Brevet FR3077293A1 — publié le 20190802

VITRAGE FEUILLE TE L'invention se rapporte au domaine des vitrages 5 feuilletés, plus particulièrement des vitrages feuilletés pour automobile, notamment employés comme pare-brise ou vitrages latéraux. Les vitrages feuilletés sont des vitrages dans lesquels deux feuilles de verre sont liées adhésivement 10 entre elles par un intercalaire de feuilletage qui possède la capacité de retenir les éclats de verre en cas de bris. L'intercalaire de feuilletage peut également remplir d'autres fonctions, par exemple de résistance à l'effraction, acoustiques, thermiques etc... L'intercalaire 15 de feuilletage comprend en général au moins une feuille polymérique, typiquement en polyvinylbutyral, apte à se ramollir lors du traitement de feuilletage et à adhérer aux feuilles de verre. Les vitrages feuilletés sont utilisés dans les 20 véhicules automobiles comme pare-brise, et parfois comme vitrages latéraux. A ce titre, ils doivent répondre à un nombre croissant d'exigences, dont des exigences mécaniques (ils doivent résister au gravillonnage), des exigences physiques (ils doivent être le plus léger possible de 25 manière à pénaliser le moins possible la consommation énergétique du véhicule), des exigences optiques (leur transmission dans le visible doit être suffisante pour permettre une bonne visibilité pour le conducteur) et des exigences thermiques (leur transmission du rayonnement 30 solaire doit être faible de manière, en été, à réduire les apports de chaleur solaire et donc le besoin de climatisation), sans parler des exigences de coût. D'autres exigences sont quant à elles relatives au procédé de 2 fabrication de ces vitrages. En particulier, les deux feuilles de verre du vitrage feuilleté doivent pouvoir être bombées ensemble de manière à assurer un parfait assemblage et éviter toutes distorsions optiques. Certaines de ces exigences sont contradictoires, car un vitrage plus léger est un vitrage plus mince, mais qui aura tendance à moins bien résister au gravillonnage et à plus transmettre le rayonnement infrarouge. L'invention a pour but de proposer un vitrage 10 feuilleté répondant à l'ensemble de ces exigences et qui soit peu coûteux à fabriquer. A ce titre, l'invention a pour objet un vitrage feuilleté comprenant une première feuille d'un verre coloré et une deuxième feuille d'un verre clair assemblées entre 15 elles au moyen d'un intercalaire de feuilletage, ladite première feuille ayant une épaisseur el allant de 1,5 à 2,5 mm, ladite deuxième feuille ayant une épaisseur e2 allant de 0,4 à 1,9 mm, le rapport R = e2/e12 étant d'au plus 0,40 mm-1, ledit vitrage possédant une transmission 20 lumineuse d'au moins 70% et une transmission solaire directe d'au plus 55%, ledit verre coloré possédant une composition chimique comprenant une teneur pondérale en fer total, exprimée sous la forme Fe2O3, allant de 1,1 à 2,0%, avec un rapport redox, défini comme le rapport entre la 25 teneur pondérale en fer ferreux, exprimée sous la forme FeO, et la teneur pondérale en fer total, exprimée sous la forme Fe203, allant de 0,23 à 0,32. Un autre objet de l'invention est un vitrage pour véhicule de transport, notamment automobile, en particulier 30 un pare-brise ou un vitrage latéral, comprenant un vitrage feuilleté selon l'invention. Dans ce vitrage, la deuxième feuille de verre est de préférence la feuille intérieure, destinée à être positionnée à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. 