Brevet FR2750075A1 — publié le 19971226

VITRAGE FEUILLETE ET SON PROCEDE DE FABRICATION, MOULE POUR LE FABRIQUER ET ENSEMBLE INCORPORANT UN TEL VITRAGE. La présente invention concerne un vitrage feuillete utilisable notamment dans l'industrie automobile pour réaliser des pare-brise et des vitres latérales. On sait que ces vitrages doivent avoir à la fois de bonnes qualités optiques, telles que la transparence et la non-rayabilité, une bonne résistance vis-à-vis des chocs, et être légers, afin de ne pas alourdir les véhicules automobiles sur lesquels ils sont montés. Par les brevets U.S. 4 125 669, 3 212 903 et 4 663 228, on connaît un vitrage feuilleté du type sécurité qui comprend deux feuilles de verre épaisses et une mince couche intercalaire en matière plastique transparente à laquelle les deux feuilles de verre adhèrent. Un tel vitrage a l'inconvénient d'être relativement lourd. De plus, sa réalisation est délicate car on doit veiller à ce qu'il ne se produise aucune occlusion d'air dans les interfaces entre les feuilles de verre et la couche intercalaire. Pour cela, l'opération permettant de faire adhérer les feuilles de verre à la couche intercalaire doit être réalisée dans une enceinte chauffée où règne un vide poussé. En outre, en raison de la faible épaisseur de la couche intercalaire, on ne peut placer entre les feuilles de verre, lors de la fabrication, que des inserts extrêmement plats. Lorsqu'on veut monter sur le vitrage des accessoires plus volumineux, on doit prévoir pour leur fixation des trous qui le traversent sur toute son épaisseur, ce qui, évidemment, fragilise le vitrage. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et a donc pour objet un vitrage feuilleté léger, résistant, pouvant être fabriqué simplement et dans lequel peuvent éventuellement être intégrés des inserts relativement épais, sans perte de fragilité. A cet effet, l'invention concerne un vitrage du type comprenant au moins une feuille de verre et une couche intercalaire, caractérisé en ce que la couche intercalaire est en une matière thermoplastique transparente adhérant au verre et en ce que le rapport de l'épaisseur de la couche intercalaire à l'épaisseur d'une feuille de verre est compris entre 1 et 10. Pour une même épaisseur totale du vitrage, la proportion verre/matière plastique sera donc beaucoup plus faible dans le vitrage selon l'invention que dans les vitrages connus. On arrive ainsi à obtenir des vitrages légers, de poids inférieur à 6 kg/m2. L'originalité de l'invention réside dans le fait qu'elle va à l'encontre de l'idée répandue dans la profession selon laquelle la couche intercalaire a seulement pour rôle de faire adhérer les feuilles de verre et peut donc avoir une fine épaisseur. Selon l'invention au contraire, la couche intercalaire forme la partie essentielle du vitrage et a donc une forte épaisseur, tandis que les feuilles de verre ont une faible épaisseur, tout juste suffisante pour protéger les faces de la feuille intercalaire contre les rayures et pour participer à la bonne rigidité du vitrage, notamment en créant, par association avec la matière plastique, un effet de poutre. Du fait que la couche intercalaire est relativement épaisse, il est possible d'y insérer, lors de la fabrication, des pièces relativement volumineuses, comme on l'expliquera par la suite. L'invention concerne également un procédé de fabrication du vitrage. Ce procédé consiste à placer au moins une feuille de verre dans un moule qui présente une chambre de moulage d'épaisseur constante égale à l'épaisseur du vitrage à former et à injecter la matière plastique dans l'intervalle restant libre dans la chambre de moulage. Selon une variante du procédé, on place deux feuilles de verre dans le moule et on injecte la matière plastique dans l'intervalle libre compris entre les deux feuilles de verre. L'invention concerne encore un moule pour la réalisation du vitrage, ledit moule comprenant deux parties séparables qui présentent des empreintes creuses dans lesquelles les deux feuilles de verre peuvent être logées, et des moyens pour maintenir les feuilles de verre appliquées contre le fond des empreintes, de manière que, lorsque les deux parties de moule sont appliquées l'une sur l'autre, il se forme entre les deux feuilles de verre en place dans les empreintes, un intervalle d'épaisseur égale à celle de la couche intercalaire à former. Le fond des empreintes des deux parties de moule ont la même forme que celle des faces de vitrage. Par exemple, si le vitrage est plat, les fonds des empreintes sont tous deux plats, et s'il est incurvé, l'un des fonds est concave et l'autre est convexe. Pour fabriquer un vitrage feuilleté avec ce moule, on place les feuilles de verre dans les empreintes du moule, on