WO2023002138A1 - Produit comprenant une laine minerale a souffler - Google Patents

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WO2023002138A1
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fibers
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Amaury RONY
Alexia MICHEL
Elodie PERROS
Delphine TOULEMON
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Saint-Gobain Isover
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    • C03C2217/70—Properties of coatings
    • C03C2217/76—Hydrophobic and oleophobic coatings

Definitions

  • the present invention relates to a thermal and/or acoustic insulation product comprising blowing mineral wool, preferably glass wool, as well as a coating obtained by blowing such a product.
  • document US 20170198472 describes a glass wool in which the mass content of mineral oil has been reduced with regard to the prior art.
  • the mass content of mineral oil in the mineral wool described in document US 2017 0198472 is between 0.1% and 0.6% of the total mass of the mineral wool.
  • the glass wool described by document US 2017 0198472 has a high thermal conductivity for a predetermined density of glass wool installed on a wall.
  • the glass wool described causes a large quantity of dust dispersed in the ambient atmosphere during its blowing.
  • An object of the invention is to provide a thermal and/or acoustic insulation product having a thermal conductivity less than or equal to the thermal conductivities of known mineral wools, while minimizing the quantity of dust emitted during the installation of the product by an user.
  • thermo and/or acoustic insulation product comprising a mineral wool in bulk, the mineral wool comprising mineral fibers and being suitable for being blown,
  • the product comprising at least one additive, the product having a mass content of all of the additive(s) comprised between 0.4% and 1.2% inclusive, in particular comprised between 0.6% and 1% inclusive and preferably comprised between 0.7 and 0.9% inclusive,
  • the product has a micronaire of between 4 L/min and 9 L/min, in particular between 5 L/min and 8 L/min and preferably between 6 L/min and 7.5 L/min.
  • a volume-weighted median diameter of the fibers is between 5 ⁇ m and 15 ⁇ m inclusive, in particular between 6 ⁇ m and 12 ⁇ m inclusive, and preferably between 7 ⁇ m and 10 ⁇ m inclusive, and more preferably between 8 ⁇ m and 9 ⁇ m inclusive ,
  • the fibers have a distribution of a population of fiber lengths such that the ratio between the fiber length equal to the 90th percentile in number of the distribution and between the median fiber length in number of the distribution is greater than 3, in particular greater than 4, and preferably greater than 5,
  • the fiber length equal to the 90th percentile in number of the distribution is strictly greater than 1 mm, in particular strictly greater than 1.5 mm and preferably strictly greater than 2.0 mm,
  • the median fiber length in number of the distribution is less than or equal to 2 mm, in particular less than 1 mm and preferably between 300 ⁇ m and 700 ⁇ m,
  • the mineral wool is glass wool, the product preferably having a density of between 100 kg.nr 3 and 180 kg.nr 3 inclusive, in particular between 120 kg.nr 3 and 160 kg.nr 3 inclusive and preferably comprised between 140 kg.nr 3 and 160 kg.nr 3 included,
  • the additive or additives comprise at least one additive chosen from an anti-dust additive, a hydrophobic additive, an antistatic additive and a colorant,
  • the additive or additives comprise an antistatic additive, a mass content of the antistatic additive being between 0.01% and 0.30% inclusive, in particular between 0.02% and 0.20% inclusive, and preferably between 0, 05% and 0.15% included,
  • one or more additives comprise an antistatic additive
  • the antistatic additive is chosen from a tertiary ammonium, a quaternary ammonium, and a polyethylene glycol
  • the additive(s) comprise a hydrophobic additive, a mass content of the hydrophobic additive being between 0.05% and 0.4% inclusive,
  • an average fiber length in number of fibers is between 0.5 mm and 1.5 mm inclusive
  • the product is able to present, after having been blown, a thermal performance factor c of between 0.45 W.kg.K- 1 .nr 4 and 0.8 W.kg.K- 1 .nr 4 and in particular between 0.5 W.kg.K- 1 .nr 4 and 0.75 W.kg.K 1 .nr 4
  • the product is able to present, after having been blown, a blown density of between 5 kg/m 3 and 18 kg/m 3 inclusive, in particular of between 7 kg/m 3 and 12 kg/m 3 inclusive and preferably comprised between 8.5 kg/m 3 and 11 kg/m 3 inclusive, - all of the additive(s) form sprayed deposits on the fibers, preferably a layer sprayed on the fibers, preferably by liquid route.
  • Another aspect of the invention is a thermal and/or acoustic insulation coating obtained by blowing a product according to one embodiment of the invention.
  • the coating advantageously has a thermal performance factor c of between 0.45 W.kg.K Lnr 4 and 0.8 W.kg.K 1 .nr 4 and in particular between 0.5 W.kg.K- 1 .rrr 4 and 0.75 W.kg.K- 1 .rrr 4 .
  • the coating advantageously has a density of between 5 kg/m 3 and 18 kg/m 3 inclusive, in particular of between 7 kg/m 3 and 12 kg/m 3 inclusive and preferably of between 8.5 kg/m 3 and 11 kg/m 3 included.
  • the coating advantageously has a thermal conductivity of between 35 mW.nr 1 .K ⁇ 1 and 60 mW.nr 1 .K ⁇ 1 inclusive, in particular between 40 mW.nr 1 .K- 1 and 55 mW.nr 1 .K ⁇ 1 included, and preferably between 45 mW.m 1 .K 1 and 52 mW.m 1 .K 1 included.
  • Another aspect of the invention is a process for manufacturing a product according to one embodiment of the invention, the process comprising a step of spraying all of the additive(s) onto the fibers by liquid means.
  • Another aspect of the invention is a use of a product, an embodiment of the invention, for the thermal and/or acoustic insulation of a wall of a building.
  • FIG. 1 - Figure 1 illustrates a distribution of a cumulative frequency of a population of fiber lengths of a product according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 2 schematically illustrates an installation for producing an insulating product according to one embodiment of the invention
  • FIG. 3 illustrates the average integrated charge of the mineral fibers of a product according to one embodiment of the invention, blown.
  • thermal performance factor c is meant the product of the thermal conductivity l, expressed in W.nr 1 .K 1 , and the density p of a product according to one embodiment of the invention blown, expressed in kg/ m3 .
  • the thermal performance factor c is, in known manner, representative of the quantity of mineral wool to be blown to obtain a predetermined thermal resistance R on a wall. Indeed, considering a surface S to be insulated by a coating of mass m and volume V, the thermal performance factor c is equal to the ratio between, on the one hand, the mass m and between, on the other hand, the product of the thermal resistance R and the area S.
  • the thermal performance of mineral wool can be determined by the product of the predetermined thermal resistance R and the thermal performance factor X-
  • blowing of a mineral wool is meant a blowing defined by standard EN 14064-1:2007, and preferably defined by the document "Cahier Technique 8, Preparation of test specimens for bulk products, Revision index C, date of application: 01/07/2019, ACERMI”, referring to appendix C.2.1 of standard EN 14064-1:2007.
  • the thermal conductivity is measured according to the measurement defined in the document "Cahier Technique 8, Preparation of test specimens for bulk products, Revision index C, date of application: 07/01/2019, ACERMI", referring to standard EN 14064-1:2007.
  • density of a mineral wool is understood to mean the mass of mineral wool measured in a container filled with the mineral wool, divided by the volume of the container. In the case of a mineral wool packaged in a bag enabling the mineral wool to be transported, the density of the mineral wool is equal to the ratio between the mass of the mineral wool compressed in the bag and between the volume of the bag.
  • the fineness of the mineral wool fibers is determined by the value of their micronaire, under 5 g.
  • the micronaire also called “fineness index”, is representative of the specific surface of the fibres.
  • the measurement of the micronaire includes a measurement of the aerodynamic pressure drop when a given quantity of fibers extracted from the product is subjected to a given pressure of a gas, in general air or nitrogen. This measurement is usual in mineral fiber production units, it is standardized (DIN 53941 or ASTM D 1448 standards) and it uses a device called a “micronaire device”.
  • the micronaire measurement method is also described in document WO 2003098209.
  • the mineral wool is glass wool, preferably in bulk.
  • Mineral wool includes mineral fibers.
  • the glass wool comprises in known manner glass fibers.
