Brevet FR2653704A1 — publié le 19910503

La présente invention concerne la fabrication de vitrages à motifs colorés. Elle a pour objet des vitrages feuilletés comportant au moins deux panneaux d'un matériau rigide transparent tels que feuilles de verre, réunis par au moins une couche intercalaire de matière thermoplastique de liaison, adhérant auxdits panneaux, ladite couche contenant des particules d'un matériau coloré, et un procédé de fabrication de tels vitrages. Des vitrages de ce type ont été décrits notamment par le brevet français 872.976, qui propose des vitrages feuilletés à effets décoratifs dans lesquels la liaison entre les feuillets constitutifs est assurée par un ciment diaphane inaltérable contenant des particules de matières inaltérables à la lumière. Le ciment peut, selon ce document, être préparé à l'aide de produits minéraux ou organiques, naturels ou synthétiques, tels que vinylpolymères ou polyvinylacétates et autres matériaux déjà connus dans la technique des verres composites de sécurité. Selon l'exemple de réalisation décrit par ce document, le procédé de fabrication de ces produits comprend la dissolution des matériaux constitutifs du ciment dans un solvant, et le mélange avec un plastifiant et avec les particules, puis le dépôt par pistoletage de la suspension obtenue sur celles des faces des feuilles de verre qui doivent être réunies. Cette technique est sans doute susceptible d'être adaptée à la création de motifs décoratifs, mais elle présente l'inconvénient de conduire à des produits de vieillissement aléatoire, dès lors que les particules se présentent dans l'intercalaire aux niveaux élevés de concentration nécessaires en vue de l'obtention de couleurs intenses sous de faibles épaisseurs de couche intercalaire en particulier en présence de conditions climatiques rigoureuses, ces fortes densités de particules favorisent décollement et opacification progressifs de la couche, par suite de la pénétration de l'humidité et/ou d'autres composants de l'air au sein de ladite couche. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Elle a pour objet un vitrage feuilleté à motifs comprenant au moins deux panneaux d'un matériau rigide transparent, tel que verre, réunis par au moins une couche intercalaire de liaison adhérant auxdits panneaux rigides et contenant des particules d'un matériau solide coloré, lesdites particules se trouvant localisées dans une zone médiane de 11 épaisseur de ladite couche intercalaire et dans des régions délimitées de l'étendue de ladite couche. Dans une forme avantageuse de réalisation, lesdites particules présentent une granulométrie strictement limitée supérieurement et sont réparties dans ladite zone médiane en une épaisseur de l'ordre de la dimension maximale desdites particules. En outre, les zones externes de la couche intercalaire, extérieures à ladite zone médiane et exemptes de particules, présentent une épaisseur d'au moins 1/10 et de préférence 1/5 de celle de ladite zone médiane contenant les particules. Des matériaux thermoplastiques sont de préférence utilisés pour constituer la couche intercalaire de liaison, et plus particulièrement la zone médiane. Ils sont avantageusement choisis parmi les nombreux produits proposés pour la fabrication des vitrages feuilletés, et le polyvinylbutyral ou PVB, notamment, convient bien à la mise en oeuvre de l'invention, avec les teneurs usuelles en plastifiant. On préfère cependant, selon l'invention, majorer quelque peu ces teneurs pour la zone médiane, contenant lesdites particules solides, par rapport aux zones externes de ladite couche intercalaire. Les particules solides enrobées dans le matériau constituant le liant de la zone médiane de la couche intercalaire sont composées avantageusement de matériaux présentant une bonne compatibilité avec ledit liant, et auxquels, en particulier, ledit liant présente de bonnes propriétés d'adhérence. En particulier lorsqu'il est fait appel au PVB pour constituer la zone médiane, les particules solides sont avantageusement formées de matériaux du type des verres minéraux. Selon l'invention, un même vitrage peut contenir, réparties en des zones spécifiques et distinctes de son étendue, des particules de natures différentes. L'invention permet en outre de tirer profit des propriétés de certains verres qui ne sont susceptibles d'être obtenues que dans des conditions incompatibles avec les techniques usuelles de fabrication du verre plat et des vitrages feuilletés en particulier : par exemple un verre présentant des propriétés optiques particulières à l'état fortement trempé sera avantageusement utilisé pour constituer les particules d'un vitrage selon l'invention, dans la perspective de ces propriétés, alors qu'il ne pourrait lletre pour constituer le vitrage lui-même. Elle