applique aux feuilles de verre des efforts appropriés qui les maintiennent appliquées contre le fond des empreintes, éventuellement en les courbant, on préchauffe le moule à la température d'injection de la matière plastique, on ferme le moule, on injecte la matière plastique dans l'intervalle défini entre les deux feuilles de verre, on refroidit le moule et on laisse la matière plastique se refroidir en adhérant aux feuilles de verre et on retire le vitrage. Dans le cas d'un vitrage courbe, la mise en forme du vitrage est réalisée par la matière plastique injectée : en adhérant au verre et en se refroidissant entre les feuilles de verre figées en position courbée, la matière plastique maintient définitivement ces dernières dans cette forme. La présente invention concerne également, à titre d'application, des ensembles incorporant le vitrage décrit précédemment, par exemple des éléments de carrosserie, tels que des hayons ou des panneaux comprenant une zone transparente constituée par un vitrage selon l'invention et des zones non nécessairement transparentes, peintes ou brutes de démoulage, réalisées dans la même matière plastique que celle entrant dans la composition du vitrage ou dans une autre, et possédant éventuellement d'autres propriétés, notamment pas nécessairement transparente, éventuellement plus rigide. Ces autres zones extérieures à la zone vitrage peuvent être réalisées au cours de la même opération de moulage qui permet de fabriquer le vitrage, et dans le même moule, ou au contraire, il peut s'agir d'une opération de moulage en deux temps, soit dans le même moule, soit en reprise dans un second moule. On peut également réaliser un ensemble comprenant essentiellement le vitrage, celui-ci étant simplement équipé à sa périphérie de rebords, d'un cadre ou d'appendices divers. Ces éléments peuvent être faits de la matière plastique injectée, mais peuvent aussi être constitués par des inserts, tels que des enjoliveurs, des accessoires destinés à remplir diverses fonctions (bloc optique de signalisation, troisième feu de stop associé à la lunette arrière de la voiture, passages de câbles électriques, tuyaux notamment pour lave-glace, élément profilé pour améliorer l'aérodynamisme, boîtier pour serrure, etc...). Avant l'injection de la matière plastique, on dispose les inserts entre les deux feuilles de verre et les appendices qui en font saillie sont reçus dans des logements prévus à cet effet dans le moule. Les inserts et appendices se trouveront donc intégrés dans la masse du vitrage, sans qu'il y ait eu besoin de percer ou d'usiner le vitrage. L'invention sera décrite à présent en regard des dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe d'un vitrage plat selon l'invention la figure 2 est une vue en coupe d'un moule pour la fabrication d'un vitrage incurvé, en position ouverte la figure 3 représente le moule fermé, avant l'injection de la matière plastique ; et la figure 4 est une vue en coupe d'un moule pour la fabrication d'un ensemble comprenant un vitrage feuilleté. Le vitrage feuilleté 10 représenté sur la figure 1 est formé de deux feuilles plates 12, 14 en verre comprenant entre elles une couche intercalaire 16 en une matière plastique transparente. Conformément à l'invention, le rapport de l'épaisseur de la couche intercalaire à celle d'une feuille de verre est compris entre 1 et au moins 5, voire entre 1 et 10. La couche intercalaire peut être constituée en toute matière thermoplastique transparente adhérant au verre, par exemple en une résine ionomère, telle qu'un copolymère d'acide méthacrylique et de polyéthylène ou un copolymère d'acide acrylique et d'éthylène, neutralisé par une polyamine. Elle peut être constituée également en polyuréthanne, en polyuréthanne thermoplastique, en polyuréthanne RIM, en une résine butyral polyvinylique, en téréphtalate de polyéthylène, en un polyester ou en une résine acrylique ou acrylique modifiée. Dans son application particulière aux vitrages de véhicules automobiles, le vitrage selon l'invention devra avoir habituellement une épaisseur totale maximale de 5 mm, qui est l'épaisseur standard du logement prévu à cet effet dans les portières de véhicule. L'épaisseur d'une feuille de verre est inférieure à 1,2 mm. Des épaisseurs particulières sont de 0,4 mm, 0,9 mm et 1,2 mm. Le module d'Young d'un vitrage selon l'invention de 3 mm d'épaisseur est supérieur à 30 GPa. On se réfèrera à présent à la figure 2 qui montre un moule 18 pour la fabrication d'un vitrage incurvé selon l'invention. Le moule comprend deux parties 20, 22, dont l'une est amovible. Lesdites parties sont pourvues de faces planes 24, 26 destinées à s'appliquer l'une sur l'autre lorsque le moule est fermé. Un joint périphérique 28 assure l'étanchéité dans