CH302472A - Procédé de traitement d'un objet en verre et objet en verre obtenu par ce procédé. - Google Patents

Description

  Procédé de     traitement    d'un objet en verre et objet en verre obtenu par ce procédé.    La présente invention comprend un pro  cédé de traitement. d'un objet. en verre, sui  vant lequel on agit. sur la valeur et la. répar  tition des contraintes permanentes dans cet  objet, notamment en vue de donner au verre  des qualités de verre recuit et, en particulier,  la -facilité de découpe.  



  On sait que le traitement de recuit a pour  but de remédier à l'inconvénient que consti  tuent les contraintes permanentes     souvent          irré;ulièrement    réparties qui sont susceptibles  de s'établir clans le verre, et que ce traitement.  consiste,     a@-ant    porté l'objet en verre dans  toute sa masse à une température homogène  et supérieure à une certaine température dite   température de tension  dont on admet  qu'elle correspond à une viscosité de     1014.s          poises,    à refroidir ensuite l'objet en verre très       lirogressivement        jusqu'au-dessous    de cette  température.

   Ce traitement exige une installa  tion importante; sa durée d'exécution est lon  gue, et les résultats obtenus ne sont pas tou  jours satisfaisants.  



  Le procédé que comprend l'invention re  pose sur un principe entièrement. différent  qui va être exposé ci-après.  



  On sait que des contraintes internes per  manentes, c'est-à-dire persistant dans le verre  une fois refroidi, ne peuvent s'établir que si,  à l'origine du refroidissement, le verre se  trouvait en totalité ou en partie à une tempé  rature suffisamment élevée pour que ses diffé-    rentes molécules jouissent d'une certaine mo  bilité les unes par rapport aux autres, c'est  à-dire une température supérieure à la tempé  rature de tension définie plus haut, au-dessus  de laquelle le verre doit être porté dans toute  sa masse pour subir le traitement habituel de  recuit.  



  Lorsqu'on refroidit du verre à, partir d'une  température où il était déjà. entièrement figé,  c'est-à-dire où ses molécules ne pouvaient.     plus     se déplacer les unes par rapport aux autres.  on constate que les contraintes qui naissent  du     refroidissement        phis    rapide des couches  externes par rapport à celui des couches in  ternes ne sont que temporaires et disparais  sent en même temps que la différence de tem  pérature qui leur a donné naissance.  



  Au contraire, quand le verre est refroidi  à. partir d'une température où le     glissement     des molécules les unes par rapport aux autres  était. possible, on constate que le verre est,  une fois refroidi à la. température ambiante,  le siège de contraintes permanentes, celles-ci  étant d'autant plus élevées que le refroidisse  ment a été     plus    rapide avant. la traversée de  la température de tension.  



  Encore que les termes de  glissement  et   glisser  doivent être pris dans leur sens le  plus général de déplacement des molécules  de verre les unes par rapport aux autres, on  peut se faire une représentation du phéno  mène en imaginant que la peau de l'objet en      verre, en se contractant quand le     ceeur    était  encore doué de mobilité, a pu glisser sur ce       ccpur,    mais par contre le     c#ur,    se figeant à.  son tour et cherchant à se contracter, n'a pas  bénéficié de la même facilité, puisque la. peau  figée ne pouvait le suivre dans sa contraction,  de sorte qu'il est. resté en extension, prenant  appui sur la. peau et la. mettant en compres  sion.  



  La. titulaire a reconnu que,     puisque    les  glissements dus à la contraction des surfaces  dans la première phase du refroidissement  sont à. l'origine des contraintes     permanentes          qui    affectent le verre froid, il est possible  d'agir sur la valeur et la répartition qu'au  ront en définitive ces dernières par un traite  ment, postérieur     auxdits        glissements,    capable  de provoquer des glissements en sens con  traire, c'est-à-dire des glissements correspon  dant à la mise en compression des surfaces.  



