Brevet FR2273933A1 — publié le 19760102

La présente invention concerne des assemblages isolants de-fenêtres en verre. Des assemblages isolants de fenêtres en verre étanches sont largement employés et ont jusqu'à présent été produits en appliquant un matériau étanche tel qu'une bande préformée ou une extrusion plastique à un écarteur et ensuite les feuilles de verre sont assemblées avec l'écarteur et pressées contre le matériau étanche. Une autre bande étanche est généralement alors appliquée à l'ensemble de feuilles de verre et d'écarteurs assemblés et des membres de compression métalliqussipplé- mentais sont souvent placés en position avec l'unité pour maintenir le matériau étanche sous compression.Les bandes d'écarteurs utilisées sont généralement réalisées en un métal et réalisées pour contenir un produit dessicant pour déshydrater l'espace d'air entre les feuilles de verre. Dans le but d'empêcher en outre l'échappement de l'air dans ou hors de l'espace d'air, les extrémités des écarteurs en métal sont parfois soudé ensemble. Des exemples de constructions de ce type sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique Nos. 2.933.780; 2.974.377; 3.105.2?4; 3,226.903 et 3.261.139. Les différentes opérations exigées pour produire de tels assemblages demandent beaucoup de temps et exigent beaucoup d'adresse dans le but d'établir un joint approprié pour garantir une longue durée de vie à l'assemblage sous les conditions sévères présentées durant l'utilisation dans des conditions atmosphériques variant largement et dans le but de seconformer aux exigences des tests acceptés tels que le procédé B de 1'ARUM E96-63T. Il a également été suggéré que les écarteurs et les feuilles de verre soient préassemblés et rendus étanches par l'application d'un composé de polysulfure liquide en deux parties au bord de l'assemblage au moyen d'un pistolet à calfater comme il est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique No. 3.553.913. Néanmoins, les constituants de telles compositions de polysulfure lipide en deux parties doivent pouvoir réagir durant un certain temps avant qu'ils ne soient complètement solidifiés et fixés ce qui peut exiger plusieurs heures et parfois nécessite le chauffage de l'assemblage dans un four. De plus, la transmission de vapeur des caoutchoucs de polysulfures durcis est considérablement plus élevée que celle de beaucoup d'autres polymères élastomères tels que par exemple les polymères butyliques. Selon la présente invention, le matériau étanche employé est une composition fondue à chaud, libre de solvant qui est appliquée à température élevée et dans un état fluide lui permettant de s'écouler en contact intime fluide avec le verre et les écarteurs de manière à établir un joint positif et efficace et un contact adhésif avec le verre et les écarteurs. De tels matériaux étanches peuvent être rapidement et aisément appliqués tandis qu'ils sont à ltétat chaud et après refroidissement, ils durcissent et ne subissent substantiellement aucun changement de propriété sous de larges variations de températures et après une longue exposition aux conditions atmosphériques.De plus, les matériaux étanches employés ne nécessitent pas d'être recouverts ou protégés par une bande ou autre élément et ne nécessitent pas d'être maintenus sous compression après l'application à l'assemblage. De plus, les matériaux étanches sont caractérisés par une très faible transmission de vapeur et la durée de vie de l'assemblage est grandement augmentée. Il a également été trouvé que le matériau étanche est suffisamment résistant, .élasti- que et imperméable pour rendre non-nécessaire le soudage des écarteurs ensemble aux coins pour empêcher l'échappement de l'air dans ou hors de l'espace d'air. Les joints employés selon la présente invention sont des polymères élastomères ayant un poids moléculaire de au moins 15.000 mélangés intimement avec des résines plastifiantes et adhésives, et dans certains cas des agents favorisant l'adhésion. Les matériaux étanches sont mous et suffisamment fluides aux températures supérieures à 9300 pour leur permettre de s'écouler aisément en contact étanche adhésif et fluide avec le verre et les écarteurs tout en solidifiant ou en durcissant en se refroidissant sans réaction chimique et perte de solvant. Ils ont une dureté de environ 10 à 80 sur l'échelle Shore A Durometer CASTE C 661-70) et une transmission de vapeur humide inférieure à 8 et généralement inférieure à 2 après avoir été soumis au test selon l'ASlM E96-63T procédé B. Dans le but que l'invention puisse etre