permet également de varier les effets obtenus en jouant sur divers paramètres externes tels que la température ou la nature des rayonnements utilisés pour l'application visée.Elle se propose en particulier, en vue de certaines applications ou de certains effets spéciaux, et selon le paramètre externe actif choisi, de faire appel à des matériaux respectivement soit thermochromiques, soit photochromiques et en particulier à des verres photochromes, des particules de tels verres pouvant conférer au vitrage des colorations diverses et variables, soit dans certains détails ou motifs, soit pour constituer les fonds. Lesdites particules sont préparées avantageusement, généralement, à partir de blocs ou de calcin de verres fortement colorés, qui sont soumis à un broyage et à un criblage adaptés à la granulométrie visée. Pour certaines applications, les particules sélectionnées sont avantageusement soumises à un rebrûlage ménagé, conduisant à un arrondissage des arêtes vives, qui peut être poussé jusqu'à la sphérulisation, c'est-à-dire l'obtention de particules quasi-sphériques. Lorsque le matériau constitutif présente un indice de réfraction sensiblement supérieur à celui de la zone médiane de la couche intercalaire, les particules ainsi sphérulisées peuvent trouver des applications dans lesquelles leurs propriétés de réflexion de type catadioptrique sont mises à profit, par exemple pour la confection de panneaux de signalisation ou de publicité, pour la fabrication de garde-fous, etc... Dans une variante de réalisation de vitrages selon l'invention mettant en oeuvre des particules d'un matériau photochromique ou thermochromique présentant un état dans lequel ses propriétés colorimétriques sont très voisines de celles de la couche intercalaire elle-même, on prévoit de faire appel, plus particulièrement, pour constituer ladite couche intercalaire baignant lesdites particules, à un produit présentant un coefficient de réfraction très voisin de celui desdites particules. Ainsi, sous l'effet du paramètre actif, respectivement le rayonnement incident ou la température, lesdites particules pourront-elles apparaître ou disparaître complètement. Les panneaux selon l'invention visent plus généralement à présenter des dessins, ou motifs, observables par transmission, susceptibles de s'apparenter à ceux d'un vitrail. Une technique de fabrication de tels vitraux sera exposée en détail plus loin, cette application de llinven- tion présentant de grands avantages, notamment au plan économique, sur les procédés traditionnels. L'invention a également pour objet un procédé pour la fabrication des vitrages à motifs colorés décrits plus haut. Le procédé de fabrication selon l'invention comprend le dépôt, en des sites choisis d'un premier feuillet de matière thermoplastique transparente, d'une couche de particules calibrées d'un matériau solide coloré, la mise en place sur ledit premier feuillet, ainsi revêtu, d'au moins un second feuillet de matière thermoplastique de même nature ou de nature compatible, c'est-à-dire miscible ou soudable à chaud, que celle du premier feuillet, l'ensemble étant ensuite placé, après interposition éventuelle de feuillets thermoplastiques intercalaires supplémentaires, entre deux panneaux transparents rigides, tels que feuilles de verre, et l'empilement obtenu soumis aux opérations usuelles de feuilletage, comportant par exemple un calandrage dudit empilement, ou une mise en sac étanche, sous atmosphère de pression réduite par rapport à la pression atmosphérique, suivis d'un traitement thermique en autoclave sous fortes pressions, conduisant au ramollissement du ou des matériaux thermoplastiques compris dans l'empi- lement. La température maximale et la durée du traitement thermique sont réglées pour que l'air inclus, notamment parmi les particules, se trouve pratiquement éliminé de l'empilement et que lesdites particules se retrouvent totalement baignées par ledit matériau thermoplastique. Préalablement à la mise en place des particules sur ledit premier feuillet de matière thermoplastique, celui-ci peut avantageusement avoir été placé sur l'un des deux panneaux rigides transparents, disposé de préférence sur un support horizontal. Divers exemples de mise en oeuvre du procédé de l'invention sont décrits en détail ci-après, en référence aux dessins annexés qui représentent : - figure 1 : une vue schématique en coupe de divers éléments d'un empilement obtenu selon un premier mode de préparation selon l'invention, avant de le soumettre au traitement thermique de feuilletage, - figure 2 : une vue schématique en coupe du vitrage obtenu à l'issue dudit traitement, - figure 3 : une vue schématique en coupe des premiers éléments d'un empilement à évidements pour particules réalisé selon un autre mode de