EP1272725B1 - Vitrage isolant et son procede de fabrication - Google Patents

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EP1272725B1
EP1272725B1 EP01923792A EP01923792A EP1272725B1 EP 1272725 B1 EP1272725 B1 EP 1272725B1 EP 01923792 A EP01923792 A EP 01923792A EP 01923792 A EP01923792 A EP 01923792A EP 1272725 B1 EP1272725 B1 EP 1272725B1
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EP
European Patent Office
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glazing unit
insert
unit according
insulating glazing
glazing
Prior art date
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Application number
EP01923792A
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German (de)
English (en)
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EP1272725A1 (fr
Inventor
Yves Demars
Jean-Christophe Elluin
Boris Vidal
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Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
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Publication date
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    • E06B3/67339—Working the edges of already assembled units
    • E06B3/67356—Covering the edges with bands or profiles

Definitions

  • the subject of the invention is an insulating glazing unit and its method of manufacture.
  • the spacer frame is bonded to the glass sheets by a butyl rubber elastomer bead applied directly to the profiles by extrusion through a nozzle. Each corner of the spacer frame is also packed at the corner piece with butyl rubber.
  • the elastomeric sealing bead plays a role in temporarily holding the glass sheets.
  • a crosslinkable sealant of the polysulfide or polyurethane type which completes the mechanical assembly of the glass sheets.
  • Butyl rubber mainly has the role of sealing the interior of the glazing with water vapor, while the sealant provides a seal with liquid water or solvents.
  • a disadvantage posed by such manufacture is that of the storage of materials. In order to be operational for any new order placed for insulating glass, many batches of each material must be available, which does not participate in a simple and fast management of the supply and storage of these materials.
  • the invention therefore aims to obviate these disadvantages by providing an insulating glazing whose choice of materials facilitates the management of their manufacturing flow and simplify assembly operations.
  • the insulating glazing unit comprises, at least two glass sheets spaced by a gas blade, an interlayer for spacing the two glass sheets and having an inner face facing the gas strip and an outer face opposite, as well as sealing means vis-à-vis the interior of said glazing, is characterized in that the interlayer has a linear buckling resistance of at least 400 N / m, and is in the form a substantially flat profile which surrounds the periphery of the glazing being plated by its inner face against the edges of the glass sheets, and held fixed by securing means, the glazing having no spacing element arranged in the space inside between the glass sheets.
  • This type of profile and its arrangement on the glazing slices have the particular advantage of increasing the visibility through the glazing since the spacer is no longer visible at the periphery.
  • the sealing means of the glazing which have gas, dust and liquid water sealing properties, are arranged at least on the outer face of the spacer.
  • These sealing means consist of a metal coating, preferably of stainless steel or aluminum, which has a thickness of between 2 and 50 microns.
  • the interlayer is based on thermoplastic material with or without reinforcing fibers such as cut or continuous glass fibers.
  • the free ends of the spacer are assembled to surround the entire glazing so that one end overlaps the other, complementary sealing means being provided to seal side sections made open by the recovery.
  • the free ends of the spacer have complementary shapes adapted to cooperate mutually to achieve their assembly according to an abutment.
  • Adhesive tape or gas and steam-tight glue will preferably be applied to the abutment area.
  • the interlayer is present before its introduction in the form of a wound tape which is intended to be unwound, stretched and cut to the length substantially corresponding to the perimeter of the glazing, while the fastening means of the type glue are deposited on the ribbon stretching by injection means.
  • the desiccant is deposited on the stretching tape during the application of the securing means.
  • the insertion of the interlayer is effected by applying it by compression to a priming point and against the slices of a first side of the glazing, the belting being effected from this point priming and placing the ribbon on the corners of the glazing being performed by heating the outer face of the insert beforehand to help its folding around the corners and marry perfectly their outline.
  • the initiation point is located at one side of the glazing so as to apply and compress the interlayer simultaneously in two opposite directions to surround the perimeter of the glazing along two perimeter halves, which saves manufacturing time.
  • the priming point may be located rather at an angle of the glazing.
  • the insertion of the interlayer is effected by applying two ribbons by compression at two points of initiation using means of distribution and compression, and the belting s' performs from these points of initiation by translational movements of the glazing and / or distribution means.
  • This variant allows very advantageously, combined with the profile of the invention, to provide a glazing having a complex shape, in particular with curved parts.
  • all glazing manufacturing operations can be performed in a chamber filled with the gas to be contained in the glazing.
  • a gas supply device which is inserted between the two glass sheets to deliver gas while the glazing surround is performed, and which is removed just before the end of the belting.
  • the figure 1 illustrates a single insulating glazing unit 1 obtained by a manufacturing process which will be described later with regard to its device visible at the figure 2 .
  • the glazing 1 comprises two sheets of glass 10 and 11 spaced apart by a gas blade 12, a spacer 2 which serves to space the two sheets of glass and has in order to ensure the mechanical maintenance of the entire glazing, as well as sealing means 3 for sealing the glazing with liquid water, solvents and water vapor.
  • the insert 2 is in the form of a substantially flat profile approximately 1 mm thick and of substantially parallelepiped section.
  • This profile advantageously has a low mechanical inertia, that is to say that it can be easily wound by having a small winding radius of 10 cm for example.
  • the profile surrounds the perimeter of the glazing. It is arranged in the manner of a ribbon on the slices 10a and 11a of the glass sheets and guarantees the mechanical assembly of the glazing through securing means 4 which ensure its total adhesion to the glass.
  • the profile is rigid enough to perform the mechanical holding function of the two spaced glass sheets. Its rigidity is defined by the very nature of its constituent material, whose linear buckling resistance must be at least 400 N / m.
  • the nature of the material of said profile is also chosen so that during the glass manufacturing process, the profile may have sufficient flexibility for the operation of belting the glass slices, in particular during the curling angles.
  • the spacer is entirely metallic, the material chosen being preferably stainless steel or aluminum. During the process, the edges are bent by means of machines well known to those skilled in the art of processing metal materials.
  • the interlayer In order to guarantee a minimum linear resistance to buckling of 400N / m, the interlayer must have a thickness of at least 0.1 mm for stainless steel and 0.15 mm for aluminum.
