EP1765588A1 - Vitrage de toit automobile - Google Patents

Vitrage de toit automobile

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Publication number
EP1765588A1
EP1765588A1 EP05747893A EP05747893A EP1765588A1 EP 1765588 A1 EP1765588 A1 EP 1765588A1 EP 05747893 A EP05747893 A EP 05747893A EP 05747893 A EP05747893 A EP 05747893A EP 1765588 A1 EP1765588 A1 EP 1765588A1
Authority
EP
European Patent Office
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glazing according
layers
glazing
glass
sheet
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05747893A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
André Hecq
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Glass Europe SA
Original Assignee
Glaverbel Belgium SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Glaverbel Belgium SA filed Critical Glaverbel Belgium SA
Publication of EP1765588A1 publication Critical patent/EP1765588A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B32B2367/00—Polyesters, e.g. PET, i.e. polyethylene terephthalate

Definitions

  • the present invention relates to glazing of the type used for constituting the roofs or pavilions of motor vehicles.
  • the glazing in question has the particularity of not being one for which a regulation imposes characteristics in particular of light transmission to guarantee optimized vision conditions.
  • These glazings moreover, have not so far been regulated in their mechanical characteristics, although they participate unequivocally in the maintenance of the passenger compartment and the safety of the passengers in the event of an accident.
  • Glazing of the type used for roofs concerns at least part of the surface of these roofs. Automotive designers indeed offer a wide variety of shapes and dimensions for these additional glazing units which contribute to the demand for brightness in the passenger compartment and the general impression of opening it outwards.
  • the current demand from manufacturers is for glazing units offering significantly increased light transmissions.
  • the question of thermal contribution remains, however.
  • the invention proposes to partially meet this expectation by providing glazing for motor vehicle roofs, in which the TLA light transmission is not less than 45% and, preferably, not less than 50%.
  • the TLA of roof glazings according to the invention does not exceed values of the order of 65%, and most often the TLA is not greater than 60%. These TLA values are sufficient to impart a high degree of brightness to the passenger compartment while limiting the heat input as seen below.
  • the roof glazings according to the invention are constituted in such a way that the solar factor FS of these glazings is at most 35%, and preferably, less than 34%.
  • Secondary energy transmission is a function of exchanges with the surrounding atmosphere. It is usual to refer to the solar factor at standstill, and at a determined speed, for example 100 km / h. The highest is always the stopped solar factor. It is this condition which is retained for the definition of the invention.
  • the glazings according to the invention satisfying separately the two conditions relating to light transmission and to the solar factor are still advantageously such that the TLA / FS ratio is at least equal to 1.35 and preferably, greater than 1.5. This ratio under the best conditions is greater than 1.6 and can reach and even exceed 1.7. It translates the quality of the glazing on the one hand to let pass a very large fraction of the visible light and to minimize the energy entering the vehicle on the other hand.
  • the roof glazings according to the invention are laminated to give them all the necessary mechanical resistance properties.
  • the use of a laminate can also, proportionally, reduce the total thickness of the glass while retaining the required rigidity and adding the anti-expulsion properties.
  • laminated glazing is also a condition which makes it possible to use one or more layers on these glazings, making it possible to achieve the performance indicated above.
  • These are essentially layers which selectively reflect radiation in the infrared wavelength range.
  • These layers typically consist of an assembly comprising one or more metallic layers and dielectric layers of oxides intended in particular to protect the metallic layers and prevent unsightly coloring.
  • These assemblies are essentially formed by vacuum deposition techniques, in particular by "magnetron sputtering".
  • the layers formed under these conditions are very effective in reflecting infrared rays but have the well-known drawback of being relatively fragile. Incorporate them into glazing laminated, on an unexposed side avoids any risk of accidental deterioration of these layers.
  • the treatment by means of these infrared reflecting assemblies is preferably chosen in such a way that reflection in the visible is minimized. Avoid the appearance of a mirror that too strong a reflection could generate, which in addition would reduce the transmitted light fraction.
  • the glazings matched with infrared reflecting layers preferably have an outward reflection in the visible RL which is not more than 25%, and preferably not more than 20%.
  • the roof glazings according to the invention are advantageously constructed so as to have a relatively neutral reflection coloration.
  • the glazing sought is either slightly gray, or green or still slightly bluish.
  • the reflection is weak, in all cases the coloring remains discreet.
  • the glass sheets are optionally of a composition such that the glass itself reduces the energy transmission.
  • the glasses traditionally used for this purpose are glasses with a total iron oxide content greater than 0.6% by weight and in which a significant fraction of the iron is in ferrous form.
  • the Fe 2+ / total iron ratio is greater than 25%.
  • the glazing of laminated roofs according to the invention preferably consists of two sheets of the same composition and of the same thickness in order to facilitate their matching. In the vast majority of cases, in fact, the roof glazings according to the invention are curved. The bending operation is significantly better provided for assemblies of this type. However, other considerations can lead to associating two different sheets.