plus clairement comprise référence sera maintenant faite aux figures ci-jointes qui sont données comme exemple et dans lesquelles La figure 1 est une perspective illustrant un assemblage de verre isolant étanche représentant un mode de réalisation dont certaines parties ont été éclatées; et La figure 2 est une perspective illustrant une méthode typique qui peut être employée dans la fabrication de l'assemblage de la figure 1. Dans cette forme de l'invention choisie dans les buts d'illustration, la fenêtre de verre ou l'assemblage de porte isolants comportent un certain nombre de feuilles de verre indiqué par les références 2 et 4, qui sont maintenues écartées par des écarteurs ou membres 6 et 8 de manière à réaliser un espace d'air 10 entre les feuilles de verre. Les écarteurs 6 et 8 peuvent être de tout type conventionnel etde toute section transversale voulue et de préférence sont creux ou formés autrement pour recevoir un matériau dessicant approprié 12 tel que un silica gel, un matériau de filtration moléculaire etc... Ils peuvent être formés en aluminium ou autre métal aisément pourvu d'une fente ou ouverture 14 communiquant avec l'espace d'air 10 pour permettre au matériau dessicant de déshydrater efficacement l'air dans l'espace confiné d'air. Les bandes d'écarteurs 6 et 8 sont disposées adjacentes au bord des feuilles de verre 2 et 4 et de préfrence sont disposées à une certaine distance à l'intérieur des bords marginaux des feuilles de manière à coopérer avec celle-ci en définissant un canal ouvrant vers l'extérieur 16 se prolongeant sur toute la périphérie de l'assemblage. Un matériau étanche fondu à chaud est introduit dans le canal 16 ainsi qu'il est montré à 18 et est appliqué tandis qu'il est à l'état fluide de manière à s'écouler en contact et intime et adhérent avec les écarteurs et surfaces de feuilles de verre adjacentes à ceux-ci. De plus, s'il y a certaines irrégularités dans les surfaces de verre ai les côtés des écarteurs supportant les feuilles de verre, le matériau étanche s'écoulera dans les crevasses ou interstices résultants de manière à sceller ceux-ci comme il est indiqué par les traits pointillés en 20. Dans le but d'introduire le matériau étanche dans le canal 16, il est préférable d'employer une extrudeuse portable chauffée. Une extrudeuse typique qui peut être employée dans ce but est représenté dans la figure 2 et est produite et vendue par le Cities Service Company. Le matériau d'étanchéité introduit dans une telle extrudeuse par une ouverture 22 est échauffé par un élément 24 entourant un réservoir 26 comprenant une vis qui force un matériau étanche à travers la tuyère ou matrice 28. Ainsi qu'il est représenté, la matrice 28 de préférence possède deux ouvertures inclinées en sens opposée qui servent à diriger les matériaux étanches échauffés dans les coins des canaux 16 de sorte qu'il non seulement remplira le canal mais également garantira un écoulement du matériau étanche tandis qu'il est dans un état fluide à chaud dans toutes les crevasses et interstices contre les écarteurs et les feuilles de verre pour garantir une étanchéité efficace de l'assemblage. Le matériau étanche alors se refroidit jusqu'à température ambiante en quelques minutes de manière à durcir et compléter rapidement et facilement l'assemblage. La composition du matériau étanche employé est d'importance particulière dans le but de produire des constructions de fenêtres isolantes étanches qui seront capables de résister aux conditions de température, d'humidité, et conditions atmosphériques variant largement auxquelles elles peuvent être soumises. Dans ce but, le matériau étanche doit être un mélange intime libre de solvant d'un.polymère élastomère contenant des résines plastifiantes et a adhésives. Dans certaines compositions, des agents favorisant l'adhésion peuvent être incorporés dans le but de garantir une liaison efficace du matériau étanche avec à la fois les feuilles i verre et le métal dans lequel les écarteurs sont formés. Le matériau étanche doit être suffisamment fluide aux températures supérieures à 930G pour pénétrer dans les coins et crevasses du canal 16 de l'assemblage et après refroidissement possèdent une dureté de environ 10 à 80 sur un Shore A Durometer.En même temps, le matériau étanche ne peut pas être échauffé au-dessus de 2040G durant une durée de temps prolongée dans le but d'éviter une dégradation du matériau. Les matériaux étanches selon la présente invention possèdent une élasticité suffisante pour permettre un mouvement relatif limité des feuilles de verre