WO2010001034A2 - Produit et complexe d'insonorisation et d'isolation thermique autoportants - Google Patents

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WO2010001034A2
WO2010001034A2 PCT/FR2009/051093 FR2009051093W WO2010001034A2 WO 2010001034 A2 WO2010001034 A2 WO 2010001034A2 FR 2009051093 W FR2009051093 W FR 2009051093W WO 2010001034 A2 WO2010001034 A2 WO 2010001034A2
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fibers
soundproofing
layer
fibrous
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PCT/FR2009/051093
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Bruno Nabeth
Richard Piercy
Céline PONCEBLANC
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Mecaplast
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/162—Selection of materials
    • G10K11/165—Particles in a matrix
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/08—Insulating elements, e.g. for sound insulation
    • 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
    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B2001/7687—Crumble resistant fibrous blankets or panels using adhesives or meltable fibres

Definitions

  • the present invention relates to a self-supporting and porous soundproofing and thermal insulation product, as well as a complex comprising such a product.
  • This product and this complex find particular application in automobile veh icules, the building (for example porous concrete acoustic screens), the insulation of generators, shipbuilding, roads (for example urban porous pavement, acoustic screens urban), etc.
  • the building for example porous concrete acoustic screens
  • the insulation of generators for example shipbuilding
  • roads for example urban porous pavement, acoustic screens urban
  • noises Every motor vehicle produces noises in a wide range of frequencies. These noises have multiple origins; noises can be created by the engine, the aerodynamic noise of the friction of the air on the vehicle, the noise of the rolling of the vehicle on the road.
  • some sources of noise can also be a source of high heat (eg the engine), while some devices can be only source of heat. Consequently, the notions of acoustic absorption and / or thermal insulation find functional complementarity in the context of targeted uses.
  • Achieving these acoustic and / or thermal requirements involves the production of soundproofing and / or thermal insulation complexes optionally incorporating fastening means positioned opposite the various noise and / or heat sources. Depending on the sources of noise and / or heat to be treated, the soundproofing and / or thermal insulation complex can act according to different modes of action.
  • This complex can act to achieve an acoustic insulation to prevent the introduction to the vehicle or noise leakage to the outside of the vehicle.
  • This mode of action is mainly used in the soundproofing of the cabin, in certain applications under hood (soundproofing of water box) and external (wing protector).
  • a second mode of action consists of absorbing sounds from sources of noise (gearboxes, wheels, etc.).
  • This complex of soundproofing and / or thermal insulation can act according to two other modes of action.
  • the complex can, on the one hand, act as a thermal insulation only and on the other hand as a soundproofing and thermal insulation at a time.
  • the main applications of these two embodiments are mainly at the motor level.
  • WO2007 / 015014 discloses a heavy and porous soundproofing material which acts in isolation and absorption. and JP2005337402 a thermal insulation device.
  • JP2005337402 a thermal insulation device. The materials described in WO2007 / 015014 and
  • JP2005337402 may however be of reduced use insofar as they have a low mechanical strength.
  • the object of the invention is to provide a soundproofing product on the one hand, allowing effective insulation and absorption, and thermal insulation on the other hand, and which is, moreover, self-supporting.
  • said product in addition to its soundproofing and thermal insulation characteristics, said product has a structure such that it is able to ensure, by itself, its own mechanical strength without connection with other parts.
  • the invention relates to a self-supporting and porous soundproofing and thermal insulation product, which comprises fibers constituting the fibrous network and reinforcing fibers entangled with mineral particles, these fibers and particles being amalgamated by connecting means, to allow the assembly to provide self-support and thermal protection of the product and to obtain acoustic absorption or insulation or a combination of both.
  • the product may further comprise at least one filler material.
  • the insulation and sound absorption characteristics of the said product come, in part, from the fibers constituting the fibrous network, as well as from the possible charge material or materials. Many of these constituents may be recycled materials.
  • the fibers constituting the fibrous network may be synthetic and / or vegetable fibers.
  • the thermal insulation is provided, in part, by the mineral particles.
  • the advantage of the use of mineral particles lies in the very high thermal resistance (up to 600 0 C) and their natural properties of insulation.
  • the characteristics of the mineral particles used allow resistance to atmospheric corrosion agents, mildew and termites. They are also non-toxic, unalterable by microorganisms, non-flammable, have a low moisture recovery and pronounced chemical inertia.
  • said mineral particles may be pumice or pumice, zeolite, pozzolan, sand, pearlite, dolomite or any other mineral particle having identical or similar characteristics .
  • the self-support of said product comes from the integration of reinforcing fibers, which in a preferred embodiment may consist of at least one element of the group: glass fibers, silica fibers and / or basalt fibers.
  • reinforcing fibers which in a preferred embodiment may consist of at least one element of the group: glass fibers, silica fibers and / or basalt fibers.
  • the presence of reinforcing fibers in said product with a mass proportion of between 10% and 50% makes it possible to ensure the mechanical strength of the product and thus to make it self-supporting.
  • the bond between the fibers and the particles is obtained by connecting means, which may be present in the soundproofing product with a proportion of between 10% and 30%. This range of proportion ensures the cohesion of the product, ensuring a good aggregation of the fibers between them.
  • the binding means comprise, for example, hot-melt binder fibers and / or reactive or fusible polymer particles.
