FR2861829A1 - Thermal insulation material has at least one layer of animal origin and synthetic films bonded by needling or ultrasound welding - Google Patents

Thermal insulation material has at least one layer of animal origin and synthetic films bonded by needling or ultrasound welding Download PDF

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Abstract

The thermal insulation material has at least one layer (4, 7) of animal origin, especially sheep's wool, sandwiched between two layers of synthetic film (3, 5) and bonded to one of them by needling (1) or by ultrasound welding. The wool is given anti-mite, anti-acarian and anti-bacteral treatment, and the synthetic films are energy reflecting.

Description

L'invention concerne un matériau complexe pour l'isolation thermique duThe invention relates to a complex material for the thermal insulation of the

type comprenant, au moins, une couche composée d'un matériau d'origine animale prise en sandwich entre deux films d'origine synthétique.  type comprising, at least, a layer composed of a material of animal origin sandwiched between two films of synthetic origin.

Actuellement, dans le domaine de l'isolation thermique, il est connu différents matériaux pour l'isolation tels que les fibres minérales, comme par exemple la laine de verre ou la laine de roche, ou les mousses, comme par exemple le polystyrène expansé (PSE) ou le polystyrène extrudé (PSX).  Currently, in the field of thermal insulation, it is known different materials for insulation such as mineral fibers, such as for example glass wool or rockwool, or foams, such as expanded polystyrene ( EPS) or extruded polystyrene (PSX).

Bien que très répandus, de tels isolants thermiques présentent de nombreux inconvénients.  Although widespread, such thermal insulators have many disadvantages.

Les fibres minérales, telles que la laine de roche ou la laine de verre sont de fabrication assez compliquée et longue.  Mineral fibers, such as rockwool or glass wool are quite complicated and time consuming.

Par ailleurs, lors du placement de ces laines, il faut respecter les précautions d'usage telles que l'utilisation des vêtements protecteurs, des masques antipoussières et des gants à cause des irritations cutanées qu'elles peuvent provoquer.  Moreover, when placing these wools, it is necessary to observe the usual precautions such as the use of protective clothing, dust masks and gloves because of the skin irritations they can cause.

En outre, les laines minérales contiennent souvent des résines à base de formaldéhyde qui est un produit chimique très toxique.  In addition, mineral wools often contain formaldehyde resins which is a very toxic chemical.

De plus, les polystyrènes sont des dérivés de pétrole ou de gaz naturel, dont la fabrication implique la libération des substances toxiques comme le benzène.  In addition, polystyrenes are derivatives of petroleum or natural gas, the manufacture of which involves the release of toxic substances such as benzene.

Par ailleurs, la plupart des polystyrènes expansés et extrudés sont gonflés au hydrochlorofluocarbone (HCFC) avec des conséquences pour l'environnement.  On the other hand, most expanded and extruded polystyrenes are inflated with hydrochlorofluorocarbons (HCFCs) with consequences for the environment.

On connaît des matériaux complexes qui utilisent des fibres textiles pour constituer des matelassages cousus ou collés qui toutefois engendrent une fabrication délicate.  Complex materials are known which use textile fibers to form stitched or glued quilts which, however, give rise to delicate production.

Le but de la présente invention est de proposer un matériau pour l'isolation thermique qui pallie les inconvénients précités, notamment au niveau de la fabrication dudit matériau complexe.  The object of the present invention is to provide a material for thermal insulation that overcomes the aforementioned drawbacks, especially in the manufacture of said complex material.

Un autre but de l'invention est de proposer un matériau complexe qui soit à la fois non toxique et écologique.  Another object of the invention is to provide a complex material that is both nontoxic and ecological.

Un autre but de l'invention est de proposer un matériau complexe de simple application.  Another object of the invention is to provide a complex material of simple application.

D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours 5 de la description qui va suivre qui n'est donnée qu'à titre indicatif, et qui n'a pas pour but de la limiter.  Other objects and advantages of the invention will become apparent from the following description, which is merely indicative and is not intended to limit it.