  • the interlayer 2 is based on plastic material with or without reinforcement fibers cut or continuous.
  • a material may be styrene acrylonitrile (SAN) associated with cut glass fibers, marketed for example under the name LURAN ⁇ by the company BASF, or polypropylene reinforced with continuous glass fibers, sold under the name TWINTEX ⁇ by the company VETROTEX.
  • SAN styrene acrylonitrile
  • the desiccant may be a molecular sieve such as zeolite powder, which may be up to 20% by weight or about 10% by volume.
  • the amount of desiccant is a function of the lifetime that we want to assign to the glazing.
  • the plastic material being much less heat-conducting than the metal, the thermal insulation of the entire glazing is only better when the glazing is for example exposed to strong sunlight.
  • the spacer 2 has a thickness of at least 0.25 mm when it is made of thermoplastic material and reinforcing fibers.
  • the width of the spacer 2 is adapted to the total thickness of the glazing which can be multiple by including several glass sheets spaced by gas strips.
  • the interlayer of the invention only requires knowledge of the total width of the glazing and not the separation distances of the glass sheets.
  • the separation distances for a multiple glazing may vary, which necessarily entails in the case of the use of spacers according to those of the state of the art to have available for the manufacture of glazing several interleaves for the different separations, and different widths of inserts according to separation distances.
  • the insert or profile 2 comprises an inner face 20 and an opposite outer face 21, the inner face 20 being intended to be plated, and maintained, by its edges in the case of a single insulating glazing unit, against the slices 10a and 11a of the glass sheets by the securing means 4.
  • the inner face 20 of the profile has in its central portion 22 and facing the gas blade 12 the properties of those of a desiccant which aims to absorb the water molecules that can be trapped in the gas blade .
  • These desiccant properties can result from the nature of the interlayer material, whose composition itself incorporates a molecular sieve.
  • the desiccant element will rather be obtained by a deposit of molecular sieve on the central portion 22 before the introduction of the spacer on the slices of the glazing, as we will see in the following description.
  • the edges of the inner face 20 are covered with an adhesive which constitutes the securing means 4.
  • the adhesive is of the glue type; it is impervious to gases, water vapor. Tests carried out in accordance with the American standard ASTM 96-63T on 1.5 mm thick adhesive samples have shown that an adhesive exhibiting a coefficient of permeability to water vapor of 35 g / 24h.m 2 such that of the silicone is suitable. Of course, an adhesive having a coefficient of permeability of 4 g / 24h.m 2, such as polyurethane, or even lower, is more suitable because the seal is further improved, a lesser amount of desiccant is then expected.
  • the adhesive must also withstand takeoff by liquid water, ultraviolet as well as traction that can be exerted perpendicular to the faces of the glazing and commonly called shear stresses, and by pulling in parallel with the force of the weight glazing.
  • a satisfactory adhesive must withstand stripping stresses of at least 0.45 MPa.
  • the adhesive has fast gluing properties, of the order of a few seconds; it is an adhesive which is taken by chemical reaction, whether or not activated by heat or pressure, or by cooling if the adhesive consists of a material hot-melt type hot melt, for example based on polyurethane crosslinkable with the humidity of the air.
  • the outer face 21 of the interlayer made of reinforced plastic material is covered with a metal protective coating 21a of the aluminum or stainless steel strip type having a thickness of between 2 and 50 ⁇ m, this coating constituting the sealing means 3.
  • the strip particularly when made of stainless steel, effectively protects the profile against abrasion, for example during handling or transport. Finally, it promotes the exchange of heat with the thermoplastic material when it comes to soften the latter during the manufacturing process.
  • the metal coating 21a could be large enough to cover the outer face 21 and be folded over the edges of the inner face 20.
  • the glass sheets 10 and 11 are conveyed edge by usual means to a chamber that can enclose the gas to be introduced into the glazing.
  • the glass sheets 10 and 11 are held at the desired spacing by means of suction pads disposed on the outer faces of the glazing and controlled by pneumatic cylinders.
  • the figure 2 schematically illustrates the manufacturing device of the glazing enclosed in the chamber C.
  • a coil 50 constitutes the store of the section 2 which is unwound and stretched, using a non-visible stretching device, in the form of a ribbon which is cut to a length equivalent to the perimeter of the glazing, the width of the ribbon corresponding to the total thickness of the glazing.
  • the adhesive 4 is deposited using injection means 51, such as a nozzle, on the internal face 20 of the ribbon intended to be applied to the edge of the glazing.
  • the ribbon comprises the desiccant inherently on its inner side, the desiccant having been incorporated as a powder or granules to the reinforced thermoplastic material during the manufacture of the profile.
  • the desiccant and the adhesive when it comes to adding the desiccant subsequently to the manufacture of the profile, it is preferable to set up the desiccant and the adhesive during a single operation with the aid of three injection nozzles , two lateral nozzles for the edges of the tape for the deposition of the adhesive in order to be facing the slices of the glazing and a central nozzle injecting the desiccant on the central portion 22 of the ribbon for the purpose of being screwed to the gas blade.
  • At least one pressure roller 54 controlled by a not shown articulated arm performs the application and compression of the ribbon 2 against the edge of the glazing 1 over its entire perimeter. To save time in the operation of belting, it will preferably be provided two rollers 54 which will be driven in two opposite directions and will simultaneously flank two halves of the perimeter.
  • Heating means 55 such as two heating wire resistors are provided for heating the profile before folding and its application at the corners of the glazing.
  • the operation of the device is as follows.
  • the two sheets of glass 10, 11 kept apart are positioned fixed in the center of the chamber C.
  • the two pressure rollers 54 are brought into contact with the tape to apply it to a midpoint of the lower horizontal side of the glazing. Once the ribbon pressed against the wafer of the glazing, the curling is initiated at this midpoint which thus ensures the power of the ribbon.
  • rollers 54 then progress in opposite directions to the lower left 13 and right 14 corners of the glazing.
  • the rollers 54 are stopped momentarily while the heating son 55 are disposed downstream of the rollers, close and opposite the metal strip 21 has the profile for heating the thermoplastic material intended for be applied against angles ( figure 3 ).