3 La transmission lumineuse est calculée à partir d'un spectre expérimental réalisé sur la feuille de verre ou le vitrage considéré, en prenant en compte l'illuminant A défini par la norme ISO 11664-2 et l'observateur de 5 référence CIE 1931 (2°) défini par la norme ISO 11664-1. La transmission solaire directe est déterminée selon la norme ISO 9050 :2003. Par « verre clair », on entend un verre dont la transmission lumineuse est d'au moins 90% pour une épaisseur de 2 mm. Les verres clairs contiennent en général une teneur pondérale en fer total d'au plus 0,15%, notamment 0,1% et même 0,08%. La teneur pondérale en fer total des verres clairs est toutefois généralement d'au moins 0,01% car les matières premières naturelles employées dans la fusion du verre contiennent des impuretés de fer, et des teneurs plus faibles nécessiteraient l'utilisation de matières premières particulièrement coûteuses. Le verre clair ne contient en général pas d'autres agents colorants que le fer ; en particulier il ne contient de préférence pas d'oxyde de cobalt, d'oxyde de chrome, de sélénium, d'oxyde de cuivre, d'oxyde de nickel et d'oxydes de terres rares, sauf impuretés inévitables. Le choix des épaisseurs el et e2 et du rapport R s'est révélé particulièrement crucial pour obtenir la 25 résistance au gravillonnage désirée ainsi que de bonnes propriétés optiques et énergétiques. L'épaisseur e2 est de préférence d'au plus 1,8 mm, notamment 1,7 mm, voire 1,6 mm et même 1,5 mm. L'épaisseur e2 est de préférence d'au moins 0,5 mm, notamment 0,6 mm, 30 voire 0,7 mm et même 0,8 mm ou 0,9 mm. Elle est de préférence comprise dans un domaine allant de 0,5 à 1,7 mm. L'épaisseur el est de préférence d'au plus 2,4 mm, notamment 2,3 mm, voire 2,2 mm ou 2,1 mm. Elle est de préférence d'au moins 1,6 ou 1,7 mm. 4 Le rapport R est avantageusement d'au plus 0,35 ou 0,30, notamment 0,25, voire 0,20. Il est de préférence d'au moins 0,10. Des couples d'épaisseurs el/e2 particulièrement 5 avantageux sont notamment : el=1,6 mm et e2=0,5 mm el=1,6 mm et e2=0,7 mm el=1,8 mm et e2=0,5 mm el=1,8 mm et e2=0,7 mm 10 el=1,8 mm et e2=1,1 mm el=2,1 mm et e2=0,5 mm el=2,1 mm et e2=0,7 mm el=2,1 mm et e2=1,1 mm el=2,1 mm et e2=1,6 mm 15 Le vitrage est de préférence constitué de la première feuille, de la deuxième feuille et de l'intercalaire de feuilletage, ce qui n'exclut toutefois pas qu'un de ces constituants soit revêtu de couches ou d'empilements de couches, comme décrit ci-après. 20 Le vitrage est de préférence bombé. Pour ce faire, les deux feuilles de verre sont bombées, généralement ensemble, avant d'être assemblées au moyen de l'intercalaire de feuilletage. Le bombage peut être réalisé de manière connue, par exemple par gravité (le verre se déformant sous son propre poids) ou par pressage, à des températures allant typiquement de 550 à 650°C. Lorsque le vitrage est bombé, la deuxième feuille de verre est avantageusement la feuille intérieure du vitrage, c'est-à-dire celle qui est située du côté concave du vitrage ; cette feuille est destinée à être positionnée à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. La première feuille 5 de verre est alors la feuille extérieure, située du côté convexe du vitrage ; cette feuille est destinée à être positionnée à l'extérieur de l'habitacle du véhicule. Le feuilletage peut également être réalisé de 5 manière connue par un traitement en autoclave, par exemple à des températures de 110 à 160°C et sous une pression allant de 10 à 15 bars. Préalablement au traitement en autoclave, l'air emprisonné entre les feuilles de verre et l'intercalaire de feuilletage peut être éliminé par 10 calandrage ou par dépression. Afin d'améliorer la résistance au gravillonnage, la première feuille de verre est de préférence en verre non-renforcé mécaniquement. Elle n'est donc dans ce cas ni trempée ni durcie. Par « non-renforcé mécaniquement », on 15 entend que la feuille de verre n'a pas subi de renforcement par trempe chimique ou à l'aide de moyens de refroidissement forcé dans le but de créer de fortes contraintes de compression à la surface de la feuille de verre. Cette définition n'exclut toutefois pas la 20 possibilité d'utiliser des moyens de refroidissement classiquement utilisés et nécessaires au respect des