Brevet FR2166035A1 — publié le 19730810

Cette invention concerne une fenêtre isolante consistant en deux simples vitres qui sont reliées l'une à l'autre par des séparateurs et des revêtements étanches à l'air,parallèles l'un a l'autre. On stest rendu compte depuis un certain temps que l'em- ploi de deux vitres d'une fenêtre espacées latéralement permet d'obtenir une barrière isolante efficace entre les faces opposées de celles-ci. La fenêtre est formée en établissant un espace mort étanche, rempli d'air, entre les vitres espacées. Ceci est réalisé au moyen d'un dispositif d'étanchéité entourant la périphérie des vitres. L'espace mort rempli d'air résultant constitue une barrière isolante efficace à la fois pour la chaleur et le bruit en travers de la fenêtre. L'un des procédés les plus courants pour fabriquer ces fenêtres consiste en l'emploi d'un séparateur et d'un produit d'étanchement autour de la périphérie. Le produit d'étanchement durcit sous la forme d'un matériau analogue au caoutchouc et remplit deux fonctions : 1) maintenir le verre et le séparateur sous leur forme physique en les faisant adhérer l'un à vautre et 2) empêcher le passage de la vapeur d'eau de l'atmosphère à l'intérieur de l'espace rempli d'air de la fenêtre. Une cause fréquente d'échec de ces fenêtres isolantes en cours de service est la perte d'adhérence entre le verre et le produit d'étanchement. Après que celui-ci a perdu son adhérence au verre, il se forme un passage pour l'humidité qui pénètre à l'intérieur de l'espace rempli d'air.Au cours d'une période de froid, cette humidité peut alors se condenser sur l'une des faces intérieures du verre et diminuer sa transparence. La perte d'adhérence entre le verre et de nombreux produits d'étarcbement est accélérée par l'action de la lumière solaire, en particulier par l'influence de la partie ultraviolette du spectre. La raison fondamentale de ceci est que les produits d'étanchement durcissent pour former un matériau similaire au caoutckouc, par une réaction de polymérisation, ce qui signifie qu'il existe dans le produit d'étanchement non durci des parties chimiquement actives. Ces parties chimiquement actives ne sont pas rendues complètement inertes par le durcissement et peuvent donc absorber l'énergie rayonnante qui peut déterminer, de différentes façons, une altération de leurs propriétés.Comme les fenêtres isolantes font partie intégrante d'une construction quelconque dans laquelle elles sont installées, elles doivent présenter des caractéristiques de lon- gévité et le maintien à cet effet d'un espacement mort rempli d'air prend une importance critique. Tel est le but de l'invention, à savoir l'augmentation de la longévité de la fenêtre. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que lVon prévoit, entre les revêtements d'étanchéité et les vitres, des revêtements absorbant ou arrêtant la lumière. On peut employer, comme produit d'étanchement, une composition de polysulfure et le revêtement absorbant ou arrêtant la lumière peut être une peinture époxyde contenant un silane promoteur d'adhérence.te revêtement peut aussi consister en un métal, une peinture céramique ou organique, en encres ou en peintures fortement pigmentées. Des essais décrits en détails ci-après ont démontré que l'invention prolonge efficacement la durée de vie d'une fenêtre. Ces caractéristiques et avantages de l'invention ainsi que d'autres ressortiront mieux à la lecture de la description d'une forme d'exécution préférée représentée dans les dessins annexés, où la figure 1 est une vue de profil, en élévation et en coupe, d'une fenêtre isolante selon cette invention, et la figure 2 est une vue de profil, en élévation et en coupe, d'une fenêtre isolante modifiée selon cette invention. En se reportant aux dessins, on voit que les figures montrent une partie d'une fenêtre isolante typique 10 à laquelle s'appliquent les principes de cette invention. La fenêtre 10 est constituée de deux vitres parallèles espacées 12, qui sont niaintenues dans leurs positions relatives particulières au moyen de de séparateurs 14 (figure 1) ou 20 (figure 2). Ces séparateurs sont généralement en aluminium et leur forme ne dépend que des dimensions relatives et de l'espacement des vitres de la fenêtre 10 en cours de construction. Un produit d'étanchement 16 (figure 1) ou 