Brevet FR3075090A1 — publié le 20190621

VITRAGE A FEUILLE DE MATERIAU POLYMERE STRUCTURALE NON UNIFORMEMENT TEINTEE DANS LA MASSE La presente invention a trait a !Integration d'une fonction d'attenuation lumineuse telle que pare-soleil, dans un vitrage de vehicule terrestre, aerien ou aquatique, ou merle de batiment. Une fonction telle que pare-soleil est usuellement obtenue soit par le collage d'une feuille autocollante (en anglais : 0 sticker »), soit, dans un vitrage feuillete, par une couche adhesive intercalaire dont une partie seulement est teintee. Une couche adhesive intercalaire d6signe un materiau polymere thermoplastique non structural collant entre elles des feuilles transparentes structurales de vitrage feuillete, en verre ou materiau polymere structural dont les exemples les plus courants sont le poly(methacrylate de methyle) (PMMA) et le polycarbonate (PC). Les couches adhesives intercalaires les plus frequemment utilisees sont le polyvinylbutyral (PVB), le polyurethane (PU) et le copolymere ethylene - acetate de vinyle (EVA). Le terme 0 structural » qualifie des feuilles constitutives d'un feuillete, zo dont elles sont aptes a procurer les proprietes mecaniques, de resistance au choc, absorption de choc et contrainte, rigidite notamment. Les couches adhesives intercalaires ne sont pas structurales. Dans les realisations connues, differentes difficultes se presentent. Un sticker pare-soleil est difficile a poser : presence eventuelle de bulles 25 entre le substrat et le sticker, substrat non plan de geometrie complexe, non developpable telle qu'a double courbure. L'attenuation lumineuse obtenue par application d'une peinture s'accompagne d'autres problemes : surepaisseur, adhesion de la peinture, solvants indesirables... Les inventeurs se sont attaches a mettre a disposition un vitrage de 30 vehicule ou de batiment comportant au moins une feuille de materiau polymere transparente structurale a fonction d'attenuation lumineuse controlee, teintee transparente ou opaque, qui soit facile a fabriquer et mettre en oeuvre industriellement. 2 Ce but a ete atteint par l'invention qui, en consequence, a pour objet un vitrage monolithique ou feuillete, simple ou multiple comprenant une feuille de materiau polymere transparente structurale teintee dans la masse, caracterise en ce que la feuille de materiau polymere est teintee dans la masse de maniere 5 non uniforme et controlee, transparente ou opaque. De maniere bien reconnue dans le domaine, un vitrage monolithique designe un vitrage constitue d'une unique feuille transparente structurale, en ('occurrence dans le cadre de l'invention, en materiau polymere structural. Un vitrage feuillete comporte, outre cette derniere, au moins une ou plusieurs lo autres feuilles transparentes structurales, egalement en materiau polymere ou en verre mineral, tel que sodocalcique, aluminosilicate, eventuellement trempe thermiquement ou chimiquement, toutes ces feuilles transparentes structurales etant collees les unes aux autres en un bloc feuillete par l'intermediaire de couches adhesives intercalaires. 15 Un vitrage constitue d'une unique feuille transparente structurale ou bien d'un unique bloc feuillete est appele vitrage simple. Un vitrage constitue de plusieurs feuilles transparentes structurales et/ou blocs transparents feuilletes separe(e)s les un(e)s des autres deux a deux par une lame d'air, gaz rare...sec au moyen d'un cadre d'entretoisement, est appele vitrage multiple (double, triple...). La teinte obtenue n'apporte ici aucune surepaisseur et donc, dans le cas de vitrages feuilletes, aucun risque de defaut de desaerage, de distorsion optique (defaut local de parallelisme). Selon d'autres caracteristiques preferees du vitrage de l'invention : - la feuille de materiau