temps de cycle ou à l'obtention de contraintes de forme. Lors d'un procédé de formage de vitrage pour automobile, il est en effet nécessaire de refroidir le verre après son formage 25 afin de respecter les temps de cycle et de créer des contraintes de forme en mettant la périphérie du vitrage en compression pour augmenter la résistance des bords à la casse. Le terme « non-renforcé mécaniquement » n'exclut donc pas la présence de contraintes de bord. 30 Le verre non-renforcé mécaniquement est de préférence tel que la contrainte résiduelle de tension à coeur est d'au plus 12 MPa, notamment 5 MPa, voire 2 MPa. De telles valeurs de contrainte sont notamment obtenues avec des vitesses de refroidissement d'au plus 1°C par seconde 6 après bombage, plus précisément entre la sortie du four de bombage et la zone dans laquelle la température du verre correspond à sa température de recuit. La mesure de la contrainte résiduelle est notamment réalisée sur une 5 éprouvette obtenue en découpant dans le vitrage une éprouvette parallélépipédique de 10 mm sur 50 mm, en séparant la première feuille de verre de l'intercalaire de feuilletage, par exemple en traitant thermiquement l'éprouvette à une température de 150 à 200°C, puis en 10 mesurant les contraintes dans l'épaisseur de la feuille de verre. La mesure des contraintes peut par exemple être réalisée au moyen d'un biasographe, décrit au chapitre 8 de l'ouvrage « Photoelasticity of Glass » de H. Aben, C. Guillemet (1993) Springer Verlag. 15 La deuxième feuille de verre peut être non- renforcée mécaniquement ou au contraire être en verre trempé. Toujours afin d'améliorer la résistance au gravillonnage, la deuxième feuille de verre est 20 avantageusement trempée chimiquement, car les faibles épaisseurs utilisées rendent difficiles la trempe thermique. La trempe chimique (aussi appelée « échange ionique ») consiste à mettre en contact la surface du verre avec un bain de sels fondus (par exemple du nitrate de 25 potassium), de manière à renforcer la surface du verre en échangeant des ions du verre (par exemple des ions sodium) par des ions de plus grand rayon ionique (par exemple des ions potassium). Cet échange ionique permet en effet de former des contraintes de compression à la surface du verre 30 et sur une certaine épaisseur. De préférence, la contrainte de surface est d'au moins 300 MPa, notamment 400 et même 500 MPa, et d'au plus 700 MPa, et l'épaisseur de la zone en compression est d'au moins 20 gm, typiquement entre 20 et 50 pm. Le profil de contraintes peut être déterminé de 7 manière connue à l'aide d'un microscope polarisant équipé d'un compensateur de Babinet. La première feuille est de préférence constituée d'un verre silico-sodocalcique. 5 On entend par verre silico-sodocalcique un verre contenant de la silice comme oxyde formateur et des oxydes de sodium et de calcium comme oxydes modificateurs. Un verre silico-sodocalcique possède de préférence une composition chimique qui comprend de 60 à 78% de silice 10 (Si02) , de 10 à 16% de soude (Na2O) et de 5 à 15% de chaux (CaO). Comme indiqué précédemment, ce verre silicosodocalcique est de préférence non-renforcé mécaniquement. Selon un mode de réalisation, la deuxième feuille est également constituée d'un verre silico-sodocalcique. 15 Dans ce cas, l'épaisseur e2 est de préférence d'au moins 0,6 mm. La deuxième feuille est de préférence en verre non-renforcé mécaniquement. D'autres types de verre sont toutefois utilisables, en particulier des verres de borosilicates, 20 d'aluminosilicates ou d'aluminoborosilicates. Selon un autre mode de réalisation, la deuxième feuille de verre est en particulier constituée d'un verre d'aluminosilicate, notamment de sodium. Le verre est alors, de préférence, trempé chimiquement. L'épaisseur e2 est dans 25 ce cas avantageusement d'au plus 0,7 mm, voire 0,6 mm, notamment comprise dans un domaine allant de 0,4 à 0,55 mm. Le verre d'aluminosilicate de sodium comprend de préférence de 55 à 73% en poids de SiO2, de 2 à 20% en poids d'A1203 et de 9 à 17% en poids de Na2O. Il comprend en 30 outre avantageusement de 2 à 11% en poids de MgO, de 0 à 10% en poids de K2O, moins de 3% en poids de CaO et moins de 10%, notamment moins de 5% en poids de B2O3. 