  • the hot-melt binder fibers may be two-component polyester, polypropylene or polyamide fibers.
  • Reactive or fusible polymer particles can be a novolak powder or a thermoplastic or thermosetting hot melt.
  • the polymer particles involve either a reactive chemistry (crosslinking or chain extension) or a transition to the molten state. Consequently, according to the physical possibilities of realization of the present invention and the identified and predetermined needs, all of the aforementioned elements contained in said product making it possible to provide the insulation and the acoustic absorption and / or the thermal insulation and / or the freestanding will be more or less dosed.
  • the product is defined by at least one parameter of the group comprising
  • the proportion of fibers constituting the fibrous network at least one of these parameters may have a rate of change per unit area.
  • the proportion of the filler material, when present, may also have a rate of change per unit area.
  • the product may comprise mineral particles with a density of between 100 and 3000 kg / m 3 .
  • the particle size of the mineral particles is for example of the order of 0.5 mm and, preferably, the particle size of the mineral particles is between 0.1 mm and 5 mm. mm.
  • the product may advantageously have characteristics of different thickness and / or density and / or composition according to predetermined requirements which may vary with respect to different functions sought on the product.
  • the soundproofing product may also have zones of apparent density that may vary with respect to the various functions sought on the product.
  • zones of apparent density may vary with respect to the various functions sought on the product.
  • One of the reasons that areas of higher densities can be created is that, for fastening for example by rivet, screw, stud, or even fixing welding (for example ultrasonic process), a zone of apparent density greater than the level of zones intended for the attachment of said product makes it possible to retain the product without risk of rupture.
  • This arrangement also allows to provide central portions, for example cross, which behave as beams and stiffen the product.
  • the invention relates to a self-supporting soundproofing and thermal insulation complex which comprises a soundproofing and thermal insulation product as previously described, and at least one additional layer.
  • this complex comprises a fibrous spring layer, which may comprise fibers mixed with hot-melt fibers and / or integrate foam waste.
  • the fibrous layer can be defined by at least one of the parameters of the group comprising:
  • the thickness of the fibrous layer is apparent
  • the concentration of fibers at least one of these parameters may have a variation per unit area.
  • This complex may also comprise, on at least one of its outer faces, a layer of appearance, soundproofing or thermal insulation.
  • this complex may comprise a tight layer or controlled porosity.
  • This layer is for example positioned between the appearance layer, soundproofing or thermal insulation and the soundproofing product and thermal insulation.
  • this sealed or controlled porosity layer may be positioned between the spring fibrous layer and the soundproofing and thermal insulation product.
  • FIG. 1 shows a form of embodiment of the soundproofing and thermal insulation product according to the invention
  • Figure 2 shows a detailed and schematic view of the product of Figure 1;
  • Figure 3 shows schematically that there is in the product a path for air or for a liquid, allowing acoustic absorption or giving the product a draining power;
  • Figures 4a and 4b schematically show the paths allowing a liquid or gaseous fluid to pass through the product, according to a first and a second embodiment of the product;
  • Figures 5a and 5b are detailed views of Figures 4a and 4b, respectively;
  • Figure 6 is a detail view of Figure 1;
  • Figure 7 shows a product according to the invention having areas having different properties
  • FIGS. 1 and 2 show a product 5 of soundproofing and of self-supporting and porous thermal insulation according to the invention, consisting of:
  • fibers forming a fibrous network which may be synthetic and / or vegetable and / or reinforcing fibers;
  • the connecting means between the fibers and the particles may be reactive or fusible polymer particles 9.
  • the mineral particles 1 may be, for example, pumice or pumice, zeolite, pozzolan, sand, perlite, dolomite, limestone, etc.
  • Synthetic fibers 2 which may be considered as filling fibers, may in particular be polypropylene fibers, polyester fibers, bi-component polyester fibers or polyamide fibers. Moreover, said synthetic fibers 2 may also be binder fibers 3.
  • the plant fibers 2 are, according to preferred but non-limiting embodiments, flax fibers, hemp fibers, jute fibers, cotton fibers. .
  • the reinforcing fibers 2 are essentially glass, silica or basalt fibers.
  • the reactive or fusible polymer particles 9 may be novolak powder or a thermoplastic or thermosetting hot melt.
  • the binder fibers 3 may consist, according to a preferred embodiment, of two-component polyester, polypropylene, polyamide or polyester fibers. These hot-melt binder fibers 3 or reactive or fusible polymer particles 9 are mixed with synthetic and / or vegetable and / or reinforcing fibers 2 and mineral particles 1 ensuring the holding and cohesion of the soundproofing and / or insulation product. thermal.
  • the hot-melt binder fibers 3 or reactive or fusible polymer particles 9 form a network within the product 5 in which each point of contact between two melt-bonded binder fibers 3 (Fig. 5a) or polymer particles 9 (Fig. 5b) constitutes a link point of the network.
  • the percolation of the fibers by the bridging is carried out by the fibers 3 themselves (FIG. 5a) or by reactive or fusible polymer particles 9 (FIG. 5b).
  • each mineral particle 1 is trapped individually and in a network of fibers 2 whose cohesion is provided by the binder fibers 3 or polymer particles 9.
  • the cohesion of the product 5 according to the invention is very important. Moreover, there is a correlation between the particle size and the crosslinking density.