  • Mineral fibers can be produced by melting an inorganic raw material, preferably glass, stone, and/or slag. Mineral wool is suitable for being blown.
  • the mineral fibers can be produced by melting a glass having:
  • B 2 O 3 a mass content of B 2 O 3 comprised between 0% and 10%, in particular comprised between 2% and 8%, preferentially comprised between 3% and 6%, and more preferentially comprised between 3.5% and 5%; and or
  • the product includes at least one additive.
  • the product has a mass content of all of the additive(s) comprised between 0.4% and 1.2% inclusive, in particular comprised between 0.6% and 1% inclusive and preferably comprised between 0.7 and 0.9% inclusive .
  • the product has a micronaire of between 4 L/min and 9 L/min, in particular between 5 L/min and 8 L/min and preferentially between 6 L/min and 7.5 L/min.
  • the inventors have discovered that, due to the combination between the level of additive(s) previously defined and the micronaire of the product previously defined, it was possible to specifically minimize the radiative heat transfer of a coating formed by the blown product, for a predetermined quantity of blown product, while limiting the emission of dust during the blowing of the product, by the mass content of additives of the product.
  • the capacity to break fine fibers of a product having the defined micronaire, and thus to emit dust is compensated by the rate of additive(s) of the product, while minimizing, for the defined ranges, the thermal conductivity of the coating formed by the blown product.
  • Some or all of the additive(s) may be organic.
  • the mass content of all of the additive(s) can be determined by measuring the loss on ignition, in accordance with the ISO 1887:2014 standard.
  • the insulation product may have a binder mass content of less than 0.1%.
  • the insulation product may be devoid of binder, and have a mass content of zero binder.
  • traces of binder may be present, in particular when the product is manufactured by recycling glass wool comprising a binder.
  • an installation for producing the insulating product may include a fiber-drawing unit, in which the mineral fibers are produced.
  • the fiber drawing unit may comprise a centrifugation device 1 configured to rotate along a vertical axis X.
  • the centrifugation device 1 has a peripheral band.
  • the peripheral strip is pierced with a plurality of orifices, through which the molten raw material can flow from the inside of the centrifugation device to the outside, forming filaments of molten raw material.
  • the drawing unit can also comprise a burner 2.
  • the burner 2 can have an annular shape and be arranged so as to impose a gas flow at a controlled temperature at the outlet of the orifices.
  • Burner 2 is used to stretch the filaments coming out of the orifices, so as to form the mineral fibers.
  • An annular inductor 3 can be arranged below the centrifugation device. The annular inductor 3 makes it possible to heat a lower part of the centrifugation device 1, in particular the plate. A veil 4 of mineral fibers is thus formed. A reception mat 5 for the mineral fibers can be arranged under the centrifugation device 1.
  • Burner 2 is configured so that the temperature of the gas jet leaving burner 2 is between 1300°C and 1500°C, preferably around 1400°C.
  • the pressure variation of burner 2, driving the gas jet makes it possible to control the fineness of the fibres: a lower pressure of burner 2 can lead to a larger fiber diameter.
  • the inventors have discovered that it is possible to significantly increase the proportion of long mineral fibers among all the mineral fibers produced, in the proportions described above, by reducing the quantity of movement transmitted by the burner 2 to the filaments in exit from the orifices with regard to the known transmitted momentum.
  • the speed of rotation of the centrifugation device 1 can be between 1600 revolutions per minute and 3000 revolutions per minute, in particular between 2400 revolutions per minute and 3000 revolutions per minute.
  • the tangential speed of the orifices, during the rotation of the centrifugation device 1, can be between 50 m/s and 80 m/s, and preferably between 57 m/s and 75 m/s.
  • the length of the fibers can be increased by increasing the amount of movement given to the fibers from the outlet of the orifice.
  • the quantity of movement imparted to the fibers by the burner may be concomitant with mechanical stresses undergone by the fibers driven by fluid turbulence, downstream of the burner. These stresses can lead to fiber breakage.
  • the tangential speed of the orifices makes it possible to provide a sufficient quantity of movement to the fibers while reducing the mechanical stresses undergone by the fibers in a turbulent fluidic environment.
  • the fiber pull per orifice of one plate per day is equal to the flow rate of molten raw material passing through each orifice per day.
  • the pull of fibers per orifice of one dish per day can be between 0.30 kg/day and 0.8 kg/day, in particular between 0.4 kg/day and 0.7 kg/day.
  • the fiber pull per orifice may be less than 0.40 kg/day.
  • the plate of the centrifugation device 2 can comprise at least 30,000 orifices, for example when the diameter of the plate is equal to 600 mm.
  • the plate of the centrifugation device 2 can comprise at least 36,000 orifices, for example when the diameter of the plate is equal to 400 mm.
  • the pull per orifice is small enough to produce fine fibers, so as to counterbalance the effect of the reduction in the transmission of the quantity of movement of the burner 2 to the filaments leaving the orifices.
  • the plate of the centrifugation device 2 has a diameter comprised between 50 mm and 800 mm, and preferably comprised between 400 mm and 600 mm.
  • the pull of the centrifugation device 2 varies with the diameter of the plate.
  • the orifices are formed and distributed over the drilling strip of the plate.
  • the height of the piercing strip, in the direction of the axis of rotation X of the centrifugation device, is preferably less than 35 mm.
  • the diameter of the orifices is between 0.5 and 1.1 mm.
  • the distance between the centers of neighboring holes can be between 0.8 mm and 2 mm. This distance can vary by less than 10%, and preferably by less than 3%. The distance between the centers of neighboring holes may decrease in a direction towards the lower part of the dish.
  • the manufacturing process can then include a step of recovering the mineral fibers on the carpet 5. Following the recovery step, the manufacturing process can include a step of grinding the fibers, then a step of compressing the fibers. The grinding step can also be implemented so as to obtain a product according to one embodiment of the invention.
  • the process for manufacturing the product may comprise a step of spraying all of the additive(s) onto the fibers by a liquid route.
  • the additives can be mixed before being sprayed on the fibers, so that their local concentrations are homogeneous.
  • One aspect of the invention is a product in which all of the additive(s) form spray deposits on the fibers, preferably a spray coating on the fibers.
  • the deposits preferentially the layer or layers, are formed by spraying by the liquid route.
  • the sprayed liquid comprising the additive(s) can be distributed homogeneously over the surface of the fibers, in partly or entirely, so as to form a layer of additives after the evaporation of the solvent from the liquid.
  • the liquid can also form drops or droplets in contact with the fibers, so that, after the evaporation of the solvent from the liquid, the additive or additives form deposits having the shape of a drop.
  • the fibers can have a distribution of a population of fiber lengths such that the ratio between the fiber length equal to the 90th percentile in number of the distribution and between the median fiber length in number of the distribution is greater than 3, in particular greater than 4, and preferably greater than 5.
  • a coating formed by the blown product has both a high proportion of short fibers and long fibers, which makes it possible both to retain certain fibers resulting in dust emission during the laying of the coating and at the same time to minimize the thermal conductivity with regard to a coating comprising only long fibers.
  • FIG. 1 illustrates a distribution of a cumulative frequency of a population of fiber lengths of a product according to an embodiment of the invention for which the fiber length equals the ninetieth percentile ( D90) in number is equal to 1856 pm and the median fiber length (D50) in number is equal to 335.7 pm.
  • the distribution illustrated corresponds to a product in which the ratio between the fiber length equal to the 90th percentile in number of the distribution and between the median fiber length in number of the distribution is equal to 5.52.
  • An average length of the fibers in number of the distribution can be between 0.5 mm and 1.5 mm inclusive.
  • a fiber length equal to the 90th percentile in number of the distribution can be strictly greater than 1 mm, in particular strictly greater than 1.5 mm and preferably strictly greater than 2.0 mm. Thus, it is possible to minimize the emission of dust when laying the coating by blowing the product.
  • the number-median fiber length of the distribution may be less than or equal to 2 mm, in particular less than 1 mm and preferably between 300 ⁇ m and 700 ⁇ m.
  • a volume-weighted median diameter of the fibers is between 5 ⁇ m and 15 ⁇ m inclusive, in particular between 6 ⁇ m and 12 ⁇ m inclusive, and preferably between 7 ⁇ m and 10 ⁇ m inclusive, and more preferably between 8 ⁇ m and 9 ⁇ m inclusive.
