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Feutre en matériau fibreux d'orientation aléatoire courbable.
L'invention concerne les feutres de laine minérale et plus particulièrement les feutres dit crêpés c'est-à-dire dans lesquels l'orientation des fibres, au lieu d'être parallèle à un plan, est quasi-aléatoire.
Les feutres crêpés sont destinés à des utilisations diverses, en particulier lorsqu'on veut pouvoir exercer sur eux, soit une pression sans provoquer un écrasement trop important, soit une traction perpendiculairement à la surface sans entraîner de délaminage. Cependant, à la différence des feutres stratifiés habituels, ils sont très sensibles à la flexion et dès qu'on les cintre, même légèrement, ils se fissurent perpendiculairement à leur surface. Ce phénomène limite de manière importante le domaine d'utilisation des feutres crêpés. On souhaite pouvoir élargir ce domaine.
De façon traditionnelle, les feutres de fibres minérales sont stratifiées, ils sont constitués en continu en déposant sur un convoyeur les fibres qui sont véhiculées par des courants gazeux. Le convoyeur retient les fibres et laisse passer les gaz.
Avant qu'elles se déposent sur le convoyeur, les fibres sont enduites d'une composition résineuse destinée à lier les fibres entre elles, donnant ainsi sa cohésion au feutre constitué. La composition résineuse appliquée sous forme liquide est réticulée par un traitement thermique effectué sur le feutre préalablement ramené aux conditions d'épaisseur et de masse volumique souhaitées.
Les modes traditionnels de formation des feutres aboutissent à des produits dont les propriétés ne répondent pas parfaitement à toutes les exigences demandées par certaines applications particulières. En plus des qualités
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isolantes requises de façon tout à fait générale, il est ainsi parfois nécessaire que les produits utilisés présentent des qualités mécaniques très spécifiques. C'est le cas par exemple des produits supportant des éléments de maçonnerie et qui doivent en conséquence résister à de fortes compressions tels que les produits servant à l'isolation des toitures-terrasses accessibles à la circulation. C'est aussi le cas des produits utilisés en isolation par l'extérieur et qui notamment doivent pouvoir résister aux efforts à l'arrachement.
Pour obtenir des produits présentant ces propriétés particulières, il est nécessaire de modifier les procédés traditionnels de formation des feutres.
Dans le procédé traditionnel, la formation des feutres par dépôt des fibres sur le convoyeur de réception ou sur un organe analogue conduit à un enchevêtrement qui n'est pas homogène dans toutes les directions. On constate expérimentalement que les fibres ont une forte tendance à se placer parallèlement à la surface de réception. Cette tendance est d'autant plus accentuée que les fibres sont plus longues. Cette structure de feutres est favorable à leurs propriétés isolantes et aussi à leur résistance à la traction dans le sens longitudinal. Pour de nombreuses utilisations une telle structure est par conséquent avantageuse. Cependant, on comprend qu'une telle structure ne soit pas la mieux adaptée lorsque par exemple le produit doit résister à la compression ou à l'arrachement dans le sens de son épaisseur.
Des méthodes sont connues qui fournissent une orientation quasi-aléatoire des fibres. C'est ainsi que la demande de brevet européen EP-A-0 133 083 propose que le feutre de fibres recueilli sur l'organe de réception, éventuellement après avoir subi une compression dans le sens de l'épaisseur, soit comprimé en continu dans le sens longitudinal par passage d'une paire de convoyeurs animés d'une certaine vitesse à une paire de convoyeurs de vitesse
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inférieure à la précédente. Des taux de compression plus élevés peuvent être atteints lorsque la compression est effectuée en plusieurs étapes successives, notamment avec les feutres pour lesquels la compression sans formation de plis est la plus délicate à obtenir.
De même, pour un même taux de compression finale, les propriétés des produits obtenus peuvent être améliorées lorsque la compression est conduite en plusieurs étapes.
