Brevet FR2348356A1 — publié le 19771110

la présente invention concerne des vitrages multiples destinés à l'isolation thermique et/ou phonique, comportant au moins deux feuilles transparentes, par exemple en verre, séparées par un (ou des) espace(s) intercalaire(s), et dont lesdits espaces contiennent un gaz lourd, ou un mélange de gaz dont l'un au moins est un gaz lourd. On sait qu'il existe diverses variantes de réallsation des vitrages multiples, différant en particulier par la nature des joints d'étanchéité de l'espace interca Sire et celle des moyens d' espacement des feuilles de verre. Ces variantes ont cependant en condom un certain nombre de sujétions, telles que celles concernant la pression du gaz intercalaire, qui doit être de l'ordre de la pression atmosphérique -pour ne pas crainre les déformations du vitrage, et son point de rosée dû à la pression partielle de vapeur d'eau, qui doit être maintenu à de faibles valeurs, par exemple inférieures à - 40 C, pour éviter les inconvénients pouvant résulter des condensations sur les faces internes des feuilles transparentes du vitrage. À cet effet, des agents adsorbants, tels que des gels de silice, des zéolithes artificielles déshydratées (tamis moléculaires), etc. sont généralement placés dans le vitrage, de telle manière que le gaz de l'espace intercalairs puisse venir à leur contact. Par exemple, dans les vitrages comportant un profilé creux d'espacement des feuilles de verre, on dispose les agents déshydratants dans lesdits profilés d'espacement, des précautions étant prises pour que le gaz, ou mélange de gaz, puisse venir au contact desdites substances sans pour autant que celles d puissent émettre des poussières vers les faces internes des feuilles transparentes constitutives du vitrage.On peut, dans ce but, choisir pour lesdites substances la forme de granulés de dimensions telles qu'ils ne puissent passer au travers des orifices de commnication avec l'espace intercalaire du vitrage. Il est connu, d'autre part, qu'il est avantageux, pour améliorer les perfomances d'isolation thermique ou acoustique des vitrages multiples, de rempla- cer l'air, généralement utilisé comme gaz de remplissage de l'espace intercalaire, par divers autres gaz, en particulier des gaz de densité supérieure à celle de l'air, qui seront désignés ci-après par l'expression "gaz lourds", permettant un coefficient K de trazmsission de la chaleur inférieur à celui de l'air0 À titre d'exeinpîe, on peut citer les gaz suivants, déjà proposés : bexafluorure de soufre, octofluorocyclobutane, dichlorodifluorométhane, C02, etc. Il convient de remarquer que, en contrepartie de l'amélioration des perforxances en ratière d'isolation, l'emploi des gaz lourds dans les vitrages mul- tiples se heurte à diverses difficultés. ainsi, la Demanderesse, pour sa part, a constaté au cours de ses essais dautilisation de "gaz lourds" conte gaz de remplissage de l'espace intercalaire des vitrages multiples, que, à l'usage et dans des délais parfois très courts, les vitrages ainsi constitués présentent divers défauts, en particulier des déformations - gonflement ou écrasement - pouvant entraîner des fractures ou des défauts d'étant chéité. Une explication de l'origine de ces incidents serait que les substances adsorbantes, destinées à éviter la présence de vapeur d'eau à l'intérieur de 1 'espa- ce intercalaire, présentent aussi vis-à-vis des gaz lourds une certaine capacité d'adsorption, et qu'il pourrait en résulter des phénomènes incontrôlés et parfois brutaux d'adsorption et désorption, lors des variations de température et/ou de composition du gaz mis en présence de ces produits. la présente invention fournit les moyens d'éviter ces divers inconvénients, ou au moins d'en réduire l'importance, de telle sorte