Brevet FR3077292A1 — publié le 20190802

- - Fabrication de verre à coin dans la direction transversale d'une installation de fabrication de verre par flottage La présente invention concerne un procédé de fabrication de verre à coin par flottage d'un ruban de verre sur un bain de métal fondu. La présente invention concerne de plus le verre à coin obtenu par un tel procédé, ainsi qu'un parebrise feuilleté présentant un angle d'amincissement prédéterminé et destiné à être utilisé comme réflecteur dans un système d'affichage tête haute, système également nommé « Head-Up Display (HUD) » en langue anglaise. Sont également concernés un système de contrôle d'un tel procédé de fabrication, ainsi que le programme d'ordinateurs et le support d'enregistrement informatique associés. L'état de la technique, dont le document brevet US2016/0291324A1, décrit un système connu de HUD. Dans ce contexte, il est connu que les pare-brise ordinaires à faces parallèles posent un premier problème de dédoublement de l'image lors de leur utilisation comme réflecteur. En effet, tel qu'illustré par la figure 1, les rayons lumineux émis par la source du HUD, qui sont réfléchis à la fois par la surface intérieure et la surface extérieure du pare-brise, présentent à l'observateur deux images décalées l'une par rapport à l'autre. Il est connu que ce premier problème peut être évité en utilisant un pare-brise à section en forme de coin qui amène les deux surfaces réfléchissantes du pare-brise à former un angle tel que les deux images réfléchies se superposent aux yeux du conducteur. De la sorte, non seulement on obtient une image réfléchie relativement nette, mais en outre, la clarté de l'image est accrue. A cela s'ajoute un second problème de dédoublement de l'image en transmission. Tel qu'illustré par la figure 2, la lumière émise par une source lumineuse 3a frappe la vitre courbe la et est réfractée conformément aux lois de réfraction connues au passage de l'air au verre et du verre à l'air, avant d'atteindre l'oeil 2a de l'observateur. Ce faisceau est représenté par la ligne pleine P. Du point de vue de l'observateur, la source de lumière 3a semble être située à l'emplacement 3a'. Ceci est représenté par le faisceau P'. Cependant, en plus de ce faisceau P référencé comme faisceau primaire, le faisceau n'est que partiellement réfracté sur la seconde frontière gaz / air de la manière décrite ci-dessus. Ainsi, une plus petite fraction est réfléchie sur la seconde limite et est à nouveau réfléchie sur la première limite avant que le faisceau ne traverse maintenant la seconde limite et atteigne - 2 - 1'ceil 2a de l'observateur. Ce faisceau, appelé "faisceau secondaire", est représenté par une ligne pointillée S. Du point de vue de l'observateur, la source de lumière 3a semble également être située à l'emplacement 3a". L'angle ri entouré par le faisceau primaire P' et le faisceau secondaire S est ce que l'on appelle "l'angle d'image double". Pour adresser 5 ce problème de double image en transmission, on peut prévoir qu'un angle de coin soit prévu entre les deux couches limites supposées sensiblement parallèles cet angle étant calculé en fonction du rayon de courbure de la vitre et de l'angle d'incidence du faisceau lumineux, selon l'équation suivante: 2d sin clo 11= R -\ I n2 - sine cp où q est l'angle d'image double, n est l'indice de réfraction du verre, d est 10 l'épaisseur de la vitre, R est le rayon de courbure de la vitre à l'emplacement du faisceau lumineux incident, et cio est l'angle d'incidence du faisceau lumineux par rapport à la perpendiculaire sur la tangente à la vitre. Dans le cas des vitres planes, l'angle d'image double ri est une fonction de l'angle de coin 5 formé par les surfaces de verre, selon la formule suivante : \in2 - sine rV = 2. 