  • Fiber diameter and length can be measured by depositing the fibers on a substrate and then imaging the deposited fibers with a microscope.
  • a sample of the product or coating can be taken using forceps. Typically, between 10 and 30 mg of the product or coating can be taken.
  • the number of fibers measured is greater than 1000, in particular greater than 2000 and preferably greater than 5000.
  • the fibers of the sample can then be dispersed in a solvent.
  • the solvent may comprise a mixture of distilled water and glycerine, for example in a 500:1 proportion, and/or comprise a surfactant.
  • the sample is stirred using a laboratory stirrer between 30 minutes and 2 hours, which results in a dispersion of the fibers in the solvent.
  • the fiber dispersion is then diluted in distilled water at a ratio of 1:3 to 1:20.
  • the diluted fiber dispersion is then deposited on a substrate, for example on the bottom of a Petri dish.
  • the fibers included in the dispersion are then imaged by a microscope equipped with an objective whose magnification is for example equal to 20X, 40X or 90X, or by any other imaging system (camera, scanner) making it possible to observe the fibers. at a sufficient resolution to appreciate their length.
  • Image processing is then implemented. In each of the images, the groupings of pixels of less than a few pixels or whose eccentricity is less than 0.5, that is to say particles of roughly circular shape, are not considered.
  • Skeletonization is then applied to each of the images, so as to obtain the median axis of the fibers. Finally, a score function is then used to evaluate the probability that two fiber segments belong to the same fiber. The score function is also used to reconstruct the fibers that were broken into fiber segments during the thresholding step.
  • the product has a mass content of all of the additive(s) of between 0.4% and 1.2% inclusive, in particular between 0.6% and 1% inclusive and preferably between 0.7 and 0.9% inclusive.
  • the additives which usually include organic compounds, promote heat transfer through the product and thus degrade the thermal insulation properties conferred by the blown product.
  • the mass rate of all of the additive(s) is understood to mean all of the additives of the product.
  • the mass content of all the additives, the additives having different natures, is calculated by summing the mass content of each of the additives only once.
  • This definition of the mass rate of all of the additive(s) does not exclude that an additive has several functions.
  • a function can be chosen at least from an anti-dust function, a hydrophobant function, an antistatic function and a dye function.
  • the mass content of one or more additives having a determined function is calculated by summing the mass content of each of the additives having this determined function. This definition does not exclude that the mass rate of a first additive, having both a first function and a second function, is summed both in the mass rate of one or more additives having a first function and times in the mass content of one or more additives having a second function.
  • the additive(s) can be of any type.
  • the additive or additives are preferably chosen from an anti-dust additive, a hydrophobic additive, an antistatic additive and a colorant.
  • the thermal insulation product may include an antistatic additive.
  • a mass content of the antistatic additive can be between 0.01% and 0.30% inclusive, in particular between 0.02% and 0.20% inclusive, and preferably between 0.05% and 0.15% inclusive.
  • the antistatic additive can be at least chosen from a tertiary ammonium, a quaternary ammonium, and a polyethylene glycol.
  • the antistatic additive comprises a polyethylene glycol and at least one compound chosen from a tertiary ammonium and a quaternary ammonium.
  • the total mass content of tertiary ammonium and quaternary ammonium can be between 0.01% and 0.25%, in particular between 0.01% and 0.05%.
  • the mass content of the polyethylene glycol can be between 0.03% and 0.20%, in particular between 0.05% and 0.10%.
  • the antistatic additive can be sprayed on the veil of mineral fibers 4 produced following the step of forming a veil 4 of mineral fibers previously described and/or following the step of grinding the fibers, for example during transport fibers in a pneumatic channel.
  • the antistatic additive increases the value of the electrostatic charge of the mineral fibers of the blown mineral wool.
  • the measurement of the electrostatic charge of the blown mineral wool can be implemented by arranging, at the outlet of the duct through which the blown product is brought to the wall to be insulated, a mobile electrostatic sensor (for example a Keyence SK-050 model sensor).
  • the sensor measures an electric potential difference AV near a path through which the blown product is transported, between an electric potential measured during the passage of the blown product through the path and an electric potential measured at the same place, in the absence passage of the blown product through the path.
  • the measured potential difference is proportional to the average charge of the fibers passing through the path, and evolves in the same direction.
  • the sensor can, for example, be arranged at the outlet of a pneumatic pipe used to deposit the blown mineral wool on the wall to be insulated.
  • the average charge of the blown mineral fibers of a product can be zero or positive. Indeed, it was discovered by the inventors that a zero or positive average charge of the blown fibers was a sufficient condition to observe an antistatic effect of the product on the clothing of the users.
  • Average load means the average of the loads of the mineral fibers measured during product blowing.
  • Figure 3 illustrates the average fiber load as a function of relative humidity (RH).
  • the insulation product may include a hydrophobing additive.
  • hydrophobant is meant an additive which, when deposited on the mineral wool, allows the insulation product to exhibit hydrophobic properties.
  • the water-repellent additive can be sprayed on the veil 4 of mineral fibers produced following the step of forming a veil 4 of mineral fibers described above.
  • a mass content of the hydrophobing additive can be between 0.05% and 0.4% inclusive, and preferably between 0.1% and 0.2%.
  • the hydrophobing additive can be a silicone, for example polydimethylsiloxane (PDMS).
  • the thermal insulation product may include an anti-dust additive.
  • the anti-dust additive can be sprayed on the veil of mineral fibers 4 produced following the step of forming a veil 4 of mineral fibers described above and/or following the step of grinding the fibers, for example during fiber transport in a pneumatic channel.
  • the anti-dust additive helps to reduce the formation of dust when blowing the wool to be blown, and thus makes it possible to increase the comfort of the user and to prevent the penetration of mineral fibers into the respiratory tract of the user.
  • the anti-dust additive can comprise an oil, in particular an oil of vegetable origin and/or an oil of mineral origin.
  • the mass rate of the anti-dust additive can be determined so that the product has a mass rate of all of the additive(s) of between 0.4% and 1.2% inclusive, so that the rate mass of the antistatic additive is between 0.01% and 0.30%, and so the mass content of the hydrophobing additive is between 0.05% and 0.4% inclusive.
  • the mass content of the anti-dust additive is between 0.34% and 1.14%.
  • the product has a higher density than that of a coating obtained by blowing the product.
  • the density may be between 100 kg.nr 3 and 180 kg.nr 3 inclusive, in particular between 120 kg.nr 3 and 160 kg.nr 3 inclusive and preferably between 140 kg.nr 3 and 160 kg.nr 3 inclusive.
  • the density may be the density of the packaged product.
  • the product can be lighter when packaged than other known products, while preserving the fiber length population distribution of the product in this density range.
  • the known products obtained from rock wool have a density greater than 200 kg.nr 3 . It is thus possible to facilitate the delivery of the product to a construction site.
  • Another aspect of the invention is a thermal and/or acoustic insulation coating obtained by blowing a product according to one embodiment of the invention.
  • the coating, and indirectly the product, can be used for the thermal and/or acoustic insulation of a wall of a building.
  • the wall can be chosen from a wall, a ground and a floor.
  • the wall can be insulated by depositing the coating by blowing the product.
  • the coating has a thermal performance factor c of between 0.45 W.kg.K 1 .nr 4 and 0.8 W.kg.K 1 .nr 4 and in particular between 0.5 W.kg.K 1 .nr 4 and 0.75 W.kg.K- 1 .nr 4 .
  • a thermal performance factor c of between 0.45 W.kg.K 1 .nr 4 and 0.8 W.kg.K 1 .nr 4 and in particular between 0.5 W.kg.K 1 .nr 4 and 0.75 W.kg.K- 1 .nr 4 .
  • the coating may have a thermal conductivity of between 35 mW.nr 1 .K ⁇ 1 and 55 mW.nr 1 .K- 1 inclusive, in particular between 40 mW.nr 1 .K ⁇ 1 and 52 mW.nr 1 .K - 1 included, and preferably between 43 mW.nr 1 .K ⁇ 1 and 49 mW.nr 1 .K- 1 included.