polymere presente une intensite variable de teinte dans la masse sur toute sa surface ; - la feuille de materiau polymere est teintee dans la masse sur une partie, mais non la totalite de sa surface ; la feuille demeure, sur la partie non teintee de sa surface, transparente et incolore ; - la feuille de materiau polymere comporte plusieurs cotes et est teintee dans la masse selon une bande peripherique le long d'un cote au moins; it peut s'agir usuellement d'un ou plusieurs cotes superieurs, en general sensiblement horizontaux en position de montage, dans le cas d'une bande pare-soleil ; 3 - la feuille de materiau polymere est teintee dans la masse en plusieurs teintes differentes ; - la feuille de materiau polymere presente au moins une zone de degrade d'une teinte dans la masse ; un moyen de realisation de cette 5 caracteristique sera mentionne ci-apres ; - la feuille de materiau polymere est choisie parmi une feuille de poly(methacrylate de methyle) (PM MA), polycarbonate (PC), polyurethane (PU) structural, polyamide (PA), polyester ; - la feuille de materiau polymere a une epaisseur comprise entre 1 et 22 lo mm. Un autre objet de ('invention consiste en une feuille de materiau polymere teintee dans la masse apte a entrer dans la composition d'un vitrage monolithique ou feuillete, simple ou multiple tel que decrit precedemment, caracterisee en ce qu'elle est teintee dans la masse de maniere non uniforme 15 et controlee, transparente ou opaque. L'invention a aussi pour objet un procede de fabrication d'un vitrage monolithique ou feuillete, simple ou multiple tel que decrit ci-dessus, comprenant une mise en contact d'une partie au moins d'une au moins des deux surfaces principales d'une feuille de materiau polymere transparente 20 structurale avec une teinture liquide, pendant une duree proportionnelle a l'intensite desiree de teinte dans la masse. La mise en contact avec une teinture liquide est avantageusement effectuee par trempage (en anglais 0 dip coating »), ecoulement (en anglais 0 flow coating >,), rideau (en anglais ,), jet d'encre ou 25 serigraphie. La technique de rideau designe un rideau, une lame de teinture liquide qui s'ecoule sur une des deux surfaces principales de la feuille de materiau polymere. II est a remarquer que, de tous les procedes preferes cidessus, seul le trempage produit la mise en contact des deux surfaces principales de la feuille de materiau polymere avec la teinture. Ce procede est 30 extremement pratique et simple a mettre en oeuvre industriellement ; il permet aisement de ne teinter qu'une bande peripherique en ne trempant pas le reste de la feuille dans le bain de teinture liquide, il permet aussi de teinter dans la masse la feuille de materiau polymere selon un d6grad6 en controlant la vitesse 4 d'entree de la feuille dans le bain, sa duree de maintien dans celui-ci puis sa vitesse de sortie du bain de teinture. La teinture liquide est de preference en phase aqueuse ; elle peut contenir une proportion mineure de solvants organiques tels qu'alcools, et 5 d'additifs tels qu'agents de modification de la tension superficielle, dispersants... L'invention a d'autre part pour objet ('application d'un vitrage monolithique ou feuillete, simple ou multiple tel que decrit precedemment comme vitrage de vehicule terrestre, aerien ou aquatique, ou de batiment, 10 comportant au moins une feuille de materiau polymere transparente structurale, a fonction d'attenuation lumineuse telle que pare-soleil, teintee transparente ou opaque. L'invention sera mieux comprise a la lumiere de l'exemple de realisation suivant. 