  • the infrared radiation which is not reflected by the layer applied to one of the faces (H or III according to the numbering specific to laminated glazing) in contact with the sheet of interlayer material, can be partially absorbed in this second sheet of glass, and a fraction of the corresponding energy re-emitted to the outside, further reducing the portion directed towards the passenger compartment.
  • the absorption at this second glass sheet is necessarily conditioned by the value of the overall transmission of the glazing and by that of the other components of the latter (first sheet, infrared reflecting layers, and sheet of interlayer material).
  • the transmission of the second sheet is greater than 60%, and preferably greater than 70%.
  • glasses leading to these light transmissions are, for example glasses colored essentially with iron, and whose total iron content expressed as Fe 2 O 3 is between 1.3 and 1.7% by weight .
  • the thickness of the sheets constituting the laminated roof glazings according to the invention is preferably kept relatively small, as indicated previously so as not to weigh down the vehicle.
  • the total thickness of the two glass sheets preferably does not exceed 7mm, and advantageously is not more than 6.5mm.
  • the choice of the composition of the interlayer also makes it possible to adjust the characteristics of the glazings according to the invention.
  • the most common spacers are of the polyvinyl butyal (PVB) or ethylene vinyl acetate (EVA) type. These compounds are chosen because of their ability to form transparent sheets which adhere strongly to the faces of the glass sheets with which they are in contact. These spacers are most commonly in virtually colorless form. However, there are products colored in the mass and which therefore make it possible to give the glazings which comprise them particular shades.
  • PVBs comprising in the mass particles of very small dimensions of compounds such as indium-tin oxides (ITO) such as those which are the subject of a marketing by the company Sekisui under the name of "S-LEC Solar Contrai".
  • ITO indium-tin oxides
  • Anti-solar PVBs contain various levels of particles.
  • the charge is generally limited to minimize the light scattering phenomena termed "haze".
  • haze The limits which are those fixed for glazing whose transparency quality is regulated, are obviously not significant with regard to roofs. You can have a significantly larger "haze”.
  • the load of currently available products does not exceed 1% of the weight of PVB.
  • the effect of these fillers for usual thicknesses of 0.76 mm of interlayer thickness translates for each proportion of 0.1% by weight of particles, by a reduction in the solar factor of the order of 1 to 2 %.
  • the introduction of this type of interlayer provides an additional means for achieving the requirements of the invention.
  • infrared reflecting layers is a preferred means for achieving the qualities required by the invention.
  • the layers in question are mainly of the metallic type, in particular assemblies comprising one or more layers of silver. Sets of this type are described in particular in the publications GB 2,300,133, GB 2,311,540, or EP 1,032,543.
  • One difficulty with some of these layers is their sensitivity to heat treatments such as those used in the operations of bending and quenching. Sets have been developed which make the layers in question sufficiently resistant to heat treatments so that their properties are not significantly altered.
  • Sets of layers of this type are in particular the subject of publication EP 1 089 947.
  • infrared reflecting layers which are not deposited on one of the glass sheets but on a separate support.
  • PET polyethylene terephthalate
  • films carrying infrared reflecting layers is conditioned by their own mechanical characteristics. Their incorporation into the glazing after bending avoids the difficulties indicated above with regard to the fragility of the reflective layer.
  • the glazing is assembled at much lower temperatures than those reached during bending.
  • the use of these films can nevertheless raise difficulties during assembly, in particular when the curvatures of the glazing are large and above all are of the “compound curvatures” or “spherical” type. In this case, the corresponding shaping of the film can lead to the formation of defects, in particular folds. For this reason, these films are mainly used for glazing essentially with single curvature, or whose compound curvatures are not very pronounced. Roof glazing is often of this second kind.
  • the characteristics of the pyrolytic layers mean that they are used in addition to the infrared reflecting layers mentioned above. Their mechanical characteristics make it advantageous to use them as layers with a "low-emissive" function. It is first of all a question of placing a layer on the side facing the passenger compartment. The role is to maintain the temperature in the vehicle when the outside temperature is lower than desired. The glass surfaces are indeed areas of significant heat exchange. When the outside temperature is relatively low, passengers are sensitive to the phenomenon known as "cold shoulder". This impression comes from a radiation loss from the passenger compartment by the windows in question. To avoid this feeling, it is preferred according to the invention, to have a layer on the side facing the passenger compartment, the function of which is to obstruct radiation towards the outside.
  • the low-emissivity layer which is located on the face directly in contact with the atmosphere of the passenger compartment, must be sufficiently resistant. For this reason it is preferable to use known layers of pyrolytic type. Low-emissivity layers deposited under vacuum, in particular metallic layers, can also be used provided that they are suitably protected against the risks of mechanical or chemical deterioration under the conditions of use.
  • the low-emissivity layers placed as just indicated also contribute, in a limited way to sun protection. Even arranged on the inside, they help reduce visible light and the energy entering the vehicle.
  • Conductive pyrolytic layers are for example those described in the publications GB 2 302 102 which propose layers of the type antimony doped tin oxide. Other layers of this type are also based on tin oxide doped with indium or fluorine.
  • roof glazings according to the invention are described below with reference to various examples of implementation. In these examples glasses of various compositions are used.