La présente invention concerne un matériau complexe pour l'isolation thermique comprenant, au moins, une couche composée d'un matériau d'origine animale prise en sandwich entre deux films d'origine synthétique, caractérisé par le fait que la couche d'origine animale est aiguilletée sur un des films d'origine synthétique.  The present invention relates to a complex material for thermal insulation comprising, at least, a layer composed of a material of animal origin sandwiched between two films of synthetic origin, characterized in that the layer of animal origin is needled on one of the films of synthetic origin.

Il est à noter que les complexes pour l'isolation thermique présentant dans la constitution des matériaux d'origine animale, tels que la laine, les poils des mammifères ou le duvet des oiseaux, sont des excellents 15 isolants thermiques dus à leurs caractéristiques physico-chimiques, notamment leur faible coefficient de conductivité thermique.  It should be noted that complexes for thermal insulation in the constitution of materials of animal origin, such as wool, mammal hair or bird's down, are excellent thermal insulators due to their physical characteristics. in particular their low coefficient of thermal conductivity.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, accompagnée des dessins en annexe parmi lesquels: - la figure 1 représente une vue de dessus schématique du 20 matériau complexe, - la figure 2 représente une vue, en coupe, de côté du matériau complexe représenté à la figure 1 précédente, selon la flèche Il, - la figure 3 représente une vue, en coupe, de côté du matériau complexe représenté à la figure 1 précédente, selon la flèche III, - la figure 4 représente une vue, en coupe, de côté d'un autre mode de réalisation d'un matériau complexe, - la figure 5 représente en vue de dessus schématique une autre variante du matériau complexe de l'invention La présente invention concerne un matériau complexe pour 30 l'isolation thermique comprenant, comme le montre la figure 2, au moins, une couche 4 composée d'un matériau d'origine animale, prise en sandwich entre deux films 3, 5 d'origine synthétique, constituant ainsi une nappe.  The invention will be better understood on reading the following description, accompanied by the appended drawings in which: FIG. 1 represents a schematic top view of the complex material; FIG. 2 represents a sectional side view; of the complex material represented in FIG. 1 above, according to the arrow II, - FIG. 3 represents a sectional side view of the complex material represented in FIG. 1 above, according to the arrow III, FIG. FIG. 5 is a schematic top view of another embodiment of a complex material of the invention. thermal insulation comprising, as shown in Figure 2, at least a layer 4 composed of a material of animal origin, sandwiched between two films 3, 5 of synthetic origin, thus constituting a web.

Toutefois, comme il le sera décrit ultérieurement, le matériau complexe de la présente invention pourra comprendre plusieurs nappes superposées, et donc comprendre une ou plusieurs couches 4, 7 de matériau d'origine animale avec leurs films 3, 5, 6, 8 d'origine synthétique correspondants.  However, as will be described later, the complex material of the present invention may comprise several superimposed sheets, and thus comprise one or more layers 4, 7 of material of animal origin with their films 3, 5, 6, 8 of corresponding synthetic origin.

Selon l'invention, la couche 4; 7 d'origine animale est aiguilletée, tel que schématisé par le repère 1 sur un des films 5; 6 d'origine synthétique. L'aiguilletage est notamment effectué ponctuellement sur le film, selon une densité donnée, afin d'obtenir une résistance suffisante à l'arrachement et conférer un bon maintien relatif des couches d'origines animale et film synthétique.  According to the invention, the layer 4; 7 of animal origin is needled, as schematized by the mark 1 on one of the films 5; 6 of synthetic origin. The needling is particularly carried out punctually on the film, according to a given density, in order to obtain a sufficient resistance to tearing and to confer a good relative maintenance of the layers of animal origins and synthetic film.

Par aiguilletage, on étend la fixation à l'aide d'aiguilles à crochets des touffes de la matière d'origine animale 4; 4, 7 dans le film 5; 5, 6 d'origine synthétique, comme le montrent particulièrement les figures 2, 3 et 4.  By needling, the attachment is extended by means of hook needles tuft of the material of animal origin 4; 4, 7 in the film 5; 5, 6 of synthetic origin, as shown particularly in Figures 2, 3 and 4.

