Brevet FR2582963A1 — publié le 19861212

AGENT D'ADSORPTION POUR VITRAGES MULTIPLES L'invention est relative aux vitrages multiples, destinés a l'isolation thermique et/ou phonique des bâtiments, comportant au moins deux feuilles translucides, par exemple en verre, maintenues a un écartement donné au moyen d'espaceurs rigides creux et d'un joint d'étanchéité périphérique. Il est connu de réaliser des vitrages multiples constitués d'au moins deux feuilles de verre séparées par un cadre entretoise formé par exemple â l'aide de profilés d'aluminium creux, réunis deux â deux par des pièces d'angles. Le cadre entretoise délimite entre les deux feuilles de verre une lame d'air d'épaisseur constante. La cohésion et l'étanchéité du vitrage sont assurées par au moins un joint périphérique par exemple une résine du type polysulfure. Ce joint périphérique protège de l'eau, de la vapeur d'eau et des poussières les faces internes des feuilles de verre, inaccessibles lorsque le vitrage est monté. Toutefois, de la vapeur d'eau est systématiquement emprisonnée dans la lame d'air intercalaire en quantité fonction du degré hygrométrique de l'atmosphère de l'atelier de fabrication du vitrage. De plus, les joints d'étanchéité, même d'excellente qualité, présentent toujours une légère perméabilité a la vapeur d'eau. En hiver, le point de rosée humide dépendant de la pression partielle en vapeur d'eau de la lame d'air, est couramment atteint même dans les régions tempérées et une condensation apparait dans l'espace intercalaire. Pour remédier a cet inconvénient observé de longue date, la pression partielle en vapeur d'eau de la lame d'air intercalaire est abaissée par l'emploi d'au moins un agent d'adsorption deshydratant. En plaçant dans un des profilés du cadre entretoise par exemple un tamis moléculaire ou du gel de silice, ou encore un mélange de ces deux corps mis en contact avec la lame d'air intercalaire grâce i des petites perforations ou une fine fente percée dans le profilé d'aluminium, on abaisse le point de rosée humide jusqu'a une température inférieure a -40'C. D'autre part, le joint d'étanchéité organique est â l'état solvaté au moment de son extrusion et même après polymérisation quelques traces de solvant restent présentes dans le joint, et sous l'effet de la chaleur et des rayonnements ultraviolets, ces molécules de solvant sontlibérées dans la lame d'air intercalaire, ce qui crée un point de rosée chimique du vitrage. Comme le point de rosée humide, le point de rosée chimique est abaissé par l'ajout dans le cadre entretoise de tamis moléculaires ou de gel de silice. La solution la plus courante est de recourir â un agent d'adsorption convenant tout a la fois à la vapeur d'eau et aux solvants comme par exemple un tamis moléculaire de 10 Angströms.On peut aussi utiliser des mélanges d'agents d'adsorption plus spécifiques a certaines molécules. Ainsi, la publication de brevet française 2 294 314 décrit un intercalaire pour vitrages multiples formé de deux cordons en matière plastique : un premier cordon comportant notamment du polyisobutylène assurant essentiellement l'espacement des feuilles de verre et un second cordon en polysulfure complétant l'étanchéité déjà fournie par le cordon polylsobutylène. Les points de rosée humide et chimique sont maintenus très bas par l'emploi de faibles quantités de tamis mol-éculaîres de 4 Angstrôms spécifique à la vapeur d'eau et de 10 Angstrôms spécifique des solvants et de la vapeur d'eau.Ce document s'écarte toutefois nettement de la présente demande relative aux vitrages multiples comportant un cadre entretoise rigide. En effet le premier cordon en polylsobutylène adhère aux deux feuilles de verre et épouse parfaitement celle-ci même si les feuilles de verre présentent de petites irrégularités de surface. Tel ne peut être le cas avec un cadre entretoise rigide qui ne joue pratiquement aucun rôle pour l'étanchéité. De plus, l'agent d'adsorption est au contact direct de la lame d'air intercalaire dans le cas des vitrages à cadre rigide. Dans la publication de brevet française 2 432 605, il est alors observé que se produisent des phénomènes de désorption des molécules d'azote et d'oxygène de la lame d'air intercalaire, molécules de diamètres inférieurs à ceux des molécules de solvants et donc susceptibles d'être adsorbées au préalable par l'agent d'adsorption désolvatant. Ce phénomène d'adsorp tion-désorption crée d'importantes variations de pression dans la lame d'air intercalaire qui entratnent un mouvement de rapprochement et d'écartement des feuilles de verre, ce mouvement répété nuisant a la bonne étanchéité du joint organique.Le document 2 432 605 précité propose d'employer un agent d'adsorption zéolithique, adsorbant la vapeur d'eau mais non l'oxygène ou l'azote, du type tamis moléculaire de 3 A et un agent d'adsorption non zéolithique â forte affinité pour les molécules de solvant, du type gel de silice. La demanderesse a toutefois observé qu'outre sa réversibilité à l'égard de l'azote et de l'oxygène, réversibilité commune à tous les agents d'adsorption désolvatants, le gel de silice est aussi réversible à l'égard de la vapeur d'eau et des solvants. La résersibilité a l'égard des solvants est très gênante