15 Exemple 20 On teinte dans la masse des feuilles de poly(methacrylate de methyle) (PMMA) bi-etire de 5 mm d'epaisseur, commercialise par la Societe Saint-Gobain Sully sous la marque enregistr6e Acrylex®. On utilise comme formulation mere, qui sera diluee dans de l'eau, une teinture liquide contenant au plus 50 % en masse d'alcool benzylique, et au 25 plus 2 % en masse de docusate sodium (agent dispersant), commercialisee par la Societe Techniques Chimiques Nouvelles, Malakoff (France) sous la reference commerciale GTC. Le panel de couleur est vaste. On utilise la teinture noire. 30 Le proc6d6 choisi pour cr6er un d6grad6 de teinte est le trempage vertical. La vitesse de trempe et de detrempe definit l'intensite de la teinte (en fonction de la vitesse de deplacement du front (liquide / air)). Dans le cadre de 5 ces essais, ('entree des feuilles de PMMA dans le bain et leur sortie du bain est quasi instantanee. Grace a l'aide de rubans de masquage, la limite teinte /non-teinte peut 5 etre definie precisement (en localisation sur la feuille de PMMA). Trois variables peuvent etre ajustees pour obtenir la teinte ou le degrade de teinte desire : ^ temperature du bain : joue sur la vitesse de diffusion de la 10 teinte dans le materiau (entre 20 et 90°C) ; ^ concentration de la teinture mere dans le bain : plus la teinture est concentree, plus intense sera la teinte ; ^ temps de contact verre organique / teinture : plus le sejour sera long, plus la teinte sera intense. 15 Essai A : Dilution 1/6 eau (un volume de teinture dans cinq volumes d'eau) 20 Temperature du bain 25°C Agitation du bain 50 rpm (tours par minute) 2 faces en contact (deux faces de la feuille de PMMA en contact avec le bain de teinture liquide) 25 Chacune des eprouvettes ci-dessous est immergee dans le bain pendant une dur6e variable. Pour chacune, un ringage a l'eau de ville est effectue un certain temps variable apres la sortie de l'eprouvette du bain de teinture. L'intensite de la teinte obtenue est evaluee par mesure de la 30 transmission lumineuse (TL) au moyen d'un spectrophotometre selon la norme NF EN 410 derniere version (Avril 2011). Les resultats sont consignes dans le tableau ci-dessous. 6 Eprouvette 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Duree 0 0.1 0.2 0.3 0.4 1.0 1.0 1.0 2.0 3.0 4.0 d'immersion (min) Laps de NA 3.0 2.0 2.0 2.0 2.0 6.0 10.0 2.0 2.0 2.0 temps entre sortie du bain et rincage (min) %TL 92.0 78.2 80.2 73.2 68.6 69.0 66.6 66.7 60.4 48.1 35.0 5 Essai B : Dilution 1/6 eau Temperature du bain 25°C Agitation du bain 50 rpm 10 2 faces en contact-rincage immediat a l'eau de ville (c'est-a-dire immediatement a la sortie de la feuille de PMMA du bain) Eprouvette 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Duree d'immersion 0 0.1 0.2 0.3 0.4 1.0 2 3 4.0 7.0 9.0 (min) Laps de temps NA - - - - - - - - - - entre sortie du bain et rincage (min) % TL 92.0 76.2 74.1 71.1 69.9 65.9 52.3 45.5 36.6 22.2 13.7 Commentaire : La maitrise du laps de temps avant rincage permet de 15 maitriser finement le temps de contact teinture / verre organique et donc in-fine la teinte. La variation d'intensite de la teinte en fonction de la duree d'immersion est de ce fait plus reguliere qu'a l'essai A. Dans les essais suivants, chaque 7 eprouvette sera donc egalement rincee a l'eau immediatement a la sortie du bain de teinture. 5 Essai C Dilution 1/6 eau Temperature du bain 25°C Agitation du bain 0 rpm 2 faces en contact-rincage immediat a l'eau de ville 10 Eprouvette 0 1 2 3 4 5 6 Duree d'immersion (min) 0 6 7 8 9 10 12 Laps de temps entre sortie du NA 0 0 0 0 0 0 bain et rincage (min) %TL 92.0 36.2 32.8 31.5 28.8 26.5 23 Essai D 15 Dilution 1/6 eau Temperature du bain 60°C Agitation du bain 0 rpm 2 faces en contact-rincage immediat a l'eau de ville Eprouvette 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Duree 0 0.1 0.2 0.3 0.4 1 1 2 3 4 7 9 d'immersion (min) Laps de temps entre sortie du bain et rincage NA 