Dans un autre document, la demande de brevet européen EP-A-O 434 536, on propose un feutre en fibres minérales à propriétés améliorées où les fibres ont des orientations quasi-aléatoires et qui est formé de fibres ayant pour la plus grande majorité d'entre elles, un diamètre compris entre 2,5 et 4,5 mm et une longueur de 2 à 15 centimètres et qui possède une masse volumique non supérieure à 40 kg/m3. Dans cette demande, on envisage que le matelas puisse présenter un surfaçage, c'est-à-dire être revêtu d'une ou deux feuilles adhérentes de papier, d'aluminium, de polyéthylène ou de PVC.
Les matelas de fibres minérales crêpées obtenus par les techniques qu'on vient de décrire sont généralement transportés et utilisés sous la forme où ils ont été fabriqués, c'est-à-dire comme des panneaux plans. Il serait cependant intéressant de pouvoir-temporairement ou de manière définitive-courber les matelas crêpés, éventuellement même avec des rayons de courbures petits.
L'intérêt de pouvoir enrouler des matelas crêpés pour permettre le transport et le stockage de longueurs importantes sans utiliser trop d'espace est évident. Dans le domaine de l'utilisation industrielle de matelas crêpés, l'isolation de grosses canalisations ou de citernes cylindriques sur lesquelles on doit pouvoir marcher est une application dans laquelle la courbure permanente d'un matelas crêpé serait très utile.
Toujours dans le domaine de l'art antérieur des feutres de laines minérales crêpées, on connaît le brevet
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européen EP-B-0 472 532 qui propose une technique pour fabriquer une plaque crêpée revêtue d'une feuille de surfaçage d'un seul côté. Selon cette méthode, après avoir procédé au crêpage de la manière habituelle, on dépose sur les deux faces du matelas un tissu de verre avant de procéder au traitement thermique de la résine qui constituera le liant. A la sortie, on scinde le matelas dans l'épaisseur pour obtenir deux matelas identiques surfacés d'un seul côté. Cette technique permet d'obtenir une plaque qui puisse être cintrée en laissant le tissu de verre côté concave. Le document expose clairement que la flexion dans l'autre direction (tissus de verre côté convexe) est impossible.
En effet, le produit intermédiaire avec le tissus sur ses deux faces est décrit comme rigide mais, après scission, les fibres du côté libre ne sont pas soumises à des forces de tension et compression dans la direction des fibres quand la plaque est courbée mais perpendiculairement aux fibres. Donc la plaque, produite par la méthode se courbe bien à cause de l'absence de liens horizontaux à l'arrière . Le rapprochement de ces deux phénomènes, rigidité de la plaque revêtue sur ses deux faces et souplesse de la plaque scindée dans son épaisseur montre que c'est en traction que le tissu de verre est indéformable et que la courbure ne peut être réalisée qu'avec le revêtement du côté concave.
La technique de montage décrite dans le document avec les bords de la plaque de plafond en appui sur des profilés en T comme dans le cas d'une voûte, le confirme.
L'invention se donne pour tâche de fournir un produit, matelas de fibres crêpées, qui puisse, sans détérioration, être enroulé sur lui-même, afin de permettre son transport et son stockage.
C'est également un but de l'invention que de permettre l'utilisation de matelas en fibres minérales crêpées sur des surfaces courbes sans qu'ils perdent leurs performances, d'isolation en particulier.
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Pour obtenir ces résultats, l'invention propose un feutre de laine minérale crêpée, équipé sur au moins l'une de ses faces d'une feuille de surfaçage et destiné à subir une courbure temporaire ou définitive dont la face destinée à être convexe est équipée d'une feuille de surfaçage dont la résistance à l'éclatement est supérieure à 300 kPa.
Cette feuille est avantageusement à base de papier kraft. Celui-ci pour atteindre à lui seul la performance de résistance à l'éclatement nécessaire doit posséder une masse surfacique supérieure ou égale à 60 g/m2.
