Brevet FR2095366A1 — publié le 19720211

La présente invention concerne un procédé pour appliquer des filaments métalliques, des fils métalliques ou des éléments analogues sur des corps plats. On connaît des verres stratifiés composés de deux plaques 5 de verre et d'une feuille interposée et composée, par exemple, de butyral de polyvinyle, de chlorure de polyvinyle ou de polyéthylène, qui contient un ensemble de conducteurs électriques constitués le plus souvent par de minces filaments métalliques. Ces verres sont utilisés comme des vitres chauffées pour 10 véhicules automobiles, avions, habitations, congélateurs et similaires, afin d'empêcher que les vitres ne se couvrent de givre ou de buée. Une autre application connue de vitres dans lesquelles est incorporé ou sur lesquelles est appliqué un ensemble de conducteurs électriques concerne les "vitres d'alarme" qui sont utilisées 15 comme fermetures transparentes de vitrines ou autres lieux d'exposition. Au moment de la destruction d'une telle vitre, par exemple en cas d'effraction, le mince fil métallique parcouru par le courant électrique est coupé et cette interruption du circuit électrique est utilisée pour le déclenchement d'un signal d'alarme. Enfin, 20 il est également concevable de disposer des ensembles de conducteurs électriques à l'intérieur ou sur des verres ou d'autres corps plats afin de réaliser ainsi un blindage électrique ou des antennes réceptrices ou émettrices. L'invention décrite ci-après est applicable à toutes les réalisations et utilisations citées ci-dessus 25 d'ensembles de conducteurs électriques disposés sur ou dans des corps plats. Les procédés connus pour incorporer de minces fils dans des corps plats, notamment des corps transparents, ou pour appliquer de tels fils sur ces corps se sont avérés complexes, ils 30 nécessitent beaucoup de main d'oeuvre, et sont donc coûteux. Selon l'un de ces procédés connus, cité à titre d'exemple, des fils droits tendus ou disposés en ondes sont laminés dans une feuille de matière synthétique. De plus, les procédés connus permettent seulement l'obtention de formes d'ondes dites "harmoniquesnj de 35 telles ondulations sont si familières à l'oeil humain que le regard est involontairement dévié et que la vision à travers la vitre est perturbée. L'invention vise à disposer des ensembles de conducteurs électriques d'une manière plus simple que jusqu'à présent sur des 40 corps plats et surtout de permettre en même temps une disposition 71 22241 2 2095366 voulue pratiquement quelconque des différents conducteurs. L'invention est applicable en premier lieu à la fabrication de vitres chauffées. La conception qui est à la base de l'invention est'la 5 préfabrication mécanique de l'ensemble des conducteurs de chauffage comme un élément structurel autonome, afin de permettre une fabrication rationnelle en grandes séries, la réalisation devant être telle que cet élément préfabriqué puisse, sans travail manuel important, être incorporé comme une couche, par exemple dans un 10 stratifié comprenant du verre et de la matière synthétique, être incorporé dans une feuille de matière synthétique lors de la fabrication de celle-ci, ou être appliqué par collage sur un autre corps plat quelconque, par exemple une plaque. Pour obtenir ce résultat, l'une des caractéristiques de l'invention prévoit que 15 des conducteurs électriques flexibles, notamment des filaments métalliques, sont reliés à une structure de support électriquement isolante pour former avec elle un élément plat qui est appliqué comme une couche sur le corps plat, la structure de support isolante étant de préférence composée de filaments en matière isolante 20 qui sont réunis aux filaments métalliques par tricotage, tissage, couture, agrafage et/ou nouage pour former avec eux l'élément plat. De préférence, les filaments métalliques sont réunis en un conducteur principal sur l'un des bords de l'élément plat, ce qui peut être réalisé par tissage, tricotage ou par une opération 25 analogue. Pour la fabrication d'un ensemble de conducteurs de chauffage disposé entre deux plaques de verre, il est avantageux d'incorporer une structure de support composée de filaments thermoplastiques, par exemple un tricot comprenant également les fila-30 ments métalliques, au moyen d'une fusion