Brevet FR2549819A1 — publié le 19850201

PRFOCEDE DE FABRICATION D'UN VITRAGE DE SECURITE COMPREPIN UNE FEUILLET DE VERRE E UNE FEUILLTTE DE MATI Ex W PIASTIQUE SOUPLE L'invention concerne la fabrication de vitrages feuilletés de sécurité comprenant une feuille de verre et une feuille de matière plastique souple formée elle-miême d'au toins une couche. En particulier, il peut s'agir d'une feuille mono ou multicouches, comprenant par exemple une couche de matière plastique transparente ayant des propriétés d'absorbeur d'énergie La feuille peut le cas échéant comprendre également une couche de revêtement en matière plastique résistant à la rayure et à l'abrasion. Ces vitrages doivent répondre à de nombreux impératifs Leur utilisation, notamment dans le domaine de l'industrie automobile, en tant que parebrise, par exemple, exige que, outre d'excellentes propriétés bio mécaniques, ils possèdent des propriétés optiques également élevées Un des problèmes rencontré dans la fabrication de ce type de 25 vitrage est la parfaite application de la feuille de matière plastique sur la feuille de verre nécessaire à la bonne conservation des propriétés optiques initiales de ladite feuille de matière plastique. Cette opération d'application est particulièrement délicate à mener, afin d'éviter notamment des phénomènes de grignage, dans le ca30 dre de la fabrication de vitrages feuilletés bombes. On connaît déjà plusieurs procédés pour la fabrication de ce type de vitrages. On procède généralement de la façon suivante: on fait un empilage des différentes feuilles destinées à constituer le vitrage 35 feuilleté et on effectue un assemblage mettant en jeu la chaleur et la pression, cet assemblage étant généralement précè d'un assemblage préliminaire évacuant l'air emprisonne entre les feuilles. On connaît, par exemple par la publication de brevet français 2 153 037, un procédé dit du "contre-moule" pour la fabrication notam- ment d'un vitrage feuilleté de sécurité coprenant une feuille de verre de silicate, et une feuille de matière plastique souple dans lequel on procède à l'assemblage des éléments constitutifs du vitrage par l'action de la chaleur, éventuellement alliée à la pression, et o avant 5 tout début de pressage ou d'action thermique, on applique sur la feuilla de matière plastique de l'empilage une feuille de verre de protection d'une forme correspondant à celle de la feuille de verre entrant dans la composition du vitrage feuilleté et qui sera éliminée après la fin du traitement thermique éventuellement accompagné de pression La 10 présence de la feuille de protection, ou contre-moule, permet d'éviter l'apparition de défauts de planréité ou de gauchissement pendant le traitement à chaud sous pression. Selon une variante de ce procédé de fabrication dit du contre-moule, décrite en particulier dans la publication de brevet 15 français 2 123 089 pour la fabrication d'une feuille de verre de silicate recouverte, par l'intermédiaire d'une couche de colle thermoplastique, d'une feuille de matière plastique souple, on applique la feuille de protection également au cours d'une étape d'assemblage préliminaire destinée à évacuer l'air emprisonné entre les feuilles des éléments 20 constitutifs du vitrage Cette étape préalable conduit à une adhésion entre les feuilles qui peut suffire dans certaines applications données au vitrage Mais, en vue d'une application coeme pare-brise, il est nécessaire de réaliser ensuite un assemblage définitif, facilité au demeurant par 1 ' assemblage préliminaire. Ce procédé connu de fabrication d'un vitrage feuilleté dans lequel on a recours à un contre-moule est certes avantageux, mais il est parallèlement relativement coûteux: il faut en effet utiliser une contre- plaque séparée pour chaque vitrage feuilleté De plus, en général, et plus particulièrement dans le cas des vitrages barbés, chaque 30 contre-plaque n'est utilisée qu'une fois et jetée dès qu'elle a été retirée du vitrage: il est en effet impératif que la courbure de la feuille de verre entrant dans la composition du vitrage feuilleté et celle du contre-moule soient identiques. La présente invention propose d'améliorer le procédé connu 35 dit du "contre-moule" et notamment de lui donner une forme de réalisation plus économique. A cette fin, l'invention propose un procédé dans lequel on fait une superposition de plusieurs empilages, chaque empilage devant constituer un vitrage et comprenant une feuille de verre et une feuille de matière