Procédé de fabrication d'un panneau sandwich isolant thermique et incombustible Method of manufacturing a thermal and non-combustible insulating sandwich panel
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un panneau sandwich isolant thermique et incombustible et notamment pour obtenir la fabrication de panneaux de type MO autoportants et de grandes dimensions. The present invention relates to a method of manufacturing a thermal insulating sandwich panel and incombustible and in particular to obtain the manufacture of self-supporting type and large panels type MO.
L'invention concerne encore un local dont au moins une paroi est équipée d'un tel panneau porteur. On connaît des panneaux susceptibles d'être classés de type MO, lesquels comprennent typiquement un matériau non combustible tel que de la laine de roche pris en sandwich entre deux parements métalliques. La solidarisation de l'ensemble est obtenue par une colle de type organique. Bien que représentant une protection efficace en cas d'incendie, ces panneaux ne peuvent être utilisés dans le domaine de la construction car le matériau de remplissage présente une faible reprise aux efforts, en particulier aux efforts de cisaillement. The invention also relates to a room of which at least one wall is equipped with such a carrier panel. Known panels of the MO type are known, which typically include a non-combustible material such as rockwool sandwiched between two metal claddings. The joining of the assembly is obtained by an organic type glue. Although representing effective protection in case of fire, these panels can not be used in the field of construction because the filling material has a low recovery efforts, particularly shear forces.
Par conséquent, ces panneaux sont tout au plus mis en oeuvre pour former des cloisons internes de petites dimensions, lesquelles sont peu sollicitées mécaniquement. Par ailleurs, ces panneaux de type MO ont des petites dimensions car leurs procédés de fabrication mettent généralement en oeuvre des moules dont les dimensions sont limitées. Or, dans le domaine de la construction, on constate un besoin urgent pour des panneaux incombustibles de grandes dimensions pour former l'ossature d'un local ou d'un bâtiment. L'objectif de la présente invention est donc de proposer un procédé de 25 fabrication d'un panneau sandwich de type MO simple dans sa conception el: son mode opératoire, rapide et économique pour la réalisation de tels panneaux de grandes dimensions. A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un panneau sandwich isolant thermique et incombustible dans lequel on réalise 5 les étapes suivantes : a) on revêt deux parements d'une couche de colle sur une de leurs faces, b) on place ces deux parements de part et d'autre d'une âme d'isolant incombustible non structuré, cette âme comportant des éléments 10 raidisseurs régulièrement espacés ou non de sorte que les faces ainsi encollées soient en contact avec l'isolant et les éléments raidisseurs, c) on soumet l'ensemble ainsi obtenu à un pressage pendant une durée au moins égale à la durée nécessaire au durcissement de 15 ladite colle. Selon l'invention, à l'étape c), l'ensemble ainsi obtenu étant supporté par une surface rigide, on place une bâche étanche sur cet ensemble ainsi obtenu et on crée le vide dans le volume délimité par la bâche et la surface rigide au moyen d'une unité de pompage pour obtenir le pressage de ce-t 20 ensemble. On entend par isolant incombustible non structuré que l'isolant n'est: pas apte à reprendre les efforts de cisaillement, soit parce que son module de cisaillement, s'il est défini, est typiquement inférieur à 40 000 N/m2 (40 kPa) soit parce qu'il forme un amas de particules, compacté ou non, (fibres 25 minérales en vrac, fibres céramiques, ...) et que par nature, il ne peut pas. reprendre les efforts en cisaillement. Avantageusement, cet isolant incombustible non structuré est choisi dans le groupe comprenant des fibres minérales telles que de la laine minérale, des fibres céramiques, des fibres de verre et un mélange de ces 30 éléments. La laine minérale est par exemple de la laine de roche, compactée ou non, de densité de 50 à 200 kg/m3. Les fibres céramiques peuvent être compactées ou non et avoir une densité comprise entre 50 et 300 kg/m3. Therefore, these panels are at most used to form internal partitions of small dimensions, which are not mechanically stressed. Moreover, these type MO panels have small dimensions because their manufacturing processes generally implement molds whose dimensions are limited. However, in the field of construction, there is an urgent need for non-combustible panels of large dimensions to form the framework of a building or premises. The object of the present invention is therefore to provide a method of manufacturing a sandwich panel type MO simple in its design and its operating mode, fast and economical for the production of such large panels. To this end, the invention relates to a method for manufacturing a thermal and non-combustible insulating sandwich panel in which the following steps are carried out: a) two coats are coated with a layer of adhesive on one of their faces, b) these two facings are placed on either side of an insulating non-combustible insulating core, this core comprising stiffening elements that are evenly spaced or not so that the faces thus bonded are in contact with the insulator and the elements stiffeners, c) the assembly thus obtained is subjected to pressing for a duration at least equal to the time required for curing said adhesive. According to the invention, in step c), the assembly thus obtained being supported by a rigid surface, a waterproof tarpaulin is placed on this assembly thus obtained and the vacuum is created in the volume defined by the tarpaulin and the rigid surface by means of a pumping unit to obtain the pressing of this assembly. Non-combustible incombustible insulation means that the insulation is not capable of taking up shear forces, either because its shear modulus, if it is defined, is typically less than 40 000 N / m 2 (40 kPa or because it forms a mass of particles, compacted or not, (loose mineral fibers, ceramic fibers, ...) and that by nature it can not. resume shearing efforts. Advantageously, this non-combustible incombustible insulator is selected from the group consisting of mineral fibers such as mineral wool, ceramic fibers, glass fibers and a mixture of these elements. The mineral wool is, for example, rock wool, compacted or not, with a density of 50 to 200 kg / m3. The ceramic fibers can be compacted or not and have a density of between 50 and 300 kg / m3.
