Brevet FR2764284A1 — publié le 19981211

VITRAGE FEUILLETÉ RÉSISTANT AUX RAYONS UV La présente invention concerne un vitrage feuilleté résistant aux rayons UV. Il est connu, notamment par FR-A-2 706 446, de fabriquer des vitrages feuilletés comportant au moins deux plaques rigides entre lesquelles est insérée au moins une couche de matière(s) plastique(s) souple(s). La plaque rigide est le plus souvent en verre, mais peut également être en matière plastique rigide. La présence de la (ou des) couche(s) de matière(s) plastique(s) souple(s) dans le vitrage feuilleté a pour fonction d'améliorer les propriétés mécaniques du vitrage, en particulier la résistance aux chocs, et les propriétés d'isolation thermique et acoustique. Il est plus particulièrement connu de fabriquer des vitrages feuilletés constitués de deux plaques extérieures rigides, entre lesquelles sont disposés un film de polyester et au moins une couche de poly(vinylbutyral) (PVB). Un tel vitrage feuilleté est, par exemple, commercialisé par la Société "ST GOBAIN VITRAGES" sous la dénomination "STADIP". On sait aussi réaliser des vitrages feuilletés du type ci-dessus indiqué en remplaçant la couche de PVB par une couche de polyester. Le film de polyester est généralement introduit comme film porteur d'une représentation graphique, holographique, métallisée ou métallisée holographique ; et le PVB est introduit non seulement, comme résine de liaison de part et d'autre du film de polyester mais également, comme résine renforçante pour améliorer les propriétés mécaniques du vitrage. Le PVB a des propriétés de filtre contre les rayons UV et protège le film de polyester du vieillissement dû aux rayons UV, c'està-dire du jaunissement et du durcissement. Par ailleurs, le PVB prntège la représentation, qui est éventuellement supportée par le film de polyester. Malheureusement, le PVB présente quatre inconvénients. Le premier de ces inconvénients est qu'il n'apporte pas une résistance aux chocs optimale ; le second inconvénient est que sa plage de stabilité thermique est faible d'où incertain pour la sécurité ; le troisième inconvénient est qu'il nécessite pour sa mise en oeuvre un matériel important : en effet le PVB est utilisé sous forme de plaques souples que l'on met en place entre deux plaques rigides d'un vitrage feuilleté et l'adhérence sur lesdites plaques est obtenue par un traitement thermique sous pression ; le quatrième inconvénient est qu'il est sensible à l'eau, qui entraîne un blanchiment et une réduction de ses propriétés d'accrochage sur les plaques rigides sur lesquelles il adhère. Si l'on remplace la couche de PVB par une couche de polyester, il est nécessaire d'ajouter dans ladite couche un filtre UV car le polyester n'a pas par lui-même des propriétés de filtration des rayons UV. Or, si l'on met en oeuvre une couche de polyester, il faut réaliser la polymérisation in situ pour assurer l'accrochage ; il en résulte trois inconvénients majeurs : en premier lieu, on doit ajouter à la résine monomère un durcisseur d'où un risque d'hétérogénéité du mélange et un risque de faire apparaître des irrégularités dans le vitrage, qui sont susceptibles de perturber l'homogénéité du vitrage et de déformer les images vues à travers le vitrage ou l'image de la représentation portée par le film de polyester ; en second lieu, la mise en oeuvre est toujours délicate car, après le mélange du durcisseur, le fabricant du produit ne dispose que d'un temps assez limité pour couler la résine entre les plaques rigides du vitrage feuilleté ; en troisième lieu, le fait d'ajouter un filtre UV au mélange avant polymérisation entraîne toujours un trouble de la transparence ce qui est très gênant pour les qualités optiques du vitrage feuilleté obtenu. Si on cherche à remplacer le PVB par une autre résine qui n'ait pas des propriétés de filtre UV, le film de résine polyester n'est plus protégé des rayons UV et se dégrade ; cette dégradation peut aller jusqu'à entraîner la destruction du vitrage feuilleté par décohésion. L'adjonction d'un filtre UV dans la résine de liaison n'est pas envisageable pour une résine polyester, comme il a été ci-dessus exposé. Si, comme il est aussi connu, on propose d'utiliser comme couche de résine du vitrage feuilleté, une résine polymérisable aux