dans une feuille de matière synthétique thermoplastique, et de relier cette feuille de matière synthétique au moins par l'une de ses faces à une plaque de verre. On donnera maintenant, uniquement à titre d'exemples, la 35 description de plusieurs réalisations de l'invention. On se référera aux dessins annexés dans lesquels î - la figure 1 est -une vue en perspective d'un tricot suivant l'invention, composé de-filaments métalliques et de filaments électriquement isolants, ainsi que d'une feuille de matière plas-itO tique ; 71 22241 3 2095366 - la figure 2 est une vue en perspective du tricot représenté sur la figure 1, après son incorporation par fusion dans la feuille de matière plastique ; - la figure 3 est une vue en perspective d'une vitre en verre 5 stratifié ; - la figure 4 est une vue en perspective d'une feuille de matière plastique sur laquelle est cousu, conformément à l'invention, tin ensemble de conducteurs de chauffage ; - la figure 5 est une vue en élévation schématique illustrant 10 le mode de couture utilisé pour l'obtention de la feuille représentée sur la figure 4. La partie supérieure de la figure 1 montre un tricot 1 avec un entrelaçage des mailles du type "droite-droite", qui est en partie composé de filaments 2 en matière synthétique thermo-15 plastique, électriquement isolante, transparente et de préférence fusible, et en partie de fils métalliques ou de filaments métalliques 3 qui sont électriquement conducteurs. Les filaments 2 pourraient également présenter une âme en métal ou en une autre matière inorganique, qui est recouverte d'une substance transpa-20 rente, fusible et isolante. Sur les bords, les extrémités des filaments métalliques 3 sont réunies par tricotage en un "conducteur principal" 4 pour l'alimentation électrique. La forme plane du tricot 1 est avantageusement stabilisée, par exemple par le collage des points de croisement des mailles au moyen d'une 25 légère fusion, si bien que la disposition ondulée des différents fils métalliques 3 ne peut pas être modifiée. Le tricot 1 est appliqué sur une feuille 5 qui est de préférence composée de la même matière synthétique transparente et thermoplastique que les filaments 2. Les matières convenant à 30 cet effet sont notamment le butyral de polyvinyle, le chlorure de polyvinyle ou le polyéthylène• Après la disposition du tricot 1 sur la feuille 5, les filaments 2 du tricot sont fondus avec la feuille 5 ou collés sur celle-ci, de sorte qu'ils ne sont plus visibles. Cette opération 35 assure en même temps la liaison entre les filaments métalliques 3 et la feuille 5» L'élément ainsi obtenu est représenté sur la figure 2. La fusion du tricot avec la feuille 5 peut être réalisée, par exemple, au moyen de cylindres chauffés qui exercent une pression sui- le tricot et la feuille pendant que ceux-ci passent entre 40 eux. Il est possible de disposer une feuille de recouvrement sur 71 22241 k 2095366 le tricot avant le passage entre les cylindres chauffés. On obtient ainsi une liaison solide de la feuille inférieure, de la feuille de recouvrement et du tricot interposé. La feuille transparente 5 que représente la figure- 2, 5 dans laquelle sont incorporés les filaments métalliques 3 suivant leur disposition ondulée prédéterminée et stabilisée, peut être appliquée ultérieurement sur le pare-brise ou sur la vitre arrière d'un véhicule automobile, à condition que la forme de la feuille 5 s'y prête. Par le branchement des conducteurs principaux 4 sur une 10 source de courant, la feuille est chauffée, donc également la vitre, de sorte qu'elle est protégée contre la formation de buée ou contre le givrage. La figure 3 représente une vitre en verre stratifié pouvant être chauffée, qui a été réalisée à l'aide de l'élément 15 représenté sur la figure 2. A cet effet, la feuille 5 contenant les filaments métalliques 3 est disposée entre deux plaques de verre 6, par exemple en verre précontraint ou verre dit "de sécurité" . Par un échauffement et une légère fusion superficielle sous pression de la feuille 5, on obtient une liaison-solide entre 20 celle-ci et les plaques de verre 6. Le branchement des conducteurs principaux 4 sur une source de courant permet de chauffer la vitre en verre stratifié représentée sur la figure 3• Normalement, les pare-brise et les vitres arrière des véhicules automobiles ont une forme et un bombage caractéristiques. 