  • An important specificity of the product 5 according to the invention is that it incorporates mineral particles 1 whose function is to densify a fibrous structure which, by nature, has a low density and incorporates reinforcing fibers 2, in particular glass fibers. , silica or basalt offering the product its mechanical strength.
  • the paths 8 allowing a liquid or gaseous fluid to pass through said product 5 confer acoustic absorption and drainage properties and make it possible to solve various problems according to the fields of application.
  • this characteristic can respond to problems in the field of roads allowing infiltration of water in the macadam without the latter being saturated (for example urban porous pavement).
  • the binder fibers 3 are connected together and the material is held by the percolation of the fibers by the bridges made by the fibers 3 themselves (FIG. 4a) or by reactive or fusible polymer particles 9 (FIG. 4b).
  • zone B has a low sound absorption coefficient as well as a high thermal insulation and rigidity; this high rigidity is related to a maximum high apparent density of 2000 kg / m 3 .
  • Zone A has a high sound absorption capacity but a low thermal insulation and rigidity for a minimum apparent density of 100 kg / m3.
  • the product 5 according to the invention can be implemented with variable density values ranging for example from 100 kg / m3 to 2000 kg / m3. In this density range, the product 5 according to the invention retains satisfactory soundproofing and / or self-supporting and / or thermal insulation properties and is compatible with applications in the automotive, building and insulation fields. generating sets, shipbuilding, roads, etc.
  • the product 5 may have deep stampings and evolutionary characteristics with respect to the surface of the product.
  • the characteristics of zones A and B of the product illustrated in FIG. 5 are listed in the table below:
  • FIG. 3 shows the entanglement of synthetic and / or vegetable fibers 2 and / or reinforcing fibers, mineral particles 1 and binding fibers 3 or polymer particles 9 and more particularly, at a temperature of the order of
  • the realization of the product 5 goes through different stages. At first, it is necessary to achieve a homogeneous mixture of fibers 2, 3 by working systems, that is to say, to aerate the fibers 2, 3 and obtain a mixture while allowing thereafter the mineral particles 1 to penetrate into the volume after homogenization of the fibers 2, 3.
  • the quantity of mineral particles 1 to be integrated is determined at this stage. From said mixture obtained, it is made, as needed, either a heat-set felt or the mixture is sprayed directly into a cavity.
  • the present invention may be constituted in different ways.
  • the examples given below are not limiting:
  • the product may be composed of 50% mineral particles including limestone with a density of 2.7, size between 0.8 and 2 mm with a moisture recovery less than 1%, 20% of polyester fibers and 30% of glass fibers;
  • the product according to the invention may consist of 40% of dolomite with a size of between 0.8 and 2 mm with a moisture recovery of less than 1%, 30% of novolak powder and 30% of silica fibers;
  • a low-cost soundproofing for the building sector for example, can be made up of 60% limestone with a density of 2.7, between 1.8 and 3.58 mm in size with a lower moisture recovery. at 1%, 30% of PP and 10% of a fibrous element.
  • another object of the invention is a self-supporting thermal insulation and sound insulation complex 10 comprising a soundproofing and self-supporting thermal insulation product 5 on which is superposed a fibrous layer forming
  • the fibrous spring layer 4 comprises fibers blended with hot melt fibers.
  • the fibrous spring layer 4 is defined by at least one of the parameters of the group comprising:
  • the density of the fibrous layer is apparent, the thickness of the fibrous layer is
  • At least one of these parameters may have a rate of change per unit area.
  • the fibrous spring layer 4 may also, and independently of the product 5, have one or more parameters having a gradient per unit area which has the effect of allowing a localized action on noise and / or heat foci .
  • the complex 10 thus defined can be parameterized according to a sound and / or thermal map of a vehicle in terms of insulation and / or absorption.
  • Controlling the gradients per unit area of one or more parameters that characterize the fibrous layer forming spring 4 also has the effect of allowing a localized action on the mechanical performance of the sound-absorbing complex.
  • the complex 10 thus defined can be parameterized locally in mechanical terms according to the stresses specific to certain zones of the complex 10. In some applications, it is possible in this case that the complex 10 is placed inside the passenger compartment. a veh le, it is envisaged that the complex 10 comprises a layer of appearance 7 (for example: textile, aluminum or others) superimposed on the product 5.
  • the complex 10 comprises a tight or controlled porosity layer 6 positioned either between the appearance layer 7 and the product 5 or between the fibrous layer forming spring 4 and the product 5.
  • Said fibrous spring layer 4 comprises frayed textile fibers and hot melt binder fibers.
  • the fibrous spring layer 4 may also incorporate foam waste.
  • the product 5 and the fibrous layer spring 4 are superimposed and their bond is made by their respective hot melt fibers.
  • a sealed or controlled porosity layer 6 may optionally be positioned between two layers of the complex to improve the acoustic and / or thermal efficiency of the complex 10.
  • a very significant advantage of the complex 10 lies in the fact that it can integrate zones of more high density to ensure local sound treatment and / or thermal, which makes it possible to propose a complex in adequacy with specific soundproofing needs.

