Brevet FR2128455A1 — publié le 19721020

-i- 2128455 La présente invention a pour objet une plaque de verre de sécurité réflécliissant la chaleur, formée d'une feuille de verre, d'une couche réfléchissant la chaleur appliquée sur ladite feuille de verre et constituée par plusieurs couches individuel-^ les, de préférence une combinaison ZnS-Or-ZnS d'une feuille ou pellicule de liaison et d'une feuille de recouvrement. L'invention a également pour objet un procédé pour la fabrication d'une telle plaqueo Ce type de plaque de verre feuilletée, de sécurité, réflé-yjQ chissant la chaleur, se caractérise par une grande transparence dans la plage du spectre visible et par un pouvoir réfléchissant élevé, c'est-à-dire une faible perméabilité, dans la plage "• du rayonnement calorifique. Pour la fabrication de plaques de ce type, on commence par appliquer sur l'une des feuilles de ^ verre une mince couche d'or enrobée des deux côtés par une couche diélectrique anti-reflet formée d'un matériau ayant un indice de réfraction élevé. L'application de cette triple couche a lieu,ici,par vaporisation sous vide. Le ZnS s'est révélé comme convenant bien pour la couche diélectrique anti-reflet, parce 2o que l'on peut le vaporiser facilement dans des dispositifs de vaporisation appropriés, à une température d'environ 1 200°G, facile à obtenir industriellement et parce qu'il ne présente pratiquement pas de pouvoir absorbant dans la plage du spectre visible pour les épaisseurs de couche nécessaires à l'élimination 25 des reflets de la couche d'or. L'épaisseur des deux couches de ZnS dans lesquelles est enrobée la couche d'or est choisie de manière que l'on obtienne le plus grand effet anti-reflet possible dans la plage de sensibilité maximale de l'oeil humain, c'est-à-dire vers A = 550 m Il en résulte que les couches 30 diélectriques anti-reflet ont une épaisseur d'environ 4-50 1, tandis que la couche d'or a une épaisseur d'environ 300 A. Dans les plaques de sécurité réfléchissant la chaleur de type connu, on colle, sur la première feuille de verre recouverte d'un côté avec la couche réfléchissant la chaleur, au moyen 35 d'une couche adhésive intermédiaire, généralement une pellicule de polyvinylbùtyral, une deuxième feuille de verre formant feuille de recouvrement. La couche réfléchissant la chaleur se trouve donc à l'intérieur de la plaque de sécurité à deux feuilles et se trouve ainsi à l'abri des agents atmosphériques et des 40 détériorations mécaniques. Oeci présente un avantage particulier 72 07020 -2- 2128455 par rapport à une plaque de sécurité dont la couche obtenue par vaporisation sous vide se trouve à l'extérieur, parce que la couche réfléchissant la chaleur précitée ne résiste pas beaucoup à l'influence des agents atmosphériques et parce qu'elle est relativement sensible aux éraflures, de sorte que le nettoyage de la glace peut déjà, le cas échéant, provoquer un endommageaient de la couche réfléchissant la chaleur. De telles plaques ou glaces de sécurité réfléchissant la chaleur sont notamment utilisées sur les véhicules automobiles et les avions. Les plaques doivent donc répondre à des normes de sécurité bien déterminées, c'est-à-dire qu'elles doivent présenter une certaine résistance aux efforts mécaniques dus, par exemple, au choc d'objets. Il importe surtout que, lors de 1 'endommageaient de la glace de sécurité, aucun éclat de verre ne puisse s'en détacher, de tels éclats pouvant provoquer des blessures sérieuses aux occupants du véhicule. Au cours d'essais de chute de maquettes, on a constaté que les glaces de sécurité réfléchissant la chaleur de type connu ne procurent pas une adhérence suffisante pour les éclats de verre. Il est vrai que la résistance aux perforations n'est pas diminuée par la couche réfléchissant la chaleur par rapport à des glaces de sécurité normales sans couche réfléchissant la chaleur, mais il arrive qu'au cours d'un choc de la glace, des éclats de verre se détachent dans certaines zones de la glace feuilletée, éclats pouvant produire des blessures graves aux occupants du véhicule. On a bien cherché à obvier à cet inconvénient des glaces de sécurité réfléchissant la chaleur en polissant et(ou) en nettoyant soigneusement, avant la vaporisation