Brevet FR2526012A1 — publié le 19831104

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un panneau feuilleté comportant au moins un feuillet de verre et au moins un feuillet de matière thermoplastique formant un feuillet extérieur transparent du dit panneau, le dit procédé comprenant l'assemblage des feuillets, le dégazage du ou des espace(s) intermédiaires entre les feuillets, et l'application de conditions de solidarisation comprenant une pression extérieure de feuilletage répartie sur la face extérieure dela ou de chaque feuillet extérieur de matière thermoplastique au moyen d'une plaque de moulage. On peut utiliser de tels panneaux feuilletés à différentes fins, mais commercialement, l'usage le plus important réside probablement dans le domaine des panneaux feuilletés verre-plastique utilisés en tant que vitrages pour automobiles et spécialement en tant que pare-brise. Des pare-brise dans lesquels un feuillet thermoplastique est exposé à l'intérieur du véhicule peut présenter une combinaison de propriétés qui est hautement souhaitable pour offrir aux occupants du véhicule une pro- tection contre la lacération par des fragments de verre dans le cas o le pare-brise se brise par exemple lors de l'impact de la tête d'un des occu- pants contre le pare-brise. Il apparaîtra qu'un tel produit doit être optiquement parfait ainsi que compatible avec un prix de vente commercialement viable. Des panneaux feuilletés de la forme concernée par la pré- sente invention ont une valeur potentielle pour d'autres utilisations, par exemple en tant que vitrages intérieurs ou extérieurs dans des bâtiments ou d'autres constructions. L'invention est également intéressante dans la fabrication de produits opaques, par exemple des miroirs, spécialement ceux dans lesquels une couche réfléchissante est prise en sandwich entre une feuille de verre et une feuille de matière thermoplastique dont l'une est teintée de manière à offrir des propriétés réfléchissantes différentes selon la face du miroir que l'on regarde. Des panneaux feuilletés de la dite forme comprenant des panneaux composés seulement de deux feuillets et également des panneaux composés de trois feuillets ou davantage Un des feuillets extérieurs, ou les deux, peuvent être constitués de matière thermoplastique Le panneau peut comporter un ou plusieurs feuillets de verre, par exemple il peut comporter un sousensemble feuilleté comportant deux feuilles de verre solidarisées l'une à l'autre au moyen d'une couche intermédiaire de matière thermoplastique. Les feuillets de matière plastique et de verre du panneau feuilleté peuvent être solidarisés par activation de la matière thermoplasti- que avec ou sans utilisation de promoteur d'adhérence ou au moyen d'un adhé- sif. Afin d'éviter l'emprisonnement d'air entre des feuillets du panneau feuilleté pencant sa solidarisation, les feuillets assemblés sont soumis à une étape de dégazage afin d'extraire l'air de l'espace 1 I entre les feuillets L'emprisonnement de cet air pourrait mener à une solidarisation non uniforme et pourrait aussi être une cause de défauts optiques. Après que le dégazage ait commencé, l'assembiage est soumis à des conditions de solidarisation faisant appel à la chaleur et une pression de feuilletage exercée sur les faces extérieures principales des feuillets assemblés. On a trouvé que la manière dont un assemblage a été jusqu'ici soumis à des conditions de solidarisation est une cause de nonparallélisme des faces extérieures du panneau feuilleté aux environs de ses parties marginales, ce qui provoque la distorsion d'objets regardés au travers de celles-ci Un des objets de la présente invention est de remédier au moins partiellement à ce défaut. La présente invention fournit un procédé de fabrication d'un panneau feuilleté comportant au moins un feuillet de verre et au moins un feuillet de matière thermoplastique formant un feuillet extérieur transparent du dit panneau, le dit procédé comprenant l'assemblage des feuillets, le dégazage du ou des espace(s) intermédiaire(s entre les feuillets et l'application de conditions de solidarisation comprenant une pression extérieure de feuilletage répartie sur la face extérieure de la ou de chaque feuillet extérieur de matière thermoplastique au moyen d'une plaque de moulage, caractérisé par les étapes suivantes: envelopper au moins les bords des feuillets assemblés, et de la/des plaque(s) de moulage par des moyens délimitant avec ceux-ci un espace