plastique souple formée elle-même d'au moins une couche, de façon telle que la face de chaque feuille de verre non recouverte de la feuille de matière plastique sert de contre-moule à l'empilage immrédiatement voisin, le dernier empilage étant recouvert d'un contre-moule final et un agent de séparation étant inséré entre chaque empilage, et on soumet cette superposition à des conditions élevées de température et de pression susceptibles d'assurer une liaision définitive entre les éléments constitutifs de chaque vitrage. Ainsi le procèd& selon l'invention permet de préparer simul10 tanément une série de vitrages, en n'utilisant qu'une seule feuille de contre- moule usuelle, par exemple une feuille de verre de silicate On peut de la sorte lier définitivement entre elles les couches correspondant à plusieurs vitrages feuilletés, en conservant les propriétés optiques de ces vitrages En outre, en procédant en une seule étape pour 15 achever la fabrication de plusieurs vitrages, on gagne du temps et on économise des matériaux puisque seule la feuille de verre servant de contre-moule pour le dernier empilement, et placée sur la face externe de la structure, devient, le cas échéant, inutilisable Toutes les autres feuilles de verre de la structure constitueront, dès l'achèvement 20 du traitement thermique, et après que la feuille de verre servant de "contre-moule" usuel a été retirée, une partie d'un vitrage feuilleté. Conme cela est indiqué dans le procédé connu du "contre-moule", il est généralement souhaitable de procéder à un assemblage prél'iinaire des éléments constitutifs du vitrage qui assure une adhérence pro25 voisoire entre les éléments L'invention peut s'appliquer ou non également à cette étape du procèd&. L'assemblage préliminaire est destiné à évacuer l'air emprisonné entre les couches On connaît différents procdés pour le réaliser On connait par exemple, par la publication de brevet européen 30 15209, un procédé dit de calandrage dans lequel on passe les éléments constitutifs du vitrage à travers les deux rouleaux d'une calandreuse. Le procéd selon l'invention peut s'appliquer aux assemblages préliminaires correspondant à chaque vitrage et fabriqués séparément par ledit procédé de calandrage: ces assemblages sont superposés après 35 insertion d'un agent de séparation, on applique un contre-moule final et chaque vitrage est ensuite définitivement assemblé par un traitement thermique sous pression. Suivant une autre variante de l'invention, on fabrique par calandrage à température ambiante un assemblage préliminaire unique après avoir empilé les feuilles correspondant à plusieurs vitrages, on applique le "contremoule" final, et on soumet directement la structure résultante à un cycle d'autoclave. Au lieu de fabriquer les assemblages préliminaires par calan5 drage, il est également connu de procéder par dégazage sous vide Plusieurs procédés sont possibles: par exemple, on crée simplemnent une dépression après avoir empilé les feuilles destinées à constituer le vitrage Une autre possibilité consiste à placer l'empilage dans un sac flexible, à faire un vide partiel dans ce sac, à le sceller, et à le 10 placer à son tour dans une enceinte o on crée une dépression indépendante Cette enceinte est avantageusement un autoclave o l'on peut directement ensuite procéder à l'assemblage définitif du vitrage, cawie cela est décrit dans la publication de brevet français 2 123 089. Suivant une variante de l'invention, on peut fabriquer par 15 dépression un assemblage préliminaire unique correspondant à plusieurs vitrages, après avoir appliqué le "contre-moule" final, et soumettre directement ledit assemblage à un cycle d'autoclave. On peut aussi fabriquer un assemblage préliminaire unique en utilisant un sac. Suivant une caractéristique de l'invention, le traitement dans des conditions élevées de température et de pression, destiné à assurer l'assemblage définitif des vitrages, est opéré dans un autoclave à une température de 100 à 140 C, et sous une pression de 6 à 10 bars, selon les propriétés des feuilles de matière plastique. L'agent de séparation nécessaire pour éviter l'adhérence entre les vitrages peut se présenter sous la forme d'une couche ou d'une feuille On utilise de préférence de minces'feuilles de polypropylène. Le procédé selon l'invention peut s'appliquer notamment à la fabrication des vitrages feuilletés de sécurité décrits dans la publica30 tion de brevet allemand DE OS 2 220 753 Il s'agit d'un vitrage feuilleté comprenant une feuille de verre de silicate, une feuille intercalaire de polyvinylbutyral souple, et une couche de protection souple d'un polyuréthane hautement élastique réticulé tridimensionnellement. Il peut aussi s'appliquer aux vitrages décrits dans la demande de bre35 vet européen O 054 491, dans lesquels la feuille intercalaire est à base d'un polyuréthane-polyurée thernoplastique Dans ces deux types de vitrages, la feuille de protection souple est autocicatrisable, c'estàdire que des impressions superficielles disparaissent spontanément après un court laps de temps. 