25 Suivant l'invention, le tricot 1 et la feuille 5 sont réalisés dès le départ de telle manière qu'à l'état assemblé, comme représenté sur la figure 3, ils s'adaptent exactement à la vitre en question du véhicule, la stabilisation déjà mentionnée du tricot 1 servant à la conservation de la forme désirée. Cette adaptation de la 30 forme du tricot 1 à la vitre devant être chauffée constitue un avantage capital par rapport aux procédés connus. Un autre avantage apporté par l'invention réside dans le fait que la disposition ondulée des filaments métalliques 3 peut être choisie à volonté. Ce résultat est obtenu simplement par la sélection d'un entrelaça-35 ge approprié des mailles. On peut notamment prévoir un entrelaçage à chaîne d'arrêt ou un tissage ouvert. La disposition ainsi obtenue des filaments est moins familière à l'oeil, de sorte que la vision à travers les vitres comprenant de telles structures n'est pas perturbée. 40 Les figures 4 et 5 servent à l'illustration d'une 71 22241 5 2095366 variante de mise en oeuvre du procédé de l,invention. La figure 4 représente des filaments métalliques 13 qui sont directement cousus sur une feuille 15 de matière synthétique thermoplastique transparente qui correspond à la feuille 5 représentée sur les 5 figures 1 et 3» La liaison par couture peut également être remplacée par un agrafage ou une piqûre» La feuille 15 peut être perforée au préalable aux endroits prévus pour le passage des fils La feuille 15 peut aussi être remplacée par un tissu, un tricot ou un assemblage analogue de fils d'une matière synthétique thermo-10 plastique transparente. La figure 5 montre que le filament métallique électriquement conducteur 13 constitue le fil de canette pendant la couture ou le tricotage, tandis que le fil d'aiguille 12 est constitué par un filament en matière synthétique thermoplastique transparente ou en verre, qui est ensuite fondu ou collé 15 sur la feuille par un apport de chaleur. Il est également possible d,utiliser, comme fil d'aiguille, un filament métallique et, comme fil de canette, un filament de matière synthétique. De plus, les filaments métalliques peuvent chacun être enrobés d'une matière synthétique thermoplastique. Enfin, il est également possible 20 d'utiliser des filaments métalliques enrobés de matière synthétique pour le fil d'aiguille et pour le fil de canette. L'apport de chaleur assure alors en même temps l'incorporation par fusion du filament métallique 13 dans la feuille 15. Gomme dans l'exemple représenté sur les figures 1 à 3, les dif-25 férents filaments métalliques 13 sont réunis au bord de la feuille 15 en conducteurs principaux 14 qui servent à l'alimentation électrique. Le traitement ultérieur de la feuille 15 munie de filaments métalliques 13 correspond au traitement décrit ci-dessus pour la feuille 5 portant les fils 3. 30 L'épaisseur des filaments métalliques 3 ou 13 utilisés suivant l'invention dépend de l'intensité.du courant électrique qui les traverse. S'il faut, pour cette raison ou pour éviter que la visibilité ne devienne trop faible, utiliser en partie ou partout des filaments particulièrement minces, qui casseraient 35 pendant l'assemblage, par exemple pendant le tricotage, le tissage la couture ou la piqûre, il est avantageux d'enrober les minces filaments métalliques d'une gaine de matière synthétique isolante et de préférence transparente, ou d'un revêtement en verre (filaments ou couche de verre) qui est fondu ou relié ensuite à la 40 matière de la feuille 5 ou 15, de sorte qu'il devient invisible. 71 22241 6 2095366 Le revêtement des filaments métalliques a de préférence le même indice de réfraction que la matière de la feuille ou de la plaque qui l'entoure. Le revêtement peut également être composé de la même matière que la feuille 5 ou 15. 