Pour s'enrouler facilement sur lui-même et pour garder toute ses performances une fois mis en oeuvre sur une surface courbe, le feutre crêpé de l'invention a de préférence un taux de crêpage compris entre 4 et 5 et une masse surfacique inférieure à 2 kg/m2.
Une variante avantageuse du produit de l'invention possède sur la face opposée à celle revêtue de la feuille de surfaçage de l'invention des fibres pratiquement toutes perpendiculaires à la surface. Une telle disposition est assurée si le feutre de laine minérale crêpée résulte en particulier de la division dans l'épaisseur d'un feutre plus épais, la face opposée à celle revêtue de la feuille de surfaçage de l'invention étant issue de la scission.
Les figures et la description qui suivent permettront de comprendre l'invention et d'en saisir les avantages.
Parmi les figures, la figure 1 représente le résultat d'une courbure imposée à un matelas crêpé de l'art antérieur, la figure 2 un matelas selon l'invention avant et la figure 3, après courbure.
Les feutres crêpés dont il est question ici sont faits à partir de laines minérales, laine de verre ou laine dite de roche. Ces produits sont réalisés le plus souvent à partir de fibres obtenues par des techniques de
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centrifugation, selon les cas avec passage par les orifices d'un centrifugeur ou simplement par éjection à la surface de galets tournant à grande vitesse.
L'installation de formation de feutres comprend tout d'abord une ou plusieurs machines du type précédent, des générateurs de fibres. Les fibres éjectées sont rassemblées en partie basse des machines par aspiration sur un tapis-convoyeur constituant le fond d'une chambre de réception.
A l'intérieur de la chambre, des dispositifs projettent sur les fibres une composition liquide de liant.
On s'efforce traditionnellement de faire en sorte que la distribution du liant sur la fibre soit aussi uniforme que possible pour qu'ensuite le liant soit réparti de façon bien homogène dans l'ensemble du feutre.
Le feutre sortant de la chambre est ordinairement relativement léger. Sa masse volumique moyenne est faible pour une épaisseur importante. Par ailleurs, en raison du mode de formation du feutre, les fibres sont principalement orientées suivant des directions parallèles au convoyeur.
Dans les installations traditionnelles de fabrication de feutres de fibres minérales, le feutre issu de la chambre de réception entre immédiatement dans l'enceinte de traitement thermique qui permet la prise du liant.
En revanche lorsqu'on fabrique un feutre crêpé on procède à une opération supplémentaire avant la prise du liant : il s'agit de modifier l'orientation dominante des fibres. Plusieurs méthodes sont possibles. C'est ainsi par exemple qu'on peut travailler le feutre avec des aiguilles qui, par leur action orientent les fibres perpendiculairement à la surface du feutre. Une autre méthode permet que, par une succession de modifications le feutre soit conduit à une masse volumique très sensiblement accrue et à une orientation des fibres différente.
Ces modifications, selon cette dernière méthode,
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comprennent de préférence une compression du feutre dans le sens de l'épaisseur. Cette compression est obtenue par exemple en faisant passer le feutre entre deux convoyeurs, la distance séparant les deux convoyeurs allant en diminuant dans le sens de progression du feutre.
Le feutre ainsi comprimé passe ensuite entre d'autres paires de convoyeurs, la vitesse de chaque paire étant inférieure à celle des paires de convoyeurs précédents, ce qui occasionne une compression longitudinale continue du feutre.
Pendant cette. succession de modifications, le feutre est confiné en permanence pour éviter qu'il ne reprenne au moins une partie de son volume initial, il est ensuite introduit directement dans l'étuve où le traitement thermique assure la réticulation du liant et la stabilisation du produit.
