Brevet FR2103556A1 — publié le 19720414

i 2103556 La présente invention concerne des feuilles ou plaques transparentes en matières plastiques convenant à une utilisation comme "verre" à vitres et pour des applications similaires. 5 II est devenu désirable, au cours des dernières années, de construire des immeubles ou bâtiments permettant aux occupants de recevoir au maximum 1'éclairement naturel dispensé par le soleil pendant la journée. Pour parvenir à ce résultat, les immeubles ou bâtiments sont souvent construits de telle sorte 10 que de grandes surfaces de leur structure extérieure, par exemple les murs, les toits ou les dômes ou voûtes soient transparents et formés par des matières en feuilles ou plaques, comme du verre ou des matières plastiques. Dans certains cas, l'élément structurel est constitué entièrement par une telle matière 15 transparente. Toutefois, outre qu'elles transmettent la lumière visible à l'intérieur du bâtiment, ces matières transparentes transmettent également d'autres composantes du rayonnement solaire, en particulier les radiations infra-rouges, et en conséquence la température à l'intérieur du bâtiment tend à deve-20 nir trop élevée et inconfortable les jours ensoleillés. Diverses méthodes ont été utilisées pour remédier à cet inconvénient, par exemple en incorporant des matières absorbant les radiations à la feuille transparente, de façon à absorber une quantité suffisante de radiations indésirables pour éviter 25 une élévation de température importante à l'intérieur du bâtiment, tout en transmettant une quantité suffisante de lumière visible pour fournir l'éclairement requis. Toutefois, étant donné que la feuille absorbe les radiations, elle tend elle-même à s'échauffer et certaines matières plastiques courantes, 30 utilisées dans la construction, en particulier les polymères de chlorure de vinyle, tendent alors à ramollir et par suite à perdre leur résistance. Une autre méthode déjà proposée consiste à munir la feuille d'une très mince couche d'un film métallique, soit sous forme d'un revêtement, soit sous forme d'une 35 strate prévue dans la feuille, qui réfléchit partiellement et transmet également partiellement les radiations incidentes, dans des proportions capables d'empêcher une élévation de température importante à l'intérieur du bâtiment tout en fournissant un éclairement suffisant. Toutefois, un tel moyen est coûteux et 40 la lumière transmise tend à avoir une teinte bleutée, de sorte 71 30960 2 2103556 qu'elle ne semble pas naturelle. Une autre méthode encore qui a été proposée consiste à produire par impression, sur la surface externe des feuilles, de petits points formés par un film métallique opaque mais fortement réfléchissant, de telle sorte 5 qu'une quantité suffisante de radiations indésirables soit réfléchie pour éviter une élévation inacceptable de la température tout en transmettant une quantité de lumière visible suffisante à l'intérieur du bâtiment, par les zones restant libres entre les points. Une telle méthode est décrite dans 10 le brevet français 69-35.408. Toutefois, ce procédé présente l'inconvénient que les points imprimés exposés tendent à être enlevés de la surface de la feuille par abrasion ou frottement lors de la manutention et d'une exposition aux éléments. Lors d'une tentative faite pour résoudre ce problème en imprimant 15 les points sur un film, puis en pressant un autre film sur la surface imprimée du premier film de telle sorte que les points soient enfermés dans la masse de la feuille terminée, on constate que les surfaces des films utilisés pour former la feuille stratifiée sont habituellement trop rugueuses pour permettre 20 d'effectuer l'impression sur eux. En outre, bien qu'il soit techniquement possible de déposer les points sur la surface d'un tel film par une technique de dépôt sous vide à travers une grille de forme convenable, un tel processus serait non économique par suite de la perte de métal qui se déposerait sur 25 la grilleo Les recherches qui ont abouti à 1 * invention ont montré que l'on peut remédier à cet inconvénient en incorporant des treillis ou trames de certaines dimensions à l'intérieur des feuilles de matières plastiques, qui permettent aux feuilles 30 de réfléchir une quantité suffisante de radiations incidentes indésirables pour éviter une élévation de température inacceptable et de transmettre une quantité suffisante de lumière visible pour fournir l'éclairement requiso L'invention concerne en conséquence une feuille de matiè-35 re