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Verres laminée de sécurité*
Les verres laminés de sécurité du commerce se composent de deux plaques de verre d'environ 2 à 4 et de préférence d'en- viron 3 mm d'épaisseur, qui sont accolées entre elles pnr une oouohe d'environ 0,05 à 1,0, de préférence d'environ 0,1 0,5 mm d'épaisseur en un adhésif élastique, généralement du poly- vinylbutyral contenant des plastifiants.
Cers laminés résistent à la température ordinaire en géné- ral à des chocs ayant une énergie atteignant jusqu'environ 1,5 mkp. En cas de sollicitations plus fortes ils sont traversés.
Dans un cas pareil l'avantage de ces laminés est que la plus grande partie des éclats de verre ainsi formés ne sont pas pro- jetés, mais retenue par la couche adhésive, tandis que le res- tant tombe sans énergie. Mais si la poussée traversante est
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effectuée par une partie du corps humain, la tête par exemple, notamment dans le cas d'une glace pare-brise d'automobiles il existe pour cette partie du corps un danger de blessures plus graves par coupure, notamment par formation de ce qu'il $et convenu d'appeler la "collerette".
On a déjà proposé aussi des verres de sécurité qui se oom- Posent d'une plaque d'une épaisseur d'au moins environ 2 mm en polycarbonate de bisphénol linéaire à poids moléculaire élevé, laquelle de son coté est pourvue de souches superficielles résistantes aux éraflures. Dans une forme de réalisation de ces verres de sécurité, ces deux couches superficielles résistantes aux éraflures consistent en des plaques de verre de préférence d'une épaisseur atteignant au plus environ 1,5 mm et reliées à la plaque de polyoarbonate par une couche adhésive d'une épais- seur d'environ 0,1 mm.
Dans cette catégorie de verres de sécuri- té, la plaque de polyoarbonate constitue la partie prépondérante de la masse totale, étant donné que les plaques de verre ne ser- vent qu'à conférer à la plaque de polycarbonate une surface qui résiste aux éraflures* Les autres propriétés de ces laminés de sécurité sont dès lors presque exclusivement déteminées par les propriétés de la plaque de polycarbonate.
Ainsi donc, l'avantage le plue important de ces verres de sécurité réside dans le fait que, grâce à la résistance élevée au choc de la plaque de polyoarbonate, ils ne sont pas traversés mené par des chocs violents; tout au plus les plaques de verre de couverture éclatent, mais il n'y a pratiquement pas d'éclats de verre projetés paroe qu'ils restent collés à la couche adhé- sive. La "oollerette" redoutée ne peut pas se produire.
Un autre avantage de ces plaques est le comportement favo- rable d'absorption des polycarbonates envers les rayons lumineux,' de sorte qu'il ne se produit guère de pertes dans le spectre visible, alors que les rayons ultraviolets et infrarouges, la
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plupart indésirables, sont retenus de manière pratiquement intégrale. On citera aussi la meilleure isolation thermique comparativement aux plaques entièrement en verre, grâce à quoi ces plaques, en eau de variations de température, n'embuent moins facilement que les plaques de verre.
Four autant q@@ des verres de sécurité consistent en des plaquas de polyoarbonate tr@@@rerentes et en des plaque@ de @ verre transparentes et que l'on ait chor@l @ des cou@@@@ adhésives transparentes, ces plaques peuvent être employées par exemple dans la construction des véhicules, en particulier dans les véhicules à moteur et dans les véhicules ferroviaires.
Toutefois, en tant que pare-brise ils conviennent moins bien, parce qu'en cas de butée par exemple de la tête d'un passager de voiture, il se produit un rebondissement qui peut conduire à une secousse brutale du front (trauma pondulaire), voire marne à une rupture de la vertèble cervicale.
L'objet de la présente invention est donc constitué par des verres laminés de sécurité qui se caractérisent en ce que ceux-
Ci, à la différence de l'idée fondamentale essentielle pour les verre$ de sécurité connue, rappeléa ci-dessus, se composent de deux plaques de verre plus épaisses et d'une feuille de poly- carbonate intercalée relativement minces c'est-à-dire de deux plaques de verre éventuellement cintrées, d'environ 2,5 à 7 mm et de préférence d'environ 2,8 à environ 3,5 mm d'épaisseur, transparentes, éventuellement teintées et éventuellement précon- traintes, qui sont de préférence moulées et polies des deux cotés,
entre lesquelles est insérée de manière à pouvoir glisser une feuille d'environ 0,5 à au plue environ 2 mm, de préférence d'environ 0,7 à environ 1,5 mm d'épaisseur, transparente, ',en- tuellement teintée, en polycarbonate à poids moléculaire élevé de phénols bivalente, au moyen de couches adhésives épaisses d'environ 0,05 à environ 1,0 mm et transparentes.