Lorsqu'on soumet un échantillon de feutre crêpé obtenu selon l'une des méthodes précédentes à une flexion, on obtient en général même pour des rayons de courbure très grande, une dégradation du produit. Des fissures apparaissent entre les fibres de la face convexe qui se propagent à l'intérieur du produit. On voit sur la figure 1 une illustration de ce phénomène. De telles fissures détruisent la stabilité latérale du produit et sa cohésion est gravement dégradée. En effet, la rupture de la liaison entre les fibres de part et d'autre de la fissure est irréversible : ce sont les liaisons chimiques établies dans le liant lors de sa réticulation qui n'existent plus.
Le phénomène qu'on vient de décrire a pour effet qu'il est impossible de courber un feutre crêpé, même temporairement sans dégrader ses propriétés. C'est ainsi par exemple que si l'on utilise un feutre crêpé en laine de verre d'une masse volumique de 16 kg/m3 et d'une épaisseur de 120 mm pour isoler une citerne cylindrique d'un mètre de diamètre placée horizontalement-l'utilisation du matériau crêpé devant permettre de réaliser une bonne isolation
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continue-des fissures apparaissant du côté convexe, identiques à celles de la figure 1, elles dégradent considérablement l'isolation thermique du manteau en feutre crêpé.
Dans le même ordre d'idées, quand on veut commercialiser un feutre crêpé d'une largeur de 1,20 m en longueurs de 10 m avec une masse volumique de 60 kg/m3 et une épaisseur de 30 mm, il est intéressant de pouvoir conditionner le produit en rouleaux où le feutre est enroulé sur lui-même. Dans un tel cas, même si les spires externes du rouleau ont un grand rayon de courbure qui n'entraîne que des fissures de faible profondeur du côté convexe, il en va différemment au centre du rouleau où les rayons de courbures sont du même ordre que l'épaisseur du feutre et donc, à peine supérieurs à 30 mm. Là, les dégradations sont inacceptables. Il est pourtant particulièrement intéressant de pouvoir disposer de feutres crêpés présentés en rouleaux, c'est-à-dire avec une longueur indéfinie.
Sur le chantier, il est alors possible de découper exactement le tronçon dont on a besoin sans créer de chutes qui constituent un gaspillage.
Les inventeurs ont alors eu l'idée d'équiper l'une des faces du produit d'une feuille de surfaçage dont la fonction essentielle est d'éviter un allongement de la face convexe du produit qui doit subir une courbure.
Des essais avec de nombreux matériaux différents ont été tentés, on a utilisé des films plastiques (polyéthylène), des métaux (aluminium) et différents papiers (kraft).
A titre d'exemple, on décrit ci-après une opération qui a permis d'apporter une solution au problème posé. Sur une ligne de production de laine de verre où les fibres sont obtenues en les forçant à passer au travers des orifices d'un centrifugeur on a introduit entre le feutre crêpé et le tapis transporteur qui le supporte avant l'entrée dans l'installation de conditionnement thermique
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où s'effectue la réticulation du liant, une feuille de surfaçage en papier kraft d'une masse surfacique de 90 g/m2. Celle-ci est collée au feutre dans l'enceinte de conditionnement et elle l'accompagne définitivement, le produit obtenu est représenté figure 2. Le feutre avait une masse volumique de 43 kg/m3 et une épaisseur de 60 mm.
Son taux de crêpage, c'est à dire la concentration longitudinale des fibres réalisée lors de l'opération de crêpage était de 4, 5 (c'est également le rapport des vitesses à l'entrée de la zone de crêpage et à la sortie ; c'est aussi l'accroissement de masse volumique réalisé). Des essais d'enroulement sur lui-même du feutre ainsi équipé ont été faits en prenant soin de laisser le kraft du côté convexe.
Après avoir maintenu le rouleau serré pendant une semaine, on a procédé à sa remise à plat, on a alors constaté qu'une fois mis à plat le feutre n'avait pas de mémoire, une fois aplati, il garde sa planéité. Ultérieurement, un examen destructif dans lequel on a séparé le papier kraft de la surface du feutre a montré l'absence de fissures : le produit n'a été en aucune manière altéré par sa mise en rouleau.