  • the coating, obtained by blowing a product according to one embodiment of the invention can have a density of between 5 kg/m 3 and 18 kg/m 3 inclusive, in particular between 7 kg/m 3 and 12 kg/m 3 inclusive, and preferably between 8.5 kg/m 3 and 11 kg/m 3 inclusive.

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Abstract

La présente invention concerne un produit d'isolation thermique et/ou acoustique comprenant une laine minérale en vrac, la laine minérale comprenant des fibres minérales et étant adaptée à être soufflée, et dans lequel le produit comprend au moins un additif, le produit présentant un taux massique de la totalité du ou des additifs compris entre 0,4 % et 1,2 % inclus, et le produit présente un micronaire compris entre 4 L/min et 9 L/min.

Description

DESCRIPTION
TITRE : PRODUIT COMPRENANT UNE LAINE MINERALE A SOUFFLER
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un produit d’isolation thermique et/ou acoustique comprenant une laine minérale à souffler, préférentiellement une laine de verre, ainsi qu’un revêtement obtenu par le soufflage d'un tel produit.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Il est connu d'isoler thermiquement et/ou acoustiquement une paroi d'un bâtiment, par exemple un mur, un sol ou un plancher, en déposant une laine de verre soufflée au contact de la paroi. Une laine de verre compressée dans un sac subit une première expansion lors de l’ouverture du sac. La laine de verre est ensuite introduite dans un dispositif configuré pour souffler la laine de verre, comprenant par exemple une cardeuse, dans lequel la laine de verre est soumise à une deuxième expansion. La laine de verre est ensuite transportée depuis la cardeuse jusqu’à la paroi à isoler dans un conduit pneumatique. Cette méthode permet de recouvrir de laine de verre une paroi présentant une morphologie irrégulière. Cette méthode permet également de réduire le volume de la laine de verre entre sa production et son utilisation.
Toutefois, lors du dépôt de la laine de verre sur la paroi, une partie significative de la laine de verre peut être dispersée dans l’atmosphère ambiant. La partie dispersée dans l’atmosphère est qualifiée de « poussière » de laine de verre. Cette poussière présente un problème de confort de l'utilisateur lors du soufflage de la laine de verre.
Il est connu de réduire la quantité de poussières émises lors du soufflage de la laine de verre et ainsi d'augmenter le confort de l'utilisateur en ajoutant à la laine de verre une huile minérale.
Toutefois, l'ajout d'huile minérale dans la laine de verre entraîne une augmentation de la conductivité thermique l de la laine de verre soufflée, ce qui diminue les performances thermiques et/acoustiques de la laine de verre soufflée.
À cet effet, le document US 20170198472 décrit une laine de verre dans laquelle le taux massique d'huile minérale a été diminué au regard de l'art antérieur. Le taux massique d'huile minérale de la laine minérale décrite dans le document US 2017 0198472 est compris entre 0,1 % et 0,6 % de la masse totale de la laine minérale.
Toutefois, la laine de verre décrite par le document US 2017 0198472 présente une conductivité thermique élevée pour une densité prédéterminée de laine de verre installée sur une paroi. De plus, la laine de verre décrite entraîne une quantité importante de poussières dispersées dans l’atmosphère ambiant lors de son soufflage. Ainsi, il existe un besoin de produire une laine de verre présentant à la fois une conductivité thermique basse pour une densité de laine de verre installée prédéterminée et un confort de pose de l'utilisateur élevé.
EXPOSE DE L'INVENTION
Un but de l’invention est de proposer un produit d’isolation thermique et/ou acoustique présentant une conductivité thermique inférieure ou égale aux conductivités thermiques de laines minérales connues, tout en minimisant la quantité de poussières émises lors de l'installation du produit par un utilisateur.
Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un produit d’isolation thermique et/ou acoustique comprenant une laine minérale en vrac, la laine minérale comprenant des fibres minérales et étant adaptée à être soufflée,
- le produit comprenant au moins un additif, le produit présentant un taux massique de la totalité du ou des additifs compris entre 0,4 % et 1,2 % inclus, notamment compris entre 0,6 % et 1 % inclus et préférentiellement compris entre 0,7 et 0,9 % inclus,
- le produit présente un micronaire compris entre 4 L/min et 9 L/min, notamment entre 5 L/min et 8 L/min et préférentiellement entre 6 L/min et 7,5 L/min.
La présente invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises individuellement ou en l’une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles :
- un diamètre médian pondéré en volume des fibres est compris entre 5 pm et 15 pm inclus, notamment compris entre 6 pm et 12 pm inclus, et préférentiellement compris entre 7 pm et 10 pm inclus, et plus préférentiellement entre 8 pm et 9 pm inclus,
- les fibres présentent une distribution d’une population de longueurs de fibre telle que le rapport entre la longueur de fibre égale au 90ème centile en nombre de la distribution et entre la longueur de fibre médiane en nombre de la distribution est supérieur à 3, notamment supérieur à 4, et préférentiellement supérieur à 5,
- la longueur de fibre égale au 90ème centile en nombre de la distribution est strictement supérieure à 1 mm, notamment strictement supérieure à 1,5 mm et préférentiellement strictement supérieure à 2,0 mm,
- la longueur de fibre médiane en nombre de la distribution est inférieure ou égale à 2 mm, notamment inférieure à 1 mm et préférentiellement comprise entre 300 pm et 700 pm,
- la laine minérale est une laine de verre, le produit présentant préférentiellement une masse volumique comprise entre 100 kg.nr3 et 180 kg.nr3 incluses, notamment comprise entre 120 kg.nr3 et 160 kg.nr3 incluses et préférentiellement comprise entre 140 kg.nr3 et 160 kg.nr3 incluses,
- le ou les additifs comprennent au moins un additif choisi parmi un additif anti poussière, un additif hydrophobant, un additif antistatique et un colorant,
- le ou les additifs comprennent un additif antistatique, un taux massique de l’additif antistatique étant compris entre 0,01 % et 0,30 % inclus, notamment entre 0,02 % et 0,20 % inclus, et préférentiellement entre 0,05 % et 0,15 % inclus,
- lequel le ou les additifs comprennent un additif antistatique, et l’additif antistatique est choisi parmi un ammonium tertiaire, un ammonium quaternaire, et un polyéthylène glycol,
- le ou les additifs comprennent un additif hydrophobant, un taux massique de l’additif hydrophobant étant compris entre 0,05 % et 0,4 % inclus,
- une longueur moyenne des fibres en nombre des fibres est comprise entre 0,5 mm et 1,5 mm incluses,
- le produit est apte à présenter, après avoir été soufflé, un facteur de performance thermique c compris entre 0,45 W.kg.K-1.nr4 et 0,8 W.kg.K-1.nr4 et notamment entre 0,5 W.kg.K-1.nr4 et 0,75 W.kg.K 1.nr4, - le produit est apte à présenter, après avoir été soufflé, une masse volumique soufflée comprise entre 5 kg/m3 et 18 kg/m3 inclues, notamment comprise entre 7 kg/m3 et 12 kg/m3 incluses et préférentiellement comprise entre 8,5 kg/m3 et 11 kg/m3 incluses, - l’ensemble du ou des additifs forme des dépôts pulvérisés sur les fibres, préférentiellement une couche pulvérisée sur les fibres, préférentiellement par voie liquide.
Un autre aspect de l’invention est un revêtement d’isolation thermique et/ou acoustique obtenu par un soufflage d’un produit selon un mode de réalisation de l'invention.
Le revêtement présente avantageusement un facteur de performance thermique c compris entre 0,45 W.kg.K Lnr4 et 0,8 W.kg.K 1.nr4 et notamment entre 0,5 W.kg.K-1.rrr4 et 0,75 W.kg.K-1.rrr4.
Le revêtement présente avantageusement une masse volumique comprise entre 5 kg/m3 et 18 kg/m3 incluses, notamment comprise entre 7 kg/m3 et 12 kg/m3 incluses et préférentiellement comprise entre 8,5 kg/m3 et 11 kg/m3 incluses.
Le revêtement présente avantageusement une conductivité thermique comprise entre 35 mW.nr1.K·1 et 60 mW.nr1.K·1 incluses, notamment comprise entre 40 mW.nr1.K-1 et 55 mW.nr1.K·1 incluses, et préférentiellement comprise entre 45 mW.m 1.K1 et 52 mW.m 1.K1 incluses.
