Brevet FR3054168A1 — publié le 20180126

- 1 - PROCEDE D'ENCAPSULATION DE VITRAGES AUTOMOBILES La présente invention concerne un nouveau procédé de fabrication de vitrages automobiles comprenant une étape de préchauffage localisé périphérique de la vitre, immédiatement avant insertion de celle-ci dans le moule d'encapsulation. Dans le domaine industriel des vitrages automobiles, le terme « encapsulation » désigne un procédé ou une étape de surmoulage d'une matière polymérique autour du périmètre d'une vitre. La matière est injectée à l'état fluide dans un moule formant un cadre étanche autour du bord de la vitre. Après durcissement de la matière par réaction de polymérisation et/ou de réticulation (cas des polymères thermodurcissables) ou par refroidissement (cas des polymères thermoplastiques), le moule est ouvert et retiré, laissant en périphérie du vitrage un cordon profilé en contact avec la tranche et avec au moins une des deux faces de la vitre, souvent avec les deux faces de la vitre. Le polymère formant le cordon profilé est souvent un élastomère capable de jouer le rôle de joint entre le vitrage et la carrosserie. Des polymères qui ne sont pas des élastomères peuvent toutefois également être surmoulés par encapsulation pour jouer d'autres fonctions. L'étape d'encapsulation est généralement précédée d'une étape de nettoyage et d'activation de la surface à surmouler, en périphérie du vitrage, puis un primaire est appliqué sur la zone activée destinée à venir en contact avec le cordon profilé surmoulé. La couche de primaire doit ensuite être activée par chauffage pour pouvoir réagir avec le polymère d'encapsulation. Cette étape de chauffage se fait généralement dans des fours comportant des sources de rayonnement infrarouge où la totalité de la vitre est chauffée uniformément à une température d'environ 60 °C à 130 °C. La vitre chaude est ensuite rapidement transférée vers le poste d'encapsulation où elle est insérée dans un moule d'encapsulation formant un cadre étanche autour de son bord. 3054168 - 2 - Pour garantir la reproductibilité de la qualité du joint, la température de la cavité du moule - généralement comprise entre 30 °C et 40 °C - doit être stabilisée, par exemple par circulation d'un liquide de refroidissement. La différence entre la température uniforme, assez élevée, de la vitre 5 et la température modérée du moule qui vient en contact de la vitre en périphérie de celle-ci peut conduire à des tensions mécaniques internes indésirables, voire à des problèmes de casse de la vitre au moment de l'encapsulation. Par ailleurs, le chauffage des vitres par des lampes infrarouge dans 10 des fours ne permet pas immédiatement de se rendre compte de la défaillance d'une lampe. Un chauffage irrégulier aboutira ainsi à la fabrication de nombreuses pièces où le joint d'encapsulation n'adhère pas de manière satisfaisante à la vitre. La présente invention permet de surmonter cet inconvénient en garantissant une activation homogène du primaire. 15 Enfin, la présente invention permet de raccourcir sensiblement le temps de cycle du procédé en rendant superflue l'étape de refroidissement du vitrage jusqu'à température ambiante à la fin de l'étape de démoulage. La présente invention a plus particulièrement pour objet un procédé de fabrication de vitrages, de préférence de vitrages automobiles, comprenant 20 a) la mise à disposition d'une vitre avec deux faces principales et une tranche, ayant une forme permettant, sans déformation additionnelle, de l'incorporer en tant que vitrage dans la carrosserie d'un véhicule, b) l'application, sur moins une face principale de la vitre le long du bord de celle-ci, d'une composition de primaire de manière à former, après 25 séchage, une couche de primaire, c) chauffage de la vitre et de la couche de primaire jusqu'à une température comprise entre 60 et 130 °C de manière à activer la couche de primaire, d) insertion de la vitre dans un moule d'encapsulation de manière à ce 30 que la cavité du moule forme un cadre étanche autour du bord de la vitre portant la couche de primaire activée, e) injection d'une composition d'encapsulation fluide dans la cavité du moule, f) durcissement de la composition d'encapsulation, et 3054168 - 3 - g) démoulage du vitrage, caractérisé par le fait que l'étape (c) de chauffage de la vitre comprend le chauffage sélectif de la zone périphérique de la vitre couverte par la couche de primaire à une température comprise entre 60 et 130 °C, tandis que la 5 majeure partie de la partie centrale de la vitre, non couverte par la couche de primaire, reste à une température inférieure à 40 °C, de préférence à une température inférieure à 30 °C. Le terme vitre désigne dans la présente demande à la fois les vitres 10 monolithiques formées d'une seule feuille de verre et les vitres feuilletées comprenant au moins deux feuilles de verre assemblées l'une à l'autre au moyen d'une feuille en polymère, généralement appelée « intercalaire de feuilletage ». Les vitrages fabriqués par le procédé de la présente invention sont de 15 préférence des vitrages automobiles, tels que des pare-brise, des vitrages latéraux, des lunettes arrière ou encore des toits vitrés. Ils ont généralement une forme bombée permettant de