FR2878874A1 - Panneau d'angle isolant - Google Patents

Abstract

Panneau d'angle isolant comprenant une âme en matière plastique expansée (1) comprise entre deux couches externes de matière non expansée (2), ledit panneau étant essentiellement constitué de deux pans définissant entre eux un angle non nul.

Description

Panneau d'angle isolant

L'invention concerne un panneau d'angle isolant ainsi qu'un procédé pour fabriquer un tel panneau.

De nombreux secteurs de l'activité économique ont besoin de panneaux isolants produits à faible coût. Par exemple, dans les secteurs du bâtiment et du génie civil, les propriétés d'isolation thermique des panneaux utilisés en toiture ou pour des cloisons diverses sont essentielles. Il en est de même dans les secteurs du transport, de la réfrigération,... Il est connu d'utiliser pour ces applications des panneaux multicouches, dont une couche assure l'isolation thermique. Une ou plusieurs autres couches assurent la résistance mécanique de l'ensemble et permettent éventuellement d'adapter son apparence extérieure.

Dans de nombreuses circonstances (voisinage d'autoroutes, d'aéroports, de machines bruyantes, ...) des propriétés d'isolation sonore en plus des propriétés d'isolation thermiques sont recherchées. A cet effet, des panneaux multicouches ayant une âme de matière expansée (mousse) entre peaux de matière non expansée ont été proposés. Afin de faciliter leur assemblage, on a songé à munir ces panneaux de dispositifs d'assemblages intégrés.

Ainsi, les demandes WO 02/20915 et FR 03.11592, et le brevet FR 2856116 au nom de la demanderesse proposent des systèmes basés sur des profilés d'extrémité intégrés à ces panneaux et dont la forme permet de les assembler aisément 2 à 2. Toutefois, ce mode d'assemblage n'est utilisé que pour les liaisons droites (panneaux alignés) ou courbes (panneaux cintrés). En ce qui concerne les coins, des profilés spéciaux et éventuellement, des dispositifs de fixation supplémentaires (vis, boulons, écrous, membranes pour l'étanchéité...) doivent être prévu. L'assemblage des coins est dès lors toujours compliqué et risque de mener à des problèmes de rigidité et d'étanchéité malgré tout.

La présente invention vise à résoudre ce problème en proposant un panneau d'angle isolant préformé, qui est destiné à être assemblé avec deux panneaux droits de chaque côté, de manière à réaliser l'angle d'une structure.

La présente invention concerne dès loirs un panneau d'angle isolant comprenant une âme en matière plastique expansée comprise entre deux couches externes de matière non expansée, ledit panneau étant essentiellement constitué de deux pans définissant entre eux un angle non nul.

Par non nul , on entend en fait différent de 0 mais aussi, de 180 (c.à.d. que les pans ne peuvent être accolés ou dans le prolongement l'un de l'autre).

Par pans , on entend deux morceaux de panneau substantiellement plans et d'une seule et même pièce. La largeur de ces pans, mesurée perpendiculairement à l'arête de l'angle, est substantiellement identique (d'un pan à l'autre, au sein du même panneau) et varie selon l'application et la taille des panneaux auxquels le panneau d'angle va être assemblé. Généralement, des largeurs de l'ordre des cm conviennent bien.

Le panneau selon l'invention est un panneau multicouche ayant une âme en matière plastique expansée. On entend par là une matière dont la densité a été diminuée par l'ajout d'additifs connus sous le nom d' agents moussants . De tels additifs sont bien connus dans le métier de la plasturgie. Ils peuvent être de divers types regroupés souvent en deux familles: agents moussants chimiques et agents moussants physiques. On peut aussi les mélanger. Des renseignements peuvent être trouvés à ce sujet dans de nombreux ouvrages techniques. Les réductions de densité varient fortement selon l'agent moussant et la quantité utilisée. Généralement, par mousse , on entend désigner une matière dont la densité a été réduite à moins de 50 % de sa valeur initiale (sans agents moussants), voire à moins de 20 % de celle-ci et même, à moins de 10 % de celle-ci, pour des conditions de pression et température identiques. De préférence, la matière expansée est une matière plastique.