Une tentative d'enroulement dans l'autre sens, le papier étant du côté concave, a donné au feutre l'aspect de la figure 1, une multitude de fissures qui, étant donné l'épaisseur moyenne du feutre, le traversaient de part en part en plusieurs endroits.
En revanche, lorsque le papier est du côté convexe, le résultat est celui de la figure 3 où l'on voit que le feutre ne travaille qu'à la compression, du seul côté concave.
Un essai comparatif mené avec un papier identique mais de masse surfacique plus faible (60 g/m2) s'est soldé par un échec, au cours de l'enroulement du feutre, le papier s'est déchiré en plusieurs endroits.
Les études poursuivies avec différents matériaux comme feuille de surfaçage ont finalement montré qu'une
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condition nécessaire au bon fonctionnement de l'invention était que la résistance à l'éclatement de la feuille soit supérieure à un certain seuil : 300 kPa. D'une manière tout à fait surprenante, il est apparu que cette limite ne dépendait pas des caractéristiques du feutre : à partir du moment où le taux de crêpage est supérieur à 4 : quelle que soit l'épaisseur ou la masse volumique du feutre, il est capable de subir des courbures fortes pouvant aller jusqu'à l'enroulement sur lui-même dans la mesure où la feuille de surfaçage est placée du côté convexe et qu'elle a une résistance à l'éclatement qui dépasse 300 kilopascals.
La résistance à l'éclatement est une grandeur caractéristique de la solidité des films minces destinés à l'emballage. La mesure est effectuée selon la norme DIN 53 113 (juin 1990).
Les seules limites constatées ont été les grandes épaisseurs de feutres associées aux grandes masses volumiques. Les résultats deviennent moins sûrs lorsque, pas exemple, un feutre de 60 kg/m3 a une épaisseur de 120 mm. Il est alors encore possible d'imposer une courbure au feutre destiné à isoler un support courbe, mais l'enroulement du feutre sur lui-même en ne laissant au centre du rouleau aucun vide, est impossible. On a constaté que dans la mesure où le produit masse volumique multiplié par l'épaisseur restait dans certaines limites, l'enroulement était toujours possible.
Si la masse volumique en kg/m3 multipliée par l'épaisseur en mètres (c'est-à-dire, la masse surfacique) reste au maximum de 2 kg/m2, alors l'enroulement sur luimême du produit selon l'invention, avec un taux de crêpage supérieur à 4, est toujours possible.
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Felt in curable random orientation fibrous material.
The invention relates to mineral wool felts and more particularly to crepe felts, that is to say in which the orientation of the fibers, instead of being parallel to a plane, is almost random.
The creped felts are intended for various uses, in particular when one wants to be able to exert on them, either a pressure without causing too much crushing, or a traction perpendicular to the surface without causing delamination. However, unlike the usual laminated felts, they are very sensitive to bending and as soon as they are bent, even slightly, they crack perpendicular to their surface. This phenomenon significantly limits the field of use of crepe felts. We want to be able to expand this area.
Traditionally, the mineral fiber felts are laminated, they are formed continuously by depositing on a conveyor the fibers which are transported by gas streams. The conveyor retains the fibers and lets the gases pass.
Before they are deposited on the conveyor, the fibers are coated with a resinous composition intended to bond the fibers together, thus giving its cohesion to the felt formed. The resinous composition applied in liquid form is crosslinked by a heat treatment carried out on the felt previously brought back to the desired thickness and density conditions.
Traditional methods of forming felts result in products whose properties do not fully meet all the requirements demanded by certain particular applications. In addition to the qualities
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insulators required quite generally, it is therefore sometimes necessary that the products used have very specific mechanical qualities. This is the case for example of products supporting masonry elements and which must consequently withstand strong compressions such as products used for the insulation of flat roofs accessible to traffic. This is also the case for products used for insulation from the outside and which in particular must be able to withstand the tearing forces.