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Abstract

Le produit d'insonorisation et d'isolation thermique autoportant et poreux (5) comprend des fibres (2) constituant le réseau fibreux et des fibres de renfort (2) enchevêtrées avec des particules minérales (1 ), ces fibres et particules étant amalgamées par des moyens de liaison (3), pour permettre à l'ensemble d'assurer une autoportance et une protection thermique du produit et d'obtenir une absorption ou une isolation acoustique ou une combinaison des deux. Le complexe comprend ce produit (5) et au moins une couche additionnelle, telle qu'une couche fibreuse ressort, une couche étanche ou à porosité contrôlée, ou couche d'aspect, d'insonorisation ou d'isolation thermique.

Description

Produit et complexe d'insonorisation et d'isolation thermique autoportants
La présente invention concerne un produit d'insonorisation et d'isolation thermique autoportant et poreux, ainsi qu'un complexe comprenant un tel produit.
Ce produit et ce complexe trouvent notamment une application dans les véh icules automobiles, le bâtiment (par exemple les écrans acoustiques en béton poreux), l'isolation des groupes électrogènes, les constructions navales, la voirie (par exemple chaussée poreuse urbaine, écrans acoustiques urbains), etc.
De manière non limitative, la description ci-dessous prend comme exemple le domaine automobile.
Tout véhicule automobile produit des bruits dans une large gamme de fréquences. Ces bruits ont de multiples origines ; les bruits peuvent être crées par le moteur, le bruit aérodynamique du frottement de l'air sur le véhicule, le bruit du roulement du véhicule sur la chaussée.
En conséquence, il importe de protéger l'habitacle d'un véhicule, et donc les personnes qui s'y trouvent, des bruits générés par le véhicule au cours de son fonctionnement.
Par ailleurs, certaines sources de bruits peuvent également être source de fortes chaleurs (par exemple le moteur), tandis que certains dispositifs peuvent être uniquement source de chaleur. Par conséquent, les notions d'absorption acoustique et/ou d'isolation thermique trouvent une complémentarité fonctionnelle dans le cadre d'utilisations ciblées.
La réalisation de ces exigences acoustique et/ou thermique passent par la réalisation de complexes d'insonorisation et/ou d'isolant thermique intégrant éventuellement des moyens de fixation positionnés en regard des différents foyers de bruits et/ou de chaleur. Selon les sources de bruits et/ou de chaleur à traiter, le complexe d'insonorisation et/ou d'isolant thermique peut agir selon différents modes d'action.
Ce complexe peut agir pour réaliser une isolation acoustique permettant d'empêcher l'introduction vers le véhicule ou la fuite de bruit vers l'extérieur du véhicule. Ce mode d'action est essentiellement utilisé dans le cadre de l'insonorisation de l'habitacle, dans certaines applications sous capot (insonorisation de boîte à eau) et extérieures (protecteur d'aile).
Un deuxième mode d'action consiste à absorber les sons issus des sources de bruits (les boîtes de vitesse, roue, etc.). Ce complexe d'insonorisation et/ou d'isolant thermique peut agir selon deux autres modes d'action. Le complexe peut, d'une part, agir comme un isolant thermique uniquement et d'autre part comme un insonorisant et un isolant thermique à la fois. Les principales applications de ces deux modes de réalisation se situent surtout au niveau du moteur. Pour faire face à ces exigences d'insonorisation en termes d'isolation (acoustique et thermique) et d'absorption (acoustique), on connaît par le document WO2007/015014 un matériau d'insonorisation lourd et poreux qui agit en isolation et en absorption et par le document JP2005337402 un dispositif d'isolation thermique. Les matériaux décrits dans les documents WO2007/015014 et
JP2005337402 peuvent cependant être d'une utilisation réduite dans la mesure où ils possèdent une faible tenue mécanique. Le manque de tenue mécanique de ces matériaux qui possèdent, par ailleurs, de très bonnes performances d'insonorisation, pour le document WO2007/015014, et d'isolation thermique, pour le document JP2005337402, en restreint leur utilisation à l'insonorisation (WO2007/015014) ou à l'isolation thermique (JP2005337402) de surfaces sur lesquelles ils peuvent venir en appui.
Par conséquent, les produits d'insonorisation ou d'isolation thermique actuels ne sont pas entièrement satisfaisants en terme de performance acoustique, d'isolation thermique et de mise en œuvre dans un véhicule.
L'objectif de l'invention est de proposer un produit d'insonorisation d'une part, permettant une isolation et une absorption efficaces, et d'isolation thermique d'autre part, et qui soit, par ailleurs, autoportant. Autrement dit, en plus de ses caractéristiques d'insonorisation et d'isolation thermique, ledit produit présente une structure telle qu'elle est en mesure d'assurer, par elle- même, sa propre tenue mécanique sans lien avec d'autres pièces.
A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne un produit d'insonorisation et d'isolation thermique autoportant et poreux, qui comprend des fibres constituant le réseau fibreux et des fibres de renfort enchevêtrées avec des particules minérales, ces fibres et particules étant amalgamées par des moyens de liaison, pour permettre à l'ensemble d'assurer une autoportance et une protection thermique du produit et d'obtenir une absorption ou une isolation acoustique ou une combinaison des deux.
Le produit peut en outre comporter au moins un matériau de charge.