  • the pressure rollers 54 are again put into operation to fold the profile and properly border the corners 13 and 14 of the glazing. Then the rollers continue to traverse the perimeter of the glazing to the upper corners 15 and 16 of the glazing where the heating operation of the profile is reiterated by means of the heating wires 55.
  • the pinch rollers 54 end to border the last side of the glazing.
  • one of the rollers is stopped while the other roller continues to crush the section until the free end 23 of the profile associated with the roller in operation covers the other end 24 of the profile put in place ( figure 4 ).
  • the belting operation is then completed, the pressure rollers 54 are released from the glazing.
  • complementary sealing means such as glue are injected so as to close off said sections 25.
  • An unillustrated assembly variant of the two ends of the ribbon may consist not in covering them but in abutting them to one another when they comprise complementary shapes adapted to cooperate mutually, in the manner of a tenon and of a mortise.
  • glue or water and vapor-tight adhesive tape such as stainless steel tape, will be added to the butting area.
  • junction of the two ends of the ribbon is performed on one side of the glazing, it is also possible to alternatively make this junction at an angle of the glazing.
  • the glazing entered in the chamber C which is not illustrated here, is disposed between the position 1 corresponding to the front of the glazing and the position 2 corresponding to the rear of the glazing.
  • the movable head 56b starts at a lower angle of the glazing corresponding to the position 1, and is actuated upwards to follow the vertical front side of the glazing.
  • the head 56b rotates 90 ° and is immobilized, the two heads being then vis-à-vis.
  • the glazing is then translated from left to right, that is to say that the rear of the glazing passes from the position 2 to the position 1, so as to simultaneously perform the belting of the horizontal sides of the glazing respectively by each heads ( figure 5b ).
  • the rear of the glazing is immobilized in position 1, and the vertical side is surrounded by the movable head which has rotated 90 ° at the upper corner of the glazing to descend to the lower angle ( figure 5c ).
  • the fastening of the two ribbons is then performed in the lower corners of the glazing by overlapping or abutment.
  • This combination of translational movement of the glazing and at least one ribbon dispensing head saves time to surround the glazing.
  • a gas supply device such as a pipe which is inserted between the two glasses and which delivers gas as the edges of the glazing are girdled and sealed. The device is removed just before closing the last side of the glazing.
  • the profile of the invention has a generally flat and parallelepipedal shape, nevertheless alternative embodiments are possible. It may for example be envisaged to provide the inner face 20 of the profile opposite to that comprising the metal coating, centering and positioning means such as longitudinal projections or lugs regularly distributed along two longitudinal lines spaced by a width equivalent to the separation of the two glass sheets so as to guide and properly position the profile against the edge of the glazing, the projections or lugs inserting inside the glazing and being pressed against the inner walls.

Description

  • L'invention a pour objet un vitrage isolant et son procédé de fabrication.
  • Un type de vitrage isolant bien connu comporte deux feuilles de verre qui sont espacées par une lame de gaz tel que de l'air et, qui sont écartées et réunies au moyen d'un cadre entretoise constitué par des profilés métalliques creux pliés ou assemblés par des pièces d'angle. Les profilés sont garnis d'un tamis moléculaire qui a notamment pour rôle d'absorber les molécules d'eau emprisonnées dans la lame d'air intercalaire au moment de la fabrication du vitrage et qui seraient susceptibles de se condenser par temps froid, entraînant l'apparition de buée.
  • Pour assurer l'étanchéité du vitrage, le cadre entretoise est collé aux feuilles de verre par un cordon élastomère du type caoutchouc butyl appliqué directement sur les profilés par extrusion au travers d'une buse. Chaque coin du cadre entretoise est également garni au niveau de la pièce d'angle par du caoutchouc butyl. Une fois le vitrage assemblé, le cordon élastomère d'étanchéité joue un rôle de maintien mécanique provisoire des feuilles de verre. Enfin, on injecte dans la gorge périphérique délimitée par les deux feuilles de verre et le cadre entretoise un mastic d'étanchéité réticulable du type polysulfure ou polyuréthane qui termine l'assemblage mécanique des feuilles de verre. Le caoutchouc butyl a principalement comme rôle de rendre étanche l'intérieur du vitrage à la vapeur d'eau, tandis que le mastic assure une étanchéité à l'eau liquide ou aux solvants.
  • La fabrication de ce vitrage nécessite plusieurs matériaux distincts dont les profilés, les pièces d'angle, le tamis moléculaire, les joints organiques d'étanchéité, ces matériaux n'étant pas assemblés en une seule et même opération.
  • Un inconvénient posé par une telle fabrication est celui du stockage des matériaux. Afin d'être opérationnel pour toute nouvelle commande passée pour des vitrage isolants, de nombreux lots de chaque matériaux doivent être à disposition, ce qui ne participe pas à une gestion simple et rapide quant à l'approvisionnement et au stockage de ces matériaux.
  • En outre, le nombre actuel de matériaux à assembler engendre plusieurs opérations de montage qui, bien qu'automatisées, sont réalisées les unes après les autres ce qui pénalise notablement le temps de fabrication. Certaines de ces opérations imposent aussi des interruptions dans la chaîne de fabrication, pouvant par ces courts temps morts gêner davantage la cadence de production.
  • On connaît d'autres variantes de vitrages isolants, telles qu'illustrées dans le document FR 2 115 932 . Ce document montre notamment un vitrage multiple dont l'espacement obtenu entre deux feuilles de verre est réalisé grâce à une pièce d'écartement posée dans l'espace compris entre les deux feuilles de verre, l'étanchéité étant réalisée par un joint métallique soudé aux tranches des feuilles de verre. Néanmoins, ce vitrage nécessite également plusieurs types de matériaux et d'étapes d'assemblage.
  • L'invention a donc pour objet d'obvier à ces inconvénients en proposant un vitrage isolant dont le choix des matériaux permet de faciliter la gestion de leur flux de fabrication et de simplifier les opérations de montage.