In order to obtain products having these particular properties, it is necessary to modify the traditional processes for forming felts.
In the traditional method, the formation of felts by depositing the fibers on the receiving conveyor or on a similar member leads to a tangle which is not homogeneous in all directions. It is found experimentally that the fibers have a strong tendency to be placed parallel to the receiving surface. This tendency is all the more accentuated as the fibers are longer. This felt structure is favorable to their insulating properties and also to their tensile strength in the longitudinal direction. For many uses such a structure is therefore advantageous. However, it is understood that such a structure is not the most suitable when, for example, the product must resist compression or tearing in the direction of its thickness.
Methods are known which provide a quasi-random orientation of the fibers. This is how European patent application EP-A-0 133 083 proposes that the fiber felt collected on the receiving member, possibly after having been subjected to compression in the thickness direction, be continuously compressed in the longitudinal direction by passing from a pair of conveyors with a certain speed to a pair of speed conveyors
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lower than the previous one. Higher compression ratios can be achieved when compression is carried out in several successive stages, in particular with felts for which compression without the formation of folds is the most difficult to obtain.
Similarly, for the same final compression ratio, the properties of the products obtained can be improved when the compression is carried out in several stages.
In another document, European patent application EP-AO 434 536, there is provided a felt made of mineral fibers with improved properties where the fibers have quasi-random orientations and which is formed of fibers having for the greater majority of them, a diameter between 2.5 and 4.5 mm and a length of 2 to 15 centimeters and which has a density not greater than 40 kg / m3. In this application, it is envisaged that the mattress may have a surfacing, that is to say be coated with one or two adherent sheets of paper, aluminum, polyethylene or PVC.
Mattresses of creped mineral fibers obtained by the techniques just described are generally transported and used in the form in which they were manufactured, that is to say as flat panels. It would however be interesting to be able to temporarily or permanently bend the crêpe mattresses, possibly even with small radii of curvature.
The advantage of being able to roll up crepe mattresses to allow transport and storage of large lengths without using too much space is obvious. In the field of industrial use of crepe mattresses, the insulation of large pipes or cylindrical tanks on which one must be able to walk is an application in which the permanent curvature of a crepe mattress would be very useful.
Still in the field of the prior art of creped mineral wool felts, the patent is known
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European EP-B-0 472 532 which proposes a technique for manufacturing a crepe plate coated with a facing sheet on one side. According to this method, after having proceeded to the creping in the usual manner, a glass cloth is deposited on the two faces of the mattress before proceeding to the heat treatment of the resin which will constitute the binder. At the exit, the mattress is split in thickness to obtain two identical mattresses surfaced on one side. This technique makes it possible to obtain a plate which can be bent while leaving the glass fabric on the concave side. The document clearly states that bending in the other direction (glass fabrics on the convex side) is impossible.
Indeed, the intermediate product with the fabric on its two faces is described as rigid but, after splitting, the fibers on the free side are not subjected to tension and compression forces in the direction of the fibers when the plate is bent but perpendicularly with fibers. So the plate produced by the method curves well because of the absence of horizontal links at the back. The comparison of these two phenomena, the rigidity of the coated plate on its two faces and the flexibility of the plate split in its thickness shows that it is in tension that the glass fabric is undeformable and that the curvature can only be achieved with the coating on the concave side.
The mounting technique described in the document with the edges of the ceiling plate resting on T-sections as in the case of a vault, confirms this.
The invention sets itself the task of providing a product, mattress of creped fibers, which can, without deterioration, be wound on itself, to allow its transport and storage.
It is also an object of the invention to allow the use of mattresses made of crimped mineral fibers on curved surfaces without losing their performance, in particular in terms of insulation.