que la longévité deg vitrages qu'elle permet de réaliser est au moins analogue à celle des vitrages multiplex dont le gaz de remplissage est de l'air, et qui, de ce fait, ne présentent pas un aussi bon pouvoir d'isolation. Les vitrages multiples de la présente invention, contenant dans leur(s) espace(s) intercalaire(s) desngaz lourds" ou des mélanges gazeux dont certains constituants sont des "gaz lourds", tels que l'hexafluorure de soufre, l'octofluoro- cyclobutane, le dichlorodifluorométhane, l'anhgHbride carboniquel etc. sont caract6- risés en ce qu'ils comportent, en contact avec l'espace intercalaire, des moyens d'adsorption de la vapeur d'eau dont la vitesse et/ou la capacité d'adsorption visà-vis des "gaz lourds" sont extrêmement faibles comparées à celles de la vapeur d'eau, et de préférence quasi nulles. Suivant une première forme de réalisation, qui intéresse des vitrages à intercalaires rigides creux, on introduit dans lesdits intercalaires un ou plusieurs éléments, par exemple de forme sensiblement cylindrique, comportant une enveloppe présentant une faible perméabilité à la vapeur d'eau et une quasi impernéabilité aux ngaz lourda", qui emprisonne les agents déshydratants. En outre, en tant que tel, on choisit de préférence des tamis moléculaires à faibles ouvertures de pores, par exemple de l'ordre de 3 i qui présentent une très faible capacité d'adsorption vis-à-vis des gaz lourds. De tels éléments sont représentés, à titre d'illustratioh, par les figures 1 et 2. La figure 1 est une coupe longitudinale d'une portion d'un chapelet d'éléments semblables susceptibles d'entre introduits dans l'intercalaire rigide d'un double vitrage, tel que représenté par les figures 3 et 4. La figure 2 est une section trvsversale d'un tel élément. Une enveloppe présentant des propriétés satisfaisantes de faible perméabilité à la vapeur d'eau et de quasi imperméabilité aux "gaz lourds" peut être constituée par exemple de matière plastique du genre poly-iso-butylène (PIB), éventuellement mélangé de caoutchouc Butyl et d'une charge inerte telle que carbon black (CB). Dans les figures 1 et 2, cette enveloppe 1 est revêtue, selon un mode avantageux de réa lisation, par une couche 2 de préférence soudable à chaud, par exemple de polyéthy lène destinée à assurer un rôle de protection mécanique de l'enveloppe 1 ;; oelle-ci, en effet, ne doit pas être déchirée lors de la mise en place de ces éléments, sous peine de mettre l'agent adsorbant 3 directement en relation avec llatmosphère de l'espace intercalaire du vitrage ce qui entratnerait les inconvénients décrits plus haut. avec les matériaux indiqués ci-dessus, l'enveloppe 1 peut avoir avantageusement une épaisseur au moins de l'ordre de 0,5 mm pour une composition de 40 à 60 ffi de PIB, de 5 à 15 % de Butyl et de 35 à 50 ffi de CB et la couche 2 de l'ordre de 0,02 à 0,05 mm. Le diamètre de cette gaine composite est adapté aux dimensions intérieures de l'intercalaire creux utilisé dans le vitrage multiple. L'agent adsorbant, avantageusement constitué de tamis moléculaires de faible ouverture de pores, inférieure à 4 î, par exemple du type 3 À fabriqué par Union Carbide, se présente de préférence sous forme de poudre, ou de billes de faibles diamètres, pour des raisons de commodité de fabrication et d'emploi des éléments déshydratants. On introduit dans le profilé intercalaire creux la quantité nécessaire de ces éléments en sectionnant le chapelet à chaque extrexité en l'un des endroits rétrécis 4, ou en écrasant à chaud le revêtement externe de polyéthylène 2 à un autre endroit; on réalise ainsi la fermeture de l'enveloppe par soudure du polyéthylène. La couche 2 présente en outre, avantageusement, de bonnes propriétés de glissement. Selon d'autres modes de réalisation, l'enveloppe