  • Selon l'invention, le vitrage isolant qui comporte, au moins deux feuilles de verre espacées par une lame de gaz, un intercalaire servant à espacer les deux feuilles de verre et présentant une face interne en regard de la lame de gaz et une face externe opposée, ainsi que des moyens d'étanchéité vis-à-vis de l'intérieur dudit vitrage, est caractérisé en ce que l'intercalaire présente une résistance linéique au flambage d'au moins 400 N/m, et se présente sous la forme d'un profilé sensiblement plat qui ceinture le pourtour du vitrage en étant plaqué par sa face interne contre les tranches des feuilles de verre, et maintenu fixé par des moyens de solidarisation, le vitrage ne comportant aucun élément d'écartement agencé dans l'espace intérieur entre les feuilles de verre.
  • Ce type de profilé et sa disposition sur les tranches du vitrage présentent notamment l'avantage d'augmenter la visibilité au travers du vitrage puisque l'intercalaire n'est plus visible en périphérie.
  • Selon une caractéristique, les moyens d'étanchéité du vitrage, qui présentent des propriétés d'étanchéité aux gaz, poussières et à l'eau liquide, sont disposés au moins sur la face externe de l'intercalaire. Ces moyens d'étanchéité sont constitués par un revêtement métallique, de préférence en inox ou en aluminium, qui présente une épaisseur comprise entre 2 et 50 µm.
  • Selon une mode de réalisation préférentiel de l'intercalaire, celui-ci est à base de matière thermoplastique armée ou non de fibres de renforcement telles que des fibres de verre coupées ou continues.
  • Selon une autre caractéristique, les extrémités libres de l'intercalaire sont assemblées pour ceinturer la totalité du vitrage de façon que l'une des extrémités recouvre l'autre, des moyens d'étanchéité complémentaires étant prévus pour obturer des sections latérales rendues ouvertes par le recouvrement.
  • En variante, afin de ceinturer la totalité du vitrage, les extrémités libres de l'intercalaire présentent des formes complémentaires adaptées à coopérer mutuellement pour réaliser leur assemblage selon un aboutement. Un ruban adhésif ou de la colle étanche aux gaz et à la vapeur d'eau sera de préférence appliqué sur la zone d'aboutement.
  • Le procédé de fabrication de l'invention est caractérisé en ce que :
    • on maintient les deux feuilles de verre parallèles et espacées ;
    • on met en place la face interne de l'intercalaire pourvu des moyens de solidarisation contre les tranches des feuilles de verre sur la totalité du pourtour du vitrage ;
    • on applique quasi-instantanément lors de la mise en place de l'intercalaire des moyens de pression sur la face externe de l'intercalaire de façon à assurer l'adhésion de l'intercalaire avec les tranches des feuilles de verre; et
    • après ceinturage de la totalité du vitrage on assemble solidairement les deux extrémités de l'intercalaire.
  • Selon une caractéristique, l'intercalaire se présente avant sa mise en place sous la forme d'un ruban bobiné qui est destiné à être déroulé, étiré et coupé à la longueur correspondant sensiblement au périmètre du vitrage, tandis que les moyens de solidarisation du type colle sont déposés sur le ruban en étirement par des moyens d'injection.
  • Avantageusement, le desséchant est déposé sur le ruban en étirement lors de l'application des moyens de solidarisation.
  • Selon une autre caractéristique, la mise en place de l'intercalaire s'effectue en l'appliquant par compression en un point d'amorçage et contre les tranches d'un premier côté du vitrage, le ceinturage s'effectuant à partir de ce point d'amorçage et la mise en place du ruban sur les angles du vitrage étant réalisée en chauffant préalablement la face externe de l'intercalaire afin d'aider à son pliage autour des angles et d'épouser parfaitement leur contour.
  • De préférence, le point d'amorçage est situé en un milieu de côté du vitrage de façon à appliquer et comprimer l'intercalaire simultanément dans deux directions opposées pour ceinturer le pourtour du vitrage selon deux moitiés de périmètre, ce qui permet de gagner en temps de fabrication.
  • En variante, le point d'amorçage peut être situé plutôt au niveau d'un angle du vitrage.
  • Dans une variante de réalisation du ceinturage du vitrage, la mise en place de l'intercalaire s'effectue en appliquant deux rubans par compression en deux points d'amorçage à l'aide de moyens de distribution et de compression, et le ceinturage s'effectue à partir de ces points d'amorçage par des mouvements de translation du vitrage et/ou des moyens de distribution. Cette variante permet très avantageusement, combinée avec le profilé de l'invention, de fournir un vitrage présentant une forme complexe, en particulier avec des parties courbes.
  • De manière pratique, toutes les opérations de fabrication du vitrage peuvent être réalisées dans une chambre remplie du gaz devant être contenu dans le vitrage. Toutefois en variante, il est possible d'envisager un dispositif d'alimentation en gaz qui est inséré entre les deux feuilles de verre pour délivrer du gaz tandis que le ceinturage du vitrage est effectué, et qui est retiré juste avant la fin du ceinturage.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue en coupe d'un vitrage isolant selon l'invention ;
    • la figure 2 illustre une vue schématique en élévation du dispositif de fabrication du vitrage ;
    • la figure 3 représente la figure 2 au cours d'une étape du procédé de fabrication ;
    • la figure 4 est une vue agrandie de l'assemblage des deux extrémités libres de l'intercalaire de l'invention après ceinturage complet du vitrage;
    • les figures 5a à 5c illustrent une variante de réalisation du ceinturage du vitrage.
  • La figure 1 illustre un vitrage isolant simple 1 obtenu par un procédé de fabrication qui sera décrit plus loin en regard de son dispositif visible à la figure 2.
  • Le vitrage 1 comporte deux feuilles de verre 10 et 11 espacées par une lame de gaz 12, un intercalaire 2 qui sert à espacer les deux feuilles de verre et a pour rôle d'assurer le maintien mécanique de l'ensemble du vitrage, ainsi que des moyens d'étanchéité 3 destinés à rendre étanche le vitrage à l'eau liquide, aux solvants et à la vapeur d'eau.
  • L'intercalaire 2 se présente sous la forme d'un profilé sensiblement plat d'environ 1 mm d'épaisseur et de section sensiblement parallélipédique. Ce profilé a avantageusement une faible inertie mécanique, c'est-à-dire qu'il peut être aisément enroulé en présentant un faible rayon d'enroulement de 10 cm par exemple.