Les caractéristiques d'isolation et d'absorption acoustique dudit produit proviennent, en partie, des fibres constituant le réseau fibreux, ainsi que du ou des éventuels matériaux de charges. Plusieurs de ces constituants peuvent être des matériaux recyclés. Les fibres constituant le réseau fibreux peuvent être des fibres synthétiques et/ou végétales.
L'isolation thermique est assurée, en partie, par les particules minérales. L'intérêt de l'utilisation de particules minérales réside dans la tenue thermique très élevée (jusqu'à 600 0C) et leurs propriétés naturelles d'isolation. Par ailleurs, les caractéristiques des particules minérales utilisées permettent une résistance aux agents de corrosion atmosphériques, à la moisissure et aux termites. Elles sont également non toxiques, inaltérables par les microorganismes, ininflammables, ont une faible reprise d'humidité et une inertie chimique prononcée. A titre d'exemple, lesdites particules minérales peuvent être de la pierre ponce ou pumice, de la zéolite, de la pouzzolane, du sable, de la perl ite, de la dolom ie ou toute autre particule m inérale ayant des caractéristiques identiques ou similaires.
L'autoportance dudit produit provient de l'intégration de fibres de renfort, qui dans une forme de réalisation préférée, peuvent être constituées d'au moins un élément du groupe : fibres de verre, fibres de silice et/ou fibres de basalte. De façon concrète, la présence de fibres de renfort dans ledit produit avec une proportion massique comprise entre 10% et 50% permettent d'assurer la tenue mécanique du produit et donc de le rendre autoportant.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la liaison entre les fibres et les particules est obtenue par des moyens de liaison, qui peuvent être présents dans le produit d'insonorisation avec une proportion comprise entre 10% et 30%. Cette plage de proportion assure la cohésion du produit, en assurant une bonne agrégation des fibres entre elles.
Les moyens de liaison comprennent par exemple des fibres liantes thermofusibles et/ou des particules polymères réactives ou fusibles. Les fibres liantes thermofusibles peuvent être des fibres de polyester bi-composant, polypropylène ou polyamide. Les particules polymères réactives ou fusibles peuvent être une poudre novolaque ou encore un hot melt thermoplastique ou thermodurcissable. Les particules polymères font intervenir soit une chimie réactive (réticulation ou allongement de la chaîne) soit un passage à l'état fondu. Par conséquent, selon les possibilités physiques de réalisation de la présente invention et des besoins identifiés et prédéterminés, l'ensemble des éléments précités contenus dans ledit produit permettant d'assurer l'isolation et l'absorption acoustique et/ou l'isolation thermique et/ou l'autoportance seront plus ou moins dosés. Ainsi, on peut prévoir que le produit soit défini par au moins un paramètre du groupe comprenant
- la masse surfacique / volumique dudit produit ;
- l'épaisseur dudit produit ;
- la proportion des fibres de renfort ; - la proportion des particules minérales ;
- la proportion des moyens de liaison ;
- la proportion de fibres constituant le réseau fibreux ; au moins l'un de ces paramètres pouvant présenter un taux de variation par unité de surface. La proportion du matériau de charge, lorsqu'il est présent, peut également présenter un taux de variation par unité de surface.
De manière concrète, le produit peut comprendre des particules minérales de masse volumique comprise entre 100 et 3000 kg/m3.
Par ailleurs, pour que l'invention présente un effet plombant suffisant, la granulométrie des particules minérales est par exemple de l'ordre de 0,5 mm et, de préférence, la granulométrie des particules minérales est comprise entre 0,1 mm et 5 mm.
Pour mettre en adéquation la présente invention et les foyers de bruits et/ou de chaleur, le produit peut avantageusement posséder des caractéristiques d'épaisseur et/ou de densité et/ou de composition différentes selon des besoins prédéterminés, susceptibles de varier par rapport aux différentes fonctions recherchées sur le produit.
Selon un mode de réalisation possible, le produit d'insonorisation peut également présenter des zones de densité apparente susceptibles de varier par rapport aux différentes fonctions recherchées sur le produit. L'une des raisons pour lesquelles des zones de densités plus fortes peuvent être créées est que, pour une fixation par exemple par rivet, vis, goujon, voire soudure de fixation (par exemple procédé ultrason), une zone de densité apparente supérieure au niveau de zones destinées à l'accrochage dudit produit permet de retenir le produit sans risque de rupture. Cette disposition permet également de prévoir des portions centrales, par exemple en croix, qui se comportent comme des poutres et rigidifient le produit.
Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un complexe d'insonorisation et d'isolation thermique autoportant qui comprend un produit d'insonorisation et d'isolation thermique tel que précédemment décrit, et au moins une couche additionnelle.
Selon une réalisation possible, ce complexe comprend une couche fibreuse ressort, qui peut comporter des fibres mélangées avec des fibres thermofusibles et/ou intégrer des déchets de mousse. La couche fibreuse ressort peut être définie par au moins l'un des paramètres du groupe comprenant :
- la masse surfacique de la couche fibreuse ressort ;
- l'épaisseur de la couche fibreuse ressort ;
- la concentration de fibres ; au moins l'un de ces paramètres pouvant présenter une variation par unité de surface.
Ce complexe peut également comprendre, sur au moins l'une de ses faces extérieures, une couche d'aspect, d'insonorisation ou d'isolation thermique.