peut entre en cellophane, polyamide, alcool polyvinylique, etc. De préférence le matériau constitutif choisi présente une perméabilité aux "gaz lourds" au moins cent fois plus faible qu'à la vapeur d'eau. Une structure de joint d'un tel vitrage est représentée en coupe à la figure 3. Les diverses enveloppes 1 et 2 sont représentées confondues, sous le repère 5, la matière adsorbante 3 ainsi protégée étant placée à l'intérieur du profilé métallique 6, qui communique sur toute sa longueur par une fente discontinue7 avec l'espace intercalaire 8 contenant les "gaz lourds". L'assemblage des feuilles de verre 9 et 10 est réalisé à laide d'une colle élastomère 11 formant également barrière d'étanchéité, telle que polysulfure ou néoprène. Une deuxième barrière d'étanchéité, représentée sous le repère 12 peut ttre constituée par du caoutchouc Butyl, ou du poly-iso-batyene. La figure 4 représente une structure de joint analogue en ce qu'elle comporte également un intercalaire creux rigide 13, communiquant par une fente discontinue 14 avec l'espace intercalaire 15. La coupe de l'élément adsorbant montre sous le repère 5 l'enveloppe composite à perméabilité sélective précédennent décrite sous les repères 1 et 2 des figures 1 et 2, et sous le repère 3, le matériau déshydra tant tel que précédemment décrit. Un premier joint d'étanchéité 16, par exemple en poly-iso-butylène ou en caoutchouc Butyl, est pincé entre les feuilles de verre 17 et 18 et l'intercalaire 13. I1 est recouvert d'un deuxième joint 19, par exemple en néoprène, en polysulfirre ou en polyéthylène enduit de Butyl plis, éventuellement, d'un sertisseur métallique 20. Le "gaz lourd" ou le mélange gazeux en renfermant est introduit dans le vitrage multiple par tous moyens notamment par balayage entre deux orifices prévus à travers l'intercalaire et les joints au voisinage de deux angles opposée du i- trage, les orifices étant obturés après l'opération. Suivant un autre mode de réalisation s'appliquant aux vitrages à intercalaire rigide creux dans lesquels la fente discontinue résulte d'un sertissage de la feuille métallique avec laquelle est fabriqué ledit intercalaire, ledit sertissage est recouvert d'un opercule réalisé avec le matériau à perméabilité différenciée tel que le mélange de PIB et de Butyl utilisé pour ltenseleppe 1 décrite plus haut, ou bien la feuille métallique est enduite de ce mélange avant le sertissage. Suivant une seconde forme de réalisation, qui intéresse les vitrages à intercalaires non rigides, tels que ceux que la Demanderesse a déjà décrits dans le brevet français 1 527 165 et la demande 74 40827, la structure du joint est du type illustré par la figure 5. Elle comporte essentiellement, entre les deux feuilles de verre 21 et 22 s un premier cordon 23 de matériau plastique faiblement perméable à la vapeur d'eau et quasi imperméable aux "gaz lourds", non adsorbant, et présentant une excellente adhérence au verre un second cordon 24 fait d'un mélange d'un matériau plastique, de préférence présentant une perméabilité notable à la vapeur d'eau, mais quasi nulle aux "gaz lourds", avec des substances déshydratantes. De préférence, ces substances déshydratantes doivent présenter une capacité d'adsorption importante pour la vapeur d'eau, mais faible pour les "gaze lourds" à ce titre, les tamis moléculaires de faibles ouvertures de pores, par exemple de l'ordre de 3 X ou 4 2, conviennent à cet emploi. Le joint 25, enfin, constitué d'un matériau élastomère, tel que polysulfure, assure à la fois un rôle de barrière d'4tanchéité et un rôls mécanique de maintien des éléments constitutifs du vitrage. Pratiquement, le cordon 23 peut être constitué comme la couche 1 de la figure 1 d'un mélange de poly-iso-butylène et de caoutchouc Butyl, et d'une charge sensi blement non adsorbante, tout spécialement pour les "gaz lourds", telle que carbon black ou sulfate de baryum. Le cordon 24 contient par exemple : N pondéraux) poIy-iso-butylène ............ 