  • Le profilé entoure le pourtour du vitrage. Il est disposé à la manière d'un ruban sur les tranches 10a et 11a des feuilles de verre et garantit l'assemblage mécanique du vitrage grâce à des moyens de solidarisation 4 qui assurent sa totale adhésion au verre.
  • Le profilé est suffisamment rigide pour réaliser la fonction de maintien mécanique des deux feuilles de verre espacées. Sa rigidité est définie par la nature même de son matériau constitutif, dont la résistance linéique au flambage doit être au moins de 400 N/m.
  • Par ailleurs, la nature du matériau dudit profilé est également choisie de façon qu'au cours du procédé de fabrication du vitrage, le profilé puisse présenter suffisamment de souplesse pour que soit effectué l'opération de ceinturage des tranches de verre, en particulier lors du bordage des angles.
  • Dans un premier mode de réalisation, l'intercalaire est entièrement métallique, le matériau choisi étant préférentiellement de l'inox ou bien de l'aluminium. Au cours du procédé, le bordage des angles est effectué par pliage à l'aide de machines bien connues de l'homme de l'art spécialisé dans la transformation de matériaux métalliques.
  • De manière à garantir une résistance linéique au flambage minimale de 400N/m, l'intercalaire devra présenter une épaisseur d'au moins 0,1 mm pour de l'inox, et de 0,15 mm pour de l'aluminium.
  • Dans un second mode de réalisation et préférentiel de l'invention, l'intercalaire 2 est à base de matière plastique armée ou non de fibres de renforcement coupées ou continues. Ainsi, un matériau peut être du styrène acrylonitrile (SAN) associé à des fibres de verre coupées, commercialisé par exemple sous le nom LURAN→ par la société BASF, ou bien du polypropylène armé de fibres de verre continues, vendu sous le nom TWINTEX→ par la société VETROTEX.
  • Notons que dans le cas d'un matériau plastique qui est thermofusible, le bordage des angles du vitrage opéré par pliage après ramollissement de la matière, est effectué plus aisément qu'avec un matériau entièrement métallique.
  • Par ailleurs, avec l'utilisation de matière plastique, il peut très avantageusement être prévu d'intégrer intrinsèquement, en partie ou en totalité, le desséchant au profilé, ce qui est impossible avec du métal. Le desséchant peut être un tamis moléculaire tel que de la zéolithe en poudre, dont la proportion peut atteindre jusqu'à 20% en masse ou environ 10% en volume. La quantité du desséchant est fonction de la durée de vie que l'on veut attribuer au vitrage.
  • Enfin, la matière plastique étant bien moins conductrice de chaleur que le métal, l'isolation thermique de l'ensemble du vitrage n'en est que meilleure lorsque le vitrage est par exemple exposé à un fort ensoleillement.
  • Quant à l'addition de fibres de verre à la matière plastique, il en résulte un coefficient de dilatation thermique du matériau qui est bien plus faible que celui d'un plastique pur et qui devient proche du coefficient du verre, ce qui engendre lors d'une variation thermique de la lame de gaz, une force de cisaillement moindre sur les moyens de solidarisation 4.
  • Afin d'assurer une résistance linéique de 400 N/m, l'intercalaire 2 présente une épaisseur d'au moins 0,25 mm lorsqu'il est constitué de matière thermoplastique et de fibres de renforcement.
  • La largeur de l'intercalaire 2 est adaptée à l'épaisseur totale du vitrage qui peut être multiple en comprenant plusieurs feuilles de verre espacées par des lames de gaz. Avantageusement, l'intercalaire de l'invention ne nécessite la connaissance que de la largeur totale du vitrage et non des distances de séparation des feuilles de verre. En effet, les distances de séparation pour un vitrage multiple peuvent varier, ce qui entraîne nécessairement dans le cas de l'utilisation d'intercalaires conformes à ceux de l'état de la technique d'avoir à disposition pour la fabrication du vitrage plusieurs intercalaires pour les différentes séparations, et différentes largeurs d'intercalaires selon les distances de séparation.
  • Pour tout vitrage, il convient donc simplement de disposer selon l'invention d'un intercalaire ou profilé d'une seule largeur correspondant à celle totale du vitrage quelles que soient le nombre de séparations isolantes internes de ce vitrage et la largeur de ces séparations.
  • Selon l'invention, l'intercalaire ou le profilé 2 comprend une face interne 20 et une face externe opposée 21, la face interne 20 étant destinée à être plaquée, et maintenue, par ses bords dans le cas d'un vitrage isolant simple, contre les tranches 10a et 11a des feuilles de verre grâce aux moyens de solidarisation 4.
  • La face interne 20 du profilé possède dans sa partie centrale 22 et en regard avec la lame de gaz 12 les propriétés de celles d'un desséchant qui a pour but d'absorber les molécules d'eau qui peuvent être emprisonnées dans la lame de gaz. Ces propriétés de desséchant peuvent résulter de la nature du matériau de l'intercalaire, dont la composition même intègre un tamis moléculaire. En variante, l'élément desséchant sera plutôt obtenu par un dépôt de tamis moléculaire sur la partie centrale 22 avant la mise en place de l'intercalaire sur les tranches du vitrage, comme nous le verrons dans la suite de la description.
  • Les bords de la face interne 20 sont recouverts d'un adhésif qui constitue les moyens de solidarisation 4.
  • L'adhésif est du type colle; il est étanche aux gaz, à la vapeur d'eau. Des essais effectués conformément à la norme américaine ASTM 96-63T sur des échantillons de colle de 1,5 mm d'épaisseur ont montré qu'une colle présentantun coefficient de perméabilité à la vapeur d'eau de 35 g/24h.m2 tel que celui du silicone convient. Bien entendu, une colle ayant un coefficient de perméabilité de 4 g/24h.m2 comme le polyuréthane, ou même inférieur, convient davantage car l'étanchéité étant encore améliorée, une quantité moins importante de desséchant est alors à prévoir.
  • L'adhésif doit également résister au décollage par l'eau liquide, par les ultra-violets ainsi que par les tractions pouvant être exercées perpendiculairement aux faces du vitrage et nommées couramment contraintes au cisaillement, et par les tractions exercées parallèlement à la force du poids du vitrage. Une colle satisfaisante doit résister à des contraintes à l'arrachement d'au moins 0,45 MPa.