plastique transmettant la lumière, renfermant au moins un treillis ou une trame en fils métalliques écartée de la surface d'incidence de la lumière d'une distance au moins égale au double de l'épaisseur des fils du treillis ou de la trame, ce treillis ou cette trame ayant une surface ouverte comprise en-40 tre 25% et 75% et l'écartement entre les fils étant tel qu'il 71 30960 3 2ï03556 comporte au moins 8 fils au centimètre. Par l'expression "surface ouverte", on entend la proportion de la surface occupée par le treillis ou la trame^ en fils métalliques qui n'est pas constituée par du métal et qui est 5 par suite disponible pour assurer la transmission de la lumière. Par l'expression "treillis ou trame en fils métalliques", on entend non seulement un treillis ou une trame dans lequel ou laquelle les fils sont en métal, mais aussi un treillis ou 10 une trame dont les fils sont constitués par n'importe quels filaments ou fibres organiques polymères ou inorganiques convenablement métalliséso On sait que des treillis ou trames de fils peuvent être incorporés à des feuilles de matières plastiques pour conférer 15 aux objets formés à partir de ces feuilles un caractère de support, afin d'empêcher un affaissement en cas d'incendie. De telles feuilles modifiées sont décrites dans la demande de brevet britannique N° 50884/67. Pour la mise en oeuvre de l'invention, afin qu'un treillis ou une trame puisse agir de façon 20 efficace, il doit comporter des fils occupant une surface suffisante pour pouvoir réfléchir une quantité également suffisante de radiations indésirables afin d'empêcher une-élévation de température inacceptable, et il doit présenter également une surface ouverte suffisante pour permettre à une quantité 25 de radiations visibles elle-même suffisante de passer à "travers les intervalles du treillis ou de la trame pour assurer i'é-clairement. Les dimensions d'un treillis ou d'une trame en fils peuvent être définies par deux paramètres, à savoir 1'épaisseur, c'est-à-dire le diamètre des fils, et le degré d'écartement 30 des fils, c'est-à-dire' le nombre.de fils par unité de longueur du treillis ou de la trame. Ces facteurs détërminent la surface ouverte du treillis ou de la trame. Pour la mise en oeuvre de l'invention, plus le diamètre du fil formant un treillis est gros, et plus le nombre de fils par unité de longueur est 35 élevé, plus la capacité de réflexion de ce treillis va être grande. Par contre, plus le diamètre du fil est gros et plus le nombre de fils par unité de longueur est élevé, plus la surface ouverte du treillis ou de la trame va être évidemment petite, et par suite plus la quantité de lumière visible pouvant 40 être transmise va être faible. Etant donné qu'un, treillis formé 71 30960 4 2103556 de fils de gros diamètre assez largement espacés va tendre à être plus apparent qu'un treillis en fils plus fins plus serrés, le treillis ou la trame non seulement doit avoir une surface ouverte supérieure à 25% mais inférieure à 75%, pour 5 fournir l'équilibre correct entre la réflexion et la transmission, mais encore il doit être"formé de fils fins et il doit comporter au moins 8 fils par centimètre de treillis ou de trame» Le treillis ou la trame est placé à l'intérieur de la feuil 10 le et étant donné qu'un rayon de lumière réfléchi doit traverser deux fois l'épaisseur de feuille située au-dessus de ce treillis, c'est-à-dire comprise entre celui-ci et la surface d'incidence de la lumière (une fois lors de sa pénétration dans la feuille et une fois lors de sa sortie), plus la partie de la 15 feuille située au-dessus du treillis ou de la trame est épaisse, plus la feuille de. matière plastique considérée dans son ensemble va devenir chaude par suite de l'absorption accrue des radiations. Par suite, l'épaisseur de la partie de la feuille située au-dessus du treillis est de préférence aussi faible 20 que possible. Toutefois, la couche de matière plastique située au-dessus du treillis doit être au moins égale au double du diamètre des fils, afin d'éviter qu'aux endroits correspondant aux points d'intersection des fils, qui ont normalement une épaisseur double de celle des fils formant le treillis, ces 25 fils ne fassent saillie à la surface de la feuille, étant donné que ces parties en saillie rendraient le travail ultérieur de la feuille extrêmement difficile. Ainsi, pour ces raisons, les fils du treillis eu de la trame doivent être aussi fins que cela est possible an pratique, afin de permettre à la partie 30 ou couche située au-dessus