Brevet FR2707764A1 — publié le 19950120

La présente invention concerne une glace de phare en verre à l'usage des véhicules automobiles et plus particulièrement une glace présentant des qualités filtrantes dans le domaine des rayons ultra-violets. Les glaces de phare font partie des blocs optiques des véhicules et en consistuent la face avant. La fonction de la glace de phare est bien entendu de fermer le boîtier du bloc optique, mais également de diffuser au mieux la lumière émise par les ampoules placées en fond de boîtier. Lorsque les blocs optiques sont correctement réglés, la lumière qu'ils émettent ne doit en principe pas gêner les automobilistes circulant en sens inverse. Mais cela n'est pas toujours le cas. Un nouveau type de bloc optique prévoit l'incorporation d'une ampoule émettant de la lumière dite "noire" dans le domaine des rayons ultra-violets. Le boîtier du bloc optique est alors pourvu d'un siège supplémentaire pour la fixation d'une telle ampoule. Cette ampoule sera utilisée en association avec une ampoule classique de feu de croisement ou de phare. La lumière noire émise révèle les détails du paysage de couleur claire, d'où l'intérêt d'utiliser une telle lumière dans les pays nordiques où la neige recouvre le paysage pendant plusieurs mois de l'année. Une telle lumière fera également ressortir les panneaux de signalisation, les balises ainsi que le marquage au sol, d'où une amélioration de sécurité routière. Le principal avantage est de rendre visible une partie du paysage sans éblouir ou gêner les automobilistes roulant en sens inverse. Cependant, l'ampoule à lumière noire émet dans un spectre très Iarge d'ultra-violets allant des UVA aux UVC en passant par les UVB. Or, on sait que les UVB et C sont dangereux pour l'homme et peuvent créer des lésions graves. Seuls les UVA sont intéressants et peu nocifs. Il est déjà connu d'utiliser de l'oxyde de cérium pour bloquer les rayons UV, mais dans des domaines autres que celui des glaces de phare. De plus, jusqu'à présent, les utilisations de CeO2 se limitaient à bloquer les rayons UV émis par le soleil, sans faire de discernement entre UVA, B ou C. Dans notre cas, les UV sont émis par une ampoule et il s'agit d'en extraire les composantes nocives. La présente invention a donc pour but une glace de phare capable de filtrer sélectivement les rayons UV émis par l'ampoule à lumière noire en bloquant les UVB et C et en laissant passer les UVA. Pour ce faire, l'invention a pour objet une glace de phare en verre à l'usage des véhicules automobiles pour filtrer sélectivement des rayonnments électromagnétiques ultra-violets émis par une ampoule, le verre consistuant ladite glace de phare comprenant de l'oxyde de silicium, au moins un agent fondant et un agent affinant, caractérisé en ce que le verre comprend en outre 0,05 à 0,12% en poids d'oxyde de cérium. La limitation du domaine de teneur en CeO2 dans le verre de la glace s'explique par le fait que la barrière filtrante est très sensible aux proportions de CeO2. Dans ce domaine de 0,05 à 0,I2% en poids, les UVB et C sont quasiment tous bloqués alors que les UVA sont quasiment tous transmis. Il est particulièrement important de transmettre les UVA de plus courtes longueurs d'onde, c'est-à-dire ceux situés à proximité des UVE, pour des raisons liées directement au phénomène physique de révélation des couleurs claires. La valeur idéale de la teneur en CeQ2 est celle qui permet un blocage efficace des UVB et C sans écréter pratiquement aucun UVA. Le domaine très restreint de teneur en CeO2 correspond dont à une sélection dans un domaine connu plus large d'utilisation du Ce02 en tant qu'agent filtrant. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, le verre comprend 2 à 5% en poids d'oxyde d'alumine, lorsqu'un au moins desdits fondants utilisés est un composé oxydé sujet au phénomène de ressuage en surface de ladite glace de phare. Le composé oxydé principalement visé est le Na20. Le phénomène de ressuage des ions Na+ consiste en la migration de ces ions en surface de la glace de phare. Les ions Na+ cherchent la surface du verre car il y a un phénomène d'hydrolyse où les ions se recombinent avec l'eau. La migration des ions Na est rendue possible du fait de leur petite taille, mais d'autres ions connaissent le même phénomène, en l'occurence les ions K+ qui sont présents dans le K2O, composé oxydé également utilisé en tant qu'agent fondant dans les formules de verre classiques. Dans les contrées où règne une humidité relatiavement importante comme dans les pays nordiques, ce phénomène de ressuage est donc favorisé. La réaction apparente de ce phénomène est la formation d'un voile laiteux sur la surface de la glace qui l'opacifie quelque peu. La glace perd alors de sa transparence qui est une qualité essentielle pour une glace de phare. Pour empêcher cet effet désavantageux, il est connu d'utiliser de l'oxyde d'alumine. Cependant, dans notre cas, il existe un effet de synergie