sous vide, la surface de la plaque de verre sur laquelle doit être appliquée la couche réfléchissant la chaleur, et en procédant aussi à un traitement de surface par effluve électrique sous un vide de _o quelques 10 mm Hg, mais, avec les dimensions des glaces nécessitées pour l'utilisation pratique, on ne pouvait cependant pas obtenir par ce moyen une adhérence suffisante et reproductible des éclats de verre. On a donc cherché à réaliser une glace de sécurité réfléchissant la chaleur du type indiqué plus haut, avec laquelle on obtienne une adhérence suffisante des éclats de verre provenant aussi bien de la feuille de verre revêtue de la couche réfléchissant la chaleur que de la feuille de recouvrement. 72 07020 -3- 2128455 Conformément à l'invention, ce problème est résolu par le fait que l'on interpose, entre la feuille de verre et la couche réfléchissant la chaleur, une couche adhésive appliquée par vaporisation et formée d'un matériau diélectrique sensiblement 5 non absorbant. On a été surpris de constater que, grâce à cette couche adhësive, on peut améliorer nettement l'adhérence des éclats de la ^ace de sécurité. De préférence, la couche adhésive est formée d'un fluorure métallique et(ou) d'un oxyde métallique. 10 Lors de l'utilisation d'un fluorure métalliqùe, il est avantageux que son point de fusion et sa température de sublimation soient supérieurs, à 1 000°0. Les matériaux qui se sont révélés comme appropriés sont, par exemple, des couches de fluorure de thorium, de fluorure -15 de sodium, de cryolithe (Ha^AlIg), de fluorure de magnésium, de fluorure de lanthane, de fluorure de cérium ou d'oxyde de silicium (silice). Des épaisseurs de couche comprises entre ç o environ 30 A et 100 A se sont révélées appropriées pour la couche adhésive. Dans cette plage d'épaisseur, la couche adhésive 20 ne provoque pas encore d'effets d'interférence appréciables, de sorte que les propriétés optiques des glaces réfléchissant la chaleur, ne sont pas altérées par la couche adhésive supplémentaire. Par ailleurs, ces épaisseurs de couche sont suffisantes pour assurer, sur toute la surface de la glace, une adhé-25 rence suffisamment bonne des éclats de verre, même avec la rugosité de surface habituelle du verre industriel dont est formée la feuille portant la couche réfléchissant la chaleur. Conformément à un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, la température de vaporisation du matériau constituant 30 la couche adhésive est inférieure à celle des première, deuxième ou troisième couches individuelles, avantageusement la première couche individuelle, de la feuille multiple réfléchissant la chaleur. L'avantage en est que la couche adhésive ainsi que la première , deuxième ou troisième couche individuelle peuvent 35 être vaporisées à partir d'un seul et même dispositif de vaporisation qui peut d'abord être amené à une température qui suffit à la vaporisation du matériau formant la couche adhésive, mais non à celle du matériau formant les couches individuelles en question, après quoi, éventuellement après un refroidisse-40 ment intermédiaire, la température peut être • augmentée au point 72 07020 -4- 2128455 où se produit également la vaporisation du matériau dont est formée la couche intermédiaire en question. Par ce moyen, on évite avantageusement la dépense d'installation répétée que nécessiteraient des dispositifs de vapori-5 sation supplémentaires pour l'application de la couche adhésive. Il est particulièrement avantageux d'effectuer l'application, par vaporisation, de la couche adhésive à partir du dispositif utilisé pour l'application de la première couche individuelle, car ce mode opératoire est le plus simple. D'une ma-10 nière avantageuse, on utilise, par exemple, du fluorure de thorium dont la température de vaporisation est d'environ 1 050°C. Dans ce cas, le dispositif de vaporisation destiné à la première couche individuelle est alors garni additionneliement de ThE^ lie dispositif de vaporisation est ensuite chauffé jusqu'au point 15 où le fluorure de thorium se vaporise à 1050°0, après quoi, par un chauffage supplémentaire à environ 1 200°C, se vaporise le ZnS prévu pour la couche anti-reflet de la couche réfléchissant la chaleur proprement dite . Pour 1'application de la couche adhésive, on peut évidem-20 ment utiliser des dispositifs de vaporisation usuels amenés à la température nécessaire, par exemple par chauffage électrique. Il est également possible de procéder à la vaporisation du matériau constituant la couche adhésive au moyen d'un flux d'électrons (vaporisation électronique). 