Domaine technique

La présente invention concerne une membrane auto-adhésive et perméable à l'air et à la vapeur d'eau et son procédé de fabrication. Une telle membrane est destinée au domaine de la construction des bâtiments et, plus particulièrement, destinée à être appliquée sur des murs et/ou des sous-toitures pour contrôler les flux de vapeur d'eau et d'air.

Etat de la technique

Dans le domaine de la construction de bâtiment, il est bien connu que les problèmes d'humidité dans les murs sont attribués à deux principaux mécanismes, à savoir la diffusion de la vapeur d'eau et les fuites d'air. Les fuites d'air et la diffusion de la vapeur d'eau à travers les murs peuvent entraîner de nombreux désordres tels que l'effritement de la maçonnerie, le gel des tuyaux, la condensation et l'accumulation de glace dans des cavités, l'humidification des isolants, les rendant inopérants et la croissance de la moisissure notamment. Le mouvement incontrôlé de l'air et de la vapeur d'eau à travers l'enveloppe du bâtiment est causé par des différences de pression produites par le vent. Les fuites d'air peuvent provenir de fissures ou de joints défectueux entre les éléments de construction et les éléments de structure ou à travers des matériaux poreux tels que les blocs de béton et les matériaux d'isolation poreux.

Afin de limiter ces problèmes d'humidité, il est usuel d'utiliser des films barrières ou pare-vapeur, comme un film de polyéthylène, pour contrôler le mouvement de la vapeur d'eau dans l'enveloppe du bâtiment. Le film pare-vapeur retarde la diffusion de l'eau à travers l'ensemble des matériaux dans les murs, la vitesse à laquelle la vapeur d'eau migre ou diffuse à travers un matériau dépendant de deux facteurs : la différence entre la pression de vapeur d'eau dans l'air à l'intérieur du bâtiment et la pression de vapeur d'eau dans l'air à l'extérieur du bâtiment et la résistance desmatériaux présents à la migration de l'eau par diffusion. Les films pare-vapeur procurent une plus grande résistance à la diffusion de vapeur d'eau que la plupart des autres matériaux. Ainsi, les films de polyéthylène d'une épaisseur suffisante sont les plus couramment utilisés à cette fin; Toutefois, d'autres matériaux tels que le papier d'aluminium ou certaines peintures ou adhésifs ont également été utilisés comme pare-vapeur. Toutefois, ces films pare -vapeur ne sont pas suffisants et il est nécessaire d'y associer un film barrière à l'air afin d'éviter que l'air extérieur ne pénètre dans le bâtiment. En effet, de l'air chargé d'humidité passant à travers une cavité isolée avec un film pare-vapeur peut déposer beaucoup plus d'humidité que le pare-vapeur ne sera capable de diffuser dans le même laps de temps.

Ainsi, des films pare-air perméables à la vapeur d'eau ont été développés tels que les produits commercialisés sous la dénomination Blueskin ® par la société américaine Bakor® consistant en une membrane pare-air, perméable à la vapeur d'eau, hydrorésistante et auto- adhésive. Ces produits correspondent aux produits décrits dans le brevet américain US 6,901,712 déposé par la société Bakor® qui décrit un film pare-air perméable à la vapeur d'eau constitué d'une feuille perméable à la vapeur d'eau, obtenu à partir de polyéthylène et de polyoléfines modifiées, sur une surface de laquelle est appliqué un adhésif en un film non continu. Bien que ce type de film pare-vapeur ne nécessite pas de moyens de fixations pour fixer ledit film sur un mur ou similaire, l'adhésif de ces films n'est pas perméable à l'air et à la vapeur d'eau de sorte que cela limite la perméabilité à l'eau du film aux seules parties du film ne comportant pas d'adhésif. Afin de remédier à cet inconvénient, on a déjà imaginé des films pare -vapeur comportant une couche continue d'adhésif sensible à la pression et perméable à la vapeur d'eau. C'est le cas notamment de la demande de brevet international WO 2009/127819 qui décrit une feuille membranaire perméable auto-adhésive, destinée à être utilisée dans une structure de bâtiment, qui comprend une couche continue d'un adhésif perméable sensible à la pression, attachée sur une surface d'une feuille membranaire perméable. Ladite feuille membranaire est constituée d'une structure laminaire comportant une couche de polypropylène filé-lié, une couche de polyester de type fusion-soufflage et une couche de polypropylène filé-lié et d'une couche d'adhésif sensible à la pression de base comprenant un agent de perméabilité à l'air incluant une résine absorbant l'eau, du polypropylène glycol et de l'eau et un agent de réticulation. On notera que, conformément aux enseignements de l'état de la technique, la couche d'adhésif sensible à la pression ne comporte pas de bulles d'air afin d'éviter une délamination comme il est décrit, notamment, dans les documents EP0670277 et EP2108687 notamment.