  • compositions and the optical and energetic properties are those indicated in the following table:
  • the matrix is a traditional soda-lime-silica glass whose general composition is of the type: SiO 2 66 to 75% Na 2 O 10 to 20% CaO 5 to 15% MgO 0 at 5% Al 2 O 3 0 to 5% K 2 O 0 to 5%
  • the optical properties of a glass sheet are related to a standard illuminant and for a thickness of 4mm.
  • the illuminant A defined by the International Lighting Commission (EC) is used.
  • Illuminant A represents the radiation from a Planck radiator at a temperature of around 2856 K. This illuminant represents the light emitted by headlights and is primarily intended to assess the optical properties of glazing intended for the automobile.
  • EC International Lighting Commission
  • TLA total light transmission for illuminant A
  • TE total energy transmission
  • This total transmission is the result of the integration between the wavelengths 300 and 2500 nm of the expression: ⁇ T ⁇ .E ⁇ / ⁇ E ⁇ in which E ⁇ is the spectral energy distribution of the sun at 30 ° above l 'horizon.
  • Glass A is a clear glass with a low iron oxide content.
  • Glass B is a green glass with a medium iron content, and above all whose ferrous iron content is relatively low. This type of glass allows a significant reduction in energy transmission compared to clear glass.
  • Glass C and D are even more selective. If they lower the light transmission, in proportion they absorb the energy transmission even more.
  • various infrared reflecting layers are used.
  • the following layers are used in the preparation of the examples. These layer assemblies are obtained by “magnetron sputtering” deposition. These are double layers of silver, associated with various dielectrics intended to improve their resistance, minimize visible reflection and adjust their color in reflection. On the silver layers there is a so-called “barrier” layer which protects the silver layer against subsequent oxidation when the dielectric layers covering the silver layers are deposited. In the table the thicknesses of the layers are expressed in angstroms. For silver layers the indication is in mg m 2 . Low-emissive pyrolytic layers are also used in certain implementations of the invention. In the following examples these layers are of two kinds. One is marked "G". It is a layer of tin doped with fluorine.
  • This layer transmits 82% of visible light and has an emissivity of the order of 0.15.
  • the other pyrolytic layer, denoted “S”, is made of tin doped with antimony. Its light transmission is 69% and its emissivity is 0.28.
  • the glazings according to the invention were composed as reported in the table below.
  • the first glass is always 2.1mm thick.
  • the second glass is also 2.1mm except for the samples 7 (3mm), 8 (3.15mm), 9 (3.5mm), 10 (3.15mm), ll (3.5mm), 13 (2, 6mm).
  • the infrared reflecting layer is placed on the first sheet of glass on the intermediate side (side II).
  • the glazing When the glazing has a low-emissive pyrolytic layer (G or S) it is turned towards the passenger compartment (side IV).
  • G or S low-emissive pyrolytic layer
  • the interlayer is a 0.76mm thick PVB sheet. It is colorless PVB, except for samples 12 and 14. In these two examples, PVB is that marketed under the name "Opticolor” by the company Solutia. This PVB sheet has a light transmission of TLA 78%.

Landscapes

  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un vitrage de toit de véhicule automobile. Le vitrage est constitué d'un ensemble feuilleté comprenant deux feuilles de verre et une feuille de matériau intercalaire, et comportant un ensemble de couches réfléchissant les rayonnements infrarouges, la composition et l'épaisseur des feuilles de verre, de la feuille intercalaire et de l'ensemble de couches faisant obstacle à la transmission des infrarouges étant choisies de telle sorte que la transmission lumineuse TLA soit au moins égale à 45% et le facteur solaire au plus égal à 35%.

Description

Vitrage de toit automobile
La présente invention concerne les vitrages du type de ceux utilisés pour constituer les toits ou pavillons des véhicules automobiles.
Les vitrages en question ont pour particularité de ne pas être de ceux pour lesquels une réglementation impose des caractéristiques notamment de transmission lumineuse pour garantir des conditions de vision optimisées. Ces vitrages par ailleurs ne sont pas non plus jusqu'à présent, réglementés dans leurs caractéristiques mécaniques, bien qu'ils participent sans équivoque à la tenue de l'habitacle et à la sécurité des passagers en cas d'accident.
Les vitrages du type utilisés pour les toits concernent une part au moins de la surface de ces toits. Les designers automobiles proposent en effet une grande variété de formes et de dimensions pour ces vitrages additionnels qui participent à la demande de luminosité de l'habitacle et à l'impression générale d'ouverture de celui- ci vers l'extérieur.
L'incorporation de parties vitrées dans les toits est progressivement passée du simple toit ouvrant correspondant à une surface limitée du toit, à des surfaces entièrement vitrées constituées d'un ou plusieurs éléments distincts.
Dans tous les cas l'usage de surfaces vitrées supplémentaires n'est pas sans incidences sur certaines caractéristiques du véhicule.