8. cos cp 15 Ainsi, en combinant les formules précitées, l'angle de coin 5 nécessaire à l'élimination de la double image satisfait l'équation suivante : d cos cp . sin ça R. n2 - sin2 ço De manière connue, et tel que décrit dans le document brevet W02017090561A1, certains verres à coin permettent de répondre à ces spécifications techniques. Dans la présente description, les termes « verre à coin » désignent une feuille de verre 20 présentant une section cunéiforme, également dite en fuseau. Un tel verre est nommé « wedge glass » en langue anglaise. Dans l'optique de fabriquer un tel verre à coin, il est connu de l'état de la technique, et notamment du document brevet W02016117650A1, de mettre en oeuvre un procédé dit « float », dans lequel une feuille de verre est obtenue par flottage d'un 25 ruban de verre sur un bain de métal fondu. Plus précisément, et tel qu'illustré par les figures 3 et 4, le ruban de verre 8 est entraîné à vitesse constante, dite vitesse d'étenderie V, suivant une direction de - 3 - déplacement longitudinale L depuis un côté amont du bain 3, où du verre fondu est coulé sur le métal fondu 7, jusqu'à un côté aval du bain 4, où le ruban de verre 8 quitte le bain 3. Par direction de déplacement longitudinale ou direction de lignage, on entend la direction d'écoulement du verre sur le bain, ladite direction étant parallèle à l'axe du bain 5 et à l'axe du ruban de verre. La direction dite latérale ou perpendiculaire s'étend perpendiculairement à cette direction longitudinale, d'un bord latéral à l'autre du bain. Le ruban de verre 8 est entraîné par des rouleaux extracteurs 9 placés en aval du bain 1, et est de plus étiré transversalement et/ou axialement par une pluralité de paires de roues latérales 10 positionnées de part et d'autre du bain 1, au contact de la surface 10 supérieure du ruban de verre 8. Ainsi, les deux roues latérales 10 formant chacune desdites paires sont positionnées le long d'un axe latéral, en vis-à-vis l'une de l'autre, sur des bords opposés du bain. De telles roues latérales et/ou les paires formées par ces dernières sont également nommées « top-roll » en langue anglaise. Ces roues latérales sont 15 généralement dentées, en acier, et positionnées de manière légèrement oblique par rapport à la direction longitudinale de déplacement du ruban de verre. La vitesse périphérique des rouleaux extracteurs correspond à la vitesse de déplacement longitudinal du ruban de verre dans l'étenderie, c'est-à-dire la zone en aval du bassin dédiée à la recuisson et au refroidissement du ruban de verre, d'où la dénomination de 20 « vitesse d'étenderie », également nommée « vitesse de ligne ». Sous l'action combinée des rouleaux extracteurs et des roues latérales, le verre est étiré et aminci, ou au contraire épaissi, selon des directions longitudinales et/ou latérales, depuis une épaisseur d'équilibre de 6 mm vers une épaisseur choisie. En sortie de bain 1, le ruban de verre 8 est amené vers un poste de découpe, non représenté, dans lequel des feuilles de verre 1 25 sont coupées de la bande de verre 8 et empilées. Afin de donner au ruban de verre 8 sa forme en coin, il est connu de faire varier la vitesse périphérique de rotation des roues latérales 10 de manière croissante, selon la direction de lignage. Cependant, rien dans l'état de la technique ne permet de déterminer les 30 adaptations à réaliser sur le procédé de fabrication du verre pour produire avec un rendement satisfaisant une feuille de verre à coin répondant à des spécificités techniques données. En particulier, il existe un besoin de déterminer les paramètres concourant à la - 4 - fabrication d'une feuille de verre comprenant d'une part une section en fuseau dont la valeur d'angle moyenne est comprise entre 0,25 et 0,7 mrad dans la zone destinée à former le HUD, avec une variation angulaire inférieure à 0,14 mrad dans cette même zone, et qui présente d'autre part un étalement satisfaisant selon la direction latérale. 