Ce type de film pare-vapeur présente néanmoins l'inconvénient d'être onéreux à fabriquer et de présenter une perméance qui se dégrade au cours du temps notamment. On entend par perméance l'aptitude d'une membrane ou d'une surface à laisser passer la vapeur d'eau.

Il existe donc un besoin pour un film pare-vapeur de conception simple et peu onéreuse procurant une bonne perméance constante dans le temps notamment. Divulguation de l'invention

L'un des buts de l'invention est donc de remédier à ces inconvénients en procurant un film pare-vapeur de conception simple et peu onéreuse procurant une bonne perméance constante dans le temps.

A cet effet et conformément à l'invention, il est proposé une membrane perméable à la vapeur d'eau auto-adhésive, destinée à être utilisé sur un bâtiment, comprenant un support perméable à l'air et à la vapeur d'eau et une couche adhésive sensible à la pression, perméable à l'air et à la vapeur d'eau, et solidaire de la face inférieure dudit support ; ladite membrane est remarquable en ce qu'elle comporte des bulles de gaz emprisonnées entre le support et la couche adhésive

On comprend bien que, contrairement aux membranes de l'art antérieur, la membrane suivant l'invention comporte une couche adhésive, continue, perméable à l'air et à la vapeur d'eau de composition simple et peu onéreuse, stable dans le temps, et procurant à l'ensemble de la membrane une perméance constante dans le temps. De préférence, lesdites bulles de gaz présentent un diamètre inférieur à l'épaisseur de ladite couche adhésive.

Par ailleurs, de préférence, les bulles de gaz présentent un diamètre inférieur ou égal à 50 μιη et la couche adhésive présente une épaisseur inférieure ou égale à 200 μιη, et de préférence, une épaisseur de 130 μιη.

De plus, la couche adhésive présente une masse surfacique comprise entre 100 et 160

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g/m et, de préférence, une masse surfacique de 130 g/m .

Ladite couche adhésive est de préférence obtenue dans un adhésif sensible à la pression polaire, de préférence réticulé, et de préférence acrylique.

De préférence, ledit adhésif est un adhésif acrylique hotmelt réticulé par UV et tackifîé.

Par ailleurs, le support consiste en un film de polyéthylène (PE) micro-perforé, un film de polypropylène (PP) micro-perforé, un film copolymère polyéthylène(PE)/polypropylène(PP) micro-perforé, un film polyéthylène (PE) chargé et étiré, un film de polypropylène (PP) chargé et étiré, un film de copolymères polyéthylène(PE)/polypropylène(PP) chargé et étiré, un film thermoplastique polyuréthane extrudé (TPU) à base de polyéther, un film thermoplastique respirant à base polyuréthane et base polyéther-bloc amide, un film en polyamide 6-6 (PA 6-6) ou une combinaison desdits films. Alternativement, ledit support est un support non tissé à base de fibres synthétiques choisies parmi le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polyéthylène téréphtalate (PET) et le polyamide (PA) ou une combinaison de celles-ci.

Par ailleurs, ledit support consiste de préférence en un film laminaire comprenant au moins :

- une couche supérieure constituée d'un film non tissé en polypropylène,

- une couche inférieure constituée d'un film non tissé en polypropylène, et - une couche centrale s 'étendant entre les couches supérieure et inférieure et constituée d'un film respirant.

Un autre objet de l'invention concerne un procédé de fabrication d'une membrane perméable à la vapeur d'eau auto-adhésive, destinée à être utilisée sur un bâtiment, comprenant un support perméable à l'air et à la vapeur d'eau et une couche adhésive sensible à la pression, perméable à l'air et à la vapeur d'eau, et solidaire de la face inférieure dudit support ; ledit procédé est remarquable en ce qu'il comporte une étape de dépôt d'une couche adhésive sensible à la pression et perméable à l'air et à la vapeur d'eau en emprisonnant des bulles de gaz entre le support et la couche adhésive.

De préférence, lesdites bulles de gaz emprisonnées entre le support et la couche adhésive présentent un diamètre inférieur à l'épaisseur de ladite couche adhésive.