périphérique en communication avec le/les espace(s) intermédiaire(s) réduire la pression (ci-après dénommée "pression de bord"l à l'intérieur du dit espace périphérique pour commencer le dégazage de l'assemblage et chauffer l'assemblage tandis que les faces principales de celui-ci sont soumises à une pression extérieure de feuilletage ayant au moins la valeur de la pression atmosphérique et ensuite, tandis que l'assemblage est soumis à la pression extérieure de feuilletage élever la pression de bord de manière à réduire ou éliminer toute différen- ce entre la dite pression de bord et la pression extérieure de feuilletage avant que l'assemblage n'atteigne sa température maximum, et continuer à chauffer l'assemblage et maintenir la pression extérieure de feuilletage pour solidariser complètement les feuillets du panneau. La présente invention est basée sur la découverte qu'une cause majeure du non-parallélisme des faces extérieures du panneau feuilleté aux environs de sa marge est le fluage de la matière thermoplastique qui a été ramollie par la chaleur, en raison d'une différence excessive entre la pression s'exerçant sur les faces principales de l'assemblage et la pression s'exerçant sur les bords pendant la solidarisation En opérant selon l'invention, on réduit un tel non-parallélisme et on peut, par un choix judicieux des conditions de collage et de précollage, substantiellement l 'oviter. Le choix des conditions de solidarisation, c'est-à-dire le niveau auquel on élève la température de l'assemblage, le temps pendant lequel l'assemblage est soumis à une température élevée et à une pression de feuilletage et le niveau de la pression de feuilletage, dépendra de la force de liaison requise entre la ou chaque feuillet extérieur de matière thermoplastique et un feuillet adjacent du panneau, et de la nature des feuillets respectifs et de tout traitement de surface qu'on y applique. En tout cas, pour assurer une force de liaison adéquate, il est générale- ment nécessaire de chauffer le feuillet extérieur de matière thermoplastique à un niveau tel qu'il est considérablement plus mou que lorsqu'il est à la température ambiante Et c'est lorsque la matière thermoplastique est ramolli à ce point qu'elle est très vulnérable au fluage causé par des différences entre la pression de feuilletage et la pression de bord On préfère dès lors que l'élévation de la pression de bord soit effectuée avant ou au moment o l'assemblage atteint une température à laquelle commence l'adhé- rence effective entre les feuillets. La température à laquelle l'adhérence effective commencera entre un feuillet de matière thermoplastique et une feuille adjacente dépend d'jn grand nombre de facteurs Parmi cas facteurs, on peut citer les suivants: ( i) la nature du feuilet de atière thermelastiique; C ii) la nature de la -Feuille adjacente; (iii) l'emploi ou non d'un promoteur o'adhérerce; i VI) tout autre traitement. Cis lors nous proposons un essai rasé sur ASTM @ 903-49 pour déterminer la temperature i laquelle commence l'adhérence effective. coupe une bande Èe mitière destinée à former le feuillet de matifre thermoplastique, de 4 cmr de large La bende esc ensuite appliquée sur une feuille de ia matière destinée i former la uie adjacente au feuillet et une plaue de moulage est mise en co ^ at avec l' aure -ace ou feui C St de rmatière thermcplasticue Tout trai-mer t c ur acc a _tiliser dans es procédé réel de production est également uti-isé dans cet assai L'assem- blage d'essai est ensuite scumis à _e la chaleur et à une pression ce brc- inférieure à la pression atmosphérique selon le prograrme utiliser dans le procédé de fabrication de i'in"entio, sauf que au moment o la pression de bord aurait été élevée, la pièce d'essai est écartée de la source de chaleur et du dispositif utilisé pour ia scumasttre à une pression de bore réduite Une liaiscn légère ou ineffectve peut S 'être cdvloopée entre la bande de matière thermoplastique ec la feuille adjacence _e mroulb enlevé et les feuillets sont placés sur un support en dessous d'une peair de rouleaux et une extrémité d-e la barnde de matire thermoplss-ique est scu- levée entre ies rouleaux et placée dans les,achoires de ia machine d'assai. La bande est alors détachée de l feu le adjcazente,ar 3-el ge sous un argle de 90 contre un ces rouleaux Ce rouleau a un diamrètre de 28 mm 5 ans la présente description, on considère que l'adhérence effective commence a une force de pelage de 25 