La substitution de surfaces vitrées à des éléments métalliques s'accompagne systématiquement d'un accroissement du poids du véhicule. Pour cette raison l'épaisseur des vitrages en question est maintenue aussi petite que possible. Pour cette raison aussi, de nombreuses mises en oeuvre ont consisté en l'utilisation de vitrages monolithiques en dépit des qualités supérieures des vitrages feuilletés pour ce qui concerne notamment la résistance mécanique. Le point le plus sensible lié à la présence des toits vitrés est le maintien du confort thermique dans l'habitacle. Le plus difficile est en effet de limiter l'accroissement de température dans l'habitacle lorsque le véhicule est exposé au rayonnement solaire. Ce problème est tel que dans les solutions proposées antérieurement, la transmission lumineuse des vitrages a systématiquement été extrêmement réduite pour limiter simultanément l'apport thermique associé au rayonnement dans les longueurs d'onde visibles. Typiquement pour les éléments vitrés des toits antérieurs, la transmission lumineuse est inférieure à 30%, voire même inférieure à 20%. La demande actuelle des constructeurs est pour des vitrages offrant des transmissions lumineuses sensiblement accrues. La question de l'apport thermique reste cependant présente. L'invention propose de répondre en partie à cette attente en offrant des vitrages de toits de véhicules automobiles, dans lesquels la transmission lumineuse TLA n'est pas inférieure à 45% et, de préférence, pas inférieure à 50%.
La TLA des vitrages dé toit selon l'invention ne dépasse pas des valeurs de l'ordre de 65%, et le plus souvent la TLA n'est pas supérieure à 60%. Ces valeurs de TLA suffisent pour conférer une grande luminosité à l'habitacle tout en limitant l'apport thermique comme on le voit ci-après. Simultanément les vitrages de toit selon l'invention sont constitués de façon telle que le facteur solaire FS de ces vitrages soit au plus de 35%, et de préférence, inférieur à 34%.
Pour qualifier les vitrages selon l'invention, on se réfère de préférence au facteur solaire, plus qu'à la transmission énergétique TE, pour tenir compte de l'ensemble de l'énergie entrant dans le véhicule, que se soit par transmission directe de l'énergie rayonnée, ou qu'il s'agisse de l'énergie ré-émise par le vitrage après absorption d'une partie de l'énergie incidente. Le facteur solaire est la somme de ces deux composants FS = TE+TES (TES transmission énergétique secondaire)
La transmission énergétique secondaire est fonction des échanges avec l'atmosphère environnante. Il est usuel de se référer au facteur solaire à l'arrêt, et à une vitesse déterminée par exemple 100km/h. Le plus élevé est toujours le facteur solaire à l'arrêt. C'est cette condition qui est retenue pour la définition de l'invention.
Les vitrages selon l'invention satisfaisant séparément aux deux conditions relatives à la transmission lumineuse et au facteur solaire sont encore avantageusement tels que le rapport TLA/FS soit au moins égal à 1,35 et de préférence, supérieur à 1,5. Ce rapport dans les meilleures conditions est supérieur à 1,6 et peut atteindre et même dépasser 1,7. Il traduit la qualité du vitrage d'une part à laisser passer une très large fraction de la lumière visible et à minimiser l'énergie entrant dans le véhicule d'autre part.
Les vitrages de toit selon l'invention sont feuilletés pour leur conférer toutes les propriétés de résistance mécanique nécessaire. L'utilisation d'un feuilleté peut aussi, toutes proportions gardées, permettre de réduire l'épaisseur totale de verre en conservant la rigidité requise et en ajoutant les propriétés anti-expulsion.
L'utilisation de vitrages feuilletés, est également une condition qui permet de mettre en oeuvre sur ces vitrages une ou plusieurs couches permettant d'atteindre les performances indiquées ci-dessus. Il s'agit essentiellement de couches réfléchissant sélectivement les rayonnements dans le domaine des longueurs d'onde infrarouges. Ces couches sont typiquement constituées d'un ensemble comprenant une ou plusieurs couches métalliques et des couches diélectriques d'oxydes destinées notamment à protéger les couches métalliques et prévenir les colorations inesthétiques. Ces ensembles sont essentiellement formés par des techniques de dépôt sous vide, notamment par « magnetron sputtering ». Les couches formées dans ces conditions sont très efficaces pour réfléchir les rayons infrarouges mais ont l'inconvénient bien connu d'être relativement fragiles. Les incorporer à des vitrages feuilletés, sur une face non-exposée évite tout risque de détérioration accidentelle de ces couches.
Selon l'invention le traitement au moyen de ces ensembles réfléchissant les infrarouges est de préférence choisi de telle manière que la réflexion dans le visible soit minimisée. Il faut éviter l'apparence de miroir que pourrait générer une trop forte réflexion qui en plus réduirait la fraction lumineuse transmise. Selon l'invention, les vitrages assortis de couches réfléchissant les infrarouges ont de préférence une réflexion vers l'extérieur dans le visible RL qui n'est pas supérieure à 25%, et de préférence pas supérieure à 20%. Les vitrages de toit selon l'invention sont avantageusement constitués de manière à présenter une coloration en réflexion, relativement neutre. Les vitrages recherchés sont soit légèrement gris, soit verts soit encore légèrement bleutés. La réflexion étant faible, dans tous les cas la coloration reste discrète.