préparation, - figure 4 : une vue schématique en coupe d'un vitrage fini comprenant des motifs permettant de distinguer 3 types d'éléments colorés, - figure 5 : une vue schématique en coupe d'un feuil à empreintes pour particules, réalisé par frittage de matière thermoplastique pulvérulente, - figure 6 : une vue éclatée en perspective de deux feuils à rainures parallèles pour vitrage à effet de persiennes vénitiennes. Exemple I On décrit ci-après, avec référence aux figures un procédé de fabrication d'un vitrage selon l'invention, en mettant l'accent sur les moyens utilisés pour localiser avec précision les sites des particules solides au sein de la couche intercalaire du vitrage. Sur un feuillet 1 de butyral de polyvinyl de 0,76 mm d'épaisseur, disposé sur un panneau 2 de verre flotté incolore de 4,2 mm, on dépose selon des plages 3, au travers d'un écran de sérigraphie au dessin desdites plages, correspondant aux motifs souhaités pour une nature, ou une couleur, déterminée de particules solides colorées, une fine couche 3a d'un solvant dudit butyral tel que l'éthanol, avantageusement additionné d'une faible proportion d'un plastifiant tel que l'adipate de di n hexyle, destinée notamment à jouer momentanément un rôle d'adhésif pour lesdites particules. Cette mesure est particulièrement utile dans le cas des vitrage bombés. On dépose ensuite sur lesdites plages 3 une couche de particules 4 sensiblement sphériques du verre fortement coloré en bleu de la composition donnée dans le tableau ci-après, criblées à un diamètre compris entre 0,4 et 0,6 mm, ladite couche présentant une épaisseur limitée pratiquement à 0,6 mm, diamètre des plus grosses billes. Analyse du verre bleu (% pondéral) SiO2 54,3 Na2O 0,4 SO, 0,1 K20 0,3 Au203 13,8 B203 6,4 CaO 21,9 F- 0,7 MgO 0,4 CoO 2,0 Mélange vitrifiable utilisé (en kg pour 100 kg de verre) Colémanite 16,84 Spath fluor 3,0 Kaolin Sika 17,1 Kaolin Kick 26,8 Silice E10 30,5 Calcaire 27,7 Sulfate de sodium 0,8 Oxyde de cobalt 2,2 Pour déposer de manière fiable et reproductible une telle couche selon les motifs désirés, on fait appel à un dispositif à caisson sous dépression présentant une face à plages perforées à la forme du vitrage, les perforations étant de section inférieure au diamètre des plus petites particules, et les plages correspondant aux motifs souhaités : le caisson est placé sous dépression pour retenir les particules sur les plages perforées, puis sous surpression pour les libérer au contact dudit premier feuillet rendu adhésif, dans les sites choisis. On recouvre aussitôt ces premiers éléments de l'empilement d'un second feuillet 1' de PVB de mêmes caractéristiques que le premier feuillet 1, puis d'un second panneau 2', semblable au panneau 2. Cet ensemble est ensuite placé dans un sac étanche muni d'une valve et relié à une installation de pompage, et est soumis au traitement thermique en autoclave usuel de feuilletage, tel que rappelé plus haut. La température y est montée à un niveau de l'ordre de 1350C ; maintenue à cette valeur durant environ l heure, elle provoque le ramollissement du PVB des feuillets l et l' et l'élimination du solvant, et-amène lesdites feuillets à se confondre en une couche quasi homogène baignant les particules. On observe que les particules se trouvent noyées dans une zone médiane de la couche de liaison la comprise entre les panneaux 2 et 2', et sans possibilité de contact avec lesdits panneaux, ainsi que le montre la représentation du vitrage fini donnée par la figure 2. Des échantillons desdits vitrages à motifs ont été soumis avec succès à des cycles d'essais climatiques permettant d'assurer la garantie décennale en usage dans les professions du bâtiment. Exemple 2 En variante de la technique de l'exemple précédent, on prépare un mélange du solvant et de billes 4 semblables en un verre de fort indice de réfraction, supérieur à celui du PVB, et on dépose ledit mélange sur le feuillet 1, sur les seules plages désirées, au travers d'un écran sérigraphique dont l'ouverture de maille est d'environ l mm, c'est-à-dire supérieure à la dimension des billes. On complète ensuite l'empilement par le feuillet 1' et le panneau 2, comme dans l'exemple précédent, et on le soumet au traitement de feuilletage. On obtient ainsi un panneau à motifs réfléchissants de type catadioptrique. Exemple 3 La délimitation des plages destinées à recevoir des particules solides est obtenue, selon cet exemple, illustré par la figure 3, en ménageant des évidements 5 dans au moins un feuillet intermédiaire 6 de matière thermoplastique, prenant place dans l'empilement du vitrage feuilleté entre les deux feuillets externes 1 et 1' en contact avec les panneaux transparents 2 et 2'. Les évidements 5 peuvent être obtenus par poinçonnage de la feuille de matière