rayons UV, il est évidemment impossible d'y ajouter un filtre UV qui empêcherait la polymérisation et il devient donc impossible de protéger le film de polyester de la dégradation. Or, si l'on utilise une polymérisation par rayonnement UV, I'infrastructure nécessaire à la mise en oeuvre est considérablement réduite par rapport à celle requise pour le traitement du PVB. Selon la présente invention, pour résoudre le problème exposé ci-dessus, c'est-à-dire pour pouvoir utiliser à la place du PVB une matière plastique qui, à la fois, donne une bonne résistance mécanique au vitrage, une bonne transparence et une bonne homogénéité optique du produit, une mise en oeuvre aisée et une bonne résistance à l'eau tout en conservant une protection du film de polyester contre les UV, on utilise un film de polyester contenant des filtres contre les UV. En effet, si l'on fabrique un film de polyester contenant un filtre UV - ou bien, on mélange le film à la résine après polymérisation et avant extrusion - ou bien, on traite le film après extrusion mais, dans les deux cas, la polymérisation du polyester ne s'effectue pas en présence du filtre et il en résulte que l'on n'observe aucun trouble de la transparence. On a constaté que l'utilisation d'un tel film permettait non seulement d'éviter la dégradation du film de polyester, mais également d'éviter, dans tous les cas, la dégradation de la représentation supportée par le film de polyester. En effet, ou bien la représentation graphique est réalisée dans la masse du film polyester et, dans ce cas, de façon surprenante, la présence du filtre UV dans le film évite la dégradation ; ou bien la représentation graphique est portée par le film sur sa face non directement irradiée par les rayons UV ; ou bien la représentation graphique est portée par le film sur sa face située du côté de l'irradiation UV et, dans ce cas, on recouvre la représentation graphique par un film polyester comportant un filtre UV en formant ainsi un film sandwich. La présente invention a, par conséquent, pour objet un vitrage feuilleté comportant deux plaques externes de matériau transparent rigide, au moins un film de polyester disposé entre les deux plaques externes précitées et au moins une couche de résine formant un intercalaire souple entre les deux plaques externes, caractérisé par le fait que la résine d'une couche de résine ne présente pas, par ellemême, des propriétés de filtre UV et que le film de polyester contient au moins un filtre UV. On sait que le film de polyester participe à la résistance aux chocs du vitrage feuilleté ; le fait d'y avoir incorporé un filtre UV permet de maintenir au cours du temps les propriétés du vitrage feuilleté ainsi constitué. Selon l'invention, le vitrage feuilleté comporte deux plaques externes de matériau rigide : il peut comporter au moins une plaque analogue intercalée entre les plaques externes. Ce matériau rigide est, comme expliqué ci-dessus, du verre ou une matière plastique rigide transparente, telle qu'un polyméthacrylate, notamment le polyméthacrylate de méthyle. La résine d'une couche de résine est un polymère transparent susceptible de former un film souple et n'ayant pas de propriétés de filtre anti-UV. Elle comporte, de préférence, une résistance aux chocs élevée : elle est, avantageusement, susceptible d'être réticulée par irradiation aux rayons UV. Elle peut être choisie dans le groupe formé par les polyesters insaturés, les polycarbonates, les polyméthacrylates ou polyacrylates, en particulier les polymères uréthane acryliques. Parmi les résines particulièrement utilisables, on peut citer la résine commercialisée sous la dénomination commerciale "CONLOC" par la Société ',BONLE" ou sous la dénomination commerciale "VITRALIT" par la Société "CVA". Le film de polyester est, avantageusement, un film de poly(téréphtalate d'éthylglycol). Le film de polyester utilisé contient au moins un filtre UV. Ce filtre anti-UV peut être introduit dans le film de polyester par tout moyen connu, tel que greffage de molécules en surface, dépôt en surface ou addition dans la masse. Le filtre anti-UV est, par exemple, une benzophénone, un benzotriazole, un acrylonitrile substitué ou un complexe phénol-nickel, ces composés étant bien connus de l'homme de métier. On peut plus