5 Dans la présente description, cette notion d'étalement se rapporte directement à la capacité du ruban de verre à s'étendre, s'élargir, se répandre sur le bain de métal fondu, selon la direction latérale, perpendiculaire à la direction de lignage. En langue anglaise, on parle de « spread ». La présente invention répond à ce besoin. Plus particulièrement, dans au moins un 10 mode de réalisation, la technique proposée se rapporte à un procédé de fabrication de verre à coin par flottage d'un ruban de verre sur un bain de métal fondu, de préférence de l'étain fondu, dans lequel le ruban de verre est entraîné à vitesse constante, dite vitesse d'étenderie V, suivant une direction de déplacement longitudinale depuis un côté amont du bain, où du verre fondu est coulé sur le métal fondu, jusqu'à un côté aval du 15 bain, où le ruban de verre quitte le bain, ledit ruban de verre étant entraîné par des rouleaux extracteurs placés en aval du bain, ledit ruban de verre étant de plus étiré transversalement et/ou axialement par une pluralité de paires de roues latérales positionnées de part et d'autre du bain au contact de la surface supérieure du ruban de verre, le procédé étant caractérisé en ce que la vitesse spécifique R1/V de la paire de 20 roues latérales la plus en amont du bain, dite première paire, c'est-à-dire le rapport de sa vitesse périphérique R1 sur la vitesse d'étenderie V, est inférieure à 7%, préférentiellement inférieure à 6%, préférentiellement inférieure à 5,7%, pour une viscosité au niveau de la première paire comprise entre 1.1e5 Pa.s (1.1*105 Pa.$) et 6.4e2 Pa.s. 25 L'invention repose ainsi sur un concept nouveau et inventif consistant à calibrer la vitesse périphérique de la première paire de roues latérales d'une enceinte de formage de verre de type « float » en fonction de la vitesse d'étenderie. De manière surprenante, il a en effet été constaté par les inventeurs que le maintien de la vitesse spécifique R1/V de la première paire à une valeur inférieure à 7% 30 permet d'élargir le spread du ruban de verre dans l'enceinte de formage du verre tout en offrant la possibilité d'obtenir une feuille de verre comprenant une section en fuseau dont la valeur d'angle moyenne est comprise entre 0,25 et 0,7 mrad dans la zone destinée - 5 - à former le HUD, avec une variation angulaire inférieure à 0,14 mrad dans cette même zone. Dans la présente description, la vitesse périphérique Rx correspond à la vitesse de rotation d'une roue au niveau de son point de rayon maximal. A noter que le maintien de cette vitesse spécifique R1/V inférieure à 6%, 5 préférentiellement inférieure à 5,7% permet d'accroître encore davantage le spread du ruban de verre. De manière générale, l'utilisation de la vitesse spécifique R1/V de la première paire comme référence pour le calibrage des top-roll offre la possibilité au contrôleur d'un float d'accroître significativement la vitesse d'étenderie V, sous réserve que la vitesse 10 périphérique du premier top-roll soit réduite proportionnellement. Il est ainsi possible d'améliorer la productivité d'un float tout en s'assurant que sont réunies les conditions nécessaires à l'obtention d'un verre à coin répondant aux spécifications techniques citées ci-dessus. Selon un mode de réalisation particulier, le procédé satisfait la relation suivante : 0,20 REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication (S) de verre à coin (11) par flottage d'un ruban de verre (8) sur un bain de métal fondu (7), de préférence de l'étain fondu, dans lequel le ruban de verre (8) est entraîné à vitesse constante, dite vitesse d'étenderie V, suivant une direction de déplacement longitudinale (L) depuis un côté amont du bain (3), où du verre fondu est coulé sur le métal fondu (7), jusqu'à un côté aval du bain (4), où le ruban de verre (8) quitte le bain (3), ledit ruban de verre (8) étant entraîné par des rouleaux extracteurs (9) placés en aval du bain (1), ledit ruban de verre (8) étant de plus étiré transversalement et/ou axialement par une pluralité de paires de roues latérales positionnées de part et d'autre du bain (1) au