L'âme du panneau obtenu dans le cadre de l'invention est prise en sandwich entre deux couches de matière non expansée qui peut être une matière plastique, du bois et/ou un métal. De manière préférée, les deux couches externes sont soit toutes deux à base de matière plastique non expansée, soit toutes les deux à base d'un métal ou encore, l'une est à base de matière plastique non expansée et l'autre à base d'un métal tel que l'acier, l'aluminium... Le cas des deux couches externes (peaux) en matière plastique est tout particulièrement préféré dans le cas où le panneau est destiné à une structure que l'on peut fixer au sol, et ce notamment pour une question de légèreté, absence de corrosion, meilleure isolation... Par contre, dans le cas de panneaux destinés à une structure flottante par exemple, les peaux en métal sont préférées (car plus aisées à fixer en une structure résistante au vent sans le recours à des fondations ou parties au moins en partie enterrées).

Dans le panneau selon l'invention, tous les types de matières plastiques peuvent convenir comme matières constitutives des peaux (ou couches externes) et de l'âme. Des matières plastiques convenant bien appartiennent à la catégorie des matières thermoplastiques.

Par matière thermoplastique, on désigne tout polymère thermoplastique, y compris les élastomères thermoplastiques, ainsi que leurs mélanges. On désigne par le terme "polymère" aussi bien les homopolymères que les copolymères (binaires ou ternaires notamment). Des exemples de tels copolymères sont, de manière non limitative: les copolymères à distribution aléatoire, les copolymères séquencés, les copolymères à blocs et les copolymères greffés.

Tout type de polymère ou de copolymère thermoplastique dont la température de fusion est inférieure à la température de décomposition conviennent. Les matières thermoplastiques de synthèse qui présentent une plage de fusion étalée sur au moins 10 degrés Celsius conviennent particulièrement bien. Comme exemple de telles matières, on trouve celles qui présentent une polydispersion de leur masse moléculaire.

En particulier, on peut utiliser des polymères halogénés, des polyoléfines, des polyesters thermoplastiques, des polycétones, des polyamides et leurs copolymères. Un mélange de polymères ou de copolymères peut aussi être utilisé, de même qu'un mélange de matières polymériques avec des charges inorganiques, organiques et/ou naturelles comme, par exemple, mais non limitativement: le carbone, les sels et autres dérivés inorganiques, les fibres naturelles ou polymériques.

La présente invention donne de bons résultats avec: un métal ou un polymère du chlorure de vinyle (PVC) en tant que matériau constitutif des couches externes; un polyuréthane (PUR) en tant que matériau constitutif de l'âme.

Des formulations PVC et PUR classées indépendamment M1 (selon la norme NFP 92.507) donnent de bons résultats. En effet, des panneaux isolants selon l'invention comprenant de tels matériaux seront classés Ml également.

Au niveau de la mousse en PUR, les formulations exemptes d'eau à base d'un polyisocyanate, d'un polyol, d'une amine (comme catalyseur) et d'un HFC comme agent gonflant donnent de bons résultats. En particulier, une formulation exempte d'eau et contenant du MDI (méthane diphényle diisocyanate), un polyol halogéné de type IXOL et du HFC-365mfc (1,1,1,3, 3-pentafluorobutane) comme agent gonflant donne de bons résultats.

En ce qui concerne les plaques en PVC, celles-ci peuvent être en PVC souple, semi rigide ou rigide, de préférence de grade M1. De manière préférée, elles sont à base de PVC rigide. Dans ce cas, de préférence, au moins une de ces couches (et de préférence, les 2) est biorientée selon les techniques connues d'orientation moléculaire. Pour les polymères amorphes et le PVC en particulier, cette biorientation se fait généralement par un étirage biaxial à une température comprise entre la température de transition vitreuse (Tg) du PVC et Tg + 30 C, suivi d'un refroidissement.

Dans le panneau selon l'invention, généralement, les couches externes ont une épaisseur identique de l'ordre du ou des mm, tandis que l'âme a une épaisseur de l'ordre des cm.

Le panneau d'angle selon l'invention est destiné à être raccordé à deux panneaux similaires, c.à.d. que chaque pan est destiné à être raccordé selon un raccord droit (en alignement) avec un panneau de structure similaire (de préférence ayant la structure métal/mousse/métal ou PVC/mousse/PVC).