  • De préférence, l'adhésif présente des propriétés de collage rapide, de l'ordre de quelques secondes; il s'agit d'un adhésif dont la prise s'effectue par réaction chimique, activée ou non par de la chaleur ou par une pression, ou bien s'effectue par refroidissement si l'adhésif est constitué d'une matière thermofusible du type hot-melt, par exemple à base de polyuréthane réticulable avec l'humidité de l'air.
  • La face externe 21 de l'intercalaire en matière plastique renforcée est recouverte d'un revêtement de protection métallique 21a du type feuillard en aluminium ou en inox présentant une épaisseur comprise entre 2 et 50 µm, ce revêtement constituant les moyens d'étanchéité 3. Outre son rôle d'étanchéité, le feuillard, en particulier lorsqu'il est en inox, protège efficacement le profilé contre l'abrasion, par exemple lors de sa manutention ou de son transport. Enfin, il favorise l'échange de chaleur avec la matière thermoplastique lorsqu'il s'agit de ramollir cette dernière pendant le procédé de fabrication.
  • En variante, le revêtement métallique 21 a pourrait être suffisamment large pour recouvrir la face externe 21 et être rabattu sur les bords de la face interne 20.
  • Les chiffres donnés plus haut sur l'épaisseur de l'intercalaire selon la nature du matériau utilisé sont fournis pour une résistance au flambage de 400 N/m linéaire, qui est une valeur classique pour les vitrages de dimensions les plus courants, à savoir 1,20 m par 0,50 m. Toutefois, pour élargir l'utilisation à des vitrages de dimensions plus importantes et/ou vitrages soumis à des condition extrêmes de sollicitation, on préférera concevoir des vitrages dont l'intercalaire est apte à résister à une force de 5700 N par mètre linéaire. Afin de parvenir à une telle résistance au flambage, nous donnons ci-après un tableau indiquant le coefficient de sécurité établi par rapport à la référence de 5700 N/m en fonction des épaisseurs correspondantes à donner à l'intercalaire de l'invention selon le type de matériau.
    Coefficient de sécurité styrène acrylonitrile (SAN) Aluminium Inox
    1 0,50 mm 0,25 mm 0,20 mm
    3 0,75 mm 0,40 mm 0,30 mm
    4,5 0,90 mm 0,45 mm 0,35 mm
  • Le procédé de fabrication va à présent être décrit en s'attachant au mode de réalisation préférentiel de l'invention utilisant un intercalaire à base de matière thermoplastique renforcée.
  • Les feuilles de verre 10 et 11 sont acheminées sur chant par des moyens usuels jusqu'à une chambre pouvant enfermer le gaz à introduire dans le vitrage.
  • Les feuilles de verre 10 et 11 sont maintenues à l'écartement désiré au moyen de ventouses disposées sur les faces externes du vitrage et contrôlées par des vérins pneumatiques.
  • La figure 2 illustre schématiquement le dispositif de fabrication du vitrage enfermé dans la chambre C.
  • Une bobine 50 constitue le magasin du profilé 2 qui est déroulé et étiré, à l'aide d'un dispositif d'étirement non visible, sous forme d'un ruban qui est coupé à une longueur équivalente au périmètre du vitrage, la largeur du ruban correspondant à l'épaisseur totale du vitrage.
  • Dès la mise à plat du profilé est déposé l'adhésif 4 à l'aide de moyens d'injection 51, tels qu'une buse, sur la face interne 20 du ruban destinée a être appliquée sur la tranche du vitrage. Dans ce cas, le ruban comprend le desséchant de manière inhérente à sa face interne, le desséchant ayant été incorporé sous forme de poudre ou de granulés à la matière thermoplastique renforcée lors de la fabrication du profilé.
  • Toutefois, lorsqu'il s'agit d'ajouter le desséchant ultérieurement à la fabrication du profilé, on préférera mettre en place le desséchant et l'adhésif au cours d'une seule et même opération à l'aide de trois buses d'injection, deux buses latérales visant les bords du ruban pour le dépôt de l'adhésif dans le but d'être en regard des tranches du vitrage et une buse centrale injectant le desséchant sur la partie centrale 22 du ruban dans le but d'être en vis-à-vis de la lame de gaz.
  • Il est aussi possible d'envisager un adhésif qui a été déposé lors de la fabrication du profilé et qui est protégé jusqu'à son utilisation, correspondant ici jusqu'àà l'application du profilé contre le vitrage.
  • Au moins un galet presseur 54 contrôlé par un bras articulé non illustré effectue l'application et la compression du ruban 2 contre la tranche du vitrage 1 sur l'ensemble de son périmètre. Pour un gain de temps dans l'opération de ceinturage, il sera de préférence prévu deux galets 54 qui seront entraînés selon deux directions opposées et effectueront simultanément le bordage de deux moitiés du périmètre.
  • Des moyens de chauffage 55 tels que deux résistances à fil chauffant sont prévus pour chauffer le profilé avant son pliage et son application au niveau des angles du vitrage.
  • Le fonctionnement du dispositif est le suivant.
  • Les deux feuilles de verre 10, 11 maintenues écartées sont positionnées fixes au centre de la chambre C.
  • Sous le vitrage est déroulé, étiré et coupé le profilé ou ruban 2 qui comprend le desséchant et les moyens de solidarisation 4.
  • Les deux galets presseurs 54 sont amenés au contact du ruban pour appliquer celui-ci en un point milieu du côté horizontal inférieur du vitrage. Une fois le ruban pressé contre la tranche du vitrage, le bordage est amorcé en ce point milieu ce qui assure ainsi la mise sous tension du ruban.
  • Les galets 54 progressent ensuite en des directions opposées vers les coins inférieurs gauche 13 et droit 14 du vitrage.
  • Avant d'aborder le tournant des deux angles 13 et 14, les galets 54 sont stoppés momentanément tandis que les fils chauffants 55 sont disposés en aval des galets, proche et en regard du feuillard métallique 21 a du profilé pour chauffer la matière thermoplastique destinée à être appliquée contre les angles (figure 3).