car ceux-ci peuvent tacher ou altérer les surfaces internes des feuilles de verre, notamment lorsque celles-ci sont recouvertes de couches leur conférant des propriétés optiques particulières. De plus, à 500C le gel de silice a une capacité d'adsorption de la vapeur d'eau de seulement 2,5 %, dû sorte que si la température s'abaisse brutalement, le point de rosée humide peut être atteint et on observe une certaine condensation. De fait, il apparait que la seule mesure des points de rosée chimique et humide peu après la fabrication du vitrage n'est pas suffisante pour assurer une parfaite qualité du vitrage multiple lorsque celui-ci comporte un cadre entretoise métallique. Notamment, il a été constaté par la demanderesse que les points de rosée chimique et humide n'étaient pas stables au cours du temps et pouvaient atteindre finalement des températures plausibles même dans des régions relativement tempérées. Or pour les motifs indiqués auparavant, cette remontée importante des points de rosée chimique et humide est observée que l'agent d'adsorption soit un tamis moléculaire de 10 Angstrôms ou un mélange de tamis moléculaire de 3 Angstrôms et de gel de silice. Cette observation a conduit tout d'abord la demanderesse à proposer des vitrages multiples comportant de plus grandes quantités de desséchant. Ainsi alors qu'habituellement seulement deux des cotés du cadre entretoise contiennent du desséchant, on a réalisé des vitrages dont les quatre cotés du cadre entretoise contiennent l'agent ou la composition d'adsorption. Contrairement à ce qui était attendu, ceci n'a pas conduit à une amélioration. Ainsi, lorsque l'agent d'adsorption est constitué uniquement par un tamis moléculaire de 10 Angstrôms, on observe alors que les variations de pression dans la lame d'air intercalaire sont telles que de fortes contraintes apparaissent au niveau de l'interface verre-profilé métallique, contraintes qui atteignent parfois une valeur telle qu'elles entrafnent une rupture caractéristique des feuilles de verre. Ainsi l'augmentation de la quantité de desséchant n'est pas suffisante pour assurer seule une meilleure qualité des vitrages à cadre entretoise rigide. La présente invention a pour but de proposer un vitrage multiple à cadre entretoise rigide directement au contact des feuilles de verre, qui présente des points de rosée humide et chimique très bas, même après le vieillissement naturel et/ou artificiel. Selon l'invention, ce but est réalisé en utilisant d'une part de grande quantité d'agent d'adsorption, c'est à dire par remplissage de tous les profilés creux formant le cadre entretoise rigide, et d'autre part en substituant aux agents d'adsorption habituellement utilisés un agent d'adsorption formé d'un mélange de tamis moléculaires comportant de 5 à 50 X de tamis moléculaire susceptible d'adsorber les molécules d'eau et de solvant, le complément étant fourni par un tamis moléculaire adsorbant les molécules d'eau mais non celles de solvant. De bons résultats peuvent être obtenus par exemple avec de 5 à SOX de tamis moléculaire de 10 A, avec comme complément du tamis moléculaire de 3 Angstrôms. Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, l'agent d'adsorption est introduit sous forme de granules mixtes, chaque granule étant un agglomérat d'un mélange de poudres en proportions désirées de tamis moléculaires de 3 et 10 Angstrôms. La composition d'agents d'adsorption proposée ne comprend que des tamis moléculaires c'est à dire des agents tous suceptibles d'adsorber des molécules d'eau sans phénomène de désorption même lorsque la température de la lame d'air intercalaire du vitrage multiple augmente pour atteindre par exemple SO-C, température facilement atteinte pour un vitrage exposé en plein soleil. Le tamis moléculaire de 10 Angstrôms adsorbe en outre définitivement les molécules de solvant non éliminées au cours de la polymérisation du joint organique. L'emploi de tamis moléculaire 3 Angstrôms est en général préféré à celui de tamis moléculaire 4 Angstroms, car celui-ci, bien que non susceptible d'adsorber les molécules de solvant, adsorbe de façon partiellement réversible les molécules d'azote ce qui peut entrainer des phénomènes non impropres de variation de pression dans la lame d'air intercalaire. Idéalement, la quantité de tamis moléculaire 10 Angstrôms devrait être juste suffisante pour adsorber les molécules de solvants ce qui signifierait que les molécules d'azote et d'oxygène ne seraient plus susceptibles d'être adsorbées et donc de désorbées. En pratique, on a constaté que des proportions de tamis moléculaire de 10 Angstrôms variant suivant les cas entre 10 et 30 % étaient généralement satisfaisantes c'est à dire qu'elles permettaient une adsorption totale des molécules de solvant et maintenaient a un très faible niveau les quantités d'oxygène et d'azote adsorbées et désorbées.De plus en remplissant tous les profilés du cadre entretoise avec la composition adsorbante selon l'invention, on introduit une très grande quantité d'agent deshydratant de sorte que celle-ci est suffisante pour adsorber la vapeur d'eau qui s'infiltre inévitablement petit a petit, au fur et à mesure que le vitrage vieillit et que le joint organique est fragilisé