gr/cm. Avantageusement, l'élévation de la pression de bord est telle qu'il y a égalisation entre ladite pression de bord et ladite pression de feuilletage Cette façon de procéder offre l'effet important d'éliminer les différences ce pression entre la pression de bord et la pression de feuilletage et est très facie à réaliser, par exemple en mettant l'espace périphérique entourant l'assemblage en communication avec i'enceinte dans laquelle règne la pression de feuilletage. Dans les formes préférees de réalisaticn de l'invention, la pression de bord est amenée d'une valeur inférieure à la pression atmos- phérique à une valeur au moins égale à la pression atmosphérique en une étape continue. De préférence, la pression de bord est réduite à une valeur S absolue inférieure à 80 k Pa de manière à faciliter le dégazage Cette valeur peut être par exemple inférieure à 60 k Pa et même inférieure à k Pa. Pour un dégazage efficace, on a trouvé que l'assemblage des feuillets doit être à une température élevée pendant qu'il est soumis à la pression de bord inférieure à la pression atmosphérique afin de per- mettre que du solvant en excès et des gaz absorbés ou adsorbés par la matière thermoplastique et par un produit d'accrochage éventuel appliqué sur les faces des feuilles à solidariser puissent être éliminés par aspi- ration Un tel chauffage peut commencer avant ou en même temps que l'abais- sement de la pression-de bord, mais on a trouvé que l'on obtient les meilleurs résultats lorsque la pression de bord est réduite avant le commencement du chauffage, ainsi qu'on le préfère. Avantageusement, la pression de feuilletage est une pression supérieure à la pression atmosphérique On a trouvé que cette manière de procéder favorise la formation de la liaison entre les feuillets, d'une part en raison des forces plus élevées appliquées et d'autre part parce que le transfert de chaleur du milieu générant la pression vers l'assemblage des feuillets est plus élevé. De préférence, la pression de bord est élevée à une valeur supérieure à la pression atmosphérique, valeur qui subsiste pendant la plus grande partie de la période durant laquelle l'assemblage chauffé est soumis à une pression de feuilletage supérieure à la pression atmosphérique. Il s'école alors un temps relativement court pendant lequel une différence substantielle subsiste entre la pression de bord et la pression de feuille- tage. Pour favoriser la solidarisation définitive, la pression de feuilletage supérieure à la pression atmosphérique est de préférence élevée à une valeur absolue d'au moins 700 k Pa. Egalement pour favoriser la solidarisation définitive, on préfère que l'assemblage soit chauffé à une température d'au moins 1000 C et est maintenu à cette température ou à une température supérieure, tandis que s'exerce la pression extérieure de feuilletage, pendant au moins 15 minutes De telles températures sont efficaces pour solidariser des matières plastiques telles que celles qui sont principalement utilisées dans la fabrication ce pare-brise de véhicules. 6 La présente invention comprend un panneau feuilleté fabriqué selon un procédé tel que décrit ci-cessus. Une forme préférée de réalisation de l'invention sera maintenant décrite plus en détails en se référant aux dessins schématiques annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de mise en oeuvre de l'invention, et la figure 2 est un graphique montrant le programme de température et de pres- sion auquel un assemblage feuilleté peut être soumis lors- qu'on réalise un procédé selon l'invention. Dans la figure 1, un panneau feuilleté doit être constitué d'une feuille unique 1 de verre et d'un feuillet unique 2 de matière thermoplastique A cette fin, on assemble la feuille de verre 1 et le feuillet 2 de matière thermoplastique et on dépose une plaque de moulage 3 sur le feuillet de matière thermoplastique Evidemment des feuillets additionnels de matière thermoplastique et/ou de verre non représentés peuvent être incorporés entre la feuille de verre 1 et le feuillet 2 de matière ther- moplastique, si on le désire, et la feuille de verre 1 représentée peut constituer une plaque de moulage si on désire fabriquer un panneau feuil- leté ayant deux feuillets exposés de matière thermoplastique. Les bords de l'assemblage du panneau feuilleté et de la plaque de moulage 1, 2, 3 sont enveloppés par un tube fendu 4 pour délimi- ter, avec les bords de l'assemblage, un espace périphérique 5 et l'ensemble