Dans les vitrages selon l'invention, les feuilles de verre sont éventuellement de composition telle que le verre lui-même réduise la transmission énergétique. Les verres traditionnellement mis en oeuvre à cet effet sont des verres à teneur en oxyde de fer total supérieure à 0,6% en poids et dans lesquels une fraction significative du fer est sous forme ferreuse. Le rapport Fe2+/Fer total est supérieur à 25%. Les vitrages de toits feuilletés selon l'invention sont constitués de préférence de deux feuilles de même composition et de même épaisseur afin de faciliter leur appariement. Dans la très grande majorité des cas en effet, les vitrages de toit selon l'invention sont bombés. L'opération de bombage est signifîcativement mieux assurée pour des assemblages de ce type. Néanmoins d'autres considérations peuvent conduire à associer deux feuilles différentes.
Ainsi pour minimiser l'énergie absorbée par le vitrage, énergie dont une part est ré-émise vers l'habitacle, il est avantageux de disposer une feuille de verre aussi peu absorbante que possible du côté tourné vers l'extérieur. De cette façon une fraction plus importante du rayonnement infrarouge est réfléchie sans conduire à une forte absorption dans le double cheminement dans cette première feuille. Pour atteindre ce résultat, la transmission lumineuse de ce verre clair doit être suffisante. Elle est par exemple de préférence supérieure à 85%, et avantageusement supérieure à 90%. Pour cela on utilise avantageusement une feuille « externe » en verre clair, autrement dit de composition relativement pauvre en élément colorant, notamment en fer. La teneur en fer total de ces verres « clairs » traditionnels s'établit par exemple à une valeur inférieure à 0,1% en poids.
A l'inverse dans la mesure ou pour aboutir aux caractéristiques recherchées, il est utile d'avoir une limitation de la transmission lumineuse, il peut être avantageux de disposer une feuille de verre du côté de l'habitacle qui soit partiellement absorbante. Dans ce cas, le rayonnement infrarouge qui n'est pas réfléchi par la couche appliquée sur l'une des faces (H ou III selon la numérotation propre aux vitrages feuilletés) au contact de la feuille de matériau intercalaire, peut être partiellement absorbé dans cette deuxième feuille de verre, et une fraction de l'énergie correspondante ré-émise vers l'extérieur, réduisant encore la part dirigée vers l'habitacle.
L'absorption au niveau de cette deuxième feuille de verre est nécessairement conditionnée par la valeur de la transmission globale du vitrage et par celle des autres composants de celui-ci (première feuille, couches réfléchissant les infrarouges, et feuille de matériau intercalaire). Avantageusement la transmission de la deuxième feuille est supérieure à 60%, et de préférence supérieure à 70%.
Sous les épaisseurs considérées, des verres conduisant à ces transmissions lumineuses, sont par exemple des verres colorés essentiellement par du fer, et dont la teneur en fer totale exprimée en Fe2O3 est comprise entre 1,3 et 1,7% en poids.
L'épaisseur des feuilles constituant les vitrages de toit feuilletés selon l'invention est de préférence maintenue relativement faible, comme indiqué précédemment pour ne pas alourdir le véhicule. Pour des dimensions importantes, par exemple supérieures à 0,5m2, il est néanmoins préférable de disposer deux feuilles dont l'épaisseur totale n'est pas inférieure à 3,5mm. Des épaisseurs moindres peuvent être mises en oeuvre pour des dimensions également moindres, mais l'épaisseur n'est pas inférieure avantageusement à 3mm de verre pour l'ensemble des deux feuilles.
A l'inverse l'épaisseur totale des deux feuilles de verre, quelle que soit leur dimension, n'excède pas de préférence 7mm, et avantageusement n'est pas supérieure à 6,5mm. Le choix de la composition de l'intercalaire permet aussi d'aménager les caractéristiques des vitrages selon l'invention. Les intercalaires les plus usuels sont du type polyvinylbutyal (PVB) ou éthylène-vinylacétate (EVA). Ces composés sont choisis en raison de leur aptitude à former des feuilles transparentes adhérant fortement aux faces des feuilles de verre avec lesquelles elles sont en contact. Ces intercalaires se présentent le plus habituellement sous forme pratiquement incolore. Il existe cependant des produits colorés dans la masse et qui permettent donc de donner aux vitrages qui les comportent des nuances particulières. La transmission lumineuse qui est peu affectée par la présence des feuilles intercalaires incolores (à titre indicatif, moins de 1% du rayonnement visible est absorbé par l'intercalaire PVB de 0,76mm d'épaisseur), l'est encore très peu dans le cas des intercalaires colorés usuels. Le rôle assigné à ces produits colorés est essentiellement de caractère esthétique.
L'incidence de ces produits synthétiques est surtout sensible dans l'absorption des rayonnements de faible longueur d'onde. Ainsi une feuille de PVB de 0,76mm d'épaisseur absorbe plus de 95% des rayons UV de la lumière solaire.