  Le procédé de traitement. d'un objet en  verre que comprend la présente invention est  caractérisé en ce qu'on développe dans les  couches superficielles du verre un état, de  compression temporaire assez intense pour  provoquer un glissement au moins partiel des  couches externes sur les couches internes en  sens inverse, des     glissements    qui sont survenus  dans l'objet au début de son refroidissement,  alors que les molécules étaient douées de mobi  lité les unes par rapport aux autres.  



  La présente invention comprend également  l'objet en verre obtenu au moyen de ce pro  cédé.  



  Dans une mise en     #uvre    particulière du  procédé, on apporte     aux    couches externes du  verre, alors que la température des couches  internes n'est pas     suffisamment    haute pour  être notablement     supérieure    à la     température     de tension (elle peut être inférieure à cette  température), un flux de     chaleur    suffisam  ment intense pour engendrer dans ces couches       externes,    par dilatation thermique, des con  traintes capables, eu égard à l'état. du verre       ati    moment du traitement, de provoquer le  glissement de ces couches externes par rap  port aux couches internes relativement plus  rigides.

   En outre, ce flux doit être suffisam-    ment bref pour que les couches internes ne  soient pas portées à une température notable  ment supérieure à la température de tension.  



  La titulaire a reconnu que,     grâce    à la na  ture et à la. brièveté d'un tel traitement, le       glissement    obtenu est. irréversible et qu'en  conséquence le refroidissement. ultérieur n'est  pas     générateur    de trempe et     n'exige    par     suite     aucune précaution particulière sauf, bien en  tendu, celles qui sont normalement requises  pour     éviter    la casse résultant de contrainte  temporaires en cours de refroidissement.  



  La titulaire a également reconnu     qu'on     peut réaliser ce traitement sans amener les  surfaces, à     aucun    moment du traitement, à  une     température    telle que ces surfaces seraient  susceptibles     d'être    altérées par le contact des  moyens habituellement utilisés pour suppor  ter le verre.  



  Cette mise en     oeuvre    est destinée à s'appli  quer aussi bien à des objets en verre déjà.  fabriqués qu'en cours de fabrication et per  met     d'agir    sur les contraintes     permanentes     nées ou à naître dans ces objets, pour les di  minuer, les annuler ou même les inverser.  



  Un avantage particulièrement intéressant  réside dans le fait qu'il est possible de traiter  des objets finis dont la surface ne risquera  pas d'être altérée par le traitement. En par  ticulier, on peut l'appliquer à, du verre im  primé ou du verre étiré pour vitrages.  



  Le dessin annexé représente, à titre  d'exemple, des diagrammes de     contraintes     dans des feuilles de\ verre.  



  La     fig.    1 représente la répartition connue  des contraintes dans l'épaisseur d'une feuille  de verre après Lui     refroidissement    industriel  complet. et connu.  



  Les     fi-R.        \?    et 3 représentent. la répartition  des contraintes dans l'épaisseur de deux  feuilles de verre traitées selon le     procédé.     



  La répartition des contraintes de la     fig.    I  peut. être observée par exemple au compen  sateur de     Babinet.    Par rapport. à Lui axe       x-x'    perpendiculaire aux faces de la feuille  et     figurant.    l'axe des contraintes de valeur  nulle, les ordonnées correspondant     aux    exten  sions sont portées vers le bas et celles qui           correspondent,    aux compressions sont. portées       vers    le haut..

   La courbe classique Cl qui repré  sente l'intensité des contraintes dans chaque       couche    de l'épaisseur de la feuille affecte, en  général, une forme     d'allure    parabolique et  coupe en deux points A et A', l'axe     x-:r'    des  contraintes     nulles,    de sorte que l'on peut, par  la. pensée, diviser la feuille en trois zones pa  rallèles: deux externes et une interne, telles       que    tout point d'une zone externe est soumis  à une contrainte de compression, tandis que  tout. point de la. zone interne est soumis à       nne    contrainte d'extension.  



  La, courbe C2     (fig.    2) et la courbe C3       (fig.    3<B>)</B>     repréAentent    deux répartitions     pos-          #-ibles    de contraintes dans une feuille de verre  qui a été traitée conformément à l'invention.  