Un autre aspect de l’invention est un procédé de fabrication d’un produit selon un mode de réalisation de l’invention, le procédé, comprenant une étape de pulvérisation de l’ensemble du ou des additifs sur les fibres par voie liquide.
Un autre aspect de l’invention est une utilisation d’un produit un mode de réalisation de l’invention pour l'isolation thermique et/ou acoustique d'une paroi d'un bâtiment.
DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : [Fig. 1] - la figure 1 illustre une distribution d’une fréquence cumulée d’une population de longueurs de fibres d'un produit selon un mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 2] - la figure 2 illustre schématiquement une installation de production d'un produit isolant selon un mode de réalisation de l'invention,
[Fig. 3] - la figure 3 illustre la charge moyenne intégrée des fibres minérales d’un produit selon un mode de réalisation de l’invention, soufflé.
Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques.
DEFINITIONS
On entend par « facteur de performance thermique c» le produit de la conductivité thermique l, exprimé en W.nr1.K 1, et de la masse volumique p d’un produit selon un mode de réalisation de l’invention soufflé, exprimée en kg/m3. Le facteur de performance thermique c est, de manière connue, représentatif de la quantité de laine minérale à souffler pour obtenir une résistance thermique R prédéterminée sur une paroi. En effet, en considérant une surface S à isoler par un revêtement de masse m et de volume V, le facteur de performance thermique c est égal au rapport entre, d’une part, la masse m et entre, d’autre part, le produit de la résistance thermique R et de la surface S. Ainsi, la performance thermique de la laine minérale peut être déterminée par le produit de la résistance thermique R prédéterminée et du facteur de performance thermique X-
On entend par « soufflage » d’une laine minérale un soufflage défini par la norme EN 14064-1 :2007, et préférentiellement défini par le document « Cahier Technique 8, Confection des éprouvettes d’essais pour les produits en vrac, Indice de révision C, date de mise en application : 01/07/2019, ACERMI », se référant à l’annexe C.2.1 de la norme EN 14064-1 :2007.
La conductivité thermique est mesurée selon la mesure définie dans le document « Cahier Technique 8, Confection des éprouvettes d’essais pour les produits en vrac, Indice de révision C, date de mise en application : 01/07/2019, ACERMI », se référant à la norme EN 14064-1 :2007. On entend par « masse volumique » d’une laine minérale la masse de laine minérale mesurée dans un contenant rempli par la laine minérale, divisée par le volume du contenant. Dans le cas d'une laine minérale conditionnée dans un sac permettant de transporter la laine minérale, la masse volumique de la laine minérale est égale au rapport entre la masse de la laine minérale comprimée dans le sac et entre le volume du sac. Dans le cas d'une laine minérale soufflée, la mesure de la masse volumique de la laine minérale soufflée est définie dans le document « Cahier Technique 8, Confection des éprouvettes d’essais pour les produits en vrac, Indice de révision C, date de mise en application : 01/07/2019, ACERMI », se référant à l’annexe C.2.1 de la norme EN 14064-1 :2007.
Dans la présente demande, la finesse des fibres de laine minérale est déterminée par la valeur de leur micronaire, sous 5g. Le micronaire, appelé aussi « indice de finesse », est représentatif de la surface spécifique des fibres. La mesure du micronaire comprend une mesure de la perte de charge aérodynamique lorsqu'une quantité donnée de fibres extraites du produit est soumise à une pression donnée d'un gaz, en général de l'air ou de l'azote. Cette mesure est usuelle dans les unités de production de fibres minérales, elle est normalisée (normes DIN 53941 ou ASTM D 1448) et elle utilise un appareil dit "appareil micronaire" . La méthode de mesure du micronaire est également décrite dans le document WO 2003098209.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Structure générale du produit d’isolation thermique/acoustique
Un aspect de l’invention est un produit d’isolation thermique et/ou acoustique comprenant une laine minérale en vrac. De préférence, la laine minérale est une laine de verre, de préférence en vrac. La laine minérale comprend des fibres minérales. La laine de verre comprend de manière connue des fibres de verre. Les fibres minérales peuvent être produites par la fonte d’une matière première inorganique, de préférence du verre, de la pierre, et/ou un laitier. La laine minérale est adaptée à être soufflée.
De préférence, les fibres minérales peuvent être produites par la fonte d’un verre présentant :
- un taux massique de S1O2 compris entre 50 % et 75 %, et de préférence compris entre 60 % et 70 %, et/ou
- un taux massique de Na2<D compris entre 10 et 25%, et de préférence compris entre 10 % et 20 %, et/ou
- un taux massique de CaO compris entre 5 % et 15 %, et de préférence compris entre 5 % et 10 %, et/ou
- un taux massique de MgO compris entre 1 à 10%, et de préférence compris entre 2 et 5%, et/ou
- une somme d’un taux massique de CaO et d’un taux massique de MgO comprise entre 5 % et 20 %, et/ou
- un taux massique de B2O3 compris entre 0 % et 10%, notamment compris entre 2 % et 8 %, préférentiellement compris entre 3 % et 6%, et plus préférentiellement compris entre 3,5 % et 5%; et/ou
- un taux massique de AI2O3 compris entre 0 % et 8 %, et de préférence compris entre 1 % et 6%, et/ou
- un taux massique de K2O compris entre 0 % et 5%, et de préférence compris entre 0,5 % et 2 %, et/ou
- une somme d’un taux massique Na2<D et d’un taux massique de K2O comprise entre 12 % et 20%.
Le produit comprend au moins un additif. Le produit présente un taux massique de la totalité du ou des additifs compris entre 0,4 % et 1,2 % inclus, notamment compris entre 0,6 % et 1 % inclus et préférentiellement compris entre 0,7 et 0,9 % inclus.
Le produit présente un micronaire compris entre 4 L/min et 9 L/min, notamment entre 5 L/min et 8 L/min et préférentiellement entre 6 L/min et 7,5 L/min.
Les inventeurs ont découvert que, de par la combinaison entre le taux d’additif(s) précédemment défini et le micronaire du produit précédemment défini, il était possible de minimiser spécifiquement le transfert thermique radiatif d’un revêtement formé par le produit soufflé, pour une quantité de produit soufflé prédéterminée, tout en limitant l’émission de poussières lors du soufflage du produit, de par le taux massique d’additifs du produit. La capacité à casser des fibres fines d’un produit présentant le micronaire défini, et ainsi à émettre de la poussière, est compensée par le taux d’additif(s) du produit, tout en minimisant, pour les gammes définies, la conductivité thermique du revêtement formé par le produit soufflé. Une partie ou l’ensemble du ou des additifs peuvent être organiques. Le taux massique de la totalité du ou des additifs peut être déterminé par une mesure de perte au feu ( loss on ignition en anglais), conformément à la norme ISO 1887:2014. Le produit d’isolation peut présenter un taux massique de liant inférieur à 0,1 %. Notamment, le produit d’isolation peut être dépourvu de liant, et présenter un taux massique de liant nul. Toutefois, des traces de liant peuvent être présentes, notamment lorsque le produit est fabriqué en recyclant une laine de verre comprenant un liant.
Fabrication du produit d’isolation
En référence à la figure 2, une installation de production du produit isolant peut comprendre une unité de fibrage, dans laquelle les fibres minérales sont produites. L’unité de fibrage peut comprendre un dispositif de centrifugation 1 configuré pour tourner selon un axe vertical X. Le dispositif de centrifugation 1 présente une bande périphérique. La bande périphérique est percée d'une pluralité d’orifices, au travers desquels la matière première fondue peut s’écouler de l’intérieur du dispositif de centrifugation vers l’extérieur, en formant des filaments de matière première fondue. L’unité de fibrage peut également comprendre un brûleur 2. Le brûleur 2 peut présenter une forme annulaire et être agencé de sorte à imposer en sortie des orifices un écoulement gazeux à une température contrôlée. Le brûleur 2 permet d’étirer les filaments sortant des orifices, de sorte à former les fibres minérales. Un inducteur annulaire 3 peut être agencé en dessous du dispositif de centrifugation. L’inducteur annulaire 3 permet de chauffer une partie inférieure du dispositif de centrifugation 1, en particulier l’assiette. Un voile 4 de fibres minérales est ainsi formé. Un tapis de réception 5 des fibres minérales peut être agencé sous le dispositif de centrifugation 1.