Les intercalaires traditionnels sont également pratiquement sans influence sur la transmission des rayons infrarouges. H existe néanmoins des produits de ce type modifiés de telle sorte qu'ils offrent aussi des propriétés d'absorption des rayons infrarouges. Il s'agit notamment des PVB comportant dans la masse des particules de très petites dimensions de composés tels que des oxydes d'indium-étain (ITO) tels que ceux faisant l'objet d'une commercialisation par la société Sekisui sous le nom de « S-LEC Solar Contrai ». Si les intercalaires anti-solaires forment un obstacle à la transmission directe des infrarouges, agissant par absorption, ils conduisent cependant à une réémission non négligeable vers l'habitacle, contrairement aux couches dont il a été question précédemment dont l'action est principalement de réflexion des infrarouges. Pour ces raisons leur efficacité pour ce qui concerne l'amélioration du facteur solaire, est moins significative.
Les PVB anti-solaires comportent des teneurs variées en particules. La charge est en générale limitée pour minimiser les phénomènes de diffusion lumineuse qualifiés de « haze ». Les limites qui sont celles fixées pour les vitrages dont la qualité de transparence est réglementée, ne sont bien évidemment pas significatives pour ce qui concerne les toits. On peut avoir un « haze » sensiblement plus important. Dans tous les cas la charge des produits actuellement disponibles ne dépasse pas 1% du poids du PVB. L'effet de ces charges pour des épaisseurs usuelles de 0,76mm d'épaisseur d'intercalaire, se traduit pour chaque proportion de 0,1% en poids de particules, par un abaissement du facteur solaire de l'ordre de 1 à 2%. L'introduction de ce type d'intercalaire offre un moyen supplémentaire pour parvenir à satisfaire les exigences de l'invention.
Comme indiqué précédemment, l'utilisation de couches réfléchissant les infrarouges est un moyen préféré pour atteindre les qualités requises par l'invention. Les couches en questions sont principalement du type métallique, notamment des ensembles comportant une ou plusieurs couches d'argent. Des ensembles de ce type sont décrits notamment dans les publications GB 2 300 133, GB 2 311 540, ou EP 1 032 543. Une difficulté de certaines de ces couches est leur sensibilité aux traitements thermiques tels que ceux mis en oeuvre dans les opérations de bombage et de trempe. Des ensembles ont été développés qui rendent les couches en question suffisamment résistantes aux traitements thermiques de telle sorte que leurs propriétés ne soient pas significativement altérées. Des ensembles de couches de ce type sont notamment l'objet de la publication EP 1 089 947.
Par ailleurs pour s'affranchir des difficultés liées à la fragilité des couches réfléchissant les infrarouges aux traitements thermiques, il est aussi possible d'avoir recours à des couches qui ne sont pas déposées sur une des feuilles de verre mais sur un support distinct. Par exemple il s'agit d'utiliser des couches réfléchissant les infrarouges, déposées sur une feuille transparente souple de très faible épaisseur, notamment une feuille de PET(polyéthylène téréphtalate). Des produits de ce type sont commercialisés notamment par la société Southwall. Le film en question est assemblé avec l'intercalaire traditionnel dans le vitrage feuilleté.
L'usage des films portant des couches réfléchissant les infrarouges, est conditionné par leurs caractéristiques mécaniques propres. Leur incorporation dans le vitrage postérieurement au bombage évite les difficultés indiquées précédemment en ce qui concerne la fragilité de la couche réfléchissante. L'assemblage du vitrage s'effectue à des températures beaucoup moins élevées que celles atteintes lors du bombage. L'utilisation de ces films peut néanmoins soulever des difficultés lors de l'assemblage, en particulier lorsque les courbures du vitrage sont importantes et surtout sont du type « courbures composées » ou « sphériques ». Dans ce cas la mise en forme correspondante du film peut entraîner la formation de défauts, notamment de plis. Pour cette raison ces films sont principalement utilisés pour les vitrages essentiellement à courbure unique, ou dont les courbures composées sont peu prononcées. Les vitrages de toits sont souvent de cette deuxième sorte.
En dehors des couches déposées sous vide, il est également possible d'utiliser des couches conductrices déposées notamment par pyrolyse. Les couches pyrolytiques sont connues pour être sensiblement plus résistantes mécaniquement et également aux traitements thermiques. Elles présentent en revanche une moindre régularité qui se traduit le cas échéant par des qualités optiques moindres. Cette dernière particularité fait que ces couches sont peu adaptées aux vitrages, comme les pare-brise, pour lesquels les exigences de qualité optique sont particulièrement rigoureuses. Les toits ne participant pas au champ visuel du conducteur ne sont soumis à aucune réglementation.
En pratique les caractéristiques des couches pyrolytiques, conduisent à les utiliser en complément des couches réfléchissant les infrarouges dont il est question précédemment. Leurs caractéristiques mécaniques fait qu'il est avantageux de les utiliser comme couches à fonction « bas-émissive ». Il s'agit alors d'abord de disposer une couche sur la face tournée vers l'habitacle. Le rôle est de maintenir la température dans le véhicule lorsque la température extérieure est inférieure à celle souhaitée. Les surfaces vitrées sont en effet des zones d'échanges thermiques importants. Lorsque la température extérieure est relativement basse, les passagers sont sensibles au phénomène dit « d'épaule froide ». Cette impression provient d'une déperdition par rayonnement depuis l'habitacle par les vitrages en question. Pour éviter cette sensation, il est préféré selon l'invention, de disposer une couche sur la face tournée vers l'habitacle dont la fonction est de faire obstacle au rayonnement vers l'extérieur.