particulièrement citer les filtres UV vendus sous la dénomination "UV-SHIELD" par la Société "GAMCOLOR" . La quantité de filtre anti-UV utilisée varie selon le filtre anti-UV et le polyester. Elle est, de façon générale, comprise entre 0,1 et 1,5 % en poids par rapport au poids du film de polyester. Le film de polyester peut être coloré de façon uniforme ou porter une représentation graphique ou holographique. Lorsque le film de polyester sert de support à une représentation, le filtre anti-UV est introduit dans ledit film de polyester avant la mise en place de la représentation. La représentation peut être une impression graphique mise en place de façon quelconque, notamment par sérigraphie; éventuellement, le film de polyester peut être teinté dans la masse. Par représentation graphique, on entend selon la présente invention tout dessin, motif ou inscription, obtenu par tout procédé. Le film de polyester peut être encollé. Dans ce cas, le film est fixé par la partie encollée contre une plaque de matériau rigide transparent du vitrage ; il peut notamment être fixé par collage sur la face interne de l'une des deux plaques externes du vitrage. Lorsque le film de polyester porte une représentation graphique, on prévoit un tel collage sur la face interne de la plaque externe qui reçoit le rayonnement UV, la couche de résine, qui forme un intercalaire souple, étant disposée entre la face non-encollée du film de polyester et la plaque rigide qui ne reçoit pas le rayonnement UV. On peut avantageusement utiliser une colle de type acrylique qui favorise la filtration UV. Lorsque le film de polyester n'est pas encollé, il est, de préférence, disposé entre deux couches de résine formant intercalaire souple. Le vitrage feuilleté peut être préparé par tout procédé connu. Par exemple, pour un vitrage comportant seulement deux plaques rigides, la première plaque rigide externe est placée sur une table horizontale et une bande adhésive double face est appliquée sur le pourtour de la plaque. Il est bien entendu que l'on pourrait utiliser tout autre matériau susceptible de coller aux plaques rigides et de former entre elles un bourrelet d'épaisseur uniforme. Cette bande adhésive définit l'écartement entre les plaques externes du vitrage et donc l'épaisseur de la couche de résine formant intercalaire souple ; la bande sert de joint d'étanchéité. Une deuxième plaque externe rigide est déposée sur la bande adhésive et les deux plaques rigides sont pressées l'une contre l'autre. La couche de protection de la bande adhésive a été maintenue sur une certaine longueur de façon à ménager au moins une ouverture permettant l'introduction de la résine entre les deux plaques externes et une ouverture pour que l'air puisse s'échapper ces deux ouvertures peuvent n'en former qu'une seule dans la mesure où elle est assez grande. On injecte ensuite la résine dans le volume ménagé entre les deux plaques rigides. Lorsque la résine est mélangée à un catalyseur et/ou durcisseur, on l'injecte entre les plaques rigides et on la laisse réticuler. Lorsque la résine est une résine réticulable par un rayonnement UV, après avoir rempli le volume entre les deux plaques rigides, on fait passer le vitrage dans un four UV équipé de lampes appropriées. Lorsque le film de polyester est encollé, le procédé de fabrication du vitrage feuilleté se déroule comme décrit ci-dessus, le film de polyester étant collé sur la face tournée vers l'intérieur d'une des plaques rigides. Lorsque le film de polyester n'est pas encollé, la préparation est effectuée sur une table verticale et le film de polyester est suspendu sous tension, parallèlement aux plaques rigides : on verse la résine de part et d'autre du film de polyester pour constituer deux couches de résine formant des intercalaires souples de part et d'autre du film de polyester. L'exemple de mise en oeuvre donné ci-après permettra de mieux comprendre l'invention. On dispose sur une table verticale, susceptible de pivoter, une plaque rectangulaire de verre clair de type "float glass" d'une épaisseur de 4 mm, ayant des dimensions de 100 x 100 cm. On fixe sur la périphérie de cette plaque une bande adhésive double face commercialisée sous la dénomination "3 M n" 4910" par la Société "3M". On a enlevé la pellicule de protection