est ensuite placé dans un autoclave 6 Un tube 7 conduit de l'espace péri- phérique 5 à une vanne à trois voies 8, d'o une canalisation à vide 9 conduit à une pompe à vide qui n'est pas représentée Une troisième voie de la vanne à trois voies 8 communique avec l'intérieur de l'autoclave 6 ou avec une autre source, externe, de pression Des moyens (non repré- sentés) sont disposés paur chauffer l'autoclave et pour élever sa pression interne. Cens un exemple spécifique d'un procécé selon l'invention un f-lm de polyuréthane pl'astifié càe 0,6 mm d'épaisseur est solidarisé à une feuille de verre flotté de 3 mm d'épaisseur à l'aide d'un programme de température et de pression illustré dans la figure 2 Dans cet exemple, on s'est au préalable assuré que la solidarisation effective entre le film 2 de polyuréthane et la feuille 1 de verre flotté commençait à une tempé- rature d'environ 1000 C. Après avoir placé l'assemblage des feuilletés dans l'auto- clave 6, on met en route la pompe à vide'pour réduire la pression PS, dans l'espace périphérique entourant l'assemblage, de la pression atmosphérique ( 100 k Pa) à une pression inférieure à la pression atmosphérique ayant une 1 û valeur absolue inférieure à 80 k Pa En fait on abaisse jusqu'à 13 k Pa la pression de bord P 5 Cette réduction de pression de bord est accomplie en moins d'1 minute Trois minutes après le commencement de l'abaissement de la pression de bord, on met les moyens de chauffage de l'autoclave lnon représentés) en fonctionnement de manière à élever progressivement la tem- pérature de l'assemblage de la température ambiante ( 200 CI jusqu'à un maximum de 120 'C La vitesse effective d'accroissement de température dépendra de la puissance de chauffage de l'autoclave et n'est pas critique. Lorsque la température de l'assemblage du panneau a atteint 600 C, on met l'autoclave sous pression pour donner une pression absolue de feuilletage de 800 k Pa Ceci se produit environ 15 minutes après le commencement de l'abaissement de la pression de bord PS On continue le chauf- fage et on augmente la pression de bord P 5 lorsque l'assemblage a atteint une température de 1000 C Cette température est celle du commencement de l'adhérence effective entre le feuillets du panneau. A ce stade, quelque vingt minutes après que la pression de bord ait été d'abord réduite, on manoeuvre la vanne à trois voies 8 pour mettre l'espace périphérique 5 en communication avec l'intérieur de l'autoclave 6 de manière que la pression de bord P 5 s'élève de sa valeur inférieure à la pression atmosphérique à une valeur supérieure à la pression atmosphérique, en fait égale à la pression de feuilletage, en une étape unique continue. On maintient les pressions de bord et de feuilletage supérieu- res à la pression atmosphérique P 5, P 6 à o 00 k Pa, et on continue à chauffer l'assemblage à 120 'C Cette température maximum est atteinte environ trente minutes après le commencement de l'abaissement de la pression de bord, et elle est maintenue pendant encore quinze minutes, et on laisse ensuite refroidir l'assemblage Après septante-cinq autres minutes, la température de l'assernblagefeilt est tombée àI environ SCOC et on laisse simultanémnent s'abaisser les pressions je bord et te feuilletage jusqu'à la pression amshrte un retire ensuite le panneau feil tée l'autoclave et on 1 'ertrepzse Cuq'ulneanaatlsr N trouve que les euillets du panneau sont fermement szî_r Jses l'un à l'autre et on n'cooserve aucune dé-Formation ce 11 a surfate_ du bord du feu,:îiet extérieur de matifèrc thermoplastique. 1 c Dans un autre exemple,'o a m ae similaire S feuille-ts- plaque de moulage sent enveloppée par ces -uze p-idus et traités selen un programme di-Ff érent Selon ce prorame ls assemblatas sont' de ncuveéau- _au-fés jusqu'à une teprau e d 2,l hu-cecm N td nouveau quelques minutes après le cmenmn du dégazage, mais la tomn- pérature maximum n'est atteinte -iue rant F-c-inq àsiat minutes après le début du dégazage Cette empératuremaiu est mitue Penoant Une demi-heure environ et on laisse ensuite refroidir les assemblages La pression extérieure agissant sur l-es aces principales des assemblages r Feuillets plaque de moculage est 1 ici aussi ciuementé 9 lc-r E:ue lateprue des assemblages atteint 6 C 000,ia 4 is dans te csjus-qu'à un niigeau de mi-, Na absolus La pression je d égazage d Je bord_ est+_ abaiss-ée M Sc î 3 meé au début du processus et est augmentée pour élirlarsi On d feuilletage juste