Avantageusement, le procédé de fabrication de la présente invention permet la fabrication de panneaux de type MO autoportants et ayant des dimensions allant typiquement de 5 m à 30 m. Les panneaux ainsi obtenus étant incombustibles et présentant une 5 grande tenue mécanique, ils peuvent être mis en oeuvre dans tous les domaines du bâtiment et de la construction. Dans différents modes de réalisation particuliers de ce procédé de fabrication d'un panneau sandwich incombustible, chacun ayant ses avantages particuliers et susceptibles de nombreuses combinaisons 10 techniques possibles: - ces éléments raidisseurs présente une section dont la forme est choisie dans le groupe comprenant une forme en C, une forme en Z, une forme en H, une forme carré, une forme rectangulaire et une forme en I, Avantageusement, chaque élément raidisseur comporte deux bords 15 rabattus pour sa fixation aux parements. A titre purement illustratif, chaque élément raidisseur peut être réalisé dans un matériau choisi dans le groupe comprenant en acier, alliage d'acier. inoxydable, en titane, un alliage de titane, en nickel, un alliage de nickel, en aluminium, un alliage d'aluminium. 20 - préalablement à l'étape c), on place un élément de répartition des efforts sur la face libre de ensemble ainsi obtenu de sorte que cet élément de répartition des efforts est recouvert à l'étape c) par la bâche, - l'élément de répartition des efforts est une plaque rigide, à l'étape c), on régule la pression de pressage, 25 On régule cette pression de manière à rester en deçà des limites de pression imposées par l'isolant incombustible non structuré tout en obtenant l'adhérence de cet isolant et des éléments raidisseurs avec les parements. A titre purement illustratif, la laine de roche présente une limite de résistance à la pression qui est de 4 tonnes/m2. 30 - à l'étape a), la colle ayant un pouvoir calorifique PCS, on encolle les parements avec un grammage représentant une puissance calorifique surfacique inférieure ou égale à 4 MJ/m2, A titre d'exemple, cette colle est une colle polyuréthane bi-composantes sans solvant telle que la colle MACROPLAST UK 8103/UK 5400 commercialisée 35 par la société HENKEL, ayant un pouvoir calorifique PCS de 3680 kcal/kg. Ce pouvoir calorifique donne un PCS égal à 15382 kJ/kg et par conséquent, un grammage maximum de colle de 260 grammes/m2. -préalablement à l'étape a), on met en forme au moins un des parements, -on chauffe l'élément de répartition des efforts pour accélérer le durcissement de la colle. L'invention concerne également un local délimité par des parois. Selon l'invention, au moins une des parois de ce local comporte un panneau sandwich isolant thermique et incombustible obtenu par le procédé de 10 fabrication d'un panneau sandwich tel que décrit précédemment. L'invention concerne encore un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de fabrication d'un panneau sandwich tel que décrit précédemment. Selon l'invention, ce dispositif comprend : - un support rigide destiné à recevoir et supporter le panneau sandwich 15 lors du pressage, ce support ayant des dimensions supérieures aux dimensions du panneau sandwich, - une bâche destinée à recouvrir le panneau sandwich, -une unité de pompage reliée à au moins un orifice placé sur le support en dehors de la zone utile du support recevant le panneau sandwich, 20 ledit au moins un orifice étant destiné à être placé sous ladite bâche. De préférence, l'unité de pompage comporte une pompe primaire relié audit orifice par un tuyau flexible. La bâche peut être réalisée en caoutchouc, en chlorure de polyvinyle ou en polycarbonate. 25 Le dispositif peut comporter des éléments de liaison étanche de cette bâche au support. A titre purement illustratif, ces éléments de liaison étanche de la bâche et du support comprennent deux mâchoires reliées l'une à l'autre et destinées à presser l'un contre l'autre ce support et cette bâche en les assemblant. 30 L'invention sera décrite plus en détail en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre une vue en coupe du dispositif de mise en oeuvre du procédé de fabrication selon un mode de réalisation préféré de l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle et en perspective d'un panneau de type MO obtenu par le procédé de fabrication dans un mode de mise en oeuvre particulier ; Un mode de réalisation préféré du procédé de fabrication d'un panneau sandwich isolant thermique et incombustible va maintenant être décrit en relation avec la Figure 1. Dans une première étape, on découpe deux parements 1, 2 aux dimensions du panneau sandwich final. Eventuellement, on peut donner un galbe tel qu'une surface gauche à un des parements. Ces parements sont