22, 24 (figure 2) soude les séparateurs 14 et 20, respectivement, aux vitres 12, pour former entre celles-cl un espace mort rempli d'air.Afin de protéger les produits d'étanchement de llaltération résultant du rayonnement solaire, et plus particulièrement du rayonnement ultraviolet, on applique à la périphérie des vitres 12 un revêtement 18 (figure 1) ou 26 (figure 2). Les revêtements 18 ou 26, qui sont moins sensibles au rayonnement solaire que le produit d'étanchement, sont situés de manière à protéger les produits dtétanchement 16 ou 22, 24 du rayonnement solaire direct, afin de réduire l'effet nuisible de ces radiations sur ceux-ci. La présente invention peut s'appliquer avec des produits d'étanchement quelconque qui sont affectés par le rayonnement solaire. On peut citer, comme produits d'étanchement, les polysulfures normalement employés dans ces fenêtres, tels que ceux fabriqués par la firme Products Research Corp., identifiés sous les numéros 408, 408Y, 418 et 428, et les produits d'étanchement fabriqués par la firme Woodmont Products Cbmpany, identifiés sous les numéros 229, 229N et 245. D'autres polysulfures d'étenchement sont fabriqués par Novogard Corp. et emco Corp. Une formule typique d'un polysulfure d'étanche-- ment est la suivante partie 1 Thiocol 'lP-32 100 parties CaCO3 25 parties Ti02 10 parties Methylon 75108 5 parties Arochlor 1254 35 parties partie 2 Dioxyde de plomb 7,5 parties Stéarate de plomb 1,0 partie Arochlor 1254 6,5 parties On peut citer, comme autre exemple d'un produit d'étanchement que l'on peut employer avec la présente invention, un butyle à deux constituants.Un produit d'étanchement de marque, à base de polymère de butyle "Enjay J,M" qui a été ajouté aux rev#C-#tements protecteurs de la présente invention est le produit SQ-24 de Woodmont. Le revêtement protecteur de la présente invention peut consister en un matériau quelconque qui arrêtera le rayonnement solaire nuisible et formera une liaison effective entre le verre et le produit d'étanchement. Un exemple d'un tel revêtement est donné par un métal qui a été pulvérisé sur le verre par des moyens thermiques connus dans le métier ou déposé par des procédés chimiques. On citera, à titre d'exemple, comme métaux convenant dans ce but : le cuivre, le nickel, le cobalt, l'aluminium, l'argent, l'inconel et l'étain. Un autre matériau que l'on peut employer pour le revêtement protecteur est la peinture céramique. Les peintures céramiques sont, par exemple, formées d'une fritte de verre finement pulvérisée, à bas point de fusion, un pigment finement pulvérisé et un véhicule qui peut être organiqué ou aqueux. La peinture peut s'appliquer en une bande appropriée autour de la périphérie du verre par de nombreux moyens bien connus, tel que l'application à la brosse ou au rouleau, la pulvérisation, le trempage, la sérigraphie ou l'impression offset. Ce type de revêtement exige un chauffage à haute température, afin de fondre le verre à bas point de fusion. Il possède une durée de vie extraordinaire du fait de la fusion des la fritte de verre dans le substrat vitreux et autour des particules de pigment pour former un élément composite intégrant.On peut citer, à titre d'exemple de matériaux pouvant convenir dans ce but, les produits de marque TA-30O5 Solar Bronze, TA-3O09 Lava Bronze, fabriqués tous deux par la Pemco Corporation, et le produit 24806 Solar Grey fabriqué par la Drakenfeld Corporation. Un autre matériau que l'on peut employer pour le revêtement protecteur est une peinture organique qui, après exposition prolongée à la lumière solaire, présente une adhérence au verre supérieure à celle du produit d'étanchement après une longue exposition. Des revêtements à base d'époxyde, contenant du noir de carbone, se sont révélés particulièrement efficaces en raison de leur excellente résistance à lthumidité à laquelle peut être exposée la périphérie de la fenêtre en cas de fuite dans le vitrage de celle-ci. L'adhérence de la peinture époxyde au verre peut être augmentée par l'emploi de promoteurs d'adhérence, notamment de silanes, tels que le gamma-glycidoxypropyltriméthoxysilane e Pour ajuster la viscosité, on peut y ajouter des cétones. Une formule typique d'un revêtement époxyde efficace est la suivante partie 1 Dioxyde de titane 82 parties Noir de carbone 4 parties Nytal 300 