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To obtain these results, the invention provides a creped mineral wool felt, equipped on at least one of its faces with a facing sheet and intended to undergo a temporary or permanent curvature with which the face intended to be convex is equipped. a surfacing sheet with a burst strength greater than 300 kPa.
This sheet is advantageously made from kraft paper. To achieve the required burst strength performance on its own, it must have a surface mass greater than or equal to 60 g / m2.
To roll up easily on itself and to keep all its performance once implemented on a curved surface, the creped felt of the invention preferably has a creping rate of between 4 and 5 and a surface mass of less than 2 kg / m2.
An advantageous variant of the product of the invention has on the face opposite to that coated with the surfacing sheet of the invention fibers which are practically all perpendicular to the surface. Such an arrangement is ensured if the crimped mineral wool felt results in particular from the division in the thickness of a thicker felt, the face opposite to that coated with the facing sheet of the invention resulting from the splitting.
The figures and the description which follow will make it possible to understand the invention and to grasp the advantages thereof.
Among the figures, FIG. 1 represents the result of a curvature imposed on a creped mattress of the prior art, FIG. 2 a mattress according to the invention before and FIG. 3, after curvature.
The crepe felts in question here are made from mineral wool, glass wool or so-called rock wool. These products are most often made from fibers obtained by
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centrifugation, as appropriate with passage through the orifices of a centrifuge or simply by ejection on the surface of rollers rotating at high speed.
The felt-forming installation first of all comprises one or more machines of the above type, fiber generators. The ejected fibers are collected in the lower part of the machines by suction on a conveyor belt constituting the bottom of a receiving chamber.
Inside the chamber, devices project a liquid binder composition onto the fibers.
Traditionally, efforts have been made to ensure that the distribution of the binder on the fiber is as uniform as possible so that the binder is then distributed in a very homogeneous manner throughout the felt.
The felt coming out of the chamber is usually relatively light. Its average density is low for a large thickness. Furthermore, due to the mode of formation of the felt, the fibers are mainly oriented in directions parallel to the conveyor.
In traditional installations for manufacturing mineral fiber felts, the felt from the receiving chamber immediately enters the heat treatment chamber which allows the binder to set.
On the other hand, when a crepe felt is made, an additional operation is carried out before setting the binder: this involves modifying the dominant orientation of the fibers. Several methods are possible. Thus, for example, the felt can be worked with needles which, by their action, orient the fibers perpendicular to the surface of the felt. Another method allows that, by a succession of modifications, the felt is led to a very substantially increased density and to a different orientation of the fibers.
These modifications, according to this latter method,
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preferably include a compression of the felt in the thickness direction. This compression is obtained for example by passing the felt between two conveyors, the distance separating the two conveyors decreasing in the direction of progression of the felt.
The felt thus compressed then passes between other pairs of conveyors, the speed of each pair being lower than that of the previous pairs of conveyors, which causes continuous longitudinal compression of the felt.
During this. succession of modifications, the felt is permanently confined to prevent it from regaining at least part of its initial volume, it is then introduced directly into the oven where the heat treatment ensures the crosslinking of the binder and the stabilization of the product.
When bending a crepe felt sample obtained according to one of the preceding methods, in general, even for very large radii of curvature, degradation of the product is obtained. Cracks appear between the fibers of the convex surface which spread inside the product. We see in Figure 1 an illustration of this phenomenon. Such cracks destroy the lateral stability of the product and its cohesion is seriously degraded. Indeed, the breaking of the bond between the fibers on either side of the crack is irreversible: it is the chemical bonds established in the binder during its crosslinking which no longer exist.
The phenomenon just described has the effect that it is impossible to bend a crepe felt, even temporarily without degrading its properties. Thus, for example, if a creped glass wool felt with a density of 16 kg / m3 and a thickness of 120 mm is used to isolate a cylindrical tank of one meter in diameter placed horizontally -the use of creped material to allow good insulation to be achieved
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continues-cracks appearing on the convex side, identical to those in Figure 1, they considerably degrade the thermal insulation of the crepe felt coat.