et des écarteurs à cause de la dilatation thermique des éléments et de l'air dans les espaces d'air se trouvant entre les feuilles de verre. En particulier, les matériaux étanches selon la présente invention sont caractérisés par une vitesse de transmission de vapeur inférieure à 8g/100 m2 par 24 hrs comme il est déterminé dans le procédé B de l'ASTM-E96-63T. Des exemples de composition de matériaux étanches utilisables dans la présente invention contiennent de 20 à 100 parties en poids de 1 ou plusieurs polymères élastomères solides, de 15 à 150 parties en poids de résines plastifiantes et adhésives et de O à 44 parties en poids d'agents favorisant l'adhésion avec 0 à 150 parties en poids de matériaux de charge inerte. Une grande quantité de polymères élastomères peut être employée en pratique selon la présente invention et en général ces polymères élastomères ayant un poids moléculaire de environ 15.000 jusqu'à 200.000 ou davantage. Des exemples de tels polymères et les marques enregistrées sous lesquelles ils sont parfois identifiées sont comme suit : des caoutchoucs butyliques tels que les copolymères d'isobutylène et d'isoprène (EX214 et PB201); le polyisobutylène ("Vistonex MML 140); les polymères styrène butadiène-styrène(11#aton" SBS); les polymères styrène-isoprène ("Eraton't 1102); les caoûtchoucs chlorés (Parlon S 125) et les polymères solides de polysulfure ("Thiokol" FA et ST). Le caoûtchouc de polysulfure FA est une gomme élastomère solide que l'on peut moudre qui est le produit de réaction du bis(2-chloroéthyl) formal et du dichlorure d'éthylène avec du polysulfure de sodium. Le caoutchouc de polysulfure SU est une gomme élastomère solide que l'on peut moudre qui est le produit de la réaction du bis(2chloroéthyl) formal et du polysulfure de sodium avec 2 moles pourcent d'un agent de réticulation tel que 1,2,3-trichloropropane. Les versions modifiées du SI peuvent être réalisées en variant le pourcentage de l'agent de réticulation entre 0 et 5,0 moles pourcent. Les polymères sont intimement mélangés avec des résines plastifiantes et adhésives telles que les résines de terpène (Piccohesive 125), les résines de polyterpène ("Wing Sack 95 et "Foral" 105); les polyphényles chlorés tels que("Aroclor" 5460); le diphényle chloré ('tAroclor" 1254); les polybutènes ("Indopol" 1900); les polyisobutylènes (Vistanex LMMS); glycérolesters de la résine hydrogénée (Stabilite Ester 10); résines phénoliques (SP 559); les résines d'hydrocarbures (Nevillac 10 ou Ers683); et les huiles de paraffine (#TSun Par't 2100). Lorsque des agents favorisant l'adhésion sont employés ils peuvent être des résines époxy ayant un équivalent époxyde de environ 150 à 3.000, les silanes organiques, ou des mélanges de ceux-ci. Des agents favorisant l'adhésion typique sont les résines époxy vendues par Shell Chemical Company sous les noms d'"Epon'1 1002, "Epon" 1007 et Epon 828. Des silanes typiques qui peuvent être employés sont ceux vendus par l'Union Garbide Corporation et identifiés sous les noms de A-186 et A-187. Environ tous les matériaux de charge inerte peuvent être utilisés comme par exemple les noirs de carbone, le carbonate de calcium, le talc, le dioxyde de titane, les fibres d'asbeste etc... La quantité de telle charge lorsqu'elles sont employées peuvent se situer entre 5 et 150 parties en poids. Des matériaux étanches typiques fondus à chaud qui peuvent être employés selon la présente invention ont la composition exprimée en parties en poids et les propriétés comme suit: Composition No. 1 2 3 4 5 6 7 EX 214 50 75 -- -- -- 50 50 FA et/ou ST -- -- 50 -- -- -- - PB201 -- -- -- 50 -- -- - Kraton 1102 -- -- -- -- 50 -- - Acide stéarique 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 Aroclor 5460 40 25 40 50 -- -- - Aroclor 1254 -- -- 75 -- -- -- - Wing Tack 95 -- -- -- -- -- 50 50 Epon 1002 10 10 10 15 -- -- - Epon 1004 -- -- -- -- 10 -- - Epon 1007 -- -- -- -- -- -- 20 Silane A186 -- -- -- -- -- -- 2.0 Sun Par 2100 50 -- -- -- -- -- - Indopol 1900 -- 5.0 -- 30 30 25 25 Foral 105 -- -- -- -- 50 -- - Noir de carbone (Sterling NT) -- -- -- -- 2.0 -- 2.0 Noir de carbone (Statex RH) 30 25 -- -- -- -- - GaGO3 (Super Multifix) -- -- 40 40 60 40 40 Dureté (Shore A ASTM C661-70) 30 28 40 32 40 28 33 Résistance au revêtement(kg/cm) (1800 après durcissement de 7 jours à 24-OC) Verre 1,19 0,85 1,53 1,10 1,44 1,70 1,53 Aluminium anodisé 1,10 0,59 1,36 1,02 1,19 0,68 1,36 La transmission de vapeur de la composition No. 3 se trouvait entre 3 et 8, tandis que celle des compositions Nos. 1, 2, 4, 5 et 6 était