Selon l'invention, la ou les couches 4; 4, 7 et les films 3, 5; 3, 5, 6, 8 que constitue le complexe sont soudés ponctuellement 2 entre eux par ultrasons, comme illustré à la figure 1.  According to the invention, the layer or layers 4; 4, 7 and the films 3, 5; 3, 5, 6, 8 that constitute the complex are spot welded 2 to each other by ultrasound, as illustrated in FIG.

Les ultrasons sont particulièrement utilisés pour le soudage dans le domaine industriel dus à l'échauffement ou les vibrations qu'ils induisent.  Ultrasounds are particularly used for welding in the industrial field due to heating or vibrations they induce.

Selon la présente invention, l'utilisation d'une soudure par ultrasons permet de lier ponctuellement les différentes couches, avec une rapidité d'exécution par point inférieure à la seconde et avec une soudure propre.  According to the present invention, the use of an ultrasonic weld makes it possible to bind the different layers punctually, with a speed of execution per point less than the second and with a clean weld.

Le principe de soudage par ultrasons consiste à associer une pression d'appui à la vibration ultrasonore.  The principle of ultrasonic welding consists of associating a pressing pressure with the ultrasonic vibration.

L'énergie ultrasons, compte tenu des caractéristiques des matériaux, produit un échauffement intense dans la matière. Elle fusionne à l'interface de l'assemblage et donc le soudage par ultrasons ne nécessite pas d'agent de liaison complémentaire. La force de pression est produite manuellement ou par un vérin.  Ultrasonic energy, given the characteristics of materials, produces intense heating in the material. It merges at the interface of the assembly and therefore the ultrasonic welding does not require additional bonding agent. The pressure force is produced manually or by a jack.

Les vibrations mécaniques à haute fréquence ultrasonore, de l'ordre de 20. 000 hertz sont produites par le biais d'une sonotrode.  The ultrasonic high frequency mechanical vibrations, of the order of 20 000 hertz, are produced by means of a sonotrode.

Par vibrations mécaniques à haute fréquence ultrasonore, on entend des vibrations mécaniques semblables à celles produites par n'importe quel instrument de musique, mais parce qu'elles sont à une fréquence supérieure aux capacités audibles de l'oreille humaine (supérieure à 16 KHz, elles sont appelées ultrason. Ces ondes sont produites par un générateur. Ce dernier envoie un courant alterné ayant la même fréquence que le convertisseur qui le transforme en vibrations mécaniques. Une fois la vibration produite, elle est ensuite amplifiée et transmise aux pièces à souder par la sonotrode.  High frequency ultrasonic mechanical vibrations means mechanical vibrations similar to those produced by any musical instrument, but because they are at a frequency higher than the audible capacities of the human ear (greater than 16 KHz, they are called ultrasonic waves, which are produced by a generator, which sends an alternating current with the same frequency as the converter, which transforms it into mechanical vibrations.When the vibration is produced, it is then amplified and transmitted to the parts to be welded by the sonotrode.

Selon la présente invention, la soudure par ultrasons est réalisée en lignes parallèles 21, espacées selon un pas donné p , ou en forme de losange 22 selon un motif périodique, tel qu'illustré aux figures 1 et 5, de telle façon à donner une bonne cohésion au matériau complexe, mais à limiter les ponts thermiques.  According to the present invention, the ultrasonic welding is carried out in parallel lines 21, spaced at a given pitch p, or diamond-shaped 22 in a periodic pattern, as illustrated in FIGS. 1 and 5, so as to give a good cohesion to the complex material, but to limit the thermal bridges.

Lors du soudage au niveau des zones qui se trouvent immédiatement sous la sonotrode, les différentes couches sont liées entre elles, y compris les deux films extérieurs 3 et 6 d'origine synthétique tel qu'illustré à la figure 2.  When welding at the zones immediately below the sonotrode, the different layers are bonded together, including the two outer films 3 and 6 of synthetic origin as illustrated in FIG.