In the same vein, when we want to market a crepe felt with a width of 1.20 m in lengths of 10 m with a density of 60 kg / m3 and a thickness of 30 mm, it is interesting to be able condition the product in rolls where the felt is wound on itself. In such a case, even if the external turns of the roller have a large radius of curvature which only causes cracks of shallow depth on the convex side, it is different in the center of the roller where the radii of curvature are of the same order as the thickness of the felt and therefore, barely more than 30 mm. There, the degradations are unacceptable. It is however particularly interesting to be able to have creped felts presented in rolls, that is to say with an indefinite length.
On site, it is then possible to cut out exactly the section you need without creating scrap which is a waste.
The inventors then had the idea of equipping one of the faces of the product with a surfacing sheet whose essential function is to avoid elongation of the convex face of the product which must undergo a curvature.
Tests with many different materials have been attempted, plastic films (polyethylene), metals (aluminum) and different papers (kraft) have been used.
By way of example, an operation is described below which has made it possible to provide a solution to the problem posed. On a glass wool production line where the fibers are obtained by forcing them to pass through the orifices of a centrifuge, we introduced between the crepe felt and the conveyor belt which supports it before entering the installation of thermal conditioning
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where the crosslinking of the binder takes place, a kraft paper surfacing sheet with a surface mass of 90 g / m2. This is glued to the felt in the packaging enclosure and it accompanies it definitively, the product obtained is shown in Figure 2. The felt had a density of 43 kg / m3 and a thickness of 60 mm.
Its creping rate, that is to say the longitudinal concentration of the fibers produced during the creping operation was 4, 5 (this is also the speed ratio at the entry of the creping area and at the exit ; this is also the increase in density achieved). Winding tests on itself of the felt thus equipped were made taking care to leave the kraft on the convex side.
After having kept the roller tight for a week, we proceeded to flatten it, we then found that once laid flat the felt had no memory, once flattened, it keeps its flatness. Subsequently, a destructive examination in which the kraft paper was separated from the surface of the felt showed the absence of cracks: the product was in no way altered by being rolled up.
An attempt to wind in the other direction, the paper being on the concave side, gave the felt the appearance of Figure 1, a multitude of cracks which, given the average thickness of the felt, passed through it in leaves in several places.
On the other hand, when the paper is on the convex side, the result is that of FIG. 3 where it can be seen that the felt works only on compression, on the concave side only.
A comparative test carried out with an identical paper but of lower surface mass (60 g / m2) ended in failure, during the winding of the felt, the paper tore in several places.
Studies carried out with different materials such as surfacing sheet have finally shown that
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necessary condition for the proper functioning of the invention was that the burst strength of the sheet be greater than a certain threshold: 300 kPa. In a completely surprising way, it appeared that this limit did not depend on the characteristics of the felt: from the moment when the creping rate is greater than 4: whatever the thickness or the density of the felt, it is capable of undergoing strong curvatures which can go as far as winding on itself insofar as the facing sheet is placed on the convex side and it has a burst strength which exceeds 300 kilopascals.
The burst strength is a characteristic characteristic of the strength of thin films intended for packaging. The measurement is carried out according to DIN 53 113 (June 1990).
The only limits noted were the large thicknesses of felts associated with the large densities. The results become less certain when, for example, a 60 kg / m3 felt has a thickness of 120 mm. It is then still possible to impose a curvature on the felt intended to isolate a curved support, but the winding of the felt on itself leaving no vacuum in the center of the roll, is impossible. It was found that as long as the density product multiplied by the thickness remained within certain limits, the winding was still possible.
If the density in kg / m3 multiplied by the thickness in meters (that is to say, the surface mass) remains at most 2 kg / m2, then the winding of the product according to the invention, with a creping rate higher than 4, is always possible.