métalliques. On revêt ces deux parements 1, 2 d'une couche de colle sur une de leurs faces avec un grammage tel que cette couche de colle ne peut prendre feu en cas d'exposition à des températures importantes telles que celles d'une 15 flamme. On place un parement inférieur 1 sur un support 3 dont les dimensions sont supérieures à celles de ce parement inférieur 1. Ce support 3 comporte en dehors de sa zone utile de réception du parement inférieur 1, un orifice d'aspiration 4 relié à une unité de pompage 5 telle qu'une pompe primaire par 20 un conduit flexible 6. On place un matériau de remplissage isolant 7 non structuré et ignifuge en contact avec la face ainsi encollée du parement inférieur 1 en introduisant: des éléments raidisseurs 8 à distance régulière ou non. On place la face encollée du parement supérieur 2 en contact avec ce 25 matériau de remplissage isolant non structuré 7 et les éléments raidisseurs 8. Puis, on place sur l'ensemble ainsi obtenu une plaque de contreplaqué 9 destinée à assurer la répartition des efforts et éviter ainsi tout risque d'effondrement du panneau dans ses zones les plus fragiles lors du pressage. On recouvre l'ensemble d'une bâche 10 et on crée un vide partiel dans 30 le volume délimité par la bâche 10 et le support 3. Bien entendu, on pourra selon le grammage de la bâche relier celle-ci au support 3 avec des éléments de liaison étanche de la bâche 10 et du support 3. Le vide ainsi crée est par exemple de 0,5 bar, ce qui génère une pression positive de 0,5 bar sur la bâche due à la pression atmosphérique 11. Advantageously, the manufacturing method of the present invention allows the manufacture of self-supporting type MO panels having dimensions typically ranging from 5 m to 30 m. The panels thus obtained are incombustible and have a high mechanical strength, they can be implemented in all areas of building and construction. In various particular embodiments of this method of manufacturing a non-combustible sandwich panel, each having its particular advantages and capable of many possible technical combinations: these stiffening elements have a section whose shape is selected from the group comprising a shape at C, a Z-shape, an H-shape, a square shape, a rectangular shape and an I-shaped shape. Advantageously, each stiffening element has two flanged edges 15 for attachment to the facings. As a purely illustrative example, each stiffening element may be made of a material selected from the group consisting of steel and alloy steel. stainless, titanium, titanium alloy, nickel, nickel alloy, aluminum, aluminum alloy. 20 - prior to step c), a force distribution element is placed on the overall free face thus obtained so that this force distribution element is covered in step c) by the tarpaulin; The force distribution element is a rigid plate, in step c), the pressing pressure is regulated. This pressure is regulated so as to remain within the pressure limits imposed by the non-combustible incombustible insulation while obtaining the adhesion of this insulation and stiffening elements with the facings. By way of illustration only, rock wool has a pressure resistance limit of 4 tonnes / m2. In step a), the glue having a heating value PCS, the faces are glued with a basis weight representing a surface heating power of less than or equal to 4 MJ / m 2. By way of example, this glue is a polyurethane glue solvent-free bi-components such as MACROPLAST UK 8103 / UK 5400 glue sold by HENKEL, having a heating value PCS of 3680 kcal / kg. This calorific value gives a PCS equal to 15382 kJ / kg and consequently a maximum grammage of glue of 260 grams / m2. prior to step a), at least one of the facings is shaped, the force distribution element is heated to accelerate the hardening of the adhesive. The invention also relates to a room delimited by walls. According to the invention, at least one of the walls of this room comprises a thermal and non-combustible insulating sandwich panel obtained by the method of manufacturing a sandwich panel as described above. The invention also relates to a device for implementing the method of manufacturing a sandwich panel as described above. According to the invention, this device comprises: a rigid support intended to receive and support the sandwich panel during pressing, this support having dimensions greater than the dimensions of the sandwich panel; a tarpaulin intended to cover the sandwich panel; pumping unit connected to at least one orifice placed on the support outside the useful area of the support receiving the sandwich panel, said at least one orifice being intended to be placed under said cover. Preferably, the pumping unit comprises a primary pump connected to said orifice by a