La couche bas-émissive qui se situe sur la face directement au contacta avec l'atmosphère de l'habitacle, doit être suffisamment résistante. Pour cette raison il est préférable d'utiliser des couches connues de type pyrolytiques. Des couches bas-émissives déposées sous vide, notamment des couches métalliques, peuvent également être utilisées pour autant qu'elles sont convenablement protégées contre les risques de détérioration mécanique ou chimique dans les conditions d'utilisation.
Les couches bas-émissives placées comme il vient d'être indiqué, contribuent par ailleurs, de façon limitée à la protection anti-solaire. Même disposées sur la face intérieure elles participent à la réduction de la lumière visible et de l'énergie pénétrant dans le véhicule.
Des couches pyrolytiques conductrices sont par exemples celles décrites dans les publications GB 2 302 102 qui proposent des couches de type oxyde d'étain dopé à l'antimoine. D'autres couches de ce type sont aussi à base d'oxyde d'étain dopé à l'indium ou au fluor.
D'autres propriétés des vitrages de toit selon l'invention sont décrites dans la suite en référence à divers exemples de mise en oeuvre. Dans ces exemples des verres de compositions diverses sont utilisés.
Les compositions et les propriétés optiques et énergétiques sont celles indiquées dans le tableau suivant :
Dans le tableau, seules sont indiquées les matières colorantes, la matrice est un verre silico-sodo-calcique traditionnel dont la composition générale est du type : SiO2 66 à 75% Na2O 10 à 20% CaO 5 à 15% MgO 0 à 5% Al2O3 0 à 5% K2O 0 à 5%
Les propriétés optiques d'une feuille de verre sont rapportées à un illuminant standard et pour une épaisseur de 4mm. Dans la présente description, on utilise l'illuminant A défini par la Commission Internationale de l'Eclairage (C E). L'illuminant A représente le rayonnement d'un radiateur de Planck à une température d'environ 2856 K. Cet illuminant figure la lumière émise par des phares de voiture et est essentiellement destiné à évaluer les propriétés optiques des vitrages destinés à l'automobile. Dans la description qui suit on utilise :
- la transmission lumineuse totale pour l'illuminant A (TLA). Cette transmission totale est le résultat de l'intégration entre les longueurs d'onde de 380 et 780 nm de l'expression: Σ Tλ.Eλ.Sλ / Σ Eλ.Sλ dans laquelle Tλ est la transmission à la longueur d'onde λ, Eλ est la distribution spectrale de l'illuminant A et Sλ est la sensibilité de l'oeil humain normal en fonction de la longueur d'onde λ.
- la transmission énergétique totale (TE), mesurée selon Moon. Cette transmission totale est le résultat de l'intégration entre les longueurs d'onde 300 et 2500 nm de l'expression: Σ Tλ.Eλ / Σ Eλ dans laquelle Eλ est la distribution énergétique spectrale du soleil à 30° au-dessus de l'horizon. Le verre A est un verre clair à faible teneur en oxyde de fer. Le verre B est un verre vert à teneur en fer moyenne, et surtout dont la teneur en fer ferreux est relativement faible. Ce type de verre permet une diminution sensible de la transmission énergétique par rapport aux verres clairs. Les verres C et D sont encore plus sélectifs. S'ils abaissent la transmission lumineuse, en proportion ils absorbent davantage encore la transmission énergétique. Dans les vitrages de toit selon l'invention on utilise diverses couches réfléchissant les infrarouges. Parmi celles-ci les couches suivantes sont utilisées dans la pr aration des exemples. Ces assemblages de couches sont obtenus par dépôt « magnetron sputtering ». H s'agit de doubles couches d'argent, associées à divers diélectriques destinés à améliorer leur résistance, minimiser la réflexion visible et ajuster leur couleur en réflexion. Sur les couches d'argent on dispose une couche dite « barrière » qui protège la couche d'argent contre l'oxydation ultérieure au moment du dépôt des couches diélectriques recouvrant les couches d'argent. Dans le tableau les épaisseurs des couches sont exprimées en angstrôm. Pour les couches d'argent l'indication est en mg m2. Des couches pyrolytiques bas-émissives sont également utilisées dans certaines mises en oeuvre de l'invention. Dans les exemples suivants ces couches sont de deux sortes. L'une est notée « G ». Il s'agit dune couche d'étain dopé au fluor. Cette couche transmet 82% de la lumière visible et présente une émisssivité de l'ordre de 0,15. L'autre couche pyrolytique notée « S », est en étain dopé à l'antimoine. Sa transmission lumineuse est de 69% et son émissivité est de 0,28.
Les vitrages suivant l'invention ont été composés de la manière rapportée dans le tableau ci-après.