Selon une première variante d'exécution du procédé suivant l'invention, l'étape de dépôt de la couche adhésive consiste au moins dans les étapes suivantes de :

dépôt d'un adhésif acrylique sur un film protecteur siliconé,

- réticulation de l'adhésif, et

de transfert de l'adhésif sur le support.

Selon une seconde variante d'exécution du procédé suivant l'invention, l'étape de dépôt de la couche adhésive consiste à déposer un adhésif acrylique sur le support.

De préférence, les bulles d'air présentent un diamètre inférieur ou égal à 50 μιη et la couche adhésive présente une épaisseur inférieure ou égale à 200 μιη, et de préférence, une épaisseur de 130 μιη.

Par ailleurs, la couche adhésive présente une masse surfacique comprise entre 100 et

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160 g/m et, de préférence, une masse surfacique de 130 g/m .

Ladite couche adhésive est de préférence obtenue dans un adhésif sensible à la pression polaire, de préférence réticulé, et de préférence acrylique. De préférence, ledit adhésif est un adhésif acrylique hotmelt réticulé par UV et tackifîé.

Par ailleurs, le support consiste en un film de polyéthylène (PE) micro-perforé, un film de polypropylène (PP) micro-perforé, un film copolymère polyéthylène(PE)/polypropylène(PP) micro-perforé, un film polyéthylène (PE) chargé et étiré, un film de polypropylène (PP) chargé et étiré, un film de copolymères polyéthylène(PE)/polypropylène(PP) chargé et étiré, un film thermoplastique polyuréthane extrudé (TPU) à base de polyéther, un film thermoplastique respirant à base polyuréthane et base polyéther-bloc amide, un film en polyamide 6-6 (PA 6-6) ou une combinaison desdits films.

Alternativement, ledit support est un support non tissé à base de fibres synthétiques choisies parmi le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polyéthylène téréphtalate (PET) et le polyamide (PA) ou une combinaison de celles-ci.

Par ailleurs, ledit support consiste de préférence en un film laminaire comprenant au moins :

- une couche supérieure constituée d'un film non tissé en polypropylène,

- une couche inférieure constituée d'un film non tissé en polypropylène, et

- une couche centrale s 'étendant entre les couches supérieure et inférieure et constituée d'un film respirant.

Brève description des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre, de plusieurs variantes d'exécution, données à titre d'exemples non limitatifs, de la membrane auto-adhésive et de son procédé de fabrication suivant l'invention, à partir des dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1 est vue en coupe schématique d'un film pare-vapeur conforme à l'invention,

- la figure 2 est une photo de dessus du film pare -vapeur suivant l'invention,

- la figure 3 est une représentation schématique de la chaîne de production pour la mise en œuvre du procédé de fabrication du film pare-vapeur conforme à l'invention, - la figure 4 est une représentation schématique de la chaîne de production pour la mise en œuvre d'une variante d'exécution du procédé de fabrication du film pare-vapeur conforme à l'invention. Mode de réalisation de l'invention

Par souci de clarté, dans la suite de la description, les mêmes éléments ont été désignés par les mêmes références aux différentes figures. De plus, les diverses vues ne sont pas tracées à l'échelle.

On décrira ci-après une membrane perméable à la vapeur d'eau auto-adhésive et son procédé de fabrication particulièrement destinée à la construction de bâtiments ; toutefois, il est bien évident que la membrane suivant l'invention trouvera de nombreuses autres applications sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