Le brûleur 2 est configuré pour que la température du jet gazeux à la sortie du brûleur 2 soit comprise entre 1300°C et 1500°C, de préférence aux environs de 1400°C. La variation de pression du brûleur 2, entraînant le jet gazeux, permet de contrôler la finesse des fibres : une pression du brûleur 2 moindre peut entraîner un diamètre de fibre plus grand. Les inventeurs ont découvert qu'il est possible d'augmenter de manière significative la proportion de fibres minérales longues parmi l'ensemble des fibres minérales produites, dans les proportions décrites précédemment, en diminuant la quantité de mouvement transmise par le brûleur 2 aux filaments en sortie des orifices au regard de la quantité de mouvement transmise connue. Ainsi, la pression du brûleur 2 peut être imposée entre 400 mm CE et 800 mm CE, notamment entre 400 mm CE et 450 mm CE (on rappelle que 1 mm CE = 9,81 Pa).
La vitesse de rotation du dispositif de centrifugation 1 peut être comprise entre 1600 tours par minute et 3000 tours par minute, notamment comprise entre 2400 tours par minute et 3000 tours par minute.
La vitesse tangentielle des orifices, lors de la rotation du dispositif de centrifugation 1, peut être comprise entre 50 m/s et 80 m/s, et de préférence comprise entre 57 m/s et 75 m/s. Ainsi, il est possible d’augmenter la proportion de fibres présentant une longueur strictement supérieure à 1,5 mm et préférentiellement strictement supérieure à 2,0 mm dans la population de fibres du produit. En effet, la longueur des fibres peut être augmentée en augmentant la quantité de mouvement apportée aux fibres depuis la sortie de l’orifice. Cependant, la quantité de mouvement apportée aux fibres par le brûleur peut être concomitante avec des contraintes mécaniques subies par les fibres entraînées par des turbulences fluidiques, en aval du brûleur. Ces contraintes peuvent mener à la rupture des fibres. Ainsi, la vitesse tangentielle des orifices permet d’apporter une quantité de mouvement suffisante aux fibres tout en diminuant les contraintes mécaniques subies par les fibres dans un environnement fluidique turbulent.
La tirée de fibres par orifice d’une assiette par jour est égale au débit de matière première fondue traversant chaque orifice par jour. La tirée de fibres par orifice d’une assiette par jour peut être comprise entre 0,30 kg/jour et 0,8 kg/jour, notamment entre 0,4 kg/jour et 0,7 kg/jour. De préférence, la tirée de fibres par orifice peut être inférieure à 0,40 kg/jour. Ainsi, il est possible de réduire le diamètre des fibres au regard des fibres produites avec une tirée supérieure, et ainsi de contrebalancer l’effet de la réduction de la quantité de mouvements transmises par le brûleur 2 aux filaments en sortie des orifices. L’assiette du dispositif de centrifugation 2 peut comprendre au moins 30000 orifices, par exemple lorsque le diamètre de l’assiette est égal à 600 mm. De préférence, l’assiette du dispositif de centrifugation 2 peut comprendre au moins 36000 orifices, par exemple lorsque le diamètre de l’assiette est égal à 400 mm. Ainsi, pour une tirée totale constante, la tirée par orifice est suffisamment petite pour produire des fibres fines, de manière à contrebalancer l'effet de la diminution de la transmission de la quantité de mouvement du brûleur 2 aux filaments en sortie des orifices.
L’assiette du dispositif de centrifugation 2 présente un diamètre compris entre 50 mm et 800 mm, et préférentiellement compris entre 400 mm et 600 mm. La tirée du dispositif de centrifugation 2 varie avec le diamètre de l’assiette.
Les orifices sont formés et répartis sur la bande de perçage de l’assiette. La hauteur de la bande de perçage, selon la direction de l'axe de rotation X du dispositif de centrifugation, est préférentiellement inférieure à 35 mm. Le diamètre des orifices est compris entre 0,5 et 1,1 mm.
La distance entre les centres des orifices voisins peut être comprise entre 0,8 mm et 2 mm. Cette distance peut varier de moins de 10 %, et préférentiellement de moins de 3 %. La distance entre les centres des orifices voisins peut diminuer dans une direction orientée vers la partie inférieure de l’assiette.
Le procédé de fabrication peut ensuite comprendre une étape de récupération des fibres minérales sur le tapis 5. Suite à l’étape de récupération, le procédé de fabrication peut comprendre une étape de broyage des fibres, puis une étape de compression des fibres. L’étape de broyage peut également être mise en œuvre de sorte à obtenir un produit selon un mode de réalisation de l’invention.
Le procédé de fabrication du produit peut comprendre une étape de pulvérisation de l’ensemble du ou des additifs sur les fibres par voie liquide. Ainsi, les additifs peuvent être mélangés avant d’être pulvérisés sur les fibres, de sorte que leurs concentrations locales sont homogènes. Un aspect de l’invention est un produit dans lequel l’ensemble du ou des additifs forme des dépôts pulvérisés sur les fibres, préférentiellement une couche pulvérisée sur les fibres. De préférence, les dépôts, préférentiellement la ou les couches, sont formés par une pulvérisation par voie liquide. En effet, le liquide pulvérisé comprenant le ou les additifs peut être réparti de manière homogène sur la surface des fibres, en partie ou entièrement, de manière à former une couche d’additifs après l’évaporation du solvant du liquide. Le liquide peut également former des gouttes ou des gouttelettes en contact avec les fibres, de sorte que, après l’évaporation du solvant du liquide, le ou les additifs forment des dépôts présentant une forme de goutte.
Structure et géométrie de la laine minérale
En référence à la figure 1, les fibres peuvent présenter une distribution d’une population de longueurs de fibre telle que le rapport entre la longueur de fibre égale au 90ème centile en nombre de la distribution et entre la longueur de fibre médiane en nombre de la distribution est supérieur à 3, notamment supérieur à 4, et préférentiellement supérieur à 5. Ainsi, un revêtement formé par le produit soufflé présente à la fois une proportion importante de fibres courtes et de fibres longues, ce qui permet à la fois de retenir certaines fibres entraînant une émission de poussières lors de la pose du revêtement et à la fois de minimiser la conductivité thermique au regard d’un revêtement comprenant uniquement des fibres longues.
Par exemple, la figure 1 illustre une distribution d’une fréquence cumulée d'une population de longueurs de fibre d’un produit selon un mode de réalisation de l’invention pour laquelle la longueur de fibre égale au quatre-vingt-dixième centile (D90) en nombre est égale à 1856 pm et la longueur de fibre médiane (D50) en nombre est égale à 335,7 pm. La distribution illustrée correspond à un produit dans lequel le rapport entre la longueur de fibre égale au 90ème centile en nombre de la distribution et entre la longueur de fibre médiane en nombre de la distribution est égal à 5,52.
Une longueur moyenne des fibres en nombre de la distribution peut être comprise entre 0,5 mm et 1,5 mm incluses.
Une longueur de fibre égale au 90ème centile en nombre de la distribution peut être strictement supérieure à 1 mm, notamment strictement supérieure à 1,5 mm et préférentiellement strictement supérieure à 2,0 mm. Ainsi, il est possible de minimiser l’émission de poussières lors de la pose du revêtement par soufflage du produit. La longueur de fibre médiane en nombre de la distribution peut être inférieure ou égale à 2 mm, notamment inférieure à 1 mm et préférentiellement comprise entre 300 pm et 700 pm.
Un diamètre médian pondéré en volume des fibres est compris entre 5 pm et 15 pm inclus, notamment compris entre 6 pm et 12 pm inclus, et préférentiellement compris entre 7 pm et 10 pm inclus, et plus préférentiellement entre 8 pm et 9 pm inclus. Ainsi, il est possible de minimiser spécifiquement le transfert thermique radiatif d’un revêtement formé par le produit soufflé, pour une quantité de produit soufflé prédéterminée, tout en limitant l’émission de poussières lors du soufflage du produit, de par le taux massique d’additifs du produit.