100 parties Celite 266 50 parties Stéarate d'aluminium 2 parties Xylène 140 parties Polyamide (70 % matière solide)120 parties Isopropanol 60 parties partie 2 Epi-Rez 209 parties Méthylisobutylcétone 160 parties Xylène 45 parties partie 3 Union Carbide a-1100 45 parties. On peut employer aussi, comme revêtements protecteurs, des encres fortement pigmentées. Une encre à pochoir du type couramment utilisé pour marquer les caisses en bois et les boîtes en carton, appliquée de manière à couvrir partiellement seulement la surface du verre, sous forme de pulvérisation locale par exemple, s'est révélée efficace pour augmenter l'adhérenoe à long terme de produits d'étanchement exposés au rayonnement solaire, sans réduire l'adhérence d'ensemble à des niveaux inacceptables. Comme exemple de l'efficacité de ce traitement, on peut signaler qu'une bande d'une largeur de 9,5 mm d'une résine époxyde modifiée par un silane et une cétone fut appliquée à la brosse sur le périmètre d'une face de chaque morceau de verre à utiliser. Après durcissement à la température ambiante, les verres furent assemblés avec des séparateurs en aluminium, de manière à mettre la bande d'époxyde en contact avec le métal. Un polysulfure d'étanchement PRO 418 fut ensuite extrudé dans des cavités appropriées, entre le séparateur en aluminium et le verre. Des assemblages de contrôle furent ensuite exécutés de manière identique aux assemblages ci-dessus, mais sans bande d'époxyde. Tous les ensembles furent abandonnés au durcissement pendant une semaine, dans des conditions identiques. Ils furent ensuite soumis à des essais accélérés, consistant en une exp o- sition à la lumière ultraviolette et à la lumière visible, à une forte humidité, à un cycle de chauffage et de refroidissement et à une pression alternant avec un vide. tes ensembles de contrôle se comportèrent normalement et périrent par perte d'adhérence entre le verre et le produit d'étanchement, après une exposition de neuf semaines.Les ensembles munis d'un écran d'époxyde contre les rayonnements furent mis hors d'usage après 26 semaines, par perte d'adhérence. Dans un essai similaire au moyen d'un butyle d'étanchement à deux constituants, de la marque Woodmont EQ-24, les ensembles de contrôle périrent après une moyenne de 22 semaines et les ensembles avec l'écran d'époxyde contre le rayonnement tenaient encore après 33 semaines d'essai accéléré. On voit d'après ce qui précède que l'invention fournit un moyen de prolonger la vie des fenêtres isolantes à double vitrage. Un revêtement, relativement moins sensible au rayonnement solaire que le produit d'étanchement fermant l'espace mort isolant rempli d'air dans la fenêtre, est appliqué à la périphérie intérieure de celle-ci, pour protéger le produit d'étanchement contre les dommages résultant du rayonnement solaire. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Fenêtre isolante consistant en deux simples vitres reliées par des séparateurs et des revêtements étanches à l'air, parallèles l'un à l'autre, caractérisée par le fait que des revêtements absorbant ou bloquant la lumière sont prévus entre les revêtements d'étanchement (16, 22, 24) et les vitres (12). 2. Fenêtre isolante suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le produit d'étanchement est une composition de polysulfure. 3. Fenêtre isolante suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le revêtement absorbant la lumière est une peinture époxyde. 4. Fenêtre isolante suivant la revendication ), caractérisée par le fait que la peinture isolante contient un silane promoteur d'adhérence. 5. Fenêtre isolante suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le revêtement absorbant la lumière consiste en un métal. 6. Fenêtre isolante suivant la revendication 1; caractérisée par le fait que le revêtement absorbant la lumière consiste en une peinture céramique. 7. Fenêtre isolante suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le revêtement absorbant la lumière consiste en une peinture organique. 8. Fenêtre isolante suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le revêtement absorbant la lumière consiste en une peinture fortement pigmentée. 9. Fenêtre isolante suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le revêtement absorbant la lumière consiste en une encre fortement pigmentée.