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On a constata que la valeur à l'emploi de ces verres de sécurité pour beauooup d'utilisations, en partioulier pour vitrages de fenêtres de véhicules, par exemple en tant que verres de pare-brise dans les véhicules à moteur, est plus grande que celle des verres de sécurité connue que l'on a men- tionnés précédemment.
Chose surprenante, ce verre de sécurité, en dépit de l'épaisseur relativement réduite de la feuille de polycarbonate, est adapté tout aussi bien à toutes les sollicitations de pous- sée se présentant pratiquement avec de telles plaques que les verres de sécurité qui se composent essentiellement d'une pla- que de polyoarbonate plus épaisse, en d'autres termes eux non plus no sont pas traversés* Si le ooup est suffisamment fort pour rompre les plaques de verre relativement épaisses, alors l'énergie de choc restante est encore absorbée complètement par la feuille mince de polyoarbonate, ceci non pas par un rebondis- sement, mais, chose surprenante, par le fait que la feuille à l'endroit de la pesée du choc, suite à un processus d'étirage par lequel l'énergie est détruite, se déforme,
malgré que les polycarbonates normalement ne sont que difficilement étirables et seulement d'une maière limitée nettement an-dessous de la température de congélation. Il et peut que l'énergie du choc s'appliquant à un espace restreint conduise à un échauffement local suffisant pour que la température de congélation en cet endroit soit dépassée et que la feuille, comme aignal'. se déforme avec étirage.
Si les plaques de verre ou/et la plaque de polycarbonate sont trop minces, alors par la cassure des plaquée de verre et la déformation de la plaque de polycarbonate toute l'énergie n'est pas consommée, la plaque peut être tranversée et elle se comporte alore de la même manière que les verres laminée connue* Si les plaques de verre sont trop épaisses, alors elles n'écla-
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@ @ pas et dans ce cas se produit le rebondissement cite. Si d'autre part la feuille de polyoarbonato est trop épaisse, on n'aboutit pas à sa déformation et on obtient donc de nouveau ici un rebondissement.
Conformément à l'invention les épaisseurs des plaques de verra et celle de la plaque de polycarbonate sont donc choisies en aorte que le laminé obtenu à partir de celles-ci par oollags résiste sans changement aux chocs plus réduite et qu'il détruise toutefois des énergie$ de choc supérieures, en excluant le dan- ger des blessures par ooupure et le trauma pendulaire. Entre les limitas d'épaisseur conformes à l'invention on peut régler à volonté jusqu'à un oertain point la limite de choc où la plaque ne s'atime pas, suivant que l'on choisit des plaquée de verre plus minces ou plus épaisse. ou/et une plaqua de polycarbonate plus mince ou plua épaisse.
Le plus souvent il *et favorable de combiner des plaques de verre plus minoes avec une plaque de polyoarbonate plus épaisse ou vice versa, ou de choisir les trois plaques d'une épaisseur moyenne.
Il est à signaler que la déformation permanente citée de la plaque de polyoarbonate est due justement à la propriété particulière des polycarbonates que, d'une part, en-dessoue de la température de congélation, qui est toujours très élevée et qui par exemple dans le cas du polyoarbonate de bisphéncl (2,2-bis-(phénylol)-propane) se situe vers 140 C, ils sent très rigides, qu'ils ne montrent pas de fluage à froid et qu'ainsi ils ne sont pas à proprement parler plastiquement déformables - sans quoi les plaques à la longue ne conserveraient pas leur forme - mais que d'autre part, dans certaines conditions, lls sont étirables.
La déformation permanente est donc ici une con- séquence d'un processus d'étirage absorbant des quantités d' énergie considérable..
En outre le pouvoir d'absorption du polycarbonate pour les
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rayons ultraviolets et infrarouges est Si grand que déjà une feuille mince suffit pour retenir complètement ces rayons par les verres de sécurité. En ce qui concerne les propriétés opti- eues s'ajoute encore le fait que les plaques de verre ayant une ; épaisseur d'environ 2,5 et en particulier environ 2,8 mm et plus, contrairement aux plaques plue minces, peuvent 4tre
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I.1IC'{;.' et polies des deux cotés,. ce qui fait que l'on peut de 1}ré'f:\"'etloo cladreaeer 8,1,.X plei.q'.-'? d4 ²'M'X't9 dites pour glaoe8.
C'eat pourquoi les nouveaux va''').',.!>, il'" '"'.#1t +épond*nt,àane une trës grande mesure aux exigo-oes è8 êlerdes formulées qunnt 1* qualité optique notamat des verres de pare-brise dans les véhicules à moteur qui, en général, sent d'une forai cintrée (o. cet égard par exemple "Yer eshreolatt, Amtabl,11 des Bundeaminietere fur Verkehr der Bundesrapublik Deutxohl&u, 19e année, 1965, fascicule 3, p. 61-116, en particulier p.89,
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alinéa B, 25 (2) lo) et p.91, colonne de gauche, 3).