40 carbon black ................. 25 lévilite ..................... 15 tamis moléculaire 3 À ........ 20 Les épaisseurs de ces différents joints sont, par exemple, pour le cordon 23 de 2 à 3 mm, pour le cordon 24 de 3 à 4 nain, et pour la partie du joint 25 comprise entre les deux feuilles 21 et 22 de l'ordre de 3 mm. Dans des formes préférées de réalisation, le cordon 24 présente des concentrations en agents adsorbants différentes dans l'épaisseur du cordon, selon la structure décrite dans la demande 74 40827 de la Demanderesse. Du cte extérieur du cordon 24, jouxtant le joint: 25, le mélange contient de préférence du tamis moléculaire à pores d'adsorption de 10 i, et du ctté interne, jouxtant le cordon 23 seulement du tamis à pores de 3 .Un tel cordon 24 composite peut être extrudé à l'aide des deux mélanges suivants (en poids 9 : I Il (Couche interne) (Couche externe) poly-isc-butylène ....... 35 55 caoutchouc Butyl ........ 10 10 carbon black ............ 5 30 tamis 10 À .............. 0 5 tamis 3 .............. À 50 0 Une telle structure permet de remédier à la migration d'agents extérieurs, vapeur d'eau, solvants, ayant traversé ou provenant du joint 25, tout en présentant une très faible capacité d'adsorption pour les "gaz lourds" susceptibles de migrer à la longue au travers du cordon 23. Une autre variante de la structure décrite par la figure 5 consiste à remplacer le cordon 24 par un boudin constitué par une enveloppe telle que décrite plus haut sous les repères 1 et 2 ou 5, renfermant la substance déshydratante telle que du tamis moléculaire de 3 À d'ouverture de pores. REVENDICATIONS 1. Vitrage multiple du type dans lequel l'espace intercalaire contient des "gaz lourds" et dont les joints d'étanchéité et/ou les moyens d'espacement renferment un agent déshydratant, caractérisé par l'interposition entre l'agent déshydratant et l'espace interne du vitrage d'une couche de protection pratiquement imperméable aux 'Baz lourds" mais perméable à la vapeur d'eau. 2. Vitrage multiple suivant la revendication 1 dans lequel les moyens d'espacement sont des profilés rigides creux renfermant l'agent déshydratant, carao- térisé par le fait que les orifices de communication entre l'espace interne de ces profilés et l'espace intercalaire du vitrage sont obturés par ladite couche protectrice. 3. Vitrage multiple suivant la revendication 1 dans lequel les moyens d'espacement sont des profilée rigides creux renfermant l'agent déshydratant, caractérisé par le fait que ladite couche protectrice constitue une enveloppe qui emprisonne l'agent déshydratant. 4. Vitrage multiple suivant la revendication 3 dans lequel l'enveloppe emprisonnant l'agent déshydratant est cloisonnée en une succession d'éléments for mant chapelet et contenant chacun une dose d'agent déshydratant. 5. Vitrage multiple suivant la revendication 1 dans lequel les moyens d'espacement et d'étanchéité sont constitués par un cordon en matière plastique renfermant l'agent déshydratant incorporé dans la masse, caractérisé par le fait que ladite couche protectrice constitue un deuxième cordon placé entre l'espace intercalaire et ledit cordon renfermant l'agent déshydratant. 6. Vitrage multiple suivant la revendication 5 dans lequel le cordon renfermant l'agent déshydratant est constitué de deux cordons de composition différente, le cordon en contact avec la couche protectrice renfermant un tamis moléculaire de dimension de pores inférieure à 4 À et le cordon le plus proche de la périphérie du vitrage renfermant un tamis moléculaire de dimension de pores supérieure à 5 À.