  • Après ramollissement du profilé, les galets presseurs 54 sont à nouveau mis en fonctionnement pour plier le profilé et border correctement les angles 13 et 14 du vitrage. Puis les galets continuent de parcourir le pourtour du vitrage jusqu'aux angles supérieurs 15 et 16 du vitrage où l'opération de chauffage du profilé est réitérée au moyen des fils chauffants 55.
  • Une fois les coins supérieurs du vitrage ceinturés, les galets presseurs 54 finissent de border le dernier côté du vitrage. A l'approche du milieu de ce dernier côté, l'un des galets est arrêté tandis que l'autre galet continue d'écraser le profilé jusqu'à ce que l'extrémité libre 23 du profilé associé à ce galet en fonctionnement recouvre l'autre extrémité 24 du profilé mis en place (figure 4). L'opération de ceinturage est alors terminée, les galets presseurs 54 sont dégagés du vitrage.
  • Pour confirmer la solidarisation des deux extrémités 23 et 24 du ruban et surtout étancher les deux sections latérales ouvertes 25 du ruban qui sont dues au recouvrement des extrémités, des moyens complémentaires d'étanchéité tels que de la colle sont injectés de façon à obturer cesdites sections 25.
  • Une variante d'assemblage non illustrée des deux extrémités du ruban peut consister non pas à les recouvrir mais à les abouter l'une à l'autre lorsqu'elles comprennent des formes complémentaires adaptées à coopérer mutuellement, à la manière d'un tenon et d'une mortaise. Pour assurer la totale étanchéité, on ajoutera sur la zone d'aboutage de la colle ou un ruban adhésif étanche aux gaz et à la vapeur d'eau tel qu'un ruban adhésif en inox.
  • Si la jonction des deux extrémités du ruban, que ce soit par chevauchement ou par aboutement, est effectuée sur l'un des côtés du vitrage, il est aussi possible de réaliser en variante cette jonction au niveau d'un angle du vitrage.
  • Par ailleurs, dans une variante de réalisation du procédé, on peut prévoir deux têtes 56a, 56b de distribution du ruban 2, respectivement une fixe et une mobile verticalement, associée chacune à un galet presseur 54, le vitrage étant apte à être translaté horizontalement.
  • En référence à la figure 5a, le vitrage entré dans la chambre C qui n'est ici pas illustrée, est disposé entre la position ① correspondant à l'avant du vitrage et la position ② correspondant à l'arrière du vitrage. Au départ, la tête mobile 56b démarre d'un angle inférieur du vitrage correspondant à la position ①, et est actionnée vers le haut pour suivre le côté vertical avant du vitrage. Une fois arrivée à l'angle supérieur, la tête 56b pivote de 90° et est immobilisée, les deux têtes étant alors en vis-à-vis. Le vitrage est ensuite translaté de la gauche vers la droite, c'est-à-dire que l'arrière du vitrage passe de la position ② vers la position ①, de manière à effectuer simultanément le ceinturage des côtés horizontaux du vitrage par respectivement chacune des têtes (figure 5b). Enfin, l'arrière du vitrage est immobilisé en position ①, et le côté vertical est ceinturé par la tête mobile ayant pivoté de 90° au coin supérieur du vitrage pour descendre jusqu'à l'angle inférieur (figure 5c). La solidarisation des deux rubans est alors réalisée dans les angles inférieurs du vitrage par chevauchement ou par aboutement.
  • Cette combinaison des mouvements de translation du vitrage et d'au moins une tête de distribution du ruban permet de gagner du temps pour ceinturer le vitrage.
  • En outre cette combinaison de mouvements et l'utilisation du profilé de l'invention permet de ceinturer des formes complexes de vitrage qui présentent par exemple des bords courbes à formes concaves et/ou convexes.
  • Une autre variante de remplissage du gaz devant être contenu dans le vitrage peut être envisagée. Au lieu de devoir disposer d'une chambre remplie de gaz, il est prévu un dispositif d'alimentation en gaz tel qu'un tuyau qui est inséré entre les deux verres et qui délivre du gaz au fur et à mesure que les bords du vitrage sont ceinturés et étanchés. Le dispositif est retiré juste avant la fermeture du dernier côté du vitrage.
  • Le profilé de l'invention présente une forme générale plate et parallélépipédique, néanmoins des variantes de réalisation sont possibles. Il peut par exemple être envisagé de munir la face interne 20 du profilé opposée à celle comprenant le revêtement métallique, de moyens de centrage et de positionnement tels que des saillies longitudinales ou des ergots répartis régulièrement selon deux lignes longitudinales écartées d'une largeur équivalente à la séparation des deux feuilles de verre de manière à guider et positionner convenablement le profilé contre la tranche du vitrage, les saillies ou ergots s'insérant à l'intérieur du vitrage et étant plaqués contre les parois internes.

Claims (33)

  1. Vitrage isolant comportant au moins deux feuilles de verre (10, 11) espacées par une lame de gaz (12), un intercalaire (2) servant à espacer les deux feuilles de verre et présentant une face interne (20) en regard de la lame de gaz et une face externe opposée (21), ainsi que des moyens d'étanchéité (3) vis à vis de l'intérieur du vitrage, caractérisé en ce que l'intercalaire (2) présente une résistance linéique au flambage d'au moins 400 N/m, et se présente sous la forme d'un profilé sensiblement plat qui ceinture le pourtour du vitrage en étant plaqué par sa face interne (20) contre les tranches (10a, 11a) des feuilles de verre, et maintenu fixé par des moyens de solidarisation (4), le vitrage ne comportant aucun élément d'écartement agencé dans l'espace intérieur entre les feuilles de verre.
  2. Vitrage isolant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intercalaire (2) présente des propriétés d'étanchéité aux gaz et poussières, et à l'eau liquide.
  3. Vitrage isolant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité (3) sont disposés au moins sur la face externe (21) de l'intercalaire.
  4. Vitrage isolant selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité (3) sont constitués par un revêtement métallique (21 a).
  5. Vitrage isolant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'intercalaire (2) est entièrement métallique.
  6. Vitrage isolant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'intercalaire (2) est en matière thermoplastique.
  7. Vitrage isolant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'intercalaire (2) est à base de matière thermoplastique et de fibres de renforcement.