contact de la surface supérieure du ruban de verre (8), le procédé étant caractérisé en ce que la vitesse spécifique R1/V de la paire de roues latérales la plus en amont du bain (1), dite première paire, c'est-à-dire le rapport de sa vitesse périphérique R1 sur la vitesse d'étenderie V, est inférieure à 7%, préférentiellement inférieure à 6%, préférentiellement inférieure à 5,7%, pour une viscosité au niveau de la première paire comprise entre 1.1e5 Pa.s et 6.4'2 Pa.s. 2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il satisfait la relation suivante : R2 - R1 0,20 3. Verre à coin (11) obtenu par un procédé de fabrication (S) selon l'une quelconque des revendications 1 et 2. 4. Système de contrôle (20) de la fabrication de verre à coin par flottage d'un ruban 30 de verre (8) sur un bain (3) de métal fondu (7), de préférence de l'étain fondu, des rouleaux extracteurs (9) placés en aval du bain (1) entraînant le ruban de verre (8) à - 17 - vitesse constante, dite vitesse d'étenderie V, suivant une direction de déplacement longitudinale (L) depuis un côté amont du bain (3), où du verre fondu est coulé sur le métal fondu (7), jusqu'à un côté aval du bain (4), où le ruban de verre (8) quitte le bain (3), 5 ledit système de contrôle (20) comprenant au moins un module (21) de commande d'au moins une paire de roues latérales (10) positionnées de part et d'autre du bain (1) au contact de la surface supérieure du ruban de verre (8), lesdites roues latérales (10) étirant transversalement et/ou axialement le ruban de verre (8), ledit système étant caractérisé en ce que ledit module (21) de commande est 10 adapté pour faire varier au moins la vitesse périphérique R1 de la paire de roues latérales (10) la plus en amont du bain (1), afin de maintenir sa vitesse spécifique R1/V inférieure à 7%, préférentiellement inférieure à 6%, préférentiellement inférieure à 5,7%, pour une viscosité au niveau de la première paire comprise entre 1.1e5 Pa.s et 6.4e2 Pa.s.. 15 5. Système de contrôle (20) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de contrôle (24) de l'épaisseur du ruban de verre au niveau du bain (3). 6. Installation de fabrication de verre plat par flottage, adaptée pour mettre en 20 oeuvre un procédé (S) selon l'une des revendications 1 et 2, ladite installation comprenant un système de contrôle (20) selon l'une des revendications 4 et 5. 7. Programme d'ordinateurs téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support d'enregistrement adapté pour être lu par un ordinateur et/ou exécuté par un processeur, comprenant un code d'instructions pour mettre en oeuvre un procédé de fabrication selon l'une des revendications 1 et 2. 8. Support d'enregistrement informatique, sur lequel est enregistré un programme d'ordinateurs selon la revendication 7. 9. Verre feuilleté (14) pour un vitrage, ledit verre feuilleté (14) comprenant un intercalaire plastique viscoélastique (12) interposé entre les deux feuilles de verre (11, - 18 - 13), au moins une desdites feuilles de verre étant un verre à coin (11) selon la revendication 3 comprenant une région adaptée pour la visualisation tête haute. 10. Verre feuilleté (14) selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une desdites 5 feuilles a une épaisseur de 2,1 mm, tandis que l'autre a une épaisseur inférieure à 2,1 mm, préférentiellement de 1,6 mm, encore préférentiellement de 0,7 mm. 11. Verre feuilleté (14) selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite feuille de verre étant un verre à coin (11) selon la revendication 3 a une épaisseur de 2,1 mm. 10 12. Utilisation d'un verre feuilleté (1) selon l'une des revendications 9 à 11, comme vitrage pour un véhicule de transport terrestre, aquatique ou aérien, pour le bâtiment, le mobilier urbain, ou l'aménagement intérieur. 15 13. Utilisation d'un verre feuilleté (1), selon la revendication 12, comme pare-brise, vitrage latéral, custode ou lunette arrière de véhicule automobile.