de la bande adhésive sauf sur une longueur de 1 cm située à l'un des angles supérieurs de la première plaque de verre. On suspend parallèlement à la première plaque un film de poly(téréphtalate d'éthylglycol) contenant 0,1 % en poids d'un filtre anti-UV vendu sous la dénomination commerciale "TINUVIN 571" par la société "CIBA-GEIGY". Une image a été imprimée par sérigraphie sur une des faces de ce film à l'aide des encres organiques de l'une des gammes - UVI-SPEED UX commercialisé par la Société "SERICOL", - POLYPLAST commercialisé par la Société "SERICOL", - MD 8960.80.009 commercialisé par la société "MARCOLAC". On applique ensuite sur la bande adhésive une seconde plaque de verre identique à la première. On introduit entre les plaques, à l'aide d'une buse d'injection, une résine commercialisée sous la dénomination "CONLOC" par la Société "BOHL" : il s'agit d'une résine réticulable par irradiation aux rayons UV. On bascule la table en position horizontale et l'air s'échappe par l'ouverture d'injection. Après remplissage, I'ouverture d'injection est scellée à l'aide d'une colle thermofusible. On effectue ensuite la polymérisation de la résine dans un four tunnel muni de lampes UV-A. Le temps de séjour de la plaque est de 20 secondes. On constate à la sortie du four que l'on obtient un verre feuilleté dans lequel la représentation graphique supportée par le film de polyester n'est pas modifiée. Après un stockage de 3 mois à l'atmosphère ambiante, le vitrage feuilleté ne s'est pas dégradé et l'image de la représentation graphique ne s'est pas modifiée. REVENDICATIONS i - Vitrage feuilleté comportant deux plaques externes de matériau transparent rigide, au moins un film de polyester disposé entre les deux plaques externes précitées et au moins une couche de résine formant un intercalaire souple entre les deux plaques externes, caractérisé par le fait que la résine d'une couche de résine ne présente pas, par elle-même, des propriétés de filtre anti-UV et que le film de polyester contient au moins un filtre anti-UV. 2 - Vitrage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le film de polyester sert de support à une représentation graphique, holographique, métallisée ou holographique métallisée. 3 - Vitrage selon l'une des revendications I ou 2, caractérisé par le fait que le matériau rigide est du verre ou une matière plastique rigide transparente. 4 - Vitrage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la résine d'une couche de résine a une résistance aux chocs élevée. 5 - Vitrage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la résine d'une couche de résine est susceptible d'être polymérisée par irradiation aux rayons UV. 6 - Vitrage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la résine d'une couche de résine est choisie dans le groupe formé par les polyesters insaturés, les polycarbonates, les polyméthacrylates, les polyacrylates et les polymères uréthane acryliques. 7 - Vitrage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le film de polyester est un film de poly(téréphtalate d' éthylglycol). 8 - Vitrage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le film de polyester contient un filtre anti-UV choisi dans le groupe formé par les benzophénones, les benzotriazoles, les acrylonitriles substitués ou non ou les complexes phénol-nickel. 9 - Vitrage selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la quantité de filtre anti-UV présente dans le film de polyester est comprise entre 0,1 et 1,5 % en poids par rapport au poids du film de polyester. 10 - Vitrage selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le film de polyester est encollé et est fixé par collage sur l'une des faces d'une plaque de matériau rigide transparent du vitrage. il - Vitrage selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le film de polyester est fixé par collage sur la face interne de l'une des deux plaques externes du vitrage. 12 - Vitrage selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le film de polyester est disposé entre deux couches de résine. 13 - Vitrage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le film de polyester portant la représentation graphique est recouvert d'un film transparent contenant au moins un filtre anti-UV pour constituer avec lui un sandwich.