254981 9 D'autres détails de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'exemples de réalisation: Exeirmple 1 Cet exemple illustre la fabrication d'un vitrage feuilleté, destiné à être utilisé ctmme pare-brise de véhicule automobile et coanprenant une feuille de verre recouverte d'une feuille de matière plastique ayant des propriétés d'absorbeur d' énergie et forméne d'un polyuréthane-polyurée. On empile six feuilles de verre telles qu'obtenues par le 10 procédé float, de 3 rmw, d' epaisseur, et on procède à leur bcmbage, selon la forme recommandée pour les pare-brise de véhicules automobiles, par le procèdé décrit par exemple dans le brevet américain no 3453 161. Puis on les refroidit lentement à température ambiante Cinq de ces feuilles de verre bormbées vont constituer les feuilles de verre entrant 15 dans la composition d'un vitrage feuilleté, tandis que la sixième va servir de contre-moule dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. On dépose sur la face concave de cinq de ces feuilles boiibes, une feuille transparente de 0,5 mm d'épaisseur d'un polyuréthane20 polyurée thermoplastique, par exemple celui décrit dans la publication de brevet européen 0054 491 La feuille de polyuréthanepolyurée est appliquée sur la feuille de verre, à température ambiante, par calandrage, comme cela est décrit dans la publication de brevet européen 15 209, de façon à obtenir un assemblage préliminaire de la feuille de 25 polyuréthane-polyurée à la feuille de verre On dépose alors un agent de séparation sous la forme d'une feuille de polypropylène Puis, sur la feuille de polypropylène, on dépose la face convexe de la feuille de verre immédiatement voisine de la première feuille au moment du bcxbage, la face concave de ladite feuille étant également recouverte d'une 30 feuille de polyuréthane-polyurée déposée conme pour la première feuille On poursuit alors l'empilement des cinq feuilles de verre recouvertes d'une couche de polyuréthane-polyurée et séparées par une feuille de polypropylène, tandis que la sixième feuille de verre, également boaée au cours de la même étape de bombage, est utilisée comme contre35 moule et donc comme dernière feuille de l'empilement, et en tant que telle, n'est pas recouverte de feuille de polyuréthane polyurée. L'empilement de couches ainsi obtenu est alors introduit dans un autoclave, dans lequel on établit une température de 140 C et une pression de 8 bars On maintient ces conditions pendant 2 heures 25498 1 9 environ Après réduction de la pression et abaissenment de la temperature, on retire l'empilenent de l'autoclave, on retire le contre-moule et on sépare les cinq feuilles de verre recouvertes d'une couche de polyuréthane polyurée. Ensuite, on dépose sur chacun de ces vitrages à deux feuilles une feuille supplentaire de 0,3 mm d'épaisseur comprenant essentiellement un polyuréthane hautement élastique réticulé tridimensionnellement, et on fabrique un assemblage préliminaire par calandrage à température ambiante La composition de cette feuille, qui sert de cou10 che auto-cicatrisable pour le vitrage, est décrite par exemple dans la publication de brevet allemand DE-AS 26 29 779 On dépose ensuite une feuille de polypropylène, servant d'agent de séparation, sur la feuille de polyuréthane hautement élastique et on superpose les quatre autres vitrages à deux feuilles, après les avoir également recouverts d'une 15 feuille de polyuréthane hautement élastique, assemblée de façon préliminaire par calandrage et en intercalant à chaque fois une feuille de polypropylène On recouvre 1 ' empilement de la sixième feuille de verre, qui a également servi précédemment de "contre-inmoule", et on introduit le tout dans un autoclave, dans lequel on établit une température de 20 100 'C et une pression de 8 bars On effectue ainsi la liaison définitive entre la feuille de polyuréthane-polyurée thermoplastique et la feuille de polyuréthane hautement élastique Après réduction de la pression et abaissement de la température, on retire l'empilement de l'autoclave, on retire le "contre-noule" et on sépare les vitrages. 