  8. Vitrage isolant selon la revendication 7, caractérisé en ce que les fibres de renforcement sont des fibres de verre continues ou coupées.
  9. Vitrage isolant selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'intercalaire (2) présente une épaisseur d'au moins 0,25 mm.
  10. Vitrage isolant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'intercalaire (2) est constitué par de l'inox et présente une épaisseur d'au moins 0,10 mm.
  11. Vitrage isolant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'intercalaire (2) est constitué par de l'aluminium et présente une épaisseur d'au moins 0,15 mm.
  12. Vitrage isolant selon la revendication 4, caractérisé en ce que le revêtement métallique (21a) présente une épaisseur comprise entre 2 et 50 µm.
  13. Vitrage isolant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation (4) sont imperméables à la vapeur d'eau et aux gaz.
  14. Vitrage isolant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de solidarisation (4) sont constitués par un adhésif du type colle.
  15. Vitrage isolant selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'adhésif résiste à des contraintes à l'arrachement d'au moins 0,45 MPa.
  16. Vitrage isolant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intercalaire comporte deux extrémités libres (23, 24) qui sont assemblées pour ceinturer la totalité du vitrage de façon que l'une des extrémités recouvre l'autre, des moyens d'étanchéité complémentaires étant prévus pour obturer des sections latérales (25) rendues ouvertes par le recouvrement.
  17. Vitrage isolant selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que l'intercalaire comporte deux extrémités libres (23, 24) qui présentent des formes complémentaires adaptées à coopérer mutuellement pour réaliser leur aboutement afin de ceinturer la totalité du vitrage.
  18. Vitrage isolant selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'un ruban adhésif, ou de la colle, étanche aux gaz et à la vapeur d'eau est appliqué sur la zone d'aboutement.
  19. Vitrage isolant selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'il présente une forme complexe, en particulier avec des parties courbes.
  20. Procédé de fabrication d'un vitrage isolant selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que :
    - on maintient les deux feuilles de verre parallèles et espacées ;
    - on met en place la face interne (20) de l'intercalaire pourvu des moyens de solidarisation (4) contre les tranches (10a, 11a) des feuilles de verre sur la totalité du pourtour du vitrage ;
    - on applique quasi-instantanément lors de la mise en place de l'intercalaire des moyens de pression (54) sur la face externe (21) de l'intercalaire de façon à assurer l'adhésion de l'intercalaire avec les tranches des feuilles de verre; et
    - après ceinturage de la totalité du vitrage, on assemble solidairement les deux extrémités (23, 24) de l'intercalaire.
  21. Procédé de fabrication d'un vitrage isolant selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'intercalaire (2) se présente avant sa mise en place sous la forme d'un ruban bobiné (50) qui est destiné à être déroulé, étiré et coupé à la longueur correspondant sensiblement au périmètre du vitrage, tandis que les moyens de solidarisation (4) du type colle sont déposés sur le ruban en étirement par des moyens d'injection (51).
  22. Procédé de fabrication d'un vitrage isolant selon la revendication 21, caractérisé en ce que le desséchant est déposé sur le ruban en étirement lors de l'application des moyens de solidarisation (4).
  23. Procédé de fabrication d'un vitrage isolant selon la revendication 20, caractérisé en ce que la mise en place de l'intercalaire s'effectue en appliquant celui-ci par compression en un point d'amorçage et contre les tranches d'un premier côté du vitrage, et que le ceinturage s'effectue à partir de ce point d'amorçage, la mise en place du ruban sur les angles du vitrage étant notamment réalisée pour un intercalaire à base de matière thermoplastique en chauffant préalablement la face externe (21) de l'intercalaire afin d'aider à son pliage autour des angles et d'épouser parfaitement leur contour.
  24. Procédé de fabrication d'un vitrage isolant selon la revendication 23, caractérisé en ce que le point d'amorçage est situé en un milieu de côté du vitrage de façon à appliquer et comprimer l'intercalaire simultanément dans deux directions opposées pour ceinturer le pourtour du vitrage selon deux moitiés de périmètre.
  25. Procédé de fabrication d'un vitrage isolant selon la revendication 20, caractérisé en ce que la mise en place de l'intercalaire s'effectue en appliquant deux rubans par compression en deux points d'amorçage à l'aide de moyens de distribution et de compression (56a, 56b, 54) , et que le ceinturage s'effectue à partir de ces points d'amorçage par des mouvements de translation du vitrage et/ou des moyens de distribution.
  26. Procédé de fabrication d'un vitrage isolant selon la revendication 23 ou 25, caractérisé en ce que le point d'amorçage est situé en un angle du vitrage.
  27. Procédé de fabrication d'un vitrage isolant selon l'une quelconque des revendications 20 à 26, caractérisé en ce que les deux feuilles de verre sont introduites dans une chambre remplie du gaz devant être contenu dans le vitrage et que toutes les opérations de fabrication du vitrage sont réalisées dans ladite chambre.
  28. Procédé de fabrication d'un vitrage isolant selon l'une quelconque des revendications 20 à 26, caractérisé en ce qu'un dispositif d'alimentation en gaz est prévu inséré entre les deux feuilles de verre pour délivrer du gaz tandis que le ceinturage du vitrage est effectué, et qu'il est retiré juste avant la fin du ceinturage.
  29. Profilé destiné à constituer l'intercalaire d'un vitrage isolant caractérisé en ce qu'il est sensiblement plat, de forme sensiblement parallélépipédique, et comprend sur au moins l'une de ses faces un revêtement métallique.
  30. Profilé selon la revendication 29, caractérisé en ce qu'il est constitué par de la matière thermoplastique renforcée.
  31. Profilé selon la revendication 30, caractérisé en ce que la matière thermoplastique comprend un desséchant.
  32. Profilé selon la revendication 29, caractérisé en ce que sur la face opposée munie du revêtement métallique est déposé un desséchant.
  33. Profilé selon l'une quelconque des revendications 29 à 32, caractérisé en ce qu'il comporte sur la face opposée à celle comprenant le revêtement métallique des moyens de centrage et de positionnement de l'intercalaire sur le vitrage.
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