5 Lorsque l'ensemble de conducteurs électriques devant être appliqué sur un corps plat est utilisé pour le chauffage ou, par exemple, pour le blindage de champs électriques, le tricot 1 peut également être composé exclusivement de filaments métalliques qui peuvent être entrelacés de manières très diverses et qui sont 10 ensuite incorporés par fusion dans une feuille de matière synthétique • Un autre avantage de l'invention est que la sélection appropriée des liaisons entre les mailles permet de produire des dessins qui peuvent être adaptés exactement aux besoins de chaque 15 application, quant à la puissance de chauffage électrique devant être obtenue, grâce aux variations pratiquement illimitées de la longueur de fil par rangée. L'absence d'une telle possibilité de variation supplémentaire constitue, dans la technique actuelle de la fabrication des vitres chauffantes, un inconvénient majeur qui 20 a pour conséquence qu'il n'est pas possible de réaliser n'importe quel élément chauffant dont la surface, la puissance de chauffage et la tension d'alimentation sont données d'avance. De plus, le procédé suivant l'invention permet d'approcher les filaments métalliques plus que cela n'était possible jusqu'à présent, de 25 sorte qu'on obtient une plus grande densité de conducteurs par unité de surface. Cela apporte l'avantage, s'il s'agit de vitres chauffantes, que l'énergie thermique spécifique devant être produite par conducteur devient plus faible. Le tricot 1 représenté sur la figure 1 ou un tissu utili-30 sé conformément à l'invention peut être fabriqué de façon rationnelle et à la largeur désirée sur des machines connues en soi, avec la forme et la grandeur désirées des mailles. Le tricot ou le tissu peut être enroulé pour le transport jusqu'à l'atelier où s'effectue l'incorporation dans des éléments; les spires des rou-35 leaux peuvent être séparées et protégées par une couche de papier ou de matière plastique. La stabilisation du tricot ou du tissu - avantageusement effectuée avant l'enroulement - peut être réalisée de façon simple par un bref échauffement qui assure que les filaments 2 en matière synthétique se lient automatiquement aux filaments métalliques 3 aux points de croisement des mailles. 71 22241 7 2095366 Suivant l'invention, les filaments 2 peuvent également être composés de matières inorganiques. Toutefois, pour que de tels filaments puissent être stabilisés, ils devraient présenter un revêtement en matière thermoplastique. On obtient par ailleurs le même effet si 5 les filaments métalliques électriquement conducteurs présentent un revêtement thermoplastique ou s'ils sont torsadés ou guipés avec un filament thermoplastique. La torsion du filament métallique 3 ou 13 avec un ou plusieurs filaments en matière transparente organique ou inorgani-10 que peut également être prévue si les filaments métalliques sont si minces qu'ils ne peuvent pas être traités sur une machine en raison de leur fragilité. Les filaments auxiliaires sont dans ce cas composés d'une matière qui diminue la fragilité globale. Les ensembles de conducteurs électriques incorporés dans 15 des vitres en verre stratifié ou, de façon générale, appliqués sur des corps plats, sont réalisés le plus souvent comme des ensembles dont les différents conducteurs sont branchés en parallèle pour obtenir les buts énumérés au début. Il est cependant aussi possible de prévoir un branchement en série des fils métalliques 3 ou 20 13 utilisés conformément à l'invention, ce qui est également réalisable, par exemple, par l'application de procédés de tricotage ou de tissage appropriés. Si les différents filaments métalliques 3 sont branchés en parallèle, il est avantageux de former les conducteurs principaux nécessaires 4 ou 14 directement sur les 25 bords latéraux, par-tricotage, tissage, couture ou piqûre, et de les réaliser éventuellement comme des lisières. Un tel agencement est également très avantageux comparativement aux procédés usuels selon lesquels le conducteur principal doit être appliqué comme une bande métallique particulière dans un processus nécessitant 30 un travail supplémentaire coûteux. Suivant l'invention, la programmation des machines à tricoter, à tisser ou à coudre utilisées permet de produire des-dessins déterminés dans le plan des ensembles de conducteurs et de produire ainsi des concentrations localisées des filaments 35 métalliques. Dans ces dessins, les différents filaments métalliques 3 ou 13 peuvent également être branchés en parallèle ou en série. L'espacement des rangées de filaments 3 traversés par le courant de l'exemple de mise en oeuvre représenté sur les 40 figures 1 à 3 peut également être agrandi par l'utilisation de 71 22241 8 2095366 