Brevet FR2715162A1 — publié le 19950721

Le domaine technique de la présente invention est celui des procédés de collage de surfaces transparentes de nature différente, de qualité optique, appliqués à la réalisation d'épiscopes ou de hublots dans des véhicules. De nombreuses colles ou a adhésifs existent dans le commerce pour coller une lame de verre sur un bloc en matériau plastique transparent. Ainsi, on sait coller une lame de verre sur un bloc de polyméthacrylate de méthyle à l'aide d'une colle à base de butyrale de polyvinyle. Le Brevet FR-A-2 633 059 prévoit par exemple de coller une plaque de verre sur un bloc de matériau macromoléculaire transparent en interposant une couche du monomère de carbonate d'allylglycol catalysé ou de résine époxy que l'on polymérise in situ en exerçant une certaine pression. On a constaté que tous ces procédés de collage d'une fenêtre d'entrée et de sortie en verre sur un bloc de matériau macromoléculaire transparent n'étaient pas satisfaisants. Les épiscopes ou hublots obtenus selon ces procédés présentent généralement après un cycle de vieillissement un décollement important et/ou une rupture de la lame de verre qui les rendent inaptes à leur usage militaire traditionnel. Le but de la présente invention est de fournir un procédé de collage de deux surfaces, l'une en verre et l'autre en matériau macromoléculaire transparent, procurant un coefficient de transmission de qualité optique et une liaison résistant à des températures comprises entre - 53 et + 71 C sans détérioration dans le temps. L'invention a donc pour objet un procédé de collage de deux surfaces de deux éléments l'une en verre et l'autre en matériau plastique transparent soumises à des températures allant de - 53 à + 71 C, caractérisé en ce qu'il consiste à interposer entre celles-ci une couche d'un joint adhésif apte à absorber la différence de coefficient de dilatation du verre et du matériau plastique, constitué par une couche de résine acrylique d'épaisseur comprise entre 0,5 et 3 mm environ. Selon le procédé selon l'invention, on applique d'abord le joint adhésif sur la surface en verre, et on interpose entre ledit joint adhésif et la surface de l'élément en matériau plastique, une couche de colle liquide constituée par une résine uréthane métacrylique durcissable par rayonnement ultraviolet. Selon une caractéristique du procédé selon l'invention, la couche de colle liquide a une épaisseur comprise entre 0,1 et 1 mm environ. La présente invention s'applique notamment à la réalisation d'un épiscope ou hublot pour engins militaires qui est constitué d'un bloc de polyméthacrylate de méthyle adhérent à deux fenêtres d'entrée et de sortie constituées par des lames de verre de 3 mm d'épaisseur environ, le bloc de polyméthacrylate de méthyle étant exempt de polisage au niveau de ses faces d'entrée et de sortie. Un tout premier avantage de l'invention réside dans le fait que le hublot ou épiscope obtenu selon ce procédé présente une qualité optique équivalente à celle de ses éléments constitutifs. Un autre avantage réside dans la simplicité de mise en oeuvre du procédé. Un autre avantage réside encore dans l'élimination de toute bulle d'air entre les surfaces collées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture du complément de description donné ci-après sans aucun caractère limitatif. Pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, on utilise les éléments habituellement employés, c'est-à-dire des lames de verre minéral de dimensions quelconques, comme par exemple des lames de verre de 1 à 5 mm d'épaisseur, des blocs de matériaux macromoléculaires transparents comme par exemple le polyméthacrylate de méthyle, le polycarbonate d'allylglycol, un polyester ou tout autre matériau. Généralement, les blocs de matériaux macromoléculaires se présentent sous la forme de parallélépipèdes découpés dans la masse dont l'état de surface les rend totalement inaptes à un usage optique. On sait polir et/ou métalliser les surfaces de ces blocs pour les rendre optiquement transparents ; mais ce processus est long et coûteux et les faces se rayent facilement, ce qui les rend rapidement inaptes à leur utilisation habituelle surtout dans un véhicule militaire. C'est pourquoi il est nécessaire de coller une lame de verre au moins sur les faces d'entrée et de sortie plus résistante aux rayures. Pour solidariser la lame de verre et le bloc de matériau macromoléculaire, on utilise suivant l'invention un joint adhésif, avantageusement une colle, et on s'y prend de la manière suivante. On nettoie tout d'abord la lame de verre de manière classique pour éliminer toutes les impuretés et notamment les huiles et graisses et on applique sur celleci le joint. Ce joint est un matériau du commerce et est constitué d'une résine uréthane métacrylique. On nettoie de la même manière la face du bloc de matériau macromoléculaire sur laquelle on veut coller la lame de verre et on étale ensuite une