considérablement plus basse comme ils ont été déterminés par le test ASTM E96-63T. Le test d'adhésion du revêtement était le test ASUM- D903-49 modifié 1800 avec une vitesse de séparation des mâchoires de 5,08 cm par minute et des mesures de la résistance à la corrosion et d'élasticité du matériau étanche et la résistance adhésive du matériau étanche au verre et aux écarteurs. La composition No. 6 dans laquelle aucun adhésif n'était employé, montrait des propriétés de pénétration de la vapeur humide satisfaisante bien que l'adhésion au verre ne se conformait pas aux exigences du procédé B du test ASTN E96-63T lorsqu'elle était immergée dans l'eau à 700C durant 30 jours. Dans le but de donner des compositions préférées et des méthodes de fabrication les exemples suivants seront cités: Exemple I Polymère butylique réticulé (EX214) 50 Résine polyterpène (Wing Tack 95) 50 Résine polybutène (Indopol 1900) 75 Acide stéarique 1 Noir de carbone 25 Résine époxy (Epon 1004) 5 Dans la production du matériau polymère butylique, l'acide stéarique et une demie partie de la résine de terpène étaient introduits dans un mixer Sigma Blade Baker Perkins et mélangés ensemble durant 5 minutes après quoi le restant de la résine de terpène et la totalité de la résine époxy était ajoutée pendant que ltopération de mixage continuait.Après 10 minutes de mixage supplémentaire, la totalité de la résine de polybutène était ajoutée et après 10 minutes d'un mixage supplémentaire la charge était graduellement ajoutée et le mixage était continué jusqu'à ce qu'un mélange intime uniforme d'ingrédients a été obtenu - mettons en 10 minutes. Durant l'opération de mixage, la température de la fournée tend à augmenter mais est de préférence maintenue inférieure à 930G par refroidissement du mixer à l'eau. Le produit ainsi obtenu avait une dureté de 28 au Shore A Durometer à températureambiante. Le matériau s'adoucit après un échauffement suffisant pour être aisément extrudé à partir d'un pistolet de calfatage qui échauffe la composition jusqu'à 930Q jusque 149 0G. Lorsqu'il est employé comme matériau étanche dans un assemblage de fenêtre, il montre une vitesse de transmission de vapeur humide inférieure à 8 (Procédé B du test ASTM-E96-63f. Exemple Il Polymère butylique (EX214) 50 Résine polyterpène (Wing Tack 95) 50 Polybutène (Indopol 1900) 25 Acide stéarique 1 Carbonate de calcium 40 Résine époxy (Epon 1007) 20 Ce produit possède une dureté de 22 au Shore A Durometer. Il était également fluide et aisément extrudé à partir d'un pistolet de calfatage aux températures de environ 93 à 177 0C. La transmission de vapeur est inférieure à 8. Lorsque des élastomères de polysulfure solide sont employés tels que Ihiokol FA" et "Thiokol ST", les élastomères sont de préférence préparés en leur permettant de gonfler et de ramollir par trempage dans le diphényle chloré (Arochlor 1254) durant un certain temps avant d'introduire l'élastomère dans l'équipement de mixage. La totalité des compositions décrite ci-dessus se ramollit suffisamment à 9300 pour leur permettre d'être appliquées au moyen d'une extrudeuse échauffée comme il est décrit ci-dessus bien que si une plus grande fluidité est souhaitée pour l'application aux feuilles de verre et des écarteurs assemblés, elles peuvent être échauffées jusqu'à 1770C ou même 20400 durant au moins des courtes périodes de temps. Les assemblages ainsi produits sont capables de résister à des conditions atmosphériques sévères et aux tests durant de longues périodes de temps tout en pouvant être fabriqués rapidement et facilement par un personnel non spécialisé et avec un minimum de dépense. Bien que 11 assemblage représenté dans la figure décrit seulement 2 feuilles de verre et un seul espace d'air, il sera évident que l'invention est applicable à d'autres assemblages de verre multiple possédant 3, 4 ou davantage de quilles de verre et un nombre correspondant d'espaces d'air entre celle-ci. Similairement, bien que les assemblages se réfèrent à des fenêtres, l'invention est applicable aux portes et autres constructions. En considérant ceci, il doit être compris que l'invention est d'application générale et n'est pas limitée aux formes spécifiques et aux compositions particulières décrites et incluses ci-dessus. REVENDICADIONS 1. Un assemblage de fenêtres caractérisé en ce qu'il comprend un certain nombre. de panneaux de verre, des écarteurs disposés entre ces panneaux de verre adjacents au bord de ceux-ci et servant à maintenir lesdits panneaux dans un écartement prédéterminé, lesdits écarteurs et panneaux de verre