flexible pipe. The tarpaulin can be made of rubber, polyvinyl chloride or polycarbonate. The device may comprise sealing elements of this tarpaulin to the support. As a purely illustrative example, these sealing elements of the cover and the support comprise two jaws connected to one another and intended to press against each other this support and this cover by assembling them. The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 shows a sectional view of the implementation of the manufacturing method according to a preferred embodiment of the invention; FIG. 2 is a partial perspective view of a type MO panel obtained by the manufacturing method in a particular embodiment; A preferred embodiment of the method for manufacturing a thermal and non-combustible insulating sandwich panel will now be described in relation to FIG. 1. In a first step, two facings 1, 2 are cut to the dimensions of the final sandwich panel. Optionally, a curvature such as a left surface can be given to one of the facings. These facings are metallic. These two facings 1, 2 are coated with a layer of adhesive on one of their faces with a weight such that this layer of glue can not catch fire in case of exposure to high temperatures such as those of a flame. A lower facing 1 is placed on a support 3, the dimensions of which are greater than those of this lower facing 1. This support 3 comprises, outside its receiving zone of the lower face 1, a suction orifice 4 connected to a unit pump 5 such as a primary pump by a flexible conduit 6. An insulating and flame retardant insulating filler material 7 is placed in contact with the bonded surface of the lower facing 1 by introducing: stiffening elements 8 at regular distance or no. The bonded face of the upper facing 2 is placed in contact with this non-structured insulating filler material 7 and the stiffening elements 8. Then, on the assembly thus obtained, a plywood plate 9 is placed to ensure the distribution of the forces and avoid any risk of collapse of the panel in its most fragile areas during pressing. The covering of a tarpaulin 10 is covered and a partial vacuum is created in the volume defined by the tarpaulin 10 and the support 3. Of course, it will be possible, according to the grammage of the tarpaulin, to connect it to the support 3 with sealing elements of the sheet 10 and the support 3. The vacuum thus created is for example 0.5 bar, which generates a positive pressure of 0.5 bar on the sheet due to the atmospheric pressure 11.
On maintient ce vide de manière à exercer la force de pressage pendant une durée au moins égale à la durée nécessaire au durcissement de cette colle. A titre purement illustratif, cette colle est une colle organique et encore mieux une colle à base de polyuréthane. La figure 2 est une vue partielle et en perspective d'un panneau de type MO obtenu par le procédé de fabrication dans un mode de mise en oeuvre particulier. Ce panneau comporte deux parements métalliques 12, 13 tels que des tôles d'acier brut, acier galvanisé, acier électro zingué ou aluminium. This vacuum is maintained so as to exert the pressing force for a period at least equal to the time required to harden the adhesive. For purely illustrative purposes, this glue is an organic glue and even better a polyurethane glue. Figure 2 is a partial view in perspective of a type of panel MO obtained by the manufacturing method in a particular embodiment. This panel comprises two metal claddings 12, 13 such as sheets of crude steel, galvanized steel, electro-galvanized steel or aluminum.
II comporte également des éléments raidisseurs isolants 14 intégrés dans son épaisseur, ces éléments reliant les première et deuxième parements 12, 13 pour renforcer la tenue mécanique du panneau aux contraintes mécaniques externes s'appliquant sur celui-ci, telles que des forces de cisaillement. It also comprises insulating stiffening elements 14 integrated in its thickness, these elements connecting the first and second facings 12, 13 to enhance the mechanical strength of the panel external mechanical stresses applied thereto, such as shear forces.
A titre de mise en oeuvre les parements sont des tôles acier de 0,75 mm d'épaisseur laquées blanc et de 1200 mm de large. L'isolant est une laine de roche d'épaisseur 60 mm, de densité 200 kg/m3. Les éléments raidisseurs 8 sont des tubes en aluminium de 60x40x2 mm. L'ensemble de ces éléments sont collés avec une colle polyuréthane. As an implementation, the facings are 0.75 mm thick steel sheets lacquered in white and 1200 mm wide. The insulation is a rock wool 60 mm thick, density 200 kg / m3. The stiffening elements 8 are aluminum tubes 60x40x2 mm. All of these elements are glued with a polyurethane glue.