Enfin, ce complexe peut comprendre une couche étanche ou à porosité contrôlée. Cette couche est par exemple positionnée entre la couche d'aspect, d'insonorisation ou d'isolation thermique et le produit d'insonorisation et d'isolation thermique. En variante, cette couche étanche ou à porosité contrôlée peut être positionnée entre la couche fibreuse ressort et le produit d'insonorisation et d'isolation thermique. Pour sa bonne compréhension, la présente invention est à présent décrite en référence aux dessins annexés, qui illustrent, à titre d'exemple non limitatif, plusieurs formes de réalisation d'un produit et d'un complexe selon l'invention :
La fig u re 1 montre u ne form e d e réa l isation d u prod u it d'insonorisation et d'isolation thermique selon l'invention ; La figure 2 montre une vue détaillée et schématique du produit de la figure 1 ;
La figure 3 montre de façon schématique qu'il existe dans le produit un chemin pour l'air ou pour un liquide, permettant une absorption acoustique ou conférant au produit un pouvoir drainant ;
Les figures 4a et 4b montrent de façon schématique les chemins permettant à un fluide liquide ou gazeux de traverser le produit, selon un premier et un deuxième mode de réalisation du produit ;
Les figures 5a et 5b sont des vues détaillées des figures 4a et 4b, respectivement ;
La figure 6 est une vue détaillée de la figure 1 ;
La figure 7 montre un produit selon l'invention possédant des zones ayant des propriétés différentes ; et
La figure 8 montre un complexe selon l'invention. Les figures 1 et 2 représentent un produit 5 d'insonorisation et d'isolation thermique autoportant et poreux selon l'invention, constitué :
- de fibres 2 formant un réseau fibreux, pouvant être des fibres synthétiques et/ou végétales et/ou de renfort ;
- des particules minérales 1 enchevêtrées avec les fibres 2 ; - et de fibres liantes 3 thermofusibles, formant des moyens de liaison entre les fibres et les particules.
En variante (figure 4b), les moyens de liaison entre les fibres et les particules peuvent être des particules polymères réactives ou fusibles 9.
Les particules minérales 1 peuvent être, à titre d'exemple, de la pierre ponce ou pumice, de la zéolite, de la pouzzolane, du sable, de la perlite, de la dolomie, du calcaire, etc.
Les fibres synthétiques 2, pouvant être considérées comme des fibres de remplissage, peuvent être notamment des fibres polypropylènes, des fibres polyesters, des fibres polyesters bi-composantes ou des fibres polyamides. Par ailleurs, lesdites fibres synthétiques 2 peuvent également être des fibres liantes 3. Les fibres végétales 2 sont, selon des modes de réalisation préférés mais non limitatifs, des fibres de lin, des fibres de chanvre, des fibres de jute, des fibres de coton. Les fibres de renfort 2 sont essentiellement des fibres de verre, de silice ou de basalte. Les particules polymères réactives ou fusibles 9 peuvent être de la poudre novolaque ou encore un hot melt thermoplastique ou thermodurcissable.
Les fibres liantes 3 peuvent être constituées, selon un mode de réalisation préféré, de fibres de polyester bi-composant, polypropylène, polyamide ou du polyester. Ces fibres liantes 3 thermofusibles ou particules polymères 9 réactives ou fusibles sont mélangées avec des fibres 2 synthétiques et/ou végétales et/ou de renfort et des particules minérales 1 assurant la tenue et la cohésion du produit d'insonorisation et/ou d'isolation thermique.
Les fibres liantes thermofusibles 3 ou particules polymères 9 réactives ou fusibles forment un réseau à l'intérieur du produit 5 dans lequel chaque point de contact entre deux fibres liantes 3 connectées par fusion (figure 5a) ou par des particules polymères 9 (figure 5b) constitue un point de liaison du réseau. La percolation des fibres par les pontages est réalisée par les fibres 3 elles mêmes (figure 5a) ou par des particules polymères 9 réactives ou fusibles (figure 5b).
Par ces dispositions chaque particule minérale 1 est emprisonnée individuellement et dans un réseau de fibres 2 dont la cohésion est assurée par les fibres liantes 3 ou particules polymères 9. La cohésion du produit 5 selon l'invention, c'est-à-dire sa capacité à ne pas se désagréger, est très importante. Par ailleurs, il existe une corrélation entre la taille des particules et la densité de réticulation.
Une spécificité importante du produit 5 selon l'invention est qu'il intègre des particules minérales 1 qui ont pour fonction de densifier une structure fibreuse qui présente, par nature, une densité faible et intègre des fibres de renfort 2, notamment des fibres de verre, de silice ou de basalte offrant au produit sa tenue mécanique.
Comme illustré en figure 4a et 4b, les chemins 8 permettant à un fluide liquide ou gazeux de traverser ledit produit 5 confèrent des propriétés d'absorption acoustique et de drainage et permettent de résoudre différentes problématiques selon les domaines d'appl ication . Notamment, cette caractéristique peut répondre à des problématiques dans le domaine de la voirie permettant une infiltration d'eau dans le macadam sans que ce dernier ne soit saturé (par exemple chaussée poreuse urbaine). Les fibres liantes 3 sont connectées entre elles et la matière est tenue grâce à la percolation des fibres par les pontages réalisée par les fibres 3 elles mêmes (figure 4a) ou par des particules polymères 9 réactives ou fusibles (figure 4b).