8 Plus particulièrement, le verre d'aluminosilicate de sodium possède de préférence une des compositions suivantes, exprimées en pourcentages massiques d'oxydes. Si02 : 55-71%, notamment 59-68% ; A1203: 3-11%, 5 notamment 4-10% ; Mg0 : 4-11%, notamment 5-10% ; Na20 : 917%, notamment 10-14% ; K20 : 3-12%, notamment 5-11%; B203: REVENDICATIONS1. Vitrage feuilleté comprenant une première feuille d'un verre coloré et une deuxième feuille d'un verre clair assemblées entre elles au moyen d'un intercalaire de feuilletage, ladite première feuille ayant une épaisseur el allant de 1,5 à 2,5 mm, ladite deuxième feuille ayant une épaisseur e2 allant de 0,4 à 1,9 mm, le rapport R = e2/e12 étant d'au plus 0,40 mm-1, ledit vitrage possédant une transmission lumineuse d'au moins 70% et une transmission solaire directe d'au plus 55%, ledit verre coloré possédant une composition chimique comprenant une teneur pondérale en fer total, exprimée sous la forme Fe203, allant de 1,1 à 2,0%, avec un rapport redox, défini comme le rapport entre la teneur pondérale en fer ferreux, exprimée sous la forme FeO, et la teneur pondérale en fer total, exprimée sous la forme Fe203, allant de 0,23 à 0,32. 2. Vitrage feuilleté selon la revendication 1, tel que l'épaisseur e2 est comprise dans un domaine allant de 0,5 à 1,7 mm. 3. Vitrage feuilleté selon l'une des revendications précédentes, tel que le rapport R est d'au plus 0,35, 25 notamment 0,30 mm-1. 4. Vitrage feuilleté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la première feuille est constituée d'un verre silico-sodocalcique. 5. Vitrage feuilleté selon l'une des revendications 30 précédentes, dans lequel la première feuille de verre est en verre non-renforcé mécaniquement. 17 6. Vitrage feuilleté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la deuxième feuille de verre est trempée chimiquement. 7. Vitrage feuilleté selon l'une des revendications 5 précédentes, dans lequel la deuxième feuille est constituée d'un verre silico-sodocalcique, l'épaisseur e2 étant d'au moins 0,6 mm. 8. Vitrage selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la deuxième feuille de verre est constituée 10 d'un verre d'aluminosilicate trempé chimiquement, l'épaisseur e2 étant d'au plus 0,7 mm. 9. Vitrage feuilleté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le verre coloré possède une composition chimique comprenant une teneur pondérale en fer 15 total, exprimée sous la forme Fe2O3, allant de 1,3 à 1,8%. 10. Vitrage feuilleté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le verre coloré possède une composition chimique telle que le rapport redox est compris dans un domaine allant de 0,24 à 0,29. 20 11. Vitrage feuilleté selon l'une des revendications précédentes, dont la transmission solaire directe est d'au plus 50%. 12. Vitrage feuilleté selon l'une des revendications précédentes, dont l'épaisseur est d'au plus 5 mm, notamment 25 4,5 mm, voire 4 mm. 13. Vitrage feuilleté selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'intercalaire de feuilletage comprend au moins une feuille de polyvinylacétal, notamment de polyvinylbutyral. 30 14. Vitrage pour véhicule de transport, notamment automobile, en particulier pare-brise ou vitrage latéral, comprenant un vitrage feuilleté selon l'une des revendications précédentes. 18 15. Vitrage selon la revendication précédente, dans lequel la deuxième feuille de verre est la feuille intérieure, destinée à positionnée à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. 5