La figure 3 illustre une autre zone du matériau complexe après soudage, qui se trouve entre deux points de soudure, et les différentes couches se trouvent rapprochées les unes des autres, et emprisonnées entre 25 deux points de soudure consécutifs. Les deux films extérieurs 3 et 5 ne sont pas en contact direct, ce qui diminue l'effet de pont thermique.  Figure 3 illustrates another area of the post weld complex material between two solder points, and the different layers are brought closer together and trapped between two consecutive solder spots. The two outer films 3 and 5 are not in direct contact, which reduces the thermal bridging effect.

Dans un autre mode de réalisation, selon la présente invention, le matériau complexe comprend deux couches 4, 7 composées d'un matériau d'origine animale, chacune prise en sandwich entre deux films 3, 5; 6, 8 d'origine synthétique, tel qu'illustré à la figure 4.  In another embodiment, according to the present invention, the complex material comprises two layers 4, 7 composed of a material of animal origin, each sandwiched between two films 3, 5; 6, 8 of synthetic origin, as illustrated in Figure 4.

Selon ce mode de réalisation, le matériau complexe comprend en superposition: - un premier film extérieur d'origine synthétique 3, - une première couche d'un matériau d'origine animale 4, - un premier film intérieur support d'aiguilletage d'origine synthétique 5 de ladite première couche d'un matériau d'origine animale 4, - un deuxième film intérieur support d'aiguilletage d'origine synthétique 6 d'une deuxième couche d'un matériau d'origine animale 7, - ladite deuxième couche d'un matériau d'origine animale 7, - un deuxième film extérieur d'origine synthétique 8.  According to this embodiment, the complex material comprises in superposition: a first outer film of synthetic origin 3, a first layer of a material of animal origin 4, a first inner needling support inner film. synthetic material 5 of said first layer of a material of animal origin 4, - a second inner needling support film of synthetic origin 6 of a second layer of a material of animal origin 7, - said second layer of a material of animal origin 7, a second external film of synthetic origin 8.

Selon un mode particulier de réalisation de la présente invention, le film d'origine synthétique 3, 5, 6, 8 est le polyéthylène.  According to a particular embodiment of the present invention, the film of synthetic origin 3, 5, 6, 8 is polyethylene.

Selon un autre mode de réalisation, le film d'origine synthétique 3, 5, 6, 8 est le polyester.  According to another embodiment, the film of synthetic origin 3, 5, 6, 8 is the polyester.

Selon la présente invention, les films synthétiques peuvent présenter une armure 9 de polyéthylène ou de polyester, telle que simulée aux figures 1, 2 et 3. L'armure 9 peut se présenter sur les deux films extérieurs synthétiques 3 et 8 ou seulement sur un des films extérieurs synthétiques 3 ou 8.  According to the present invention, the synthetic films can have a polyethylene or polyester weave 9, as simulated in FIGS. 1, 2 and 3. The weave 9 can be on the two synthetic outer films 3 and 8 or only on a synthetic outer films 3 or 8.

On a obtenu de bons résultats lorsque le film extérieur 20 d'origine synthétique 3, 8 et le film intérieur support d'aiguilletage 5, 6 présentent les caractéristiques suivantes: - film extérieur: polyéthylène téréphtalate de 12 microns d'épaisseur, - armure: grille de 8 mm x 8 mm de polyester - métallisation aluminium.  Good results have been obtained when the outer film 20 of synthetic origin 3, 8 and the inner needling film 5, 6 have the following characteristics: - outer film: polyethylene terephthalate 12 microns thick, - weave: polyester 8 mm x 8 mm grid - aluminum metallization.