le plan de contact des deux parties de moule. Sur lesdites faces sont formées respectivement une empreinte convexe 30 et une empreinte concave 32 de formes et dimensions correspondant à celles du vitrage à fabriquer. Les empreintes 30, 32 sont limites par des bords périphériques verticaux 34, 36 dont la somme des hauteurs est égale à l'épaisseur du vitrage, de sorte que lorsque le moule est fermé, les empreintes définissent entre elles une chambre de moulage de même forme que le vitrage à fabriquer. Les faces 24, 26 présentent également des rainures semicylindriques 38, 40 qui débouchent, d'une part sur les bords 34, 36 des empreintes et d'autre part, dans des encoches semi-cylindriques 42, 44 de plus grand diamètre, formées sur la paroi extérieure des parties de moule. Comme le montre la figure 3, lorsque le moule est fermé, les rainures 38, 40 et les encoches 42, 44 se complètent pour former un conduit cylindrique 46 et un logement 48 dans lequel peut être fixé un raccord relié à un réservoir de matière plastique en fusion. Les parties de moule 20, 22 sont également munies de moyens d'aspiration destinés à exercer sur les feuilles de verre 12, 14 un effort qui les applique contre le fond des empreintes 30, 32. Ces moyens peuvent être constitués, comme représenté sur la figure 2, par des ventouses 50, 52 et/ou des orifices d'aspiration 53 reliés par l'intermédiaire de canaux 54, 56 à une source de vide, non représentée. Pour fabriquer un vitrage, on chauffe le moule à la température d'injection de la matière plastique, par exemple 150 à 2000C, on insère les feuilles de verre 12, 14 dans les empreintes 30, 32, et on relie les ventouses 50, 52 et/ou les orifices d'aspiration 53 à la source de vide, ce qui applique les feuilles de verre contre le fond des empreintes. Le moule étant refermé, on injecte à travers le conduit 46, la matière plastique en fusion, laquelle vient emplir l'intervalle 58 compris entre les deux feuilles de verre. On laisse ensuite refroidir le moule et on relâche l'effort exercé sur les feuilles de verre en reliant les canaux 54, 56 à l'atmosphère. Le moule est ensuite ouvert et le vitrage terminé en est extrait. Il va de soi que l'on peut, de la même façon, fabriquer des vitrages plats. Dans ce cas, les empreintes 30, 32 auront un fond plat. Par le procédé selon l'invention, on peut aussi fabriquer un vitrage qui ne comporte qu'une seule feuille de verre et la couche de matière plastique. Dans ce cas, la matière plastique est injectée dans l'intervalle compris entre la feuille de verre et la face intérieure de la partie amovible du moule. On peut également fabriquer des vitrages ayant des fonctions particulières, tels que des verres anti-buée, des verres chauffants ou des verres anti-UV. D'autre part, des inserts peuvent être noyés dans la couche intermédiaire. Pour cela, les inserts sont placés entre les deux feuilles de verre avant l'injection de la matière plastique. On peut également réaliser des ensembles comportant un vitrage, tels que des hayons ou des panneaux incorporant une zone vitrée. La figure 4 représente un moule qui sert à réaliser un ensemble incorporant un vitrage selon un exemple particulier de réalisation. Le moule ne diffère de celui de la figure 3 que par le fait qu'il comporte deux poches 60, 62 aux extrémités des parties servant à mouler le vitrage proprement dit. Une même matière plastique ou deux matières plastiques différentes peuvent être injectées dans l'intervalle 58 et dans les poches 60, 62. On obtient ainsi un vitrage muni d'un rebord périphérique qui est formé en une pièce avec la couche intercalaire. Si cela est nécessaire, pour faciliter ou renforcer l'adhésion de la matière plastique, on peut utiliser un promoteur d'adhérence qui peut être déposé sur le verre ou introduit dans la matière plastique. REVENDICATIONS 1. Vitrage feuilleté du type comprenant au moins une feuille de verre (12, 14) et une couche intercalaire (16), caractérisé en ce que la couche intercalaire est en une matière thermoplastique transparente adhérant au verre et en ce que le rapport de l'épaisseur de la couche intercalaire à l'épaisseur de ladite au moins une feuille de verre est compris entre 1 et 10. 2. Vitrage feuilleté selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il a une épaisseur inférieure à 5 mm. 3. Vitrage feuilleté selon la revendication 1, caractérisé en ce que les feuilles de verre ont chacune une épaisseur inférieure à 1,2 mm. 4. Vitrage feuilleté selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il a un poids inférieur à 6 kg/m2. 