dans le résultat que procure l'emploi de ce composé en combinaison avec l'oxyde de cérium. L'A1203 préserve dans le temps la transparence de la glace en empêchant la migration des ions. Dans une glace classique, un léger voile laiteux pourrait être toléré sans trop grand préjudice pour les qualités optiques de la glace du fait de son éclairage avec des ampoules classiques. Dans notre cas, on utilise des ampoules à lumière noire, ce qui aurait pour effet immédiat de révéler le voile laiteux, et même de le faire ressortir visuellement. Le résultat serait désavantageux car la glace constituerait un écran diminuant la transmission optique dans le visible et diminuant la transmission des UVA et par le même diminuant fortement la révélation des couleurs claires du paysage. L'A1203 empêche donc la fonction du voile laiteux. L'oxyde de cérium permet de filtrer les rayons UV en éliminant ses composantes nocives et l'Al203 permet d'assurer la pérennité des qualités filtrantes procurées à la glace par l'oxyde de cérium. C'est là que réside l'effet de synergie entre les deux composés. L'invention sera maintenant illustrée au moyen d'un exemple de composition de verre donné à titre non limitatif pour la fabrication d'une glace de phare selon la présente invention Les quantités de chaque composant sont exprimées en pourcentage par unité de poids total. il existe deux sortes de verre tous deux à base d'oxyde de silicium sous forme de sable de silicate. I1 s'agit du verre sodocalcique et du verre borosilicate. Le verre borosilicate présente l'avantage d'avoir un faible coefficient de dilatation thermique, 2 à 3 fois inférieur à celui du verre sodocalcique. Cependant, il est beaucoup plus cher à la réalisation. C'est pourquoi la grande majorité des glaces de phare en verre sont constituées de verre sodocalcique. La formule de verre que nous allons décrire est du type sodocalcique et comprend: 71,65% deSiOL 0,11% de Ce02 2,91% de A1203 13,19% deNa20 9,03% de CaO 2,4% deK2O 0,71% de BaO où - Si02 est le composant de base du verre sous forme de sable de silicate; - CeO2 est l'agent filtrant des rayons UV, capable, à cette teneur, de transmettre 20% du rayonnement pour une longueur d'onde de 340 nm et 90% du rayonnement pour une longueur d'onde de 360 nm. Entre ces deux poins, la transmission est pratiquement linéaire en longueur d'onde; - A1203 est l'agent anti-ressuant empêchant la migration des ions K+, et surtout Na+; - Na2O, CaO et K2O sont des fondants dont le but est d'abaisser la température de fusion du verre; - BaO est un affinant dont le but est d'empêcher la formation de bulles dans le verre, c'est-à-dire d'améliorer son dégazage. A titre indicatif, la longueur d'onde des rayons UVA est comprise entre 315 et 400 nm et celle des rayons UVB entre 280 et 315 nm. Avec 0,11% d'oxyde de cérium, on élimine presque totalement les UVB et C, le zéro de transmission se situant aux environs des 310 nm. Pour 315 nm, la transmission lumineuse est d'environ 2,5%. Le verre ainsi dosé protège donc parfaitement des UVB et C, tout en laissant passer la majeure partie des UVA. D'autre part, pour les valeurs de longueur d'ondes supérieures à 400 nm, la transmission approche les 100%. La glace de phare utilisant un tel verre constitue donc une barrière pratiquement parfaite pour les UVB et C et un milieu presque parfaitement transparent pour les UVA et au-delà dans le domaine du visible. En rentrant plus dans le détail de la formule de verre ci-dessus décrite, on pourra également trouver sous forme de faible pourcentage du MgO qui est un autre agent fondant. Avec une analyse plus fine, encore, on révèlera la présence d'impuretés provenant du sable, du calcaire et des autres produits naturels rentrant dans la fabrication de verre tel que du feldspath. Comme impuretés, on peut trouver le Fe203, le P205 et le TiO2 qui seront limitées au maximum ( La formule de verre énoncée ci-dessus est celle qui donne les meilleurs résultats sur le pIan de la transmission lumineuse. Cependant, tout verre dont les composants sont compris dans les fourchettes de proportion du tableau suivant répondra également de façon acceptable aux exigences de l'application en question, sans sortir du cadre de l'invention. SiO2 : 65-75% CeO2 0,05 - 0,12% A1203 : 2-5% Nua20 : 10-16% CaO : 5-16% K2O : 2-5% BaO : 0,5-1,5% Revendications 1.- Glace de phare en verre à l'usage des véhicules automobiles pour filtrer sélectivement des rayonnements électromagnétiques ultra-violets émis par une ampoule, le verre constituant ladite glace de phare comprenant de l'oxyde de silicium, au moins un agent fondant et un agent affinant, caractérisée en ce que le verre comprend en outre 0,05 à 0,12% en poids d'oxyde de cérium. 2.- Glace de phare selon la revendication 1, dans laquelle le verre comprend 2 à 5% en poids d'oxyde d'alumine, lorsqu'un au moins desdits fondants utilisés est un composé oxydé sujet au phénomène de ressuage en surface de ladite glace de phare.