avant que la teprau e se assemblage S Ia t teicgne laa température (environ 1 û% àlaqueo II meceldhrec e G zclv e 7 z entre les - feuf-lets du panneau Ces pressions: supérieure' la C-1 essi On atmosphérique agiîssan-t sur les aces et ls " 1 crÈs des a-s:emblages sont maintenues pendant quelques heures sures uue e assemolag es cmecn à refroidir, reviennent ensuite à la valeurz atîrcschérique et les panneaux -reuilletés sont retirés et séparés Es plaques de moulage_ et On constate que ces panneaux sont prês à l'emploi. Dans une variante du procédé, la pression extérieure agissant sur les Rce pri 4 hciocales mes assemblages est maintenue au niveau ce la pression atmcsohérique -pendant toute l'opération, et après le dégazage, on élève la pression de jord à ce niveau. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un panneau feuilleté comportant au moins un feuillet de verre( 1) et au moins un feuillet ( 2) de matière thermoplastique formant un feuillet extérieur transparent du dit panneau, le dit procédé comprenant l'assemblage des feuillets ( 1, 2), le dégazage du ou des espace(s) intermédiaires entre les feuillets et l'application de conditions de solidarisation comprenant une pression extérieure de feuilletage répartie sur la face extérieure de la ou de chaque feuillet extérieur ( 2) de matière thermoplastique au moyen d'une plaque de moulage ( 3), caractérisé par les étapes suivantes: envelopper au moins les bords des feuillets assemblés et de la/des plaque(s) de moulagel 3) par des moyens ( 4) délimitant avec ceux-ci un espace péri- phérique (S) en communication avec le/les espace(s) intermédiaire(s) réduire la pression (P 5) (ci-après dénommée "pression de bord") à l'in- térieur du dit espace périphérique (S) pour commencer le dégazage de l'assem- blage et chauffer l'assemblage (courbe T) tandis que les faces principales de celui-ci sont soumises à une pression extérieure de feuilletage (Ps) ayant au moins la valeur de la pression atmosphérique et ensuite, tandis que l'assemblage est soumis à la pression extérieure de feuilletage élever la pression de bord (PS) de manière à réduire ou éliminer toute différence entre la dite pression de bord (PS) et la pression extérieure de feuilletage (P 6) avant que l'assemblage n'atteigne sa température maximum (T), et continuer à chauffer l'assemblage et maintenir la pression extérieure de feuilletage (P 6) pour solidariser complètement les feuillets du panneau. 2 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élévation de la pression de bord (P 5) est effectuée avant ou au moment o l'assemblage atteint une température (T) à laquelle commence l'adhérence effective entre les feuillets. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'élévation de la pression de bord CPS) est telle qu'il y a égali- sation entre ladite pression de bord (PS) et ladite pression de feuilletage (P 6). 4 Procédé selon une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la pression de bord (PS) est amenée d'une valeur inférieure à la pression atmosphérique à une valeur au moins égale à la pression atmosphé- rique en une étape continue. , Procédé selon une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la pression de bord (P 5) est réduite à une valeur absolue infé- rieure à 80 k Pa. 5 6Procédé selon une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la pression de bord (PS) est réduite avant le commencement au chauffage. 7 Procédé selon une des revendications I à 6 caractérisé en ce que la pression de feuilletage PS)6 l est une pression supérieure à la pression atmosphérique. 8 Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que la pression dc bord (P 5 S est élevée à une valeur supérieure à la pression atmosphérique valeur qui subsiste pendant la plus grande partie de la période durant laquelle l'assemblage chauffé est soumis à une pression de feuilletage (P 6) supérieure à la pression atmosphérique. 9 Procédé selon la revendication 7 ou 8 caractérisé en ce que la pression de feuilletage (P 6 S) supérieure à la pression atmosphérique est élevée à une valeur absolue d'au moins 700 K Pa. Procédé selon une des revendications I à 9 caractérisé en ce que l'assemblage est chauffé à une température (T) d'au moins 1000 C et est maintenu à cette température ou à une température supérieure, tandis que s'exerce la pression extérieure de feuilletage, pendant au moins minutes. 11 Panneau feuilleté fabriqué selon un procédé selon une des revendications I à 10.