les incorporer, sans les déformer, dans la carrosserie d'un véhicule, de préférence d'un véhicule automobile. La composition de primaire liquide est appliquée sur au moins une 20 face principale de la vitre, de préférence sur les deux faces principales et éventuellement aussi sur la tranche de celle-ci. Cette application peut se faire manuellement ou automatiquement par pulvérisation, application au tampon. Après application de la composition de primaire, on laisse le solvant 25 contenu dans celle-ci s'évaporer de manière à former une couche de primaire. Cette couche de primaire couvre de préférence toute la zone où la matière d'encapsulation viendra au contact avec la vitre. Cette zone de contact entre la vitre et la matière encapsulation est située dans une zone périphérique de la vitre, près du bord de celle-ci. 30 Dans un mode de réalisation préféré du procédé de l'invention, cette zone périphérique de la vitre couverte par la couche de primaire s'étend, sans interruption, sur tout le bord de la vitre. 3054168 - 4 - Sa largeur n'est pas forcément uniforme sur tout le pourtour, elle peut être plus large à certains endroits qu'à d'autres. De préférence la largeur de la zone périphérique de la vitre couverte par la couche de primaire varie entre 1 cm et 10 cm, de préférence entre 1,5 cm et 8 cm, en particulier entre 5 2 et 6 cm. La zone périphérique couverte par la couche de primaire entoure une zone centrale qui ne viendra en contact ni avec la composition de primaire ni avec la matière d'encapsulation. Cette zone centrale représente typiquement de 70 % à 98 % de la 10 surface d'une face principale, de préférence de 80 % à 96 % et en particulier de 85 à 95 % de celle-ci. La zone périphérique de la vitre couverte par la couche de primaire représente la partie complémentaire de la surface de la face principale de la vitre, c'est-à-dire typiquement de 3 à 30 %, de préférence de 4 à 20 % et 15 plus préférentiellement de 5 à 15 % de celle-ci. Le chauffage sélectif de la zone périphérique de la vitre couverte par la couche de primaire peut se faire par n'importe quel moyen approprié permettant d'obtenir une augmentation rapide de la température de couche 20 de primaire et de la vitre sous-jacente dans une zone essentiellement limitée à l'étendue de la couche de primaire. Ce chauffage se fait de préférence sans contact entre le moyen de chauffage et la couche primaire afin de ne pas endommager cette dernière. Le chauffage sélectif de la zone périphérique portant la couche de 25 primaire peut se faire par exemple au moyen d'un flux d'air chaud ou d'une source de rayonnement, de préférence de rayonnement infrarouge. Dans un mode de réalisation préféré, la zone périphérique portant la couche de primaire est chauffée au moyen d'un flux d'air chaud. La température de l'air chaud est de préférence comprise entre environ 180 °C 30 et 280 °C, en particulier entre 220 °C et 270 °C. Un tel flux d'air chaud peut être créé, par exemple par un ou plusieurs pistolets à chaleur fixes juxtaposés ou bien par un ou plusieurs pistolets à 3054168 - 5 - chaleur mobiles balayant la zone à chauffer et pilotés de préférence par un système automatique. Dans un mode de réalisation préféré, le ou les pistolets à chaleur injectent le flux d'air chaud dans un dispositif de distribution qui comporte un 5 canal de circulation d'air dont la forme est similaire, voire identique à celle de la zone à chauffer. Ce canal de circulation d'air comporte une pluralité d'ouvertures traversantes, de préférence espacées régulièrement, par lesquelles l'air chaud est dirigé vers la vitre. D'autres modes de réalisation peuvent toutefois être envisagés à 10 condition de permettre le chauffage rapide et sélectif de la zone périphérique de la vitre sans chauffage de la zone centrale. On considère que l'outil de chauffage est suffisamment efficace et donc que le chauffage est suffisamment rapide lorsque la face principale est portée de la température ambiante (20 °C) à la température d'activation (60 - 130 °C) en moins de 15 deux minutes, de préférence en moins d'une minute. Bien entendu, un tel chauffage local et rapide n'a de sens que si l'étape de surmoulage de la matière d'encapsulation intervient rapidement après la fin du chauffage. En effet, si trop de temps s'écoule entre la fin du chauffage et le début de l'injection de masse fluide de polymère dans le 20 moule la température de la vitre s'uniformisera par conduction, car le verre est un bon conducteur thermique. Par conséquent, la période comprise entre la fin de l'étape de chauffage et le début de l'étape d'injection d'une composition d'encapsulation dans la cavité du moule est de préférence comprise entre 1 et 100 secondes, 25 mieux encore entre 5 et 60 secondes, et en particulier entre 10 et 40 secondes. La composition d'encapsulation injectée dans la cavité du moule d'encapsulation peut être une composition thermodurcissable dont les composants réagissent les uns avec les autres après injection dans le moule, 30 ou bien ce peut être une composition thermoplastique contenant un polymère plastifié et fluidifié par chauffage qui durci par refroidissement. Les compositions d'encapsulation thermoplastiques sont préférées et on peut citer à titre d'exemples