En référence à la figure 1, la membrane perméable à la vapeur d'eau suivant l'invention est constituée d'un support 1 perméable à l'air et à la vapeur d'eau et une couche adhésive 2 sensible à la pression, perméable à l'air et à la vapeur d'eau, et solidaire de la face inférieure dudit support 1. Ledit support 1 consiste en un film de polyéthylène (PE) micro-perforé, un film de polypropylène (PP) micro-perforé, un film copolymère polyéthylène(PE)/polypropylène(PP) micro-perforé, un film polyéthylène (PE) chargé et étiré, un film de polypropylène (PP) chargé et étiré, un film de copolymères polyéthylène(PE)/polypropylène(PP) chargé et étiré, un film thermoplastique polyuréthane extrudé (TPU) à base de polyéther, un film thermoplastique respirant à base polyuréthane et base polyéther-bloc amide, un film en polyamide 6-6 (PA 6-6) ou une combinaison desdits films. Le film thermoplastique polyuréthane extrudé (TPU) à base polyéther pourra consister par exemple dans un film TPU commercialisé par la société Epurex films de Bayer Company dans la gamme Walopur® ou Platilon (réf. 2201 AU par exemple). Par ailleurs, le film thermoplastique respirant à base polyuréthane et base polyéther-bloc amide pourra consister par exemple dans un film commercialisé par la société Epurex films de Bayer company dans la gamme Walotex® ou Pebatex® (réf. 2202 AC et réf. M2234 par exemple). Alternativement, le support 1 peut consister en un support non tissé à base de fibres synthétiques choisies parmi le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polyéthylène téréphtalate (PET) et le polyamide (PA) ou une combinaison de celles-ci. Ledit support non tissé pourra être obtenu par tout procédé bien connu de l'homme du métier, tel que des procédés par voie dite sèche ou des procédés par voie dite humide. Par exemple, le support non tissé pourra être obtenu par le procédé par voie sèche dit « spunbond » comprenant deux principales étapes, une première étape d'extrusion et de création des fils (spun) et une étape de liage des fibres ou consolidation (bond), ou par le procédé par voie sèche dit « air laid » qui consiste à amener et à faire passer les fibres à travers des cylindres rotatifs perforés ou des systèmes de distribution pour former un voile sur une toile transporteuse au moyen d'une caisse de distribution située au dessus d'une toile avec système de vide incorporé au dessous de la toile. Alternativement, le support non tissé pourra être obtenu par le procédé par voie humide dit « wetlaid » dans lequel les fibres utilisées sont dispersées, triturées, puis diluées avec une très grande quantité d'eau pour former une pâte contenant 0,1 à 0,25 g/1, de matière sèche, puis ladite pâte est envoyée sur une toile d'égouttage d'une unité de formation permettant de réaliser la formation du matelas fibreux ou voile par une formation immergée, et finalement un égouttage de l'eau sur des caisses aspirantes.

Selon une variante d'exécution préférée, en référence à la figure 1, ledit support 1 consiste en un film laminaire, i.e. un film multicouches, comprenant trois couches, une couche supérieure 3 constituée d'un film non tissé en polypropylène, une couche inférieure 4 constituée d'un film non tissé en polypropylène, et une couche centrale 5 s'étendant entre les couches supérieure 3 et inférieure 4 et constituée d'un film respirant, ledit film respirant pouvant consister dans l'un quelconque des films précédemment décrits.

De plus, la couche adhésive 2 consiste en un adhésif acrylique hotmelt réticulé par UV et tackifïé et présente une masse surfacique comprise entre 100 et 160 g/m et, de préférence, une masse surfacique de 130 g/m . Cette couche adhésive 2 présente une épaisseur inférieure ou égale à 200 μιη, et de préférence, une épaisseur de 130 μιη. Ladite couche adhésive 2 est obtenue dans un adhésif sensible à la pression, de préférence polaire, et de préférence réticulé. Par ailleurs, ledit adhésif est de préférence à base acrylique. Par exemple, ledit adhésif pourra consister dans un adhésif acrylique auto-réticulant en phase solvant commercialisé par la société Henkel corporation sous la référence LOCTITE DURO-TAK 222A, LOCTITE DURO-TAK 1847, LOCTITE DURO-TAK 737, LOCTITE DURO-TAK 3954, DUROTAK 380-1053, ou par la société AV Chemie sous la référence Polytex SP 2085.

Plus précisément, ledit adhésif pourra consister dans un adhésif acrylique auto-réticulant en phase solvant à base de copolymères d'acrylates (copolymères carboxylés à base des esters acryliques) obtenus par la polymérisation de monomères acryliques tels que : acrylate de méthyle, acrylate d'éthyle, acrylate de 2-éthylhexyle, acrylate de n-butyle, acrylate de 2- hydroxyéthyle, ou similaires. La réticulation pourra être obtenue par ajout de tout agent de réticulation bien connu de l'homme du métier tel qu'un chellate métallique ou l'acétylacétonate=tris (2,4-pentanedionato-0,0') d'aluminium par exemple.

On observera que la viscosité et le comportement rhéo logique de l'adhésif pourront aisément être ajustés par les systèmes solvants hydrocarbures aromatique et aliphatique, tels que les solvants alcooliques (méthanol, éthanol, propanol 2), les solvants cétoniques (acétone, méthyléthylcétone, pentane-2,4 dione,), les solvants aromatiques (toluène), les solvants aliphatiques cycliques (cyclohexane, méthylcyclohexane), les solvants aliphatiques (hexane et isomères, n-heptane, octane et isomères), afin d'obtenir une viscosité Brookfïeld comprise entre 1000 mPa.s et 50000 mPa.s (LVT 3/12 rpm). De préférence, ledit adhésif est un adhésif acrylique hotmelt réticulé par UV commercialisé par la société Basf sous la gamme Ac Resin®, tackifié ou non avec des résines tackifïantes type esters de colophane hydrogénée (référence Forai 105 ^e commercialisée par la société Eastman) ou des résines hydrocarbonées telles que les résines commercialisées par la société Eastman sous la référence Kristalex F85.