plastique, celle-ci étant choisie d'une épaisseur de préférence légèrement inférieure à la dimension moyenne des particules. Les évidements sont emplis de particules 4 et refermés par le feuillet 1' de matière thermoplastique sans évidement, mais il est également possible de superposer, tel que représenté à la figure 4, plusieurs feuillets 6, 7, 8 munis d'évidements distribués de manière à éviter toute coïnci- dence entre les évidements d'un feuillet donné 7 et ceux des feuillets qui l'encadrent 6 et 8 selon une structure d'empilement permettant de mettre en oeuvre des particules de diverses couleurs.La mise en place des feuillets successifs à évidements comporte autant d'étapes d'emplissage desdits évidements par des particules de la couleur correspondante (non représentée à la figure 4) et est complétée par le dépôt du second panneau solide transparent 2', après interposition d'au moins ledit second feuillet thermoplastique 1' isolant ledit second panneau 2' des particules déposées en dernier. Le traitement de feuilletage est ensuite appliqué à 1'empilement obtenu. Exemple 4 Selon un principe analogue, on se propose dans cet exemple, donné en référence à la figure 5, de faire appel, à titre de premier feuillet de matière thermoplastique de liaison, à un feuil 11, préparé par frittage sommaire à chaud d'une poudre plastifiée dudit matériau thermoplastique, tel que PVB comprenant des empreintes 12 en creux des motifs souhaités et laissant subsister une épaisseur notable de matière au fond des creux, la profondeur p desdites empreintes étant au moins de l'ordre de la dimension maximale des particules qu'elles visent à recevoir afin de faciliter leur mise en place Des feuils à empreintes de même type que le feuil 11 sont préparés pour chacune des couleurs, ou chacun des types de particules : ils peuvent être successivement garnis de particules et superposés dans la position adéquate puis recouverts d'une feuille 1', et deux panneaux rigides 2 et 2' placés de part et d'autre complètent l'empilement à soumettre au feuilletage. Lors du traitement thermique que comporte cette opération, les feuils de matériau thermoplastique fritté voient leur porosité s'annuler, et leur densité apparente atteindre celle du produit en masse, conduisant ainsi à l'obtention d'un feuilleté dont l'intercalaire, hormis la présence des particules colorées, présente la transparence habituelle du produit en masse. Exemple 5 Une structure d'empilement du type de celle de l'exemple 4 permet d'ailleurs des effets spéciaux, résultant notamment de l'incidence sous laquelle le vitrage est observé, ou est éclairé. Dans le présent exemple, illustré par la figure 6, un jeu de rainures parallèles équidistantes 14a et 15a est introduit dans chacun d'au moins deux feuils frittés thermoplastiques 14 et 15, et des particules colorées sont disposées dans les rainures de chacun desdits feuils. La superposition des feuils ainsi garnis de particules dans l'empilement d'un feuilleté, comme décrit dans l'exemple précédent, conduit à l t obtention de vitrages à effet de persiennes vénitiennes, permettant d'assurer à la fois une protection contre la chaleur dans les heures chaudes de la journée, correspondant à une incidence des rayons solaires telle que les bandes de l'un des intercalaires apparaissent décalées par rapport à celles de l'autre, et une visibilité maximale à l'horizontale, pour laquelle les deux réseaux de bandes apparaissent superposés L'invention prévoit également d'affecter à chaque réseau une couleur différente. Dans une forme de réalisation avantageuse, on fait appel à trois réseaux, chacun adoptant l'une des couleurs fondamentales, ce qui permet d'obtenir à l'intérieur du local équipé de tels vitrages une lumière neutre. REVENDICATIONS 1. Vitrage feuilleté à motifs, comprenant au moins deux panneaux (2, 2') d'un matériau rigide transparent, tel que verre, réunis par au moins une couche intercalaire (la) de liaison, adhérant auxdits panneaux rigides et contenant des particules (4) d'un matériau solide coloré, caractérisé en ce que lesdites particules (4) se trouvent localisées dans une zone médiane de l'épaisseur de ladite couche intercalaire (la) et dans des régions délimitées (3, 5, 12) de l'étendue de ladite couche. 2. Vitrage feuilleté selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites particules (4) présentent une granulométrie étroitement limitée supérieurement, et sont réparties dans ladite zone médiane sur une épaisseur de l'ordre de la dimension maximale desdites particules. 3. Vitrage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les zones externes de ladite couche intercalaire (la), extérieures à ladite zone médiane et exemptes de particules (4), présentent une épaisseur d'au moins 1/10 et de préférence 1/5 de celle de ladite zone médiane contenant les particules. 4. Vitrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite couche intercalaire (la) comporte un matériau thermoplastique de préférence plastifié, pour constituer au moins ladite zone médiane. 5. Vitrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la teneur en plastifiant de la zone médiane est supérieure à celle des zones externes. 6. Vitrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les particules solides (4) sont constituées d'un matériau présentant une bonne compatibilité, et en particulier une bonne adhérence, avec le liant constitutif de la zone médiane. 7. Vitrage selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites particules solides (4) sont constituées de verres, de préférence de type minéral. 8. Vitrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient, réparties en des zones (5, 12) spécifiques et distinctes de son étendue, des particules (4) de natures différentes. 9. Vitrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il contient des particules (4) en un matériau photochromique, tel que verre photochrome. 10. Vitrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites particules (4) présentent des arêtes vives. 11. Vitrage selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que lesdites particules (4) présentent une forme sensiblement sphérique. 12. Vitrage selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdites particules (4) présentent un indice de réfraction supérieur à celui du matériau constitutif de la zone médiane de la couche intercalaire (la). 13. Vitrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau thermoplastique de la couche intercalaire, au moins dans ladite zone médiane, comprend du butyral de polyvinyle ou PVB. 14. Vitrage selon la revendication 13, caractérisé en ce que le plastifiant est ltadipate de di n hexyle. 15. Vitrage selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte trois réseaux de bandes parallèles (14a), chacun d'une des trois couleurs fondamentales du spectre visible. 16. Procédé de fabrication d'un vitrage feuilleté à motifs colorés selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend le dépôt, en des sites choisis (3a) d'un premier feuillet (1) de matière thermoplastique, d'une couche de particules calibrées (4) d'un matériau solide coloré, puis d'au moins un second feuillet (1') de matière thermoplastique de même nature ou de nature compatible, c'est-à-dire soudable ou miscible à chaud, que celle du premier feuillet (1), l'ensemble étant placé, après interposition éventuelle de feuillets thermoplastiques intercalaires supplémentaires, entre deux panneaux transparents rigides (2, 2'), tels que feuilles de verre, et l'empilement obtenu soumis aux opérations usuelles de feuilletage, comportant mise sous compression dudit empilement, sous atmosphère de pression réduite par rapport à la pression atmosphérique et traitement thermique de ramollissement du ou des matériaux thermoplastiques de l'empilement. 17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'un solvant éventuellement additionné d'une faible proportion de plastifiant du matériau thermoplastique utilisé est introduit au contact des particules (4) préalablement à ou lors de la préparation dudit empilement. 18. Procédé selon l'une des revendications 16 et 17, caractérisé en ce que lesdites particules (4) sont mises en place au travers d'un écran sérigraphique. 19. Procédé selon l'une des revendications 16 0 18, caractérisé en ce que lesdites particules (4) sont déposées dans des évidements (5) d'au moins un feuillet intermédiaire (6, 7, 8) de matière thermoplastique, à disposer au sein dudit empilement et séparer des panneaux externes (2, 2') par au moins un feuillet externe (1, 1') de matière thermoplastique compatible avec celle du feuillet (6, 8). 20. Procédé selon l'une des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que lesdites particules (4) sont déposées dans des empreintes (12, 14a, 15a) d'au moins un feuil intermédiaire (11, 14, 15) en matériau thermoplastique particulaire plastifié fritté, à disposer au sein dudit empilement, celui-ci étant complété de manière à séparer lesdites particules (4) des panneaux externes rigides (2, 2') par au moins un feuillet externe (1, 1') de matière thermoplastique compatible avec celle du feuil (11, 14, 15), ou un feuil de matériau thermoplastique particulaire plastifié fritté. 21. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce l'on dépose les particules (4) d'une nature déterminée dans les sites choisis (3a, 5, 12, 14a, 15a) des supports (1, 6, 7, 8, 11, 14, 15) correspondant à ladite nature de particules, à l'aide d'un dispositif de préhension par dépression comprenant une plaque perforée à masque au dessin en négatif desdits sites.