Dans ces compositions le premier verre est toujours de 2,1mm d'épaisseur. Le second verre est également de 2,1mm sauf pour les échantillons 7(3mm), 8(3,15mm), 9(3,5mm), 10(3,15mm), ll(3,5mm), 13(2,6mm). La couche réfléchissant les infrarouges est disposée sur la première feuille de verre côté intercalaire (face II).
Lorsque le vitrage comporte une couche pyrolytique bas-émissive (G ou S) celle-ci est tournée vers l'habitacle (face IV).
L'intercalaire est une feuille de PVB de 0,76mm d'épaisseur. II s'agit de PVB incolore, sauf pour les échantillons 12 et 14. Dans ces deux exemples le PVB est celui commercialisé sous le nom « Opticolor » par la société Solutia. Cette feuille de PVB présente une transmission lumineuse de TLA 78%.
Grâce aux qualités des produits selon l'invention on voit qu'il est possible de combiner simultanément une transmission lumineuse relativement importante avec une limitation de échauffement de l'habitacle.
Toujours pour améliorer le confort des passagers du véhicule, il est souhaitable de choisir des vitrages présentant des propriétés d'atténuation acoustique. Les véhicules pourvus de larges surfaces vitrées, sont particulièrement sensibles aux bruits aérodynamiques. Il est donc préférable d'utiliser pour les toits qui représentent une surface importante, des assemblages feuilletés permettant de réduire la transmission sonore. De façon traditionnelle l'amélioration acoustique passe par l'utilisation de feuilles de verre plus épaisses e ou par celle du choix d'un intercalaire présentant des propriétés d'absorption améliorées. Dans le cas des vitrages de toit, l'accroissement de l'épaisseur n'est pas souhaitable comme indiqué précédemment. On utilise donc avantageusement des ensembles feuilletés à l'aide des intercalaires présentant un meilleur amortissement des vibrations acoustiques. Des intercalaires de ce type sont par exemple ceux décrits dans les publications de brevet EP457190 et EP566890, produits commercialisés notamment par la société Sekisui sous le nom « S-LEC ».

Claims

REVENDICATIONS
1. Vitrage de toit de véhicule automobile constitué d'un ensemble feuilleté comprenant deux feuilles de verre et une feuille de matériau intercalaire, et comportant un ensemble de couches réfléchissant les rayonnements infrarouges, la composition et l'épaisseur des feuilles de verre, de la feuille intercalaire et de l'ensemble de couches faisant obstacle à la transmission des infrarouges étant choisies de telle sorte que la transmission lumineuse TLA soit au moins égale à 45% et le facteur solaire au plus égal à 35%.
2. Vitrage selon la revendication 1 dans lequel la transmission lumineuse est comprise entre 50 et 65%.
3. Vitrage selon la revendication 1 ou la revendication 2 dans lequel le facteur solaire est au plus égal à 34%.
4. Vitrage selon l'une des revendications précédentes dans lequel le rapport TL FS (transmission lumineuse sur facteur solaire) est au moins égal à 1,35.
5. Vitrage selon la revendication 4 dans lequel le rapport TLFS est au moins égal à 1,5.
6. Vitrage selon l'une des revendications précédentes dans lequel la réflexion dans le visible, RL, n'est pas supérieure à 25%.
7. Vitrage selon la revendication 6 dans lequel la réflexion dans le visible n'est pas supérieure à 20%.
8. Vitrage selon l'une des revendications précédentes dont l'épaisseur totale des deux feuilles de verre est au plus égale à 7mm.
9. Vitrage selon l'une des revendications précédentes dans lequel la feuille de verre externe par rapport à l'habitacle du véhicule est une feuille de verre clair dont la transmission lumineuse n'est pas inférieure à 85%.
10. Vitrage selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'ensemble faisant obstacle à la transmission des infrarouges comprend un ensemble de couches dont une ou plusieurs couches métalliques associées à des couches diélectriques.
11. Vitrage selon la revendication précédente dans lequel l'ensemble faisant obstacle aux infrarouges comporte deux couches d'argent.
12. Vitrage selon l'une des revendications 10 ou 11 dans lequel l'ensemble de couches est appliqué sur la face d'une des deux feuilles de verre en contact avec la feuille intercalaire.
13. Vitrage selon l'une des revendications 10 ou 11 dans lequel l'ensemble de couches est déposé sur un film disposé entre les feuilles de verre.
14. Vitrage selon l'une des revendications précédentes comportant en outre une couche basse-émissive sur la face tournée vers l'habitacle.
...
15. Vitrage selon la revendication 14 dans lequel la couche basse- émissive est une couche d'oxyde d'étain dopée à l'antimoine à l'indium ou au fluor.
16. Vitrage selon l'une des revendications précédentes dans lequel la feuille intercalaire d'assemblage des feuilles de verre présente une absorption significative des rayonnements infrarouges.
17. Vitrage selon la revendication 16 dans lequel l'intercalaire est constitué de PVB comportent des particules d'ITO.
18. Vitrage selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'intercalaire de feuilletage est un intercalaire présentant des propriétés d'atténuation acoustique.
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