  On voit. que, par rapport à la courbe de  la     fig.    1, les courbes     C2    et     C3    font. ressortir  dans les couches superficielles une diminution  importante de la     compression    (courbe C2) et       même    une légère extension     (courbe        C3).    Les       couches        sous-jacentes,    moins atteintes par le  traitement, présentent, dans les courbes C2 et       C-;,,    une certaine compression supérieure à  celle de la surface.

   L'extension au     caeur,    du  tait     qu'elle    équilibre des compressions     dimi-          muées    dans les couches externes, s'est, elle  aussi, atténuée. En définitive, les courbes, telles  <I>que</I>     C..,        C3,    visibles au compensateur de     Ba:          binet,    présentent une double courbure en  dos  de chameau .  



  La feuille de verre pourrait aussi avoir  des contraintes nulles en     surface.     



  Grâce à la diminution de la. compression  en surface, pouvant. aller jusqu'à une légère       extension,    qui peut être ainsi réalisée, il est  possible d'obtenir, entre autres, des feuilles  de verre particulièrement faciles à découper,  résultat, qu'on recherchait jusqu'à présent au  moyen du traitement de recuit.  



  La répartition des contraintes dans toute  l'étendue du produit fini prend ainsi un carac  tère     d'homogénéité    que l'on attend aussi habi  tuellement des traitements de recuit.  



  Il convient d'observer que le procédé selon  l'invention, tout. en permettant d'obtenir un  verre se découpant. bien et dans lequel les    contraintes sont faibles et réparties d'une  faon homogène, diffère néanmoins essentielle  ment du traitement de recuit.  



  Dans une     mise    en     oeuvre    particulière, on  applique     un    choc thermique d'une     durée     extrêmement. brève, de l'ordre     d'une    fraction  de seconde à. quelques secondes; l'élévation de  température qui en résulte est localisée dans  les couches superficielles; après l'arrêt du flux  de chaleur extrêmement puissant et bref cons  tituant le choc thermique et qui a provoqué  cette élévation de température, le refroidisse  ment peut être quelconque, abstraction faite  des précautions connues à prendre contre la  casse.

   Au contraire, ainsi qu'il a été rappelé  plus haut, le traitement de recuit est d'une  durée considérablement plus grande; il exige  une mise en température préalable uniforme  de toute la masse de l'objet.     au-dessus    de la  température de tension, ensuite de quoi le  refroidissement, jusqu'à     cette    température doit.  être     conduit    d'une Tacon ménagée.  



  C'est. ainsi     qu'une    feuille de verre étiré,  de 5 mm     d'épaisseur,    présentant au compen  sateur de     Babinet    une courbe de contrainte  du type de la     fig.    1, a été soumise, après que  le verre a été amené à 420  C environ, à un  flux de chaleur de 20 calories par     cm-2    et par  seconde, sous l'action d'une rampe à gaz, pen  dant une seconde et demie. Après ce traite  ment, la feuille examinée à froid au compen  sateur de     Babinet    ne présente plus que des  contraintes insignifiantes réparties suivant  une courbe à double courbure, du     type    repré  senté à la     fig.    2.  



  On peut appliquer le     flux    de chaleur par  rayonnement; convection, par pertes diélec  triques, etc., ces moyens étant utilisables sépa  rément ou en combinaison, ainsi que tous  autres moyens de chauffage, pourvu que la  mise en     aeuvre    de ces techniques concoure à  un chauffage rapide des couches superficielles  des objets traités en évitant dans la mesure  du possible le chauffage des couches internes.  



  La modification     désirée    de la valeur     des    con  traintes pourra aussi être obtenue     parune    appli  cation répétée du traitement sous la. forme de  plusieurs chocs thermiques     successifs        séparés.         On peut appliquer un choc thermique tel  que la surface du verre n'atteint à aucun mo  ment. du traitement une température à la  quelle elle serait susceptible d'être altérée par  le contact des moyens utilisés pour supporter  le verre.  



  Un choc thermique tel que décrit peut être  appliqué à des objets au cours de leur fabri  cation ou après leur fabrication.  