25 D'autres caractéristiques et avantages de 1'invention res- sortent de la description qui va suivre, notamment des exemples de mise en oeuvre de l'invention, exemples décrits ci-après en détail, en se référant à la figure unique du dessin schématique annexé. 30 Cette figure est une vue en coupe d'une plaque ou glace de sécurité. Sur une feuille ou lame de verre 10 est appliquée une couche adhésive 11 de fluorure de thorium à laquelle font suite une couche 12 de ZnS, une couche d'or 14 et une deuxième couche 16 de ZnS. La feuille de verre 10 ainsi recouverte est reliée, 35 par l'intermédiaire d'une couche 18 de polyvinylbutyral, à une feuille de recouvrement 20. La feuille de recouvrement 20 peut ne pas être formée uniquement de verre mais aussi d'une matière plastique appropriée. Le cas échéant, la couche d'or peut aussi être utilisée avantageusement pour un chauffage électrique par 40 résistance. 72 07020 -5- 2128455 Exemple 1 On nettoie soigneusement dix lames de verre dit "îloat glass" de format 110 cm x 50 cm et d'une épaisseur de 5 mm,puis on les introduit dans une installation de vaporisation industrielle. L'installation comprend trois dispositifs de vaporisation pouvant être chauffés indépendamment les uns des autres, pour l'application de trois couches individuelles formant la couche réfléchissant la chaleur, à savoir la première couche de ZnS, la couche d'or et la deuxième couche de ZnS. Les dispositifs de vaporisation sont garnis des substances nécessaires. De plus, on introduit du fluorure de thorium dans le dispositif servant à l'application de la première couche anti-reflet . _p Après avoir atteint un vide d'environ 3 x 10 mm Hg, les surfaces de verre à traiter sous vide sont nettoyées pendant huit minutes par effluve électrique. On fait ensuite régner —5 dans l'installation un vide d'environ 7 x 10 y mm Hg, après quoi, on applique successivement, par vaporisation, la couche adhésive de fluorure de thorium ainsi que les trois couches individuelles de la couche réfléchissant la chaleur. A cet effet, on amène à environ 1 050°G d'abord le dispositif de vaporisation garni de fluorure de thorium et de ZnS, opération au cours de laquelle le fluorure de thorium se vaporise en O formant une couche adhésive d'une épaisseur d'environ 60 A. Puis, après avoir porté la température à environ 1 200°C, on procède à l'application, de la première couche individuelle de la couche anticalorique, c'est-à-dire de la première couche anti-reflet ZnS, puis l'application de la couche d'or et finalement. de la deuxième couche antiireflet ZnS. Les deux couches de ZnS ont, chacune, une épaisseur d'environ 450 1, tandis que la couche d'or a une épaisseur d'environ 300 A.' Les feuilles de verre ainsi traitées par vaporisation sous vide sont alors reliées, par la face traitée, à une feuille de verre de recouvrement d'une épaisseur de 2 mm, par l'intermédiaire d'une couche adhésive intermédiaire en polyvinyl-butyral ayant line épaisseur d'environ 0,38 mm ou 0,76 mm. Au cours de l'essai de chute de maquette effectué par la suite pour déterminer la résistance à la perforation et l'adhérence des éclats, ceci par la chute d'une maquette d'essai pesant 10 kg et tombant d'une hauteur de 1,50 m (feuille de PVB d'une 72 07020 -6- 2128455 épaisseur de 0,38 mm) et de 4 m (feuille de PVB d'une épaisseur de 0,76 mm), on a constaté que la glace de sécurité présente la résistance nécessaire à la perx'oration et une très "bonne adhérence des éclats . Les éclats adhèrent fortement et 5 partout à la couche intermédiaire adhésive, c'est-à-dire la pellicule de polyvinylbutyral. Exemple 2 On nettoie et on traite par vaporisation dix feuilles de verre dit "Float glass", dans les mêmes conditions que celles 10 indiquées dans l'exemple 1. A la différence de l'exemple 1, on utilise, à la place du fluorure de thorium, une couche adhésive O en cryolithe