du treillis d'être elle-même aussi mince que possible et par suite de réduire au minimum de cette manière l'absorption des radiations, et également pour rendre les fils individuels moins apparents. Néanmoins, si les fils formant le treillis sont trop fins, ce treillis devient très 35 souple et d'une manipulation extrêmement difficile» Cette limite supérieure de finesse va naturellement varier avec le matériau servant à produire le treillis en fils, le caractère d'adaptabilité des machines utilisées et l'habileté du conducteur de la machine^ Les fils ent de préférence un diamètre 40 compris encre 0,02 mm et 0,5 mm. BAD ORIGINAL COPY 71 30960 5 2103556 Comme indiqué précédemment, la proportion de lumière visible transmise doit être suffisante pour assurer 1'éclairement et la surface ouverte du treillis ou de la trame va déterminer le pourcentage de lumière incidente qui est transmis sous for-5 me de lumière visible. XI est préférable toutefois que la surface ouverte du treillis ou de la trame soit telle que le pourcentage de transmission de la lumière visible soit d'au moins 20%, mais inférieur à 80%. La matière qui peut être utilisée pour former la feuille 10 peut être n'importe quelle résine thermoplastique ou thermo- durcissable formant une feuille, à condition qu'elle confère à la feuille, ou aux objets fabriqués à partir de celle-ci, les propriétés qui sont nécessaires dans une application particulière quelconque envisagée, comme la transparence, la rigidité 15 ou un. point de ramollissement élevé. Des feuilles produites à . partir de polymères et de copolymères de chlorure de vinyle et de polymères et de copolymères de méthacrylate de méthyle sont particulièrement utiles» Cette résine thermoplastique ou thermodurcissable peut être constituée par une seule substance 20 polymère ou peut être formée par un mélange de diverses substances polymères, et elle peut également contenir divers additifs comme des plastifiants, des matières de charge, des agents améliorant la résistance au choc, ces agents facilitant la mise en oeuvre et des stabilisants, pour obtenir une propriété ou 25 une combinaison de propriétés désirée. L'incorporation du treillis ou de la trame en fils à l'intérieur de la feuille de matière plastique peut être assurée par n'importe quelle méthode convenable, compte tenu des propriétés de la matière plastique particulière utilisée. Une mé-30 thode consiste à placer le treillis en fils dans un moule d'injection, de compression ou ouvert, dans la position requise, et à former la feuille par moulage par injection ou compression ou par coulée autour du treillis en fils. Une autre méthode consiste à effectuer l'extrusion conjointe de la feuille et du 35 treillis en fils, de telle sorte que ce treillis soit disposé de façon correcte à l'intérieur de la feuille. Une autre méthode encore, qui est préférée, consiste à former la feuille par pressage ensemble d'un certain nombre de films ou feuilles minces, en plaçant le treillis ou la trame en fils entre les films 40 ou feuilles minces avant le pressage, de telle sorte qu'il par- COPY 71 30960 6 2103556 vienne dans la position désirée après ce pressage. Une feuille ainsi produite peut ensuite être traitée ou travaillée pour former des objets tels que des verrières ou dômes transparents, ou bien des fenêtres. L'épaisseur des 5 feuilles peut avoir n'importe quelle valeur semblant convenir pour l'application de l'objet qui doit être réalisé à partir de ladite feuille. Toutefois, des recherches ont montré que des feuilles ayant une épaisseur comprise dans une gamme allant de 0,3 à 1,3 centimètre, et en particulier dans une gam-10 me allant de 0,3 à 0,7 centimètre, sont particulièrement uti-leso Le treillis ou la trame peut être constitué par n'importe quel métal ou alliage capable de réfléchir suffisamment bien la lumière. Comme exemples de ces métaux ou alliages, on peut 15 citer l'acier doux galvanisé, l'acier doux étamé, l'acier inoxydable, le cuivre, l'aluminium, l'argent, le nickel ou l'étain. XI est préférable toutefois d'utiliser, pour former le métal des fils, de l'acier doux étamé ou de l'acier inoxydable. On peut également utiliser des fibres métallisées, par 20 exemple des fibres polyesters métallisées, pour constituer le treillis de fils. Comme indiqué précédemment, il est désirable que le treillis de fils soit placé aussi près que possible de la surface d'incidence de la lumière de la feuille ou de l'objet réalisé 25 à partir de cette feuille. Il est par suite important que