  Des formes d'exécution de l'objet en verre  obtenu au moyen du procédé et constituées  notamment par des feuilles de verre présen  tent une courbe des contraintes à double cour  bure, la zone centrale étant dans un état       d'extension    entre deux zones latérales en état  de faible compression.  



  Les     surfaces    desdites feuilles pourront être  en état-     d'extension,    de compression ou même  sans contraintes.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I. Procédé de traitement d'un objet, en verre suivant lequel on agit sur la, valeur et la répartition des contraintes permanentes dans cet objet, notamment en vue de donner au verre des qualités du verre recuit et, en par ticulier, la facilité de découpe, caractérisé en ce qu'on développe dans les couches superfi cielles du verre un état de compression tem poraire assez intense pour provoquer un glis sement au moins partiel des couches externes sur les couches internes en sens inverse des glissements qui sont. survenus dans l'objet. au début de son refroidissement. alors que les molécules étaient. douées de mobilité les unes par rapport. aux autres. II. Objet en verre obtenu au moyen du procédé suivant la revendication I.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement d'un objet. en verre suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'on applique à l'objet au moins un choc thermique en apportant aux couches externes, alors que la température des cou ches internes n'est. pas suffisamment haute pour être notablement. supérieure à la tempé rature de tension, un Îl1Lx de chaleur suffi- samment intense pour engendrer dans ces cou ches externes, par dilatation thermique, des contraintes de compression temporaires capa bles, eu égard à l'état du verre au moment.

   du traitement, de provoquer le glissement de ces couches externes par rapport aux couches internes relativement plus rigides, ce fl11x de chaleur étant en outre suffisamment bref pour que les couches internes ne soient pas portées à une température notablement supérieure à la température de tension. 2.

   Procédé de traitement d'un objet en verre suivant la, sous-rev endication 1, carac térisé en ce qu'on effectue le refroidissement qui suit le traitement. thermique sans autres précautions particulières que celles qui sont normalement. requises pour éviter la casse ré- sultant de contraintes temporaires en cours de refroidissement.. 3.

   Procédé de traitement d'un objet en verre suivant la sous-rev endieation 1, carac térisé en ce qu'on applique le choc thermique à. l'objet en verre, alors que la température des couches internes est. inférieure à la tempé rature de tension. 4. Procédé de traitement. suivant la. sous- revendication 1, caractérisé en ce qu'on appli que un choc thermique tel que la surface du verre n'atteint à aucun moment du traitement une température à. laquelle elle serait. suscep tible d'être altérée par le contact des moyens utilisés pour supporter le verre. 5.

   Procédé de traitement suivant. la sous- revendication 1, caractérisé en ce qu'on appli que le choc thermique par pulsations, sous la forme de plusieurs chocs thermiques successifs séparés. 6. Procédé de traitement suivant la sous- revendication 1, caractérisé en ce qu'on appli que un choc thermique dont la durée est de l'ordre d'une fraction de seconde à quelques secondes. 7.

   Procédé de traitement. suivant la. sous- revendication 1, caractérisé e ce qu'on appli que le choc thermique à. des objets en verre au cours de leur fabrication, avant qu'ils aient. été refroidis à la température ambiante. R. Procédé de traitement suivant la sous revendication 1, caractérisé en ce qu'on a.ppli- clue le choc thermique à des objets en verre après leur fabrication. 9.

   Objet en verre, notamment une feuille clé verre, suivant la revendication II, caracté risé en ce que la. courbe des contraintes de cet objet. présente une double courbure, la zone centrale étant dans un état d'extension entre deux zones latérales en état de compres sion. 7.0. Objet. en verre, notamment une feuille (le verre, suivant la. sous-revendication 9, carac térisé en ce que les surfaces de la feuille de verre sont en état de faible compression. 11. Objet en verre, notamment une feuille de verre, suivant la sous-revendication 9, carac térisé en ce que les contraintes de la feuille de verre sont nulles en surface. 12.

   Objet. en verre, notamment une feuille de verre, suivant la sous-revendication 9, carac térisé en ce que les surfaces de la feuille de verre sont en état d'extension.