ayant une épaisseur d'environ 80 A. A cet effet, la cryolithe est introduite, avec le ZnS, dans le dispositif de vaporisation destiné à l'application de la première couche 15 individuelle de la couche réfléchissant la chaleur. Dans ce dispositif, la cryolithe est vaporisée en premier à une température d'environ 1 050°G, après quoi a lieu la vaporisation, à environ 1 200°0, du ZnS destiné à former la première couche antireflet. On procède ensuite à la vaporisation de l'or puis enco-20 re du ZnS, comme dans l'exemple 1. L'essai de chute de maquette exécuté dans les mêmes conditions que dans l'exemple 1 a également montré dans ce cas 1'obtention de la résistance nécessaire à la perforation et d'une très bonne adhérence des éclats. 25 Par contre si l'on applique, par vaporisation sous vide, la couche anticalorique formée de trois couches individuelles sur dix feuilles de verre dit "Float glass" ayant les mêmes dimensions que précédemment, mais sans utiliser de couche adhésive, pour former une glace de sécurité, l'essai de chute de 30 maquette montre qu'ici également on obtient, il est vrai, la résistance à la perforation recherchée, mais que l'adhérence des éclats de verre est toutefois très insuffisante. Dans toutes les glaces ainsi réalisées, les zones dans lesquelles les éclats de verre adhèrent à la pellicule de liaison alternent 35 avec des zones dans lesquelles les éclats de verre se détachent, éclats pouvant donner lieu à de graves blessures. CO PY 72 0702Q -7- 2128455 SEVEIB ICiïIONS 1.- Plaque ou glace de sécurité réfléchissant la chaleur, constituée par une feuille de verre, une couche réfléchissant la chaleur appliquée sur ladite feuille de verre et formée de 5 plusieurs couches individuelles, avantageusement une combinaison de couches de ZnS, d'Or et de ZnS, d'une pellicule de liaison et d'une feuille de recouvrement, caractérisée par le fait qu'une couche adhésive, appliquée par vaporisation et formée d'un matériau diélectrique pratiquement non absorbant, 10 est disposée entre la feuille de verre et la couche réfléchissant la chaleur. 2.- Plaque de verre de sécurité suivant la revendication 1, dans laquelle l'épaisseur de la couche adhésive est sensiblement plus petite que les longueurs d'onde du spectre visi- 15 ble. 3.- Plaque de verre de sécurité suivant l'une des revendications 1 et 2, dans laquelle la couche adhésive est constituée par un fluorure ou un oxyde métallique ou les deux.. 4.- Plaque de verre de sécurité suivant la revendication 20 3, à couche adhésive formée d'un fluorure métallique, caractérisée par le fait que la température de vaporisation du fluoru- ! re métallique est inférieure à la température de vaporisation du matériau des première, deuxième ou troisième couches individuelles, de préférence la première couche individuelle de la 25 couche multiple réfléchissant la chaleur. 5.- Plaque de verre de sécurité suivant la revendication 4, dans laquelle la couche adhésive est formée de fluorure de thorium ou de cryolithe (Na^AlEg). 6.- Procédé de fabrication d'une plaque de verre de sécu-30 rité suivant l'une des revendications 4 et 5, carac.térisé par le fait que l'application, par.vaporisation sous vide, de la couche du fluorure métallique a lieu en utilisant l'installation de vaporisation qui sert à l'application des première, deuxième et troisième couches .individuelles formant la couche 35 anticalorique, avantageusement la deuxième couche individuelle. 7.- Procédé de fabrication d'une plaque de verre de sécurité suivant la revendication 3, avec couche adhésive formée d'un oxyde métallique, caractérisé par le fait que l'on vapo- 40 rise un métal ou une combinaison métallique dont la ou les COpy 72 07020 -8- 2128455 températures de vaporisation sont inférieures à la température de vaporisation des première, deuxième ou troisième couches individuelles, avantageusement de la première couche individuelle, de la couche anticaloriçjue multiple, et ce sous -une pression partielle d'oxygène de l'ordre de 10-Zl* mm Hg, de préférence en utilisant le dispositif de vaporisation servant à l'application des première, deuxième et troisième couches indivMuelles formant la couche anticalorique, de préférence la première couche individuelle.