On notera que tous ces adhésifs sont perméables à l'air et à la vapeur d'eau. En particulier, l'adhésif Ac Resin® A 250 UV présente une perméabilité à la vapeur d'eau de 949 g/m ² /24h. Accessoirement, afin de protéger la couche adhésive 2, la membrane suivant l'invention comporte un film protecteur siliconé 6 ou similaire. De plus, en référence aux figures 1 et 2, ladite membrane comporte des bulles de gaz 7 emprisonnées entre le film laminaire 1 et la couche adhésive 2, lesdites bulles de gaz 7 présentant un diamètre inférieur à l'épaisseur de ladite couche adhésive 2. De préférence, lesdites bulles de gaz 7 présentent un diamètre inférieur ou égal à 50 μιη. On observera que la couche adhésive 2 présente une composition simple et peu onéreuse, stable dans le temps, et procure à l'ensemble de la membrane une perméance constante dans le temps. Les bulles de gaz 7 forment un tampon dans lequel la vapeur d'eau excédentaire peut être stockée puis relarguée au cours du temps à travers la couche adhésive 2. On observera que le gaz contenu dans les bulles est de préférence de l'air ; toutefois, il va de soi que ledit gaz pourra consister dans tout gaz neutre et/ou inerte, par exemple, sans sortir du cadre de l'invention.

En référence à la figure 3, la membrane suivant l'invention est fabriquée à partir d'un film non tissé en polypropylène 10 formant la couche inférieure 3 du film laminaire 1 sur lequel est déposé un film respirant 11 formant la couche centrale 5, puis un film non tissé en polypropylène 12 formant la couche supérieure 4 du film laminaire 1 est déposé sur le film respirant 11. Une couche 2 d'une composition adhésive perméable à la vapeur d'eau est déposée sur un film protecteur siliconé 13, puis ladite couche adhésive 2 est réticulée avant d'être appliquée sur la face inférieure de la couche inférieure 3 en emprisonnant des bulles d'air entre ladite couche inférieure 3 et la couche adhésive 2. On notera que l'homme du métier adaptera la composition de la couche adhésive et la pression exercée lors de l'application de la couche adhésive 2 sur la couche inférieure 3 pour éviter de chasser l'air lors du transfert de la couche adhésive sur ladite couche inférieure 3.

Dans un procédé d'enduction directe, tel que décrit précédemment en référence à la figure 3, l'homme du métier choisira une masse adhésive présentant une viscosité comprise entre 1000 et 50000 mPas et/ou une vitesse d'enduction supérieure à 20 m/min pour éviter de chasser l'air entre le film laminaire 1 at la couche adhésive 2 et permettre la formation des bulles de gaz 7. Selon une variante d'exécution, en référence à la figure 4, la membrane suivant l'invention est fabriquée à partir d'un film non tissé en polypropylène 12 formant la couche supérieure 4 du film laminaire 1 sur lequel est déposé un film respirant 11 formant la couche centrale 5, puis un film non tissé en polypropylène 10 formant la couche inférieure 3 du film laminaire 1 est déposé sur le film respirant 11. Une couche 2 d'une composition adhésive perméable à la vapeur d'eau est déposée sur la face supérieure de la couche inférieure 3 puis un film protecteur siliconé 13 est déposé sur la couche adhésive 2. On notera que l'homme du métier adaptera la viscosité et la température de la composition adhésive afin d'éviter de chasser l'air lors du dépôt de la couche adhésive 2 afin de permettre la formation de bulles d'air entre la couche inférieure 3 et la couche adhésive 2.

Par exemple, dans un procédé d'enduction du film laminaire 1, tel que décrit précédemment en référence à la figure 4, l'homme du métier choisira de préférence une pression de complexage sur le cylindre presseur inférieure à 5 bars et/ou une température du cylindre de pressage inférieure à 10°C, le cylindre presseur comprenant un revêtement en caoutchouc ou similaire présentant de préférence une dureté inférieure ou égale à 80 Shore A, pour éviter de chasser l'air et permettre la formation des bulles de gaz 7. Enfin, il est bien évident que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières en aucun cas limitatives quant aux domaines d'application de l'invention.