment dans le cas de complexes de faible épaisseur, des emballages isothermes se présentant sous read, in particular in the case of thin complexes, isothermal packaging presented under
la forme de sachets ou enveloppes.the form of sachets or envelopes.
Il est également possible de réaliser de nouveaux types d'emballages tels qu'illustrés à la figure 2 et qui comportent, d'une part, une base (5) sur laquelle est susceptible de s'emboiter un couvercle (6). Cette base (5) comporte une cloison interne (7) également à It is also possible to produce new types of packaging as illustrated in FIG. 2 and which comprise, on the one hand, a base (5) on which is likely to fit a cover (6). This base (5) has an internal partition (7) also at
base d'un complexe conforme à l'invention. Dans la cham- base of a complex according to the invention. In the room
bre (8), peut être disposée une source chauffante ou refroidissante constituée par un corps solide ou liquide bre (8), can be arranged a heating or cooling source constituted by a solid or liquid body
dont la capacité thermique est adéquate au but recher- whose thermal capacity is adequate for the purpose sought
ché, cette capacité thermique pouvant être fournie soit par la chaleur massique du corps soit par sa chaleur ché, this heat capacity can be provided either by the mass heat of the body or by its heat
latente de fusion ou de solidification. latent of fusion or solidification.
L'emploi combiné de ce type d'emballage avec une pochette réalisée avec le même matériau et munie d'une fermeture excluant tout échange entre l'air intérieur et l'atmosphère ambiante, permet de réaliser une double isolation du contenu de l'emballage intérieur et de le soustraire'pendant un temps déterminé aux variations de la température de l'atmosphère, puisque le produit et son emballage, que l'on peut appeler "primaire", sont maintenus dans un milieu à température constante par The combined use of this type of packaging with a pouch made of the same material and provided with a closure excluding any exchange between the indoor air and the ambient atmosphere, allows a double insulation of the contents of the packaging. inside and subtract it for a determined time from variations in the temperature of the atmosphere, since the product and its packaging, which can be called "primary", are kept in a medium at constant temperature by
suite de la présence et de l'action de la capacité ther- as a result of the presence and action of ther-
mique.mique.
Les exemples qui précèdent montrent bien les avan- The above examples clearly show the advantages
tages apportés par l'invention.tages brought by the invention.
Par ailleurs, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits précédemment mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. Furthermore, the invention is not limited to the embodiments described above but it covers all the variants produced in the same spirit.
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