Non moins important, la fabrication de plaques plus grandes, et notamment cintrées, en collant une feuille de polycarbonate mince et flexible entre des plaques de verre épaisses éventuel- lement cintrées, est techniquement bien plus facile à effectuer que d'unir une plaque plus épaisse de polycarbonate pratiquement déjà rigide aveo des plaques de verre, également pratiquement rigides, même si elles sont plus minces.
La oombinaison de ces propriétés ne se rencontre dans aucune autre matière plastique connue à ce jour. On rappelera encore finalement que la conductibilité thermique relativement réduite des polyoarbonates se manifeste de manière favorable en ce que la tendanoe à l'embuage en cas de variations de la tempé- rature est ainsi fortement diminuée.
Dès lors les polyoarbona- tes cités en combinaison avec du verre conviennent particulière-
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ment bien pour l'emploi dans les verres de sécurité 8tr&tifié , La fabrication des polycarbonates thermoplastique. à poids
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moléculaire élevé de phénols bivalents, en particulier de bia- phénylolaloanes, est oonnue et par exemple déorite dans les breveta allemande N 1.011.178, N 971. 777 et N 971.790.
A partir de ces polyoarbonates on peut couler des plaques d'en- viron 0,5 à 2 mm d'épaisseur de manière connue à partir de la masse fondue à travers des buaelures à fente large. Pour confé- rer à ces plaques des surfaces à plans pratiquement complètement parallèles et ainsi de l'isométrie optique, il est en général avantageux de les post-traiter dans une presse à plateaux ou dans une calandre, ce qui est uno chose également connue.
Comme adhésifs oonviennent ceux qui sont utilisables dans les verres de sécurité connue déjà précités, par exemple du caoutchouc de silicone et des mélanges durcissables polyester- styrène, de préférence ceux dans lesquels le rapport de mélange polyester styrène s'élève au moine à environ 4 : 1, de même que les résines époxy plastifiées, en outre les feuilles de polyvinylbutyral déjà connues dans la fabrication des strati- fiés, etc.
Comme adhésifs se sont avérés particulièrement satis- faisants les adhésifs aux polyacrylates connus en soi, réglés plus ou moins mous, étant donné que, même en couches relative- ment épaisses, ils possèdent une clarté optique particulière, une adhérence remarquable sur le verre et le polyoarbonate et une cohésion appropriée pour un collage susceptible de glisse- ment, qui se conserve suffisamment môme jusqu'à des températures d'environ -30 C.
Le collage des trois plaques se fait de la manière connue jusqu'ioi dans la fabrication des verres laminés.
Les nouveaux verres de sécurité laminés peuvent être utilisés partout où l'on désire que que les verres ne noient pas traversés, même par des chocs violente, et que la danger de blessures par coupure soit exclu, A cause des propriétés parti- culières décrites en détail précédemment des nouveaux laminés,
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ils doivent en particulier trouver un emploi comme verrea de sécurité dans les véhicules de tout genre, notamment comme pare- brise dans les véhicules routiers, les laminés étant montés en sorte que la plaque de verre se trouve à l'extérieur et la plaque de polycarbonate à l'intérieur.
Exemple 1.
Sur une plaque de verre pour glace de 30 x 30 cm sur 2,8 mm d'épaisseur on applique une feuille adhésive aussi grande, de 0,5 mm d'épaisseur, en un coploymèrs à 65% en poids d'acrylate de 2-éthyl- hexyle et à 35% en poids de méthacrylate de méthyle, ayant une vis- cosité relative de 1,015, mesurée sur une solution de 0,5 g de la substance dans 100 cm3 de benzène à 20*Ce Puis on applique une feuille de 30 x 30 cm sur 0,8 mm d'épaisseur de polycarbonate de bisphénol A, ayant une viscosité relative de 1,32, mesurée sur une solution ce 0,5 g de la substance dans 100 cm3 de chlorure de méthy- lène à 25 C.
Ensuite on applique encore une feuille adhésive de mêmes dimensions et de marne composition et finalement une plaque de verre pour glace de mêmes dimensions. Afin d'éviter un décalage mutuel des cinq couches dana le processus opératoire qui suit, on maintient ensemble le laminé au moyen de pinces. On le chauffe alors dans un autoclave sous une pression de 100 mm Hg à 130 C et on le refroidit ensuite lentement pendant 60 minutes jusqu'à la température ordinaire, tout en élevant en même temps la pression jusqu'à la pression atmosphérique. On obtient un laminé transparent.
Exemple 2.
On opère comme à l'exemple 1, mais on utilise deux plaques de verre pour glace, précontraintes.
Exemple 3.
On opère comme à l'exemple 1, mais on utilise toutefois comme feuille adhésive une feuille en un copolymère à 65% en poids d'acrylate de butyle et à 35% en poids de méthacrylate de Méthyle, ayant une viscosité relative de 1,75.