Le produit 5 tel qu'il apparaît en figure 7, présente des zones A et B qui possèdent des propriétés différenciées. Ainsi, dans l'exemple illustré, la zone B possède un coefficient d'absorption sonore faible ainsi qu'une isolation thermique et rigidité élevée ; cette rigidité élevée est liée à une densité apparente élevée maximum de 2 000 kg/m3.
En revanche, la zone A possède une capacité d'absorption sonore élevée mais une isolation thermique et une rigidité faible pour une densité apparente faible minimum de 100 kg/m3.
On observe que le produit 5 selon l'invention peut être mis en œuvre avec des valeurs de densité variables allant par exemple de 100 kg/m3 à 2 000 kg/m3. Sur cette gamme de densité, le produit 5 selon l'invention conserve des propriétés d'insonorisation et/ou autoportance et/ou d'isolation thermique satisfaisantes et compatibles avec des applications dans les domaines de l'automobile, du bâtiment, l'isolation des groupes électrogènes, la construction navale, la voirie, etc.
Comme cela apparaît en figure 7, le produit 5 peut présenter des emboutis profonds et des caractéristiques évolutives par rapport à la surface du produit. Ainsi, il est possible de prévoir dans ledit produit des zones de plus ou moins fortes épaisseurs et/ou des zones de plus ou moins fortes densités et/ou des zones ayant des coefficients d'insonorisation, d'isolation thermique et des modules d'élasticité différenciés. Les caractéristiques des zones A et B du produit illustré sur la figure 5 sont énumérées dans le tableau ci dessous :
Figure imgf000009_0001
La figure 3 montre l'enchevêtrement de fibres 2 synthétiques et/ou végétales et/ou de renfort, de particules minérales 1 et de fibres liantes 3 ou particules polymère 9 et plus particulièrement, à une température de l'ordre de
1 10°c à 2500C selon la nature des fibres liantes 3 ou particules polymères 9, les points de soudure se trouvant à chaque point de contact entre deux ou plusieurs fibres liantes (figure 5a) ou particules polymères (figure 5b).
La réalisation du produit 5 passe par différentes étapes. Dans un premier temps, il est nécessaire de réaliser un mélange homogène des fibres 2, 3 par des systèmes d'ouvraison, c'est à dire permettant d'aérer les fibres 2, 3 et d'obtenir un mélange tout en autorisant ensuite les particules minérales 1 à pénétrer dans le volume après homogénéisation des fibres 2, 3.
La quantité de particules minérales 1 à intégrer est déterminée à cette étape. A partir dudit mélange obtenu, on réalise, selon les besoins, soit un feutre thermofixé soit on pulvérise le mélange directement dans une cavité.
Selon les besoins d'insonorisation et/ou d'autoportance et/ou d'isolation thermique, la présente invention peut être constituée de différentes façons. Les exemples cités ci-dessous ne sont pas limitatifs :
- dans le cadre d'un insonorisant moteur, le produit peut être composé de 50 % de particules minérales notamment du calcaire d'une densité de 2,7, de taille comprise entre 0,8 et 2 mm avec une reprise à l'humidité inférieure à 1 %, 20 % de fibres polyesters et 30% de fibres de verre ;
- pour un écran thermo-acoustique, le produit selon l'invention peut être constitué de 40 % de dolomie de taille comprise entre 0,8 et 2 mm avec une reprise à l'humidité inférieur à 1 %, 30 % de poudre novolaque et 30 % dé fibres de silice ;
- un insonorisant à faible coût, pour le domaine du bâtiment par exemple, peut être composé 60 % de calcaire d'une densité de 2.7, de taille comprise entre 1 ,8 et 3,5 8 mm avec une reprise à l'humidité inférieure à 1 %, 30 % de PP et 10 % d'un élément fibreux.
Par ailleurs, comme illustré sur la figure 8, l'invention a également pour objet un complexe d'insonorisation et d'isolation thermique autoportant 10 comprenant un produit d'insonorisation et d'isolation thermique autoportant 5 sur lequel est superposée une couche fibreuse formant ressort 4. Selon une possibilité, la couche fibreuse formant ressort 4 comprend des fibres mélangées avec des fibres thermofusibles.
Dans une forme de réalisation de la couche fibreuse ressort 4, celle-ci est définie par au moins l'un des paramètres du groupe comprenant :
- la masse surfacique de la couche fibreuse ressort, - l'épaisseur de la couche fibreuse ressort,
- la concentration de fibres, au moins l'un de ces paramètres pouvant présenter un taux de variation par unité de surface.
L a couche fibreuse formant ressort 4 peut également, et de manière indépendante du produit 5, présenter un ou plusieurs paramètres ayant un gradient par unité de surface ce qui a pour effet de permettre une action localisée sur des foyers de bruits et/ou de chaleur. Le complexe 10 ainsi défini peut être paramétré en fonction d'une cartograph ie sonore et/ou thermique d'un véhicule en terme d'isolation et/ou d'absorption.