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 (min) % TL 92.0 67.7 44.5 37.4 31.9 23.7 22.6 9.97 3.66 3.15 0.65 0.44 20 8 Cet essai D illustre I'effet de la temperature du bain (ici plus elevee) sur l'intensite de la teinte (plus forte). II est precise que dans les applications de vitrage visees, la face du 5 vitrage destinee a etre en contact avec ('atmosphere exterieure est preservee de tout contact avec le bain de teinture. Si cette face appartient a la feuille de materiau polymere teintee dans la masse, et que le procede de trempage est employe, un masquage recouvrira cette surface principale de la feuille pour la proteger, et seule I'autre des deux surfaces principales de la feuille (orientee lo vers l'interieur REVENDICATIONS1. Vitrage monolithique ou feuillete, simple ou multiple comprenant une feuille de materiau polymere transparente structurale teintee dans la masse, caracterise en ce que la feuille de materiau polymere est teintee dans la masse de maniere non uniforme et controlee, transparente ou opaque. 2. Vitrage selon la revendication 1, caracterise en ce que la feuille de materiau polymere presente une intensite variable de teinte dans la masse sur toute sa surface. 3. Vitrage selon la revendication 2, caracterise en ce que la feuille de materiau polymere est teintee dans la masse sur une partie, mais non la totalite de sa surface. 4. Vitrage selon la revendication 3, caracterise en ce que la feuille de materiau polymere comporte plusieurs cotes et est teintee dans la masse selon une bande peripherique le long d'un cote au moins. 5. Vitrage selon l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que la feuille de materiau polymere est teintee dans la masse en plusieurs teintes differentes. 6. Vitrage selon l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que la 20 feuille de materiau polymere pr6sente au moins une zone de d6grad6 d'une teinte dans la masse. 7. Vitrage selon l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que la feuille de materiau polymere est choisie parmi une feuille de poly(methacrylate de methyle) (PMMA), polycarbonate (PC), polyurethane (PU) structural, 25 polyamide (PA), polyester. 8. Vitrage selon l'une des revendications precedentes, caracterise en ce que la feuille de materiau polymere a une epaisseur comprise entre 1 et 22 mm. 9. Feuille de materiau polymere teintee dans la masse apte a entrer dans la composition d'un vitrage monolithique ou feuillete, simple ou multiple selon 30 l'une des revendications precedentes, caracterisee en ce qu'elle est teintee dans la masse de maniere non uniforme et controlee, transparente ou opaque. 10 10. Procede de fabrication d'un vitrage monolithique ou feuillete, simple ou multiple selon l'une des revendications 1 a 8, comprenant une mise en contact d'une partie au moins d'une au moins des deux surfaces principales d'une feuille de materiau polymere transparente structurale avec une teinture liquide, 5 pendant une duree proportionnelle a l'intensite desiree de teinte dans la masse. 11. Procede selon la revendication 10, caracterise en ce que la mise en contact avec une teinture liquide est effectuee par trempage (en anglais 0 dip coating >>), ecoulement (en anglais 0 flow coating >>), rideau (en anglais 0 curtain coating>>), jet d'encre ou serigraphie. 10 12. Procede selon l'une des revendications 10 ou 11, caracterise en ce que la teinture liquide est en phase aqueuse. 13. Application d'un vitrage monolithique ou feuillete, simple ou multiple selon l'une des revendications 1 a 8 comme vitrage de vehicule terrestre, aerien ou aquatique, ou de batiment, comportant au moins une feuille de materiau 15 polymere transparente structurale, a fonction d'attenuation lumineuse telle que pare-soleil, teintee transparente ou opaque.