Le diamètre et la longueur des fibres peuvent être mesurés en déposant les fibres sur un substrat, puis en imageant les fibres déposées avec un microscope. Un échantillon du produit ou du revêtement peut être prélevé à l'aide d'une pince. Typiquement, entre 10 et 30 mg du produit ou du revêtement peuvent être prélevés. Le nombre de fibres mesurées est supérieur à 1000, notamment supérieur à 2000 et de préférence supérieur à 5000. Les fibres de l’échantillon peuvent ensuite être dispersées dans un solvant. Le solvant peut comprendre un mélange d’eau distillée et de glycérine, par exemple dans une proportion 500:1, et/ou comprendre un surfactant. L'échantillon est mis en agitation à l'aide d'un agitateur de laboratoire entre 30 minutes et 2 heures, ce qui entraîne une dispersion des fibres dans le solvant. La dispersion de fibres est ensuite diluée dans l'eau distillée à un ratio de 1:3 à 1:20. La dispersion de fibres diluée est ensuite déposée sur un substrat, par exemple sur le fond d’une boîte de Pétri. Les fibres comprises dans la dispersion sont ensuite imagées par un microscope muni d'un objectif dont le grossissement est par exemple égal à 20X, 40X ou 90X, ou par tout autre système d’imagerie (caméra, scanner) permettant d’observer les fibres à une résolution suffisante pour en apprécier leur longueur. Un traitement d’image est ensuite mis en œuvre. Dans chacune des images, les regroupements de pixels de moins de quelques pixels ou dont l'excentricité est inférieure à 0,5, c'est-à-dire les particules de forme grossièrement circulaire ne sont pas considérées. Une squelettisation est ensuite appliquée à chacune des images, de sorte à obtenir l’axe médian des fibres. Enfin, une fonction de score est alors utilisée pour évaluer la probabilité que deux segments de fibres appartiennent à la même fibre. La fonction de score est aussi utilisée pour reconstruire les fibres qui ont été cassées en segments de fibres pendant l'étape de seuillage.
Additifs Dans l'ensemble des modes de réalisation de l'invention, le produit présente un taux massique de la totalité du ou des additifs compris entre 0,4 % et 1,2 % inclus, notamment compris entre 0,6 % et 1 % inclus et préférentiellement compris entre 0,7 et 0,9 % inclus. Ainsi, comme décrit précédemment et en combinaison avec le micronaire du produit décrit, il est possible de maximiser l’isolement thermique du produit tout en limitant l'émission de poussières lors de l'installation du produit. En effet, les additifs, qui comprennent de manière usuelle des composés organiques, favorisent le transfert thermique au travers du produit et ainsi dégradent les propriétés d’isolement thermique conférées par le produit soufflé. Dans la présente demande, le taux massique de la totalité du ou des additifs s’entend pour l’ensemble des additifs du produit. Le taux massique de la totalité des additifs, les additifs présentant des natures différentes, est calculé en sommant le taux massique de chacun des additifs une seule fois. Cette définition du taux massique de la totalité du ou des additifs n’exclut pas qu’un additif présente plusieurs fonctions. Une fonction peut être choisie au moins parmi une fonction anti-poussière, une fonction d’hydrophobant, une fonction antistatique et une fonction de colorant. Le taux massique d’un ou plusieurs additifs présentant une fonction déterminée est calculé en sommant le taux massique de chacun des additifs présentant cette fonction déterminée. Cette définition n’exclut pas que le taux massique d’un premier additif, présentant à la fois une première fonction et une deuxième fonction, soit sommé à la fois dans le taux massique d’un ou plusieurs additifs présentant une première fonction et à la fois dans le taux massique d’un ou plusieurs additifs présentant une deuxième fonction.
Le ou les additifs peuvent être de tous types. Le ou les additifs sont préférentiellement choisis parmi un additif anti-poussière, un additif hydrophobant, un additif antistatique et un colorant.
Le produit d'isolation thermique peut comprendre un additif antistatique. Un taux massique de l’additif antistatique peut être compris entre 0,01 % et 0,30 % inclus, notamment entre 0,02 % et 0,20 % inclus, et préférentiellement entre 0,05 % et 0,15 % inclus.
L’additif antistatique peut être au moins choisi parmi un ammonium tertiaire, un ammonium quaternaire, et un polyéthylène glycol. De préférence, l’additif antistatique comprend un polyéthylène glycol et au moins un composé choisi parmi un ammonium tertiaire et un ammonium quaternaire. Le taux massique total de l’ammonium tertiaire et de l’ammonium quaternaire peut être compris entre 0,01 % et 0,25 %, notamment entre 0,01 % et 0,05 %. Le taux massique du polyéthylène glycol peut être compris entre 0,03 % et 0,20 %, notamment entre 0,05 % et 0,10 %.
L'additif antistatique peut être pulvérisé sur le voile de fibres 4 minérales produit suite à l’étape de formation d’un voile 4 de fibres minérales précédemment décrite et/ou suite à l’étape de broyage des fibres, par exemple lors du transport des fibres dans un canal pneumatique. L'additif antistatique permet d’augmenter la valeur de la charge électrostatique des fibres minérales de la laine minérale soufflée. Ainsi, lors du dépôt d’un revêtement obtenu par le produit soufflé sur la paroi à isoler, les fibres minérales ne s'accrochent pas aux vêtements de l'utilisateur. En référence à la figure 3, la mesure de la charge électrostatique de la laine minérale soufflée peut être mise en œuvre en agençant, à la sortie du conduit par lequel le produit soufflé est amenée vers la paroi à isoler, un capteur électrostatique mobile (par exemple un capteur du modèle Keyence SK-050). Le capteur mesure une différence de potentiel électrique AV à proximité d’un chemin par lequel le produit soufflé est transporté, entre un potentiel électrique mesuré lors du passage du produit soufflé par le chemin et un potentiel électrique mesuré au même endroit, en l’absence de passage du produit soufflé par le chemin. La différence de potentiel mesurée est proportionnelle à la charge moyenne des fibres passant par le chemin, et évolue dans le même sens. Le capteur peut, par exemple, être agencé à la sortie d’une conduite pneumatique utilisée pour déposer la laine minérale soufflée sur la paroi à isoler.
La charge moyenne des fibres minérales soufflées d'un produit peut être nulle ou positive. En effet, il a été découvert par les inventeurs qu’une charge moyenne nulle ou positive des fibres soufflées était une condition suffisante pour constater un effet antistatique du produit sur les vêtements de l’utilisateurs. On entend par « charge moyenne » la moyenne des charges des fibres minérales mesurées lors du soufflage du produit. La figure 3 illustre la charge moyenne des fibres en fonction du taux d’humidité relative (RH).
Le produit d'isolation peut comprendre un additif hydrophobant. On entend par « hydrophobant » un additif qui, lorsqu'il est déposé sur la laine minérale, permet au produit d’isolation de présenter des propriétés hydrophobes. L'additif hydrophobant peut être pulvérisé sur le voile 4 de fibres minérales produit suite à l’étape de formation d’un voile 4 de fibres minérales précédemment décrite. Un taux massique de l’additif hydrophobant peut être compris entre 0,05 % et 0,4 % inclus, et de préférence compris entre 0,1 % et 0,2 %. L’additif hydrophobant peut être un silicone, par exemple du polydiméthylsiloxane (PDMS).
Le produit d'isolation thermique peut comprendre un additif anti-poussière. L'additif anti-poussière peut être pulvérisé sur le voile de fibres 4 minérales produit suite à l’étape de formation d’un voile 4 de fibres minérales précédemment décrite et/ou suite à l’étape de broyage des fibres, par exemple lors du transport des fibres dans un canal pneumatique. L’additif anti-poussière permet de réduire la formation de poussière lors du soufflage de la laine à souffler, et permet ainsi d’augmenter le confort de l’utilisateur et d’éviter la pénétration de fibres minérales dans les voies respiratoires de l’utilisateur. L’additif anti-poussière peut comprendre une huile, en particulier une huile d'origine végétale et/ou une huile d'origine minérale. De préférence, le taux massique de l'additif anti-poussière peut être déterminé de sorte que le produit présente un taux massique de la totalité du ou des additifs compris entre 0,4 % et 1 ,2 % inclus, de sorte que le taux massique de l’additif antistatique est compris entre 0,01 % et 0,30 %, et de sorte le taux massique de l’additif hydrophobant est compris entre 0,05 % et 0,4 % inclus. De préférence, le taux massique de l’additif anti-poussière est compris entre 0,34 % et 1,14 %.