La maîtrise des gradients par unité de surface d'un ou plusieurs paramètres qui caractérisent la couche fibreuse formant ressort 4 a également pour effet de permettre une action localisée sur les performances mécaniques du complexe insonorisant. Le complexe 10 ainsi défini peut être paramétré localement en terme mécanique en fonction des sollicitations spécifiques à certaines zones du complexe 10. Dans certaines appl ications notamm e n t d a n s l e ca s o ù l e complexe 1 0 est d isposé à l'intérieur de l'habitacle d'un véh icu le, il est envisagé que le complexe 10 comprenne une couche d'aspect 7 (par exemple : textile, aluminium ou autres) superposée sur le produit 5.
Il peut également être envisagé que le complexe 10 comprenne une couche étanche ou à porosité contrôlée 6 positionnée soit entre la couche d'aspect 7 et le produit 5 soit entre la couche fibreuse formant ressort 4 et le produit 5.
Ladite couche fibreuse ressort 4 comprend des fibres textiles effilochées et des fibres liantes thermofusibles. La couche fibreuse ressort 4 peut également incorporer des déchets de mousse. De manière similaire au produit 5, il peut être envisagé de réaliser un apport supplémentaire de fibres et/ou de déchets de mousse et/ou de fibres l iantes pou r, en u ne zone particulière de la couche, modifier les propriétés mécaniques en compression et les capacités d'absorption de la couche ressort 4 après formage. Le produit 5 et la couche fibreuse ressort 4 sont superposées et leur liaison est réalisée par leurs fibres thermofusibles respectives.
Une couche étanche ou à porosité contrôlée 6 peut éventuellement être positionnée entre deux couches du complexe pour améliorer l'efficacité acoustique et/ou thermique du complexe 10. Un avantage très significatif du complexe 10 tient au fait qu'il peut intégrer des zones de plus forte densité pour assurer un traitement local sonore et/ou thermique, ce qui permet de proposer un complexe en adéquation avec des besoins d'insonorisation spécifiques.
Comme il va de soi, et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux seuls exemples de réalisation décrits ci-dessus; elle comprend, au contraire, toutes les variantes de réalisation, d'application respectant le même principe et dans différents domaines.

Claims

REVENDICATIONS
1. Produit d'insonorisation et d'isolation thermique autoportant et poreux, caractérisé en ce qu'il comprend des fibres (2) constituant le réseau fibreux et des fibres de renfort (2) enchevêtrées avec des particules minérales (1 ), ces fibres et particules étant amalgamées par des moyens de liaison (3, 9), pour permettre à l'ensemble d'assurer une autoportance et une protection thermique du produit (5) et d'obtenir une absorption ou une isolation acoustique ou une combinaison des deux.
2. Produit selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les moyens de liaison comprennent des fibres liantes thermofusibles (3) et/ou des particules polymères réactives ou fusibles (9).
3. Produit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les fibres de renfort (2) sont constituées d'au moins un élément du groupe : fibres de verre ; fibres de silice ; fibres de basalte.
4. Produit selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est défini par au moins un paramètre du groupe comprenant : la masse surfacique / volumique dudit produit (5) ; l'épaisseur dudit produit (5) ; - la proportion des fibres de renfort (2) ; la proportion des particules minérales (1 ) ; la proportion des moyens de liaison (3,9) ; la proportion de fibres (2) constituant le réseau fibreux ; au moins l'un de ces paramètres pouvant présenter un taux de variation par unité de surface.
5. Produit selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il possède des caractéristiques d'épaisseur et/ou de densité susceptibles de varier par rapport aux différentes fonctions recherchées sur le produit (5).
6. Produit selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il présente des zones de densité apparente susceptibles de varier par rapport aux différentes fonctions recherchées sur le produit (5).
7. Produit selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il présente des zones de densité apparente supérieure au niveau de zones destinées à l'accrochage dudit produit (5).
8. Complexe d'insonorisation et d'isolation thermique autoportant, caractérisé en ce qu'il comprend un produit (5) d'insonorisation et d'isolation thermique selon l'une des revendications 1 à 7, et au moins une couche additionnelle (4, 6, 7).
9. Complexe selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une couche fibreuse ressort (4).
10. Complexe selon la revendication 9, caractérisé en ce que la couche fibreuse ressort (4) comprend des fibres mélangées avec des fibres thermofusibles.
11. Complexe selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la couche fibreuse ressort (4) intègre des déchets de mousse.
12. Complexe selon l'une des revendications 9 à 11 , caractérisé en ce que la couche fibreuse ressort (4) est définie par au moins l'un des paramètres du groupe comprenant : la masse surfacique de la couche fibreuse ressort (4) ; l'épaisseur de la couche fibreuse ressort (4) ; la concentration de fibres ; au moins l'un de ces paramètres pouvant présenter une variation par unité de surface.
13. Complexe selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend, sur au moins l'une de ses faces extérieures, une couche d'aspect, d'insonorisation ou d'isolation thermique (7).
14. Complexe selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend une couche étanche ou à porosité contrôlée (6).
15. Complexe selon les revendications 13 et 14, caractérisé en ce que la couche étanche ou à porosité contrôlée (6) est positionnée entre la couche d'aspect, d'insonorisation ou d'isolation thermique (7) et le produit d'insonorisation et d'isolation thermique (5).
16. Complexe selon la revendication 14, lorsqu'elle dépend de la revendication 9, caractérisé en ce que la couche étanche ou à porosité contrôlée (6) est positionnée entre la couche fibreuse ressort (4) et le produit d'insonorisation et d'isolation thermique (5).
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