couche de colle constituée par une résine acrylique vendue dans le commerce. On applique la lame de verre, côté joint, sur ladite face et on soumet l'ensemble à un rayonnement ultraviolet jusqu'à durcissement complet du joint et de la colle. A titre d'exemple, on a utilisé une lame de verre de 1 à 5 mm d'épaisseur, une couche de joint de 0,5 à 3 mm d'épaisseur et une couche de colle de 0,1 à 1 mm, environ. Bien entendu, le bloc de matériau macromoléculaire peut être poli mécaniquement si lors de la découpe de celui-ci l'état de surface est trop inégal. On peut également procéder de manière inverse pour réaliser le collage en appliquant d'abord la colle sur la face du bloc de matériau macromoléculaire, puis le joint et enfin la lame de verre. On a soumis un épiscope réalisé suivant l'invention à des essais de tenue aux chocs, de chaleur humide, de brouillard salin, et de cycles de température, d'étanchéité et de vieillissement. Les caractéristiques de départ de l'épiscope sont les suivantes - transmission : 60 % à 550 nm, 57 % en lumière blanche, - champs : gisement 87 site 26 , - pouvoir séparateur : 1 minute, - astigmatisme : 0,2 dioptrie. La tenue aux chocs consiste à soumettre l'épiscope à une amplitude de 150 G entre 1,7 et 2 millisecondes. Après six impulsions, on ne constate aucune détérioration des faces collées. Le test de la chaleur humide consiste à soumettre ensuite l'épiscope à une température de 43 , avec une humidité relative de 70 %. Après quatre cycles de 10 heures avec rupture entre chaque cycle (retour aux conditions normales), on ne constate. aucun changement au niveau des faces. Le test du brouillard salin consiste à imprégner l'épiscope avec un bain à 5 % de NaCl pendant 24 heures. Aucune modification n'apparaît après cet essai. Les cycles de température sont conduits en élevant la température d'une enceinte renfermant l'épiscope de 20 à 70 C en 50 minutes, puis en maintenant cette température pendant 4 heures, puis en abaissant la température à 20 C en 50 minutes, puis en l'abaissant à - 52 C pendant 4 heures, puis maintien à - 52 C pendant 4 heures, puis en augmentant jusqu'à 20 C C pendant 1 heure. Aucune altération de l'épiscope n'est constatée. Le test d'étanchéité consiste à plonger l'épiscope dans 30 cm d'eau pendant 24 heures. Aucune trace d'humidité n'est constatée. On soumet l'épiscope à dix cycles de vieillissement successifs réalisés chacun de la manière suivante : augmentation de la température de 20 à 50 C C pendant 30 minutes, maintien de cette température pendant 4 heures, abaissement de la température jusqu'à - 30 C C en 80 minutes, maintien de cette température pendant 4 heures et remontée en 50 minutes de la température à 20 C. C. On ne constate aucune altération mécanique ou optique de l'épiscope. Des hublots réalisés suivant le procédé selon l'invention et soumis aux mêmes tests ne subissent aucune altération. Les essais effectués ont permis de découvrir que le joint joue un rôle d'absorption des différences de coefficient de dilatation thermique du verre et du bloc plastique. De ce fait, lorsque 1'épiscope ou le hublot sont soumis à des températures élevées, négatives ou positives, les contraintes du bloc plastique ne sont pas transmises à la lame de verre qui ne subit ni décollement ni rupture. L'intégrité de l'épiscope ou du hublot est donc conservée. REVEM)ICATIONS 1. Procédé de collage de deux surfaces de deux éléments l'une en verre et l'autre en matériau plastique transparent soumises à des températures allant de - 53 à + 71 C, caractérisé en ce qu'il consiste à interposer entre celles-ci une couche d'un joint adhésif apte à absorber la différence de coefficient de dilatation du verre et du matériau plastique, constitué par une couche de résine acrylique d'épaisseur comprise entre 0,5 et 3 mm environ. 2. Procédé de collage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on applique d'abord le joint adhésif sur la surface en verre. 3. Procédé de collage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on interpose entre le joint adhésif et la surface de l'élément en matériau plastique une couche de colle liquide constituée par une résine uréthane métacrylique durcissable par rayonnement ultraviolet. 4. Procédé de collage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la couche de colle liquide a une épaisseur comprise entre 0,1 et 1 mm environ. 5. Application du procédé selon lune quelconque des revendications précédentes à la réalisation d'épiscopes ou hublots pour engins militaires, par exemple. 6. Episcope ou hublot conforme à l'application selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un bloc de polyméthacrylate de méthyle adhérent à deux fenêtres d'entrée et de sortie constituées par des lames de verre de 3 mm d'épaisseur environ. 7. Episcope selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bloc de polyméthacrylate de méthyle est exempt de polissage au niveau de ses faces d'entrée et de sortie.