A cet effet, le panneau peut être muni à ses extrémités d'un évidement permettant d'y glisser l'extrémité dépouillée d'un panneau similaire. On entend par là un panneau dont l'extrémité à été mise à des dimensions adéquates permettant ladite insertion. En pratique, on peut par exemple prolonger les couches externes (non expansées) du panneau d'angle selon l'invention de manière à pourvoir y glisser un panneau similaire exempt de couches externes en une extrémité (celle destinée à l'insertion). Cela revient à faire en sorte que les couches externes débordent de l'âme le long de chaque pan du panneau. Il suffit alors d'y glisser des panneaux latéraux exempt de couches externes en une extrémité et ensuite, de solidariser les peaux du panneau d'angle à l'âme des panneaux qui y sont inséré, par exemple par collage, rivetage... On obtient ainsi aisément une liaison droite fiable et étanche.

Alternativement, les bords latéraux du panneau peuvent être munis d'un dispositif d'assemblage (par exemple constitué de profilés en PVC ou en bois ou tout autre matériau) de manière à pourvoir être assemblé avec un panneau complémentaire (droit). De tels dispositifs sont décrits dans les demandes WO02/20915, FR 03.07149 et FR 03.11592 également au nom de la demanderesse.

Le dispositif d'assemblage selon cette variante de l'invention est généralement constitué de deux profilés complémentaires qui sont soit un profilé de type mâle et un profilé de type femelle , soit deux profilés identiques mais de forme telle que ces profilés s'emboîtent entre eux. Cette dernière variante est préférée car elle permet notamment de réduire les coûts de fabrication des panneaux. Des profilés de forme générale en S conviennent bien. En effet, ce type de profilé, en particulier associé à un panneau avec âme expansée, confère une certaines souplesse à l'assemblage (torsion possible entre profilés lors de l'assemblage des panneaux).

L'âme en matière expansée et les couches externes en matière non expansée du panneau d'angle selon l'invention sont de préférence solidaires, c.à.d. que la matière plastique expansée adhère de préférence à la matière non expansée. Cette adhérence peut être réalisée lors de la mise en oeuvre et/ou favorisée par le recours à un adhésif et/ou à un moyen d'accrochage physique. On peut par exemple donner un relief aux couches externes, et, de manière plus précise, un relief qui pénètre dans l'âme et permet donc de l'accrocher. Ce relief peut consister en une certaine rugosité de surface facilitant l'accrochage. Il s'agit là en quelque sorte d'un relief microscopique . Alternativement ou en outre, ce relief peut consister en une déformation ou excroissance macroscopique des couches externes. Il est avantageux de munir les couches externes du panneau selon l'invention d'un relief d'accrochage à la fois à l'échelle macroscopique (déformation) et à l'échelle microscopique (rugosité).

Ainsi, selon une première variante préférée de l'invention, les couches externes du panneau comprennent des excroissances qui pénètrent dans et sont solidaires de l'âme. Ces excroissances peuvent être d'une pièce avec les couches externes, ou être des pièces séparées, solidarisées des couches externes par collage par exemple. Un exemple de telles pièces qui donnent de bons résultats sont des nids d'abeilles, de préférence en PVC lorsque les couches externes du panneau sont en PVC également. Une telle structure de panneau fait l'objet de la demande FR 04.11185 au nom de la demanderesse. A noter que le ou les nids d'abeilles utilisés ne doivent pas couvrir toute la surface interne des couches externes. Des bandes longitudinales (parallèles aux extrémités du panneau) et/ou de simples plots peuvent suffire. Des bandes ayant une largeur de quelques centimètre (typiquement, moins de 5 cm) et disposées longitudinalement et substantiellement au centre de chaque pan conviennent bien.

Selon une seconde variante préférée de l'invention, les couches externes du panneau sont repliées en leurs extrémités de manière à réaliser un relief d'accrochage pour la mousse.

Quelle que soit l'alternative choisie (pliage ou fixation de nids d'abeilles), les deux couches externes ne doivent pas nécessairement porter le même relief.