cette feuille ou cet objet soit disposé de la manière correcte quand il est monté en place pour l'application particulière pour laquelle il est utilisé. Un positionnement incorrect, selon lequel la surface devant constituer la surface d'incidence de 30 la lumière ne serait pas exposée à l'effet des éléments, provoquerait un échauffement rapide de la feuille de matière plastique, étant donné que la lumière incidente traverserait deux fois la presque totalité de l'épaisseur de cette feuille. L'invention concerne également une feuille de matière plas-35 tique renfermant deux ou plusieurs treillis ou trames en fils. Toutefois, de telles feuilles tendent à être d'une fabrication coûteuse et habituellement elles ne transmettent pas une quantité suffisante de lumière visible pour assurer 1'éclairement requis. 40 Les examples donnés ci-après à titre non limitatif permet 71 30960 7 2103.556 tront de mieux comprendre comment l'invention peut être mise en oeuvre. Exemple 1 On prépare une feuille transparente en poly(chlorure de 5 vinyle) renfermant un treillis ou une trame en fils en pressant ensemble des films ou feuilles minces individuelles de poly (chlorure de vinyle) ayant une épaisseur de 0,05 cm et en plaçant le treillis en fils entre le film extérieur et le reste des films empilés avant le pressage. La feuille résultante a, 10 après pressage, une épaisseur de 0,48 cm. Le treillis en fils est formé par de l'acier doux étamé et comporte 16 fils au centimètre. Les fils du treillis ont un diamètre de 09Q152 cm de sorte que la surface ouverte du treillis représente 57%. La feuille présente les propriétés suivantes î -15 Transmission moyenne de la lumière visible 42% Transmission solaire intégrée totale 45% On obtient une vision claire à travers la feuille à une distance de cette feuille supérieure à deux mètres. En outre, la feuille elle-même ne s'échauffe pas à un degré notable lors 20 d'une exposition prolongée à la lumière solaireo Exemple 2 On prépare une feuille analogue à celle décrite dans l'exemple 1, sauf que le treillis en fils présente les dimensions suivantes : -25 Diamètre du fil 0,0091 cm Espacement des fils 30 fils au cm Surface ouverte 50% La feuille résultante a un facteur de transmission moyen de la lumière visible de 29%o 30 Comme dans le cas de l'exemple 1, la feuille est visuel lement excellente et la température de la feuille ne s'élève pas à une valeur no-table lors d'une exposition prolongée à la lumière solaire. Des modifications peuvent être apportées aux modes de mi-35 se en oeuvre décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'inventiono 71 30960 8 2103556 REVENDICATION S 1.- Feuille en matière plastique transmettant la lumière, renfermant au moins un treillis ou une trame en fils métalliques écarté de la surface d'incidence de la lumière d'une dis- 5 tance au moins égale au double de l'épaisseur des fils du treillis ou de la trame, caractérisée en ce que ce treillis ou cette trame a une surface ouverte (proportion de la surface occupée par le treillis qui n'est pas formée par du métal) comprise entre 25% et 75%, et un écartement des fils correspondant 10 à au moins 8 fils au centimètreo 2.- Feuille suivant la revendication 1, caractérisée en ^ce que les fils du treillis ou de la trame ont un diamètre compris entre 0,02 et 0,5 n\m0 3.- Feuille suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée 15 en ce que cette surface ouverte est telle que le pourcentage de transmission de la lumière visible soit au moins égal à 20 et soit inférieur à 80s 4.- Feuille suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la matière formant le 20 treillis en fils est un métal ou un alliage, k 5.- Feuille suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la matière formant le treillis ou la trame est formée par des fibres de matière plastique ou inorganique métallisées. 25 6.- Feuille suivant l'une quelconque des revendications précédentes? caractérisée en ce que la matière plastique formant la feuille est un polymère ou un copolymère de chlorure de vinyle. 7.- Feuille suivant l'une quelconque des revendications 30 1 à 5, caractérisée en ce que la matière plastique formant la feuille est un polymère ou un copolymère de méthacrylate de méthyle. 80- Feuille suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle a une épaisseur compri-35 se entre 0,3 et 1,3 centimètreo 9.- Objets caractérisés en ce qu'ils sont produits à partir d'une feuille de matière plastique suivant l'une quelconque des revendications précédentes»