Propriétés macroscopiques, thermiques & consommation du produit isolant
À l'issue du procédé de fabrication du produit précédemment décrit, notamment suite à l’étape de compression des fibres, le produit présente une masse volumique supérieure à celle d’un revêtement obtenu par le soufflage du produit. La masse volumique peut être comprise entre 100 kg.nr3 et 180 kg.nr3 incluses, notamment comprise entre 120 kg.nr3 et 160 kg.nr3 incluses et préférentiellement comprise entre 140 kg.nr3 et 160 kg.nr3 incluses. La masse volumique peut être la masse volumique du produit conditionné. Ainsi, à volume égal, le produit peut être plus léger quand il est conditionné que d’autre produits connus, tout en préservant la distribution de la population de longueur de fibres du produit dans cette gamme de masse volumique. A titre d’exemple, les produits connus obtenus à partir de laine de roche présentent une masse volumique supérieure à 200 kg.nr3. Il est ainsi possible de faciliter l'acheminement du produit sur un site de construction.
Un autre aspect de l'invention est un revêtement d’isolation thermique et/ou acoustique obtenu par un soufflage d'un produit selon un mode de réalisation de l'invention.
Le revêtement, et indirectement le produit, peuvent être utilisés pour l’isolation thermique et/ou acoustique d’une paroi d’un bâtiment. La paroi peut être choisie parmi un mur, un sol et un plancher. La paroi peut être isolée en déposant le revêtement par soufflage du produit.
De préférence, le revêtement présente un facteur de performance thermique c compris entre 0,45 W.kg.K 1.nr4 et 0,8 W.kg.K 1.nr4 et notamment entre 0,5 W.kg.K 1.nr4 et 0,75 W.kg.K-1.nr4. Ainsi, il est possible, notamment de par les caractéristiques du produit avant soufflage, de limiter à la fois la consommation du produit pour installer un revêtement présentant une résistance thermique prédéterminée par l’utilisateur, et à la fois l’émission de poussières émises lors du soufflage du produit. Le revêtement peut présenter une conductivité thermique comprise entre 35 mW.nr1.K·1 et 55 mW.nr1.K-1 incluses, notamment comprise entre 40 mW.nr1.K·1 et 52 mW.nr1.K-1 incluses, et préférentiellement comprise entre 43 mW.nr1.K·1 et 49 mW.nr1.K-1 incluses. De plus, préférentiellement en combinaison avec les conductivités thermiques prédéfinies, le revêtement, obtenu par le soufflage d’un produit selon un mode de réalisation de l’invention, peut présenter une masse volumique comprise entre 5 kg/m3 et 18 kg/m3 incluses, notamment comprise entre 7 kg/m3 et 12 kg/m3 incluses, et préférentiellement comprise entre 8,5 kg/m3 et 11 kg/m3 incluses.

Claims

REVENDICATIONS
1. Produit d’isolation thermique et/ou acoustique comprenant une laine de verre en vrac, la laine de verre comprenant des fibres minérales et étant adaptée à être soufflée, le produit étant caractérisé en ce que :
- le produit comprend au moins un additif, le produit présentant un taux massique de la totalité du ou des additifs compris entre 0,4 % et 1,2 % inclus, notamment compris entre 0,6 % et 1 % inclus et préférentiellement compris entre 0,7 et 0,9 % inclus,
- le produit présente un micronaire compris entre 4 L/min et 9 L/min.
2. Produit selon l’une des revendications 1, dans lequel un diamètre médian pondéré en volume des fibres est compris entre 5 pm et 15 pm inclus, notamment compris entre 6 pm et 12 pm inclus, et préférentiellement compris entre 7 pm et 10 pm inclus.
3. Produit selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les fibres présentent une distribution d’une population de longueurs de fibre telle que le rapport entre la longueur de fibre égale au 90ème centile en nombre de la distribution et entre la longueur de fibre médiane en nombre de la distribution est supérieur à 3 et préférentiellement supérieur à 4.
4. Produit selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la longueur de fibre égale au 90ème centile en nombre de la distribution est strictement supérieure à 1 mm, notamment strictement supérieure à 1,5 mm et préférentiellement strictement supérieure à 2,0 mm.
5. Produit selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la longueur de fibre médiane en nombre de la distribution est inférieure ou égale à 2 mm, notamment inférieure à 1 mm et préférentiellement comprise entre 300 pm et 700 pm.
6. Produit selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le produit présente une masse volumique comprise entre 100 kg.nr3 et 180 kg.nr3 incluses, notamment comprise entre 140 kg.nr3 et 160 kg.nr3 incluses.
7. Produit selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le ou les additifs comprennent au moins un additif choisi parmi un additif anti-poussière, un additif hydrophobant, un additif antistatique et un colorant.
8. Produit selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le ou les additifs comprennent un additif antistatique, un taux massique de l’additif antistatique étant compris entre 0,01 % et 0,30 % inclus, notamment entre 0,02 % et 0,20 % inclus, et préférentiellement entre 0,05 % et 0,15 % inclus.
9. Produit selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel le ou les additifs comprennent un additif antistatique, et dans lequel l’additif antistatique est choisi parmi un ammonium tertiaire, un ammonium quaternaire, et un polyéthylène glycol.
10. Produit selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel le ou les additifs comprennent un additif hydrophobant, un taux massique de l’additif hydrophobant étant compris entre 0,05 % et 0,4 % inclus.
11. Produit selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel une longueur moyenne des fibres en nombre des fibres est comprise entre 0,5 mm et 1,5 mm incluses.
12. Produit selon l’une des revendications 1 à 11, apte à présenter, après avoir été soufflé, un facteur de performance thermique c compris entre 0,45 W.kg.K 1.nr4 et 0,8 W.kg.K-1.nr4 et notamment entre 0,5 W.kg.K-1.nr4 et 0,75 W.kg.K 1.nr4.
13. Produit selon l’une des revendications 1 à 12, apte à présenter, après avoir été soufflé, une masse volumique soufflée comprise entre 5 kg/m3 et 18 kg/m3 inclues, notamment comprise entre 7 kg/m3 et 12 kg/m3 incluses et préférentiellement comprise entre 8,5 kg/m3 et 11 kg/m3 incluses.
14. Produit selon l’une des revendications 1 à 13, dans lequel l’ensemble du ou des additifs forme des dépôts pulvérisés sur les fibres.
15. Revêtement d’isolation thermique et/ou acoustique obtenu par un soufflage d’un produit selon l’une des revendications 1 à 14.
16. Revêtement d’isolation thermique et/ou acoustique selon la revendication 15, présentant un facteur de performance thermique c compris entre 0,45 W.kg.K 1.nr4 et 0,8 W.kg.K-1.nr4 et notamment entre 0,5 W.kg.K-1.nr4 et 0,75 W.kg.K 1.nr4.
17. Revêtement d’isolation thermique et/ou acoustique selon la revendication 15 ou 16, présentant une masse volumique comprise entre 5 kg/m3 et 18 kg/m3 inclues, notamment comprise entre 7 kg/m3 et 12 kg/m3 incluses et préférentiellement comprise entre 8,5 kg/m3 et 11 kg/m3 incluses.
18. Revêtement d’isolation thermique et/ou acoustique selon l’une des revendications 15 à 17, présentant une conductivité thermique comprise entre 35 mW.m 1.K1 et 60 mW.m 1.K1 incluses, notamment comprise entre 40 mW.nr 1.K 1 et 55 mW.nr1. K-1 incluses, et préférentiellement comprise entre 45 mW.nr 1.K 1 et 52 mW.nr1. K-1 incluses.
19. Procédé de fabrication d’un produit selon l’une des revendications 1 à 14, comprenant une étape de pulvérisation de l’ensemble du ou des additifs sur les fibres par voie liquide.
20. Utilisation du produit selon l'une des revendications 1 à 14 pour l'isolation thermique et/ou acoustique d'une paroi d'un bâtiment.
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