Enfin, une caractéristique importante du panneau selon l'invention consiste dans le fait que ses 2 pans forment un angle non nul. De préférence, cet angle est compris entre 30 et 150 , voire entre 60 et 120 ou voisin de 90 selon l'application visée. En effet, si le panneau est destiné aux murs latéraux d'une construction, l'angle sera de préférence droit (substantiellement égal à 90 ). Par contre, s'il est destiné à un faîtage, cet angle peut être aigu ou obtus.

La présente invention concerne également un procédé pour la fabrication d'un panneau tel que décrit précédemment. Ce procédé consiste essentiellement à injecter entre deux plaques à base de matière non expansée présentant un angle identique et disposées de manière substantiellement parallèle pour délimiter un vide entre elles, une composition de matière plastique comprenant un agent moussant et à expanser cette dernière de manière à combler le vide et solidariser les deux plaques.

Dans le cas où les plaques sont à base d'une matière plastique (PVC de préférence), elles peuvent être solidaires (en leur extrémités et/ou sur toute une longueur parallèle à ceux-ci) et faire partie d'un seul et même profilé obtenu au préalable par extrusion. Dans ce cas, la filière choisie pour l'extrusion est de préférence apte à générer un relief microscopique et/ou macroscopique sur la surface interne du profilé (celle destinée à recevoir l'âme). Ainsi, une filière apte à générer un profilé alvéolaire en forme de coin convient bien.

Dans le cas où les plaques sont à base d'un matériau pliable (PVC ou métal par exemple), elles peuvent consister en deux plaques séparées, pliées au préalable substantiellement en leur milieu et selon un angle identique, avec un dispositif adéquat. Une plieuse à galets donne généralement de bons résultats pour le pliage de plaques tant métalliques que plastiques (PVC en particulier).

Ainsi, selon une variante préférée, la présente invention concerne un procédé pour la fabrication d'un panneau d'angle isolant comprenant une âme en matière plastique expansée et deux couches externes constituées de plaques de matière non expansée, ledit procédé comprenant les étapes suivantes: on plie deux plaques substantiellement en leur milieu et selon un angle substantiellement identique; on les introduit dans un conformateur de manière à ce qu' elles y soient bloquées en des positions substantiellement parallèles et délimitant un vide entre elles; on injecte dans le vide, une composition de matière plastique comprenant un agent moussant; on procède à l'expansion de la composition comprenant l'agent moussant; on retire le panneau du conformateur.

Par conformateur , on entend une presse destinée à maintenir les plaques pliées en position durant la fabrication du panneau et à permettre l'expansion de la mousse en leur sein. Généralement, cette presse comporte deux parties distinctes (une inférieure et une supérieure) qui sont mobiles l'une par rapport à l'autre en phase d' ouverture/fermeture et fixes durant l'injection et l'expansion de la composition de matière plastique à expanser.

Dans le procédé selon cette variante de l'invention, la composition à expanser est obtenue par pré-mélange de ses ingrédients. Dans le cas d'une mousse de PUR en particulier, on mélange de préférence d'abord le polyisocyanate et éventuellement un peu d'agent moussant d'une part, et le polyol, l'amine et le reste de l'agent moussant d'autre part. On verse ensuite ces deux fractions dans un mélangeur destiné à alimenter le conformateur. La quantité de mélange utilisée est telle qu'après moussage, la densité visée pour la mousse soit atteinte et ce en tenant compte de l'épaisseur finale du panneau et donc, du volume à remplir.

Le procédé selon cette variante de l'invention est généralement un procédé discontinu, produisant un ou plusieurs panneaux à la fois (selon la taille du conformateur et celle des panneaux). Dans ce procédé, préalablement à la fermeture du conformateur, on introduit des cales entre ses deux parties afin de garantir l'épaisseur choisie pour le panneau à fabriquer. Au cas où des cales sont introduites non seulement sur les bords, mais également au coeur de la presse, celles-ci sont avantageusement en mousse également et de manière tout particulièrement préférée, en mousse de la même nature que celle de l'âme du panneau.

Généralement, pour que les bords du panneau obtenu après injection de la mousse dans le conformateur soient parallèles, la plaque interne (celle destinée à embrasser directement l'angle du panneau) sera moins large que la plaque externe .