de polymères thermoplastiques 3054168 - 6 - particulièrement intéressants pour encapsulation les élastomères thermoplastiques (TPE), en particulier les élastomères thermoplastiques styréniques (TPE-S), et le poly(chlorure de vinyle) (PVC). Les TPE-S utilisables dans la présente invention comprennent 5 principalement les familles suivantes : - SBS (styrène-butadiène-styrène) : copolymères séquencés comportant un bloc central de polybutadiène encadré par deux blocs de polystyrène, - SEBS : (styrène-éthylène-butadiène-styrène) : copolymères 10 obtenus par hydrogénation des SBS, - SEPS (styrène-éthylène-propylène-styrène) : copolymères comportant un bloc central poly(éthylène-propylène) flanqué de deux blocs de polystyrène, - SEEPS (styrène-éthylène-éthylène-propylène-styrène) : 15 copolymères obtenus par hydrogénation de copolymères styrène- butadiène/isoprène-styrène. Ces polymères sont disponibles sur le marché en des qualités contenant des charges minérales, mais également sous forme de matériaux sans charges. 20 Dans la présente invention on utilisera des TPE essentiellement exempts de charges, ou contenant moins de 5 % de charges minérales, de préférence moins de 2 % de charges minérales. Ils sont disponibles, par exemple, sous les dénominations commerciales suivantes : Dryflex (Hexpol TPE), Evoprene (AlphaGary), 25 Sofprene (SOFTER), Laprene (SOFTER), Asaprene (Asahi Kasei), Nilflex (Taroplast). Ces produits peuvent contenir une certaine fraction de plastifiants, fluidifiants ou lubrifiants organiques qui est considérée dans la présente demande comme faisant partie de la fraction TPE-S de la composition 30 thermoplastique. La température de fusion des TPE-S est avantageusement comprise entre 180 °C et 210 °C, en particulier entre 190 °C et 200 °C. 3054168 - 7 - A l'état fondu ils doivent être suffisamment fluides pour pouvoir être moulés par injection. Il est toutefois impossible de donner des indications précises concernant leur viscosité à l'état fondu car celle-ci dépend non seulement de la température mais également de la force de cisaillement à 5 laquelle les polymères sont soumis. Les fournisseurs proposent généralement des qualités dites « pour moulage par injection ». 10 REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication de vitrages automobiles, comprenant a) la mise à disposition d'une vitre avec deux faces principales et une tranche, ayant une forme permettant, sans déformation additionnelle, de l'incorporer en tant que vitrage dans la carrosserie d'un véhicule, b) l'application, sur moins une face principale de la vitre le long du bord de celle-ci, d'une composition de primaire de manière à former, après séchage, une couche de primaire, c) chauffage de la vitre et de la couche de primaire jusqu'à une température comprise entre 60 et 130 °C de manière à activer la couche de primaire, d) insertion de la vitre dans un moule d'encapsulation de manière à ce que la cavité du moule forme un cadre étanche autour du bord de la vitre portant la couche de primaire activée, e) injection d'une composition d'encapsulation fluide dans la cavité du moule, f) durcissement de la composition d'encapsulation, et g) démoulage du vitrage, caractérisé par le fait que l'étape (c) de chauffage de la vitre comprend le chauffage sélectif de la zone périphérique de la vitre couverte par la couche de primaire à une température comprise entre 60 et 130 °C, tandis que la majeure partie de la partie centrale de la vitre, non couverte par la couche de primaire, reste à une température inférieure à 40 °C, de préférence à une température inférieure à 30 °C. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le chauffage sélectif de la zone périphérique de la vitre couverte par la couche de primaire se fait au moyen d'un flux d'air chaud ou d'une source de rayonnement infrarouge, de préférence au moyen d'un flux d'air chaud. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'air chaud est à une température comprise entre environ 180 °C et 280 °C, en particulier entre 220 °C et 270 °C. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la zone périphérique de la vitre couverte par la couche de primaire s'étend, sans interruption, sur tout le bord de la vitre. 3054168 - 9 - 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la largeur de la zone périphérique de la vitre couverte par la couche de primaire est comprise entre 1 cm et 10 cm, de préférence entre 1,5 cm et 8 cm, en particulier entre 2 et 6 cm. 5 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la zone périphérique de la vitre couverte par la couche de primaire représente de 3 à 30 %, de préférence de 4 à 20 % et plus préférentiellement de 5 à 15 % de la surface de la face principale de la vitre. 10 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la période comprise entre la fin de l'étape de chauffage et le début de l'étape d'injection d'une composition d'encapsulation dans la cavité du moule est comprise entre 1 et 100 secondes, de préférence entre 5 et 60 secondes, en particulier entre 10 et 40 15 secondes. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la composition d'encapsulation comprend un élastomère thermoplastique styrénique (TPE-S) ou un poly(chlorure de vinyle) (PVC). 20