plusieurs rangées de mailles de filaments isolants 2. Inversement, il est également possible de prévoir deux ou davantage de rangées de mailles traversées par le courant, les unes à côté des autres, un tel groupe de lignes pouvant être suivi par une ou plusieurs 5 rangées de mailles d'une matière électriquement isolante. L'utilisation de filaments métalliques de différentes conductivités permet en outre d'obtenir un passage dirigé et prédéterminé du courant, ce qui représente un avantage considérable en cas d'utilisation, comme "résistance superficielle", 10 d'un tricot ou d'un tissu qui est exclusivement composé de filaments métalliques. Par exemple, les filaments 2 de la figure 1 seraient dans ce cas composés d'un métal dont la conductivité est inférieure à celle des filaments 3. 71 22241 9 2095366 REVENDICATIONS 1°/ Procédé pour l'application de filaments métalliques sur des corps plats, caractérisé en ce que les filaments métalliques sont reliés à une structure de support électriquement isolan-5 te, de façon à former avec celle-ci un élément plat, et en ce que cet élément est appliqué comme une couche sur le corps plat. 2°/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de support isolante est composée de filaments d'une matière isolante, et en ce que ces filaments sont réunis aux 10 filaments métalliques par tricotage, tissage, couture, piqûre, agrafage et/ou nouage, de manière qu'ils constituent avec ceux-ci un élément plat. 3°/ Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un produit à mailles qui est au moins 15 en partie composé de filaments métalliques tissés ou tricotés est relié à au moins une feuille de matière synthétique, et en ce que la feuille reliée au produit à mailles est appliquée contre au moins une plaque de verre. 4°/ Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce 20 que le produit à mailles est exclusivement fabriqué à partir de filaments métalliques. 5°/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de support isolante est une feuille, un tissu, un tricot, ou un produit analogue en matière isolante, et en ce 25 que, pour la réalisation de l'élément plat, les filaments métalliques sont cousus, agrafés ou piqués sur la feuille, le tissu, le tricot ou le produit analogue. 6°/ Procédé selon la revendication 5, caractérisé par l'utilisation d'une feuille perforée. 30 7°/ Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caràctérisé en ce que l'élément plat est relié à une feuille de matière synthétique et en ce que celle-ci est appliquée sur le corps plat. 8°/ Procédé selon l'une quelconque des revendications 35 1 à 7, caractérisé en ce que les filaments métalliques sont réunis en un conducteur principal sur au moins l'un des bords de l'élément plat. 9°/ Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la réunion des filaments métalliques en vue de la réalisation 40 d'un conducteur principal est obtenue par tissage, tricotage, 71 22241 10 2095366 couture ou piqûre. 10°/ Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'élément plat est disposé comme un ensemble de conducteurs de chauffage entre deux plaques de verre. 5 11°/ Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le produit à mailles est fabriqué à partir de filaments métalliques et de filaments isolants. 12°/ Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que des filaments métalliques seuls ou 10 des filaments métalliques et des filaments isolants sont assemblés en un élément plat par tricotage ou tissage, suivant un entrelaçage du type droite-droite, au moyen d'une liaison à chaîne d'arrêt ou suivant un autre type d'entrelaçage. 13°/ Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 1 à 12, caractérisé en ce que l'élément plat est stabilisé avant son application sur le corps plat. 14°/ Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caràctérisé par l'utilisation de filaments métalliques isolés par une matière synthétique thermoplastique ou par une 20 matière inorganique, notamment par des filaments de verre qui assurent en outre le renforcement des filaments métalliques. 15°/ Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caràctérisé par l'incorporation localisée de filaments métalliques ayant une conductivité électrique différente lors 25 de la fabrication d'un produit plan à mailles.