coopérant pour présenter un canal faisant face vers l'extérieur et se prolongeant sur la périphérie de l'assemblage, et une composition de matériau étanche en fusion à chaud en contact fluide continu avec ce verre et ces écarteurs, ledit matériau étanche étant d'un type qui est fluide aux températures supérieures à 930C mais qui durcit durant le refroidissement sans subir de réaction chimique et possède une dureté à température ambiante de 10 à 80 sur l'échelle Shore, ledit matériau étanche consistant essentiellement en 20 à lOOh en poids d'un polymère élastomère ayant un poids moléculaire non-inférieur à 15.000 et choisi dans le groupe consistant en copolymères d'isobutylène et isopropène, de polyisobutylène, des polymères de styrène-butadiène, des polymères de styrène-isoprène, du caoûtchouc chloré et des polymères de polysulfure solide; de 15 à 150 parties en poids de résine plastifiante et adhésive; de 0 à 44 parties en poids d'agents favorisant l'adhésion, et de environ 0 à 150 parties en poids de pigments et de charges; ladite composition ayant une transmission d'humidité ne dépassant pas 8 comme il est déterminé par le procédé B du test AST#-E96- 63T. 2. Un assemblage de fenêtres selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère élastomère est un copolymère d'isobutylène et d'isoprène. 3. Un assemblage de fenêtres selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère élastomère est du caoutchouc de polysulfure. 4. Un assemblage de fenêtres selon la revendication 1, caractérisé en ce que les résines plastifiantes et adhésives sont choisies dans le groupe consistant en terpène, polyterpène, polybutène, polyphényle chloré, résines diphényliques chlorées, polyisobutylènes, résines d'hydrocarbures et huiles de paraffine. 5. Un assemblage de fenêtres selon l'ensemble des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ladite résine plastifiante et adhésive est du polyterpène. 6. Un assemblage de fenêtres selon l'ensemble des revendi cations 1 à 4 caractérisé en ce que la résine adhésive est un polybutène. 7. Un assemblage de fenêtres selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent favorisant l'adhésion est choisi dans le groupe consistant en résine époxy, silane organique et des mélanges de ceux-ci. 8. Un assemblage de fenêtres selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite résine époxy possède un coefficient équivalent époxy de 150 à 3.000. 9. Un assemblage de fenêtres selon la revendication-l, caractérisé en ce que le produit étanche possède la composition suivante exprimée en parties en poids Polymère butylique réticulé 50 Résine polyterpène 50 Résine polybutène 75 Acide stéarique 1 Noir de carbone 25 Résine époxy 5 10. Un assemblage de fenêtres selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau étanche possède substantiellement la composition suivante exprimée en parties en poids Polymère butylique 50 Résine polyterpène. 50 Polybut ène 25 Acide stéarique 1 Carbonate de calcium 40 Résine époxy 20 11. Un assemblage de fenêtres selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau étanche possède la composition suivante exprimée en parties en poids Caoutchouc de polysulfure 50 Acide stéarique 1 Polyphényle chloré 40 Diphényle chloré 75 Résine époxy 10 Carbonate de calcium 40 12.Un assemblage de fenêtres selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau étanche possède substantiellement la composition suivante exprimée en parties en poids Polymère butylique 50 Acide stéarique 1 Résine polyterpène 50 Résine époxy 20 Silane 2 Polybutène 25 Noir de carbone 2 Carbonate de calcium 40 13.Méthode pour produire l'assemblage de fenêtres en verre isolant décrit selon les revendications 1 à 12 caractérisée en ce qu'elle comprend l'arrangement de feuilles de verre écartées parallèlement avec des écarteurs entre ces feuilles et disposés à une certaine distance à l'intérieur des bords marginaux de ces feuilles de manière à présenter un canal orienté vers l'extérieur par rapport à l'assemblage, échauffer un matériau étanche à fusion pour rendre le matériau étanche relativement fluide, intro Mire ledit matériau étanche dans le canal en contact avec les feuilles de verre et les écarteurs tout en étant échauffé à l'état fluide et ensuite permettant au matériau étanche de se refroidir et de durcir sur place. 14. Méthode selon la revendication 13, caractérisée en ce que le matériau étanche est un mélange intime d'un polymère élastomère avec des résines plasifiantes et adhésives et est relativement fluide aux températures entre 9300 et 2040C.