25 Exemple 2: On procède au bombage et à la trempe d'une série de feuilles de verre float de 4 mm d'épaisseur, au moyen d'un dispositif de trempeboabage, tel qu'il est par exemple décrit dans la publication de brevet européen EP-0003 391 On bombe les feuilles de verre en leur donnant 30 une forme qui réponde aux critères exigés pour les pare-brise d'automobiles On en choisit six dont le bombage est sensiblement identique Elles serviront pour la fabrication des vitrages feuilletés selon 1 ' invention. On applique cette fois sur la face concave de la feuille de 35 verre une feuille de matière plastique telle que décrite dans la publication de brevet français 2 398 606 comprenant deux couches: une couche d'un polyuréthane thermoplastique ayant des propriétés d'adhésion, fabriquée par coulée sur un support, et une couche en polyuréthane hautement élastique réticulée tridimensionnellement également fabriquée 25498 1 9 par coulée sur un support On la presse légèrement pour la fixer provisoirement à la feuille de verre On dépose ensuite une feuille de séparation en polypropylène sur la feuille de matière plastique et on met en place un autre assemblage d'une feuille de verre et d'une feuille de matière plastique préparé de la même façon On superpose ainsi cirnq assemblages en intercalant à chaque fois une feuille de polypropylène, puis on met en place une sixième feuille de verre qui sert de "contremoule". On place cette superposition d'assemblages dans une enceinte, 10 dans lequel on peut faire le vide On met le récipient sous vide de façon à évacuer l'air susceptible d'être emprisonné entre les couches On forme ainsi un assemblage préliminaire unique Tout en maintenant le vide dans l'enceinte, on procède à l'ensachage de l'empilement dans une feuille étanche à l'air, et au soudage de cette feuille, par exemple 15 selon le procédé décrit dans la publication de brevet allemand DE-AS 20 24 781. On introduit ensuite la superposition d'assemblages entourée de son emballage étanche à l'air, dans un autoclave En maintenant une pression de 10 bars et une température de 140 C, on effectue la liaison 20 définitive entre la feuille de verre et la feuille à deux couches de matière plastique qui vont conposer le vitrage feuilleté, et cela pour les cinq assemblages de ces feuilles que l'on a superposés Après réduction de la pression et abaissement de la température, on sort la superposition d'empilement de l'empilage, on retire la contre-plaque et 25 on sépare les cinq vitrages feuilletés fabriqués. Exaemple 3: On procède de façon tout à fait analogue à celle décrite dans l'exemple 2, mais on utilise cette fois une feuille de verre recuit de 2, 6 mm d'épaisseur sur laquelle on dépose une feuille de matière plas30 tique à double couche Cette feuille est obtenue de la façon suivante: la première couche formée, par exeiple la couche de nmatière plastique autocicatrisable, est une couche de polyuréthane thermodurcissable de 0,3 mm d'épaisseur, formée par coulée d'un mélange hcmogène sur un support en verre mobile défilant de manière continue, et revêtu d'un agent 35 de séparation qui peut être par exemple celui décrit dans la publication de brevet francçais 2 383 000, à savoir un produit d'addition modifié d' éthylène oxyde Ce mélange contient les proportions suivantes de: 1000 g d'un polyéther d'un poids moléculaire d'environ 450 obtenu par condensation d'oxyde de 1,2 propylène avec du 2,2-bis (hydroxynméthyl) -1 butanol et ayant une teneur en radicaux hydroxyles libres d'environ 10,5 à 12 %, contenant 1 % en poids d'un stabilisant, 0,05 % en poids d'un catalyseur, à savoir du dilaurate de dibutylétain et 0,1 % en poids d'un agent nappant. 