Lorsque les plaques selon cette variante de l'invention sont métalliques, avantageusement, leurs bords sont repliés et on leur imprime un relief d'accrochage pour l'âme à l'aide du même dispositif et dans la foulée du pliage de l'angle. Le pliage des bords des plaques peut se faire avant ou après la réalisation de l'angle. Il est généralement plus pratique de la faire avant.

Par contre, lorsque les plaques sont en matière plastique (PVC de préférence), de préférence, le relief d'accrochage est réalisé par ajout de bandes de nids d'abeilles en matière plastique (PVC) également. Selon cette variante de l'invention, on solidarise les bandes de nids d'abeilles avec les surfaces internes des plaques (celles destinées à être solidaires de l'âme) soit avant le pliage de ces dernières, soit après. Il est généralement plus pratique de solidariser les nids d'abeilles aux plaques avant de les plier. Cette solidarisation peut se faire par tout moyen approprié selon la nature des matériaux. Selon les cas, un adhésif pourra être utilisé. Alternativement, lorsque les nids d'abeilles et les plaques sont à base du même matériau (PVC par exemple) ou de matériaux compatibles, on peut les solidariser par soudure. Une technique qui convient bien à cet effet est la technique de soudure par laser tel que décrite dans la demande FR 03.08843 au nom de la demanderesse. Cette technique est particulièrement avantageuse avec un nid d'abeilles et une plaque en matière plastique toutes deux et en particulier, en PVC.

Le nid d'abeilles utilisé dans le procédé selon cette variante de l'invention peut avoir été obtenu par toute méthode appropriée. De préférence, il a été obtenu par une extrusion continue comme proposé dans la demande FR 2760999. Dans ce cas, avantageusement, le procédé de fixation du nid d'abeilles aux plaques est également un procédé continu dans lequel le nid d'abeilles qui sort de l'extrudeuse est solidarisé en continu avec une plaque, de préférence par soudure laser, puis l'ensemble est débité en morceaux aux dimension appropriées pour la fabrication de panneaux selon l'invention.

Enfin, de préférence, le panneau selon l'invention comprend soit 4 bandes de nids d'abeilles (2 par pan et deux sur une même couche externe), soit à ses 4 bords pliés.

Il est entendu que dans chacune de ces variantes (bords repliés ou nids d'abeilles), la face des couches externes qui est destinée à être en contact avec l'âme est de préférence rugueuse, pour favoriser l'accrochage à l'échelle microscopique également.

De manière avantageuse, dans le procédé selon l'invention, l'ensemble des éléments du panneau est maintenu sous pression pendant l'expansion (moussage) et ce afin notamment d'assurer une bonne adhérence entre les différents éléments de la structure et de stabiliser ses dimensions. A noter que ces éléments peuvent comprendre, outre les plaques constituant les couches externes du panneau et les éventuels nids d'abeilles, des profilés d'assemblage tel que décrits précédemment. Alternativement, les cales du conformateur seront positionnées et dimensionnées de manière à prévoir une longueur de peaux (couches externes) sans âme de chaque côté du panneau pour permettre l'insertion de panneaux adjacents.

Les plaques utilisées dans le procédé selon cette variante l'invention, sont généralement obtenues par extrusion dans le cas de feuilles en matière plastique et par laminage dans le cas de plaques en métal.

Enfin, l'invention concerne également l'utilisation d'un conforme à l'invention telle que définie plus haut, notamment en tant que revêtement isolant ou paroi de structure autoportante isolante pour le stockage de produits agro-alimentaires ou la fabrication d'abris. Il peut aussi servir comme revêtement de sol, toiture... ; comme panneau d'ameublement etc...

Ainsi par exemple, ces panneaux peuvent être utilisés pour des applications extrêmement variées, telles que la réalisation d'entrepôts réfrigérés, de chambres froides et/ou de stockage de produits agroalimentaires; l'isolation de piscines; la fabrication d'étables; la construction de blocs opératoires pour hôpitaux; la construction d'habitations légères et peu coûteuses, d'abris divers, terrestres ou flottants; la fabrication d'infirmeries ou de latrines dans les camps de réfugiées....