- film intérieur support d'aiguilletage: - polyéthylène basse densité radicalaire de 38 microns d'épaisseur, densité 0,925 g/cm3 - point de fusion de 105 à 115 C, métallisation aluminium avec densité optique de 1,8.  - inner film needling support: - free radical low density polyethylene 38 microns thick, density 0.925 g / cm3 - melting point of 105 to 115 C, aluminum metallization with optical density of 1.8.

Selon la présente invention, le matériau d'origine animale 4, 7 est la laine, et plus particulièrement la laine de mouton.  According to the present invention, the material of animal origin 4, 7 is wool, and more particularly sheep wool.

La laine de mouton est un excellent isolant thermique, ininflammable et résistant aux rongeurs.  Sheep wool is an excellent thermal insulator, non-flammable and rodent resistant.

Ses propriétés physico-chimiques font de la laine un des matériaux d'isolation le plus performant, à savoir: - un coefficient de conductivité thermique exceptionnel, avec un lambda d'environ 0,032 Wm-'K-1, supérieur aux laines minérales, comme par exemple pour la laine de verre avec un lambda de 0,04 Wm-'K-'.  Its physicochemical properties make wool one of the most efficient insulation materials, namely: - an exceptional coefficient of thermal conductivity, with a lambda of about 0.032 Wm-'K-1, superior to mineral wool, as for example for glass wool with a lambda of 0.04 Wm-'K- '.

On entend par conductivité thermique la quantité de chaleur transférée en une unité de temps au travers d'un matériau d'une unité de surface et d'une unité d'épaisseur.  By thermal conductivity is meant the amount of heat transferred in a unit of time through a material of a surface unit and a unit of thickness.

En outre, les propriétés physico-chimiques de la laine, comme par exemple sa capacité à se lier à des molécules d'eau lui confèrent une tenue naturelle au feu. En effet, la laine débarrassée de son suint ne s'enflamme qu'à partir de 560 C et tend à s'éteindre d'elle-même.  In addition, the physico-chemical properties of wool, such as its ability to bind to water molecules give it a natural fire resistance. Indeed, the wool cleared of its suint ignites only from 560 C and tends to extinguish itself.

En outre, la laine de mouton peut se comporter comme un hygro-régulateur, capable d'absorber jusqu'à 30 % de son poids d'eau sans paraître mouillée et sans affecter ses propriétés isolantes.  In addition, sheep's wool can behave as a hygro-regulator, able to absorb up to 30% of its weight of water without appearing wet and without affecting its insulating properties.

En outre, la laine de mouton est légère avec une densité d'environ 20 kg/m2, facile à poser et peu se compresser.  In addition, sheep's wool is light with a density of about 20 kg / m2, easy to install and little compress.

De plus, dû à ses caractéristiques physico-chimiques, la laine de mouton n'est pas attaquée par les rongeurs contrairement à la plupart des autres matériaux d'isolation.  In addition, due to its physico-chemical characteristics, sheep wool is not attacked by rodents unlike most other insulation materials.

Selon la présente invention, la laine est notamment soumise à un traitement antimites, antiacariens et antibactériens.  According to the present invention, the wool is in particular subjected to an anti-mite, anti-mite and antibacterial treatment.

En outre, selon la présente invention, les films d'origine synthétique 3, 5, 6 et 8 sont réflecteurs de l'énergie, selon une technique connue dite d'aluminisation.  In addition, according to the present invention, the films of synthetic origin 3, 5, 6 and 8 are energy reflectors, according to a known technique known as aluminization.

Naturellement, d'autres modes de mise en oeuvre, à la portée de l'homme de l'art, peuvent être envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'invention.  Of course, other modes of implementation, within the reach of those skilled in the art, can be envisaged without departing from the scope of the invention.