1020 g d'un biuret de 1,6-hexanediisocyanate ayant une teneur en radicaux isocyanates libres d'environ 23,2 %. On utilise une tête de coulée telle que celle décrite dans la publication de brevet français 2 347 170 On forme une couche uniforme qui après polyménrisation sous l'effet de la chaleur, par exenple envi10 ron 15 minutes à 120 C, présente une épaisseur d'environ 0,19 nmm et des propriétés d'autocicatrisation. Pour fabriquer la couche ayant des propriétés d'absorbeur d'énergie, on prépare au préalable le composant polyol -en mélangeant un polytètraméthylèneglycol de masse moléculaire 1000 (par exemple le pro15 duit comercialisé sous l'appellation Polymeg 1000 par la Société QUAKER OATS), avec du butanediol-1,4, les proportions des deux constituants étant telles que le polytètraméthylèneglycol apporte 0,37 équivalent en groupes hydroxyles alors que le butanediol-l,4 en apporte 0,63. Au composant polyol on incorpore un stabilisant à raison de 0,5 % en poids de la masse totale du composant polyol et du composant isocyanate, un agent nappant à raison de 0,05 % en poids calculé de la kmne façon et un catalyseur à savoir du dilaurate de dibutylétain à raison de 0,02 % en poids calculé de la nmême façon que préc&demnent. Le composant isocyanate utilisé est du 3-isocyanatoeéthyl3,5,5 trimnthylcyclohexylisocyanate (IPDI) présentant des fonctions urées obtenues par hydrolyse partielle de 1 'IPDI et ayant une teneur en groupements NCO d'environ 31,5 % en poids. Les composants sont pris en quantités telles que le rapport 30 NCO/OH est de 1 Après dégazage sous vide des composants, le mnlange porté à environ 40 C est coulé à l'aide d'une tête de coulée comme celle décrite dans la publication de brevet français 2 347 170, sur la couche de polyuréthane autocicatrisable forméne précedemment On forme ainsi une 35 couche d'environ 0,53 mm d'épaisseur qui est soumise à un cycle de polymérisation consistant en 25 minutes de chauffage à 120 C environ. La feuille à deux couches est retirée du support en verre et elle peut être manipulée aisément, stockée ou utilisée juste après pour la fabrication des vitrages feuilletés. REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un vitrage feuilleté de sécurité comprenant une feuille de verre et une feuille de matière plastique souple formée elle-muêe d'au moins une couche, dans lequel on fait un empilage des éléments constitutifs du vitrage, on fabrique éventuellement un assemblage préliminaire de ces éléments, avant ou après avoir appliqué sur la feuille de matière plastique un "contre-moule" dont la forme correspond à celle de la feuille de verre, on soumet l'ensemble à des conditions élevées de temprature et de pression, et on retire le 10 "contre-moule" lorsque la liaison entre les éléments est définitive, caractérisé en ce que l'on fait une superposition de plusieurs empilages, de façon telle que la face de chaque feuille de verre non recouverte de la feuille de matière plastique sert de "contre-moule" l'empilage imméndiat, voisin, le dernier empilage étant recouvert d'un 15 "contre-nmoule" final et un agent de séparation étant inséré entre chaque empilage, et on soumet cette superposition à des conditions élevées de température et de pression susceptibles d'assurer une laison définitive entre les éléments constitutifs de chaque vitrage. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le 20 traitement dans des conditions de température et de pression a lieu dans un autoclave à une température de 100 à 140 C et sous une pression de 6 à 10 bars. 3 Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'agent de séparation est une feuille de polypropylène. 4 Procèdé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on fabrique séparément des assemblages préliminaires par passage des éléments constitutifs du vitrage entre deux rouleaux d'une calandreuse. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé 30 en ce que l'on fabrique, par calandrage à température ambiante, un assemblage préliminaire unique correspondant à plusieurs vitrages. 6 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on empile les éléments correspondant à la composition de plusieurs vitrages feuilletés, on applique un "contre-moule" final et 35 on fabrique à partir de cet empilage, à l'aide d'une enceinte dans laquelle on fait le vide, un assemblage prélinminaire unique que l'on soumet tel quel aux conditions élevées de température et de pression. 7 Procèdé selon la revendication 6, caractérisé en ce que avant de soumettre l'assemblage préliminaire unique aux conditions éle- vées de température et de pression, on l'ensache dans un emiballage, connecté à une pompe à vide, on scelle l'emballage et on le place dans une enceinte sous vide. 8 Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les feuilles de verre sont des feuilles de verre trenpe. 9 Procdé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le "contre-moule" final est une feuille de verre fabriquée selon le m Tme procédé que les feuilles de verre destinées à entrer dans la composition des vitrages feuilletés.