La présente invention est illustrée de manière non limitative par les figures 1 et 2, qui représentent chacune une variante avantageuse de panneau selon l'invention. Dans ces figures, des numéros identiques désignent des éléments identiques, à savoir: (1) = âme en mousse PUR (2) = couches externes en matière non expansée (3) = relief d'accrochage pour l'âme (1).

- 10.- La figure 1 représente une coupe transversale dans un panneau où les couches externes (2) sont des plaques en PVC rigide munies d'un relief d'accrochage (3) constitué des bandes de nids d'abeilles en PVC également. Ce panneau a été fabriqué comme suit: on a soudé par laser les bandes de nids d'abeilles (3) sur une plaque on a découpé cette plaque pour obtenir les couches externes (2); on a plié ces couches (2) substantiellement en leur centre de manière à ce qu'elles forment un angle droit; on les a introduite dans un conformateur et positionnées l'une parallèle à l'autre, avec un espace entre elles; on a injecté la composition servant à produire la mousse de PUR dans cet espace; on a procédé à l'expansion de la composition pour obtenir l'âme (1) et solidariser les couches externes (2); on a retiré le panneau isolant multicouche ainsi obtenu du conformateur.

La figure 2 représente une coupe transversale dans un panneau où les couches externes (2) sont des plaques en acier dont les extrémités on été pliées pour former un relief d'accrochage (3).

Ce panneau a été fabriqué comme suit: on a replié les bords de deux plaques en acier (2) pour former un relief d'accrochage (3) on les a pliées substantiellement en leu centre de manière à ce qu'elles forment un angle droit; on les a introduite dans un conformateur et positionnées l'une parallèle à l'autre, avec un espace entre elles; on a injecté la composition servant à produire la mousse de PUR dans cet espace; on a procède à l'expansion de la composition pour obtenir l'âme (1) et solidariser les plaques (2); on a retiré le panneau isolant multicouche ainsi obtenu du conformateur.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 Panneau d'angle isolant comprenant une âme en matière plastique expansée (1) comprise entre deux couches externes de matière non expansée (2), ledit panneau étant essentiellement constitué de deux pans définissant entre eux un angle non nul.

2 Panneau selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les couches externes (2) sont à base de métal ou de PVC (résine du chlorure de vinyle) et l'âme expansée (1), en PUR (polyuréthane).

3 Panneau selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les couches externes (2) sont à base de PVC rigide et qu'au moins l'une d'entre elles est biorientée.

4 Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couches externes (2) débordent de l'âme (1) le long de chaque pan.

5 Panneau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couches externes (2) comprennent un relief d'accrochage à la fois à l'échelle macroscopique (3) et à l'échelle microscopique.

6 Panneau selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les couches externes (2) comprennent des excroissances en forme de nids d'abeilles (3).

7 Panneau selon la revendication 5, caractérisé en ce que les couches externes (2) sont repliées en leurs extrémités de manière à réaliser un relief d'accrochage pour la mousse.

8 Procédé pour la fabrication d'un panneau selon l'une quelconque des

revendications précédentes, selon lequel:

on plie deux plaques substantiellement en leur milieu et selon un angle substantiellement identique; - on les introduit dans un conformateur de manière à ce qu'elles y soient bloquées en des positions substantiellement parallèles et délimitant un vide entre elles; on injecte dans le vide, une composition de matière plastique comprenant un agent moussant; on procède à l'expansion de la composition comprenant l'agent moussant; on retire le panneau ainsi obtenu du conformateur.

9 Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que: soit les deux plaques sont métalliques et avant leur pliage central, on en replie les bords pour créer un relief d'accrochage pour la composition expansée; soit les deux plaques sont à base de PVC et avant leur pliage central, on y a soudé des bandes de nids d'abeilles en PVC également pour créer un relief d'accrochage pour la composition expansée.

Utilisation de panneaux isolants selon les revendications 1 à 7 ou obtenus par un procédé selon les revendications 8 ou 9, pour la réalisation d'entrepôts réfrigérés, de chambres froides et/ou de stockage de produits agro-alimentaires; l'isolation de piscines; la fabrication d'étables; la construction de blocs opératoires pour hôpitaux; la construction d'habitations légères et peu coûteuses, d'abris divers, terrestres ou flottants; la fabrication d'infirmeries ou de latrines dans les camps de réfugiées.