5. Vitrage feuilleté selon la revendication 4, caractérisé en ce que pour une épaisseur totale de 3 mm, le vitrage a un module d'Young supérieur à 30 GPa. 6. Vitrage feuilleté selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière plastique est constituée par une résine ionomère, telle qu'un copolymère d'acide méthacrylique et de polyéthylène ou bien un copolymère d'acide acrylique et d'éthylène, neutralisé par une polyamine. 7. Vitrage feuilleté selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière plastique est constituée en polyuréthanne, en polyuréthanne thermoplastique, en polyuréthanne RIM, en une résine butyral polyvinylique, en téréphtalate de polyéthylène, en polyester ou en une résine acrylique ou acrylique modifiée. 8. Procédé de fabrication du vitrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à placer au moins une feuille de verre dans un moule qui présente une chambre de moulage d'épaisseur constante égale à l'épaisseur du vitrage à former et à injecter la matière plastique dans l'intervalle (58) restant libre dans la chambre de moulage. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il consiste à placer deux feuilles de verre (12, 14) dans un moule qui présente une chambre de moulage d'épaisseur constante et à injecter la matière plastique dans l'intervalle (58) restant libre entre les feuilles de verre. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il consiste - à placer les feuilles de verre (12, 14) dans des empreintes creuses (30, 32) formées dans deux parties d'un moule ouvrable (18), - à maintenir les deux feuilles de verre appliquées contre le fond des empreintes sous l'action de forces appropriées, - à préchauffer le moule, - à fermer le moule et à injecter la matière plastique en fusion dans l'intervalle qui se forme entre les faces libres des deux feuilles de verre, - à refroidir le moule et à laisser la matière plastique se refroidir en adhérant aux feuilles de verre, - à ouvrir le moule et à en retirer le vitrage terminé. 11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la force de maintien des feuilles de verre est exercée par l'application d'une dépression. 12. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'avant l'injection de la matière plastique dans le moule, des inserts sont disposés dans l'intervalle compris entre les deux feuilles de verre. 13. Procédé selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que l'adhérence entre les feuilles de verre et la couche intercalaire est améliorée au moyen d'un promoteur d'adhérence déposé sur le verre ou introduit dans la matière plastique. 14. Moule pour la fabrication du vitrage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend deux parties séparables (20, 22) pourvues d'empreintes creuses (30, 32) de mêmes surface et forme que les feuilles de verre et de profondeurs qui correspondent à l'épaisseur totale du vitrage, et des moyens (50, 52, 53) pour maintenir les feuilles de verre appliquées contre le fond des empreintes, de sorte que lorsque les deux parties du moule sont appliquées l'une sur l'autre, il subsiste entre les faces libres des feuilles de verre logées dans les empreintes un intervalle (58) d'épaisseur constante égale à celle de la couche intercalaire à former. 15. Moule selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens de maintien des feuilles de verre sont constitués par des moyens d'aspiration (50, 52, 53) débouchant dans lesdits fonds et reliés à une source de vide. 16. Moule selon la revendication 14, pour la réalisation d'un vitrage plat, caractérisé en ce que les empreintes ont un fond plat. 17. Moule selon la revendication 14, pour la réalisation d'un vitrage courbe, caractérisé en ce que les empreintes (30, 32) ont respectivement un fond convexe et un fond concave, de formes complémentaires de celles des faces du vitrage à fabriquer. 18. A titre de produit industriel nouveau, ensemble incorporant un vitrage selon l'une des revendications 1 à 7, par exemple un hayon de véhicule ou une pièce de carrosserie, comprenant une zone transparente formée par le vitrage et une zone non transparente, par exemple peinte ou brute de moulage. 19. Ensemble selon la revendication 18, caractérisé en ce que ladite zone non transparente est réalisée dans la même matière plastique que celle entrant dans la composition de la zone transparente, ou en une matière plastique différente. 20. Ensemble selon l'une des revendications 18 et 19, caractérisé en ce qu'il est fabriqué au cours de la même opération de moulage que celle qui permet de réaliser la couche intercalaire du vitrage. 21. Moule pour la réalisation de l'ensemble selon l'une des revendications 18 à 20, caractérisé en ce que les empreintes (30, 32) destinées à recevoir les feuilles de verre (12, 14) se prolongent à leurs extrémités par des poches (60, 62) dans lesquelles est injectée la même matière plastique que celle de la couche intercalaire, ou une matière plastique différente.