Claims (12)

REVENDICATIONS 1. Matériau complexe pour l'isolation thermique comprenant, au moins, une couche (4) composée d'un matériau d'origine animale prise en sandwich entre deux films d'origine synthétique (3, 5), caractérisé par le fait que la couche d'origine animale (4) est aiguilletée sur un (5) des films d'origine synthétique.  A complex material for thermal insulation comprising at least one layer (4) composed of a material of animal origin sandwiched between two films of synthetic origin (3, 5), characterized in that the layer of animal origin (4) is needled on one (5) of films of synthetic origin. 2. Matériau complexe selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la ou les couches (4; 4, 7) et les films (3, 5; 3, 5, 6, 8) qui constituent le complexe sont soudés ponctuellement entre eux par ultrasons.  2. Complex material according to claim 1, characterized in that the layer or layers (4; 4, 7) and the films (3, 5; 3, 5, 6, 8) which constitute the complex are welded punctually between them by ultrasound. 3. Matériau complexe selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la soudure par ultrasons est réalisée en lignes parallèles (21) ou en forme de losange (22) selon un motif périodique.  3. Complex material according to claim 2, characterized in that the ultrasonic welding is carried out in parallel lines (21) or diamond-shaped (22) in a periodic pattern. 4. Matériau complexe selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le complexe comprend deux couches (4, 7) composées d'un matériau d'origine animale, chacune prise en sandwich entre des films (3, 5, 6, 8) d'origine synthétique.  4. Complex material according to claim 1, characterized in that the complex comprises two layers (4, 7) composed of a material of animal origin, each sandwiched between films (3, 5, 6, 8). of synthetic origin. 5. Matériau complexe selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comprend en superposition: - un premier film extérieur d'origine synthétique (3), - une première couche d'un matériau d'origine animale (4), - un premier film intérieur support d'aiguilletage d'origine synthétique (5) de ladite première couche d'un matériau d'origine animale (4), - un deuxième film support d'aiguilletage d'origine synthétique (6) d'une deuxième couche d'un matériau d'origine animale (7), - ladite deuxième couche d'un matériau d'origine animale (7), - un deuxième film extérieur d'origine synthétique (8).  5. Complex material according to claim 4, characterized in that it comprises in superposition: a first outer film of synthetic origin (3), a first layer of a material of animal origin (4), a first inner needling support film of synthetic origin (5) of said first layer of a material of animal origin (4), - a second needling support film of synthetic origin (6) of a second layer of a material of animal origin (7), - said second layer of a material of animal origin (7), - a second outer film of synthetic origin (8). 6. Matériau complexe selon les revendications 1 et 4, caractérisé par le fait que le film d'origine synthétique est (3, 5, 6, 8) le polyéthylène.  6. Complex material according to claims 1 and 4, characterized in that the film of synthetic origin is (3, 5, 6, 8) polyethylene. 7. Matériau complexe selon les revendications 1 et 4, caractérisé par le fait que le film d'origine synthétique (3, 5, 6, 8) est le polyester.  7. Complex material according to claims 1 and 4, characterized in that the film of synthetic origin (3, 5, 6, 8) is the polyester. 8. Matériau complexe selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que le ou les films synthétiques (3, 5, 6, 8) du complexe présentent une armure (9).  8. Complex material according to claim 3 or 4, characterized in that the synthetic film or films (3, 5, 6, 8) of the complex have an armor (9). 9. Matériau complexe selon les revendications 1 et 4, caractérisé par le fait que le matériau d'origine animale (4, 7) est la laine.  9. Complex material according to claims 1 and 4, characterized in that the material of animal origin (4, 7) is wool. 10. Matériau complexe selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ladite laine est la laine de mouton.  10. Complex material according to claim 9, characterized in that said wool is sheep's wool. 11. Matériau complexe selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ladite laine est soumise à un traitement antimites, antiacariens et antibactériens.  11. Complex material according to claim 9, characterized in that said wool is subjected to an anti-mite, anti-mite and antibacterial treatment. 12. Matériau complexe selon les revendications 1 et 4, caractérisé par le fait que le ou les films d'origine synthétique (3, 5, 6, 8) du complexe sont réflecteurs de l'énergie.  12. Complex material according to claims 1 and 4, characterized in that the film or films of synthetic origin (3, 5, 6, 8) of the complex are energy reflectors.
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