par les mouvements de la feuille de verre, entrainés par les variations de pression atmosphérique ou de température. Suivant une première mise en oeuvre de l'invention, le mélange de tamis moléculaire peut être effectué au moment du remplissage, soit au niveau de chaque profilé soit en remplissant par exemple les profilés formant les deux longueurs du cadre entretoise de tamis moléculaire 3 Angstroms, alors que les profilés formant les deux largeurs sont remplis de tamis moléculaires 10 Angstrôms. Cette mise en oeuvre présente toutefois un risque d'erreur important, les deux types de tamis moléculaires pouvant être intervertis, ou les proportions du mélange non respectées au moment de la fabrication du vitrage multiple. De plus cette opération de mélange retarde la fabrication et l'agent d'adsorption risque d'être exposé un peu plus longtemps à l'humidité ambiante ce qui diminue d'autant sa capacité d'adsorption. Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, on prépare en dehors des lieux de fabrication du vitrage multiple un mélange de billes de tamis moléculaires 10 et 3 Angstrôms ou mieux encore, des granules mixtes de tamis moléculaires, l'agglomération du tamis étant effectuée directement sur le mélange, en proportion adéquate, des deux types de tamis moléculaires. De cette façon, les étapes de fabrication du vitrage multiple selon l'invention sont rigoureusement identiques à celles nécessitées pour la fabrication d'un vitrage multiple comportant comme unique desséchant un tamis moléculaire de 10 A. Il n'y a plus a craindre d'interversion entre les tamis. De plus on ne prolonge pas l'intervalle de temps pendant lequel l'agent d'adsorption est mis en contact avec l'atmosphère de l'atelier de fabrication du vitrage multiple. L'efficacité des vitrages comportant un agent d'adsorption selon l'invention a été testée de la manière suivante : un vitrage multiple, formé par deux feuilles de verre de 4 mm espacées par une lame d'air de 6 mm délimitée par un cadre entretoise métallique, est placé pendant 14 jours dans une atmosphère à 95X d'humidité relative à une température de 55 C. On mesure sur un vitrage non soumis à ce test de vieillissement artificiel le taux moyen initial d'humidité Ti du déshydratant et sur le vitrage testé le taux moyen d'humidité Tf du déshydratant après vieillissement. Ces taux d'humidité sont mesurés par perte au feu à 950ex, sur un échantillon de 10 vitrages identiques. Avec un vitrage multiple dont deux des côtés du cadre entretoise contiennent du tamis moléculaire de 10 Angstrôms, les taux d'humidité initial et après vieillement sont égaux respectivement à Ti=3,82 et Tf=5,21. Par contre avec un vitrage selon l'invention, dont les quatre côtés du cadre entretoise#contIennent un mélange de tamis mole claire (25X 10 Angstrôms, 75% 3 Angstrôms)* ces mêmes taux sont respectivement égaux à Tu=3,1 et Tf=3,86. On constate tout d'abord que le taux initial d'humidité est moindre dans le cas d'un vitrage selon l'invention, ce qui s'explique par la plus grande quantité de desséchant utilisée. D'autre part ce taux d'humidité reste très faible après que le vitrage ait subi le test de vieillissement artificiel ce qui signifie d'une part que la perméabilité à la vapeur d'eau a été réduite et donc que la fragilisation du joint organique est restée faible et d'autre part que le desséchant est encore loin d'être saturé et est donc susceptible d'adsorber encore des quantités importantes de vapeur d'eau. Ainsi, le vitrage multiple selon l'invention présente une durée de vie nettement accrue par rapport aux vitrages multiples traditionnels. REVENDiCATIONS 1. Vitrage multiple comportant au moins deux feuilles de verre maintenues à un écartement donné par un cadre entretoise rigide et un joint organique périphérique d'étanchéité, avec placée dans les profilés creux constituant le cadre entretoise une composition d'agents d'adsorption de la vapeur d'eau et des solvants du joint organique, caractérisé en ce que tous les profileux creux du cadre entretoise sont remplis par la composition d'agents d'adsorption et que ladite composition comporte un mélange comprenant de 5 à 50% de tamis moléculaire susceptible d'adsorber les molécules d'eau et de solvant, avec comme complément un tamis moléculaire adsorbant les molécules d'eau mais non les molécules de solvant. 2. Vitrage multiple selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange comprend de 5 à 50 % de tamis moléculaire 10 Angs trôms, le complément étant fourni par un tamis moléculaire 3 Angstrôms. 3. Vitrage multiple selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mélange comprend de 10 à 30% de tamis moléculaire 10 Angstrôms. 4. Vitrage multiple selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la composition d'agents d'adsorption est introduite sous forme d'un mélange en proportion adéquate de granules formées par un agglomérat de poudre de tamis moléculaire 3 ou 10 Angstrôms. 5. Vitrage multiple selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la composition d'agents d'adsorption est introduite sous forme de granules mixtes, chaque granule étant un agglomérat d'un mélange de poudres de tamis moléculaires 10 et 3 Angstrôms, en proportion adéquate.