EP2309091A1 - Espaceur actif - Google Patents

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Publication number
EP2309091A1
EP2309091A1 EP09012505A EP09012505A EP2309091A1 EP 2309091 A1 EP2309091 A1 EP 2309091A1 EP 09012505 A EP09012505 A EP 09012505A EP 09012505 A EP09012505 A EP 09012505A EP 2309091 A1 EP2309091 A1 EP 2309091A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spacer
glazing according
glazing
multiple glazing
vacuum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09012505A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Calogero Chinzi
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.)
Sunglass Design
Original Assignee
Sunglass Design
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sunglass Design filed Critical Sunglass Design
Priority to EP09012505A priority Critical patent/EP2309091A1/fr
Publication of EP2309091A1 publication Critical patent/EP2309091A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/673Assembling the units
    • E06B3/67365Transporting or handling panes, spacer frames or units during assembly
    • E06B3/67386Presses; Clamping means holding the panes during assembly

Definitions

  • the present invention defines the use of a multiple glazing spacer whose characteristics allow an increase in the lifetime combined with a decrease in the quantities of materials used and a facilitated implementation essentially for complex shapes.
  • the present invention is based on a preliminary model obtained using a calculation model to define with a high degree of accuracy the amount of water vapor that penetrates a sealed system of double glazing according to its configuration and its materials. This modeling was confirmed by test results.
  • the lifetime of double or multiple glazing is, in the current state of the art, less than the time estimated by the properties of the materials used.
  • a double glazing generally consists of two vitreous plates held at a distance by an interlayer. Between the interlayer and the vitreous plates are applied two barriers, a seal consisting of Butyl, called “sealing material” and a mechanical, called “resin” or “sealing material”, whose role is primarily to limit deformation of the first.
  • This model of calculation, property of the inventor, calculates the permeance, that is to say the quantity of water which penetrates through the two seals according to their physical and mechanical properties and especially under the loads simulated solicitations.
  • the penetration coefficient, Index I defined in EN 1279, is limited to 20% (1/5 life) and represents a service life of 4 to 5 years.
  • the aging cycle considers a water vapor load of 1344 hours at 53 ° C and 95% relative humidity. Either a water pressure difference of 110 mmHg (consider 100% RH for hot bearings to compensate for periods of lower temperature but residual relative humidity) between the inside and the outside of the blade. air.
  • the permeability of butyl is of the order of 0.1 to 0.15 g of water / m 2 of joint per 24 hours per mm of mercury and per mm of thickness at 55 ° C (measured according to the methodology described in standard EN 1279 - 4, but at 55 ° C ).
  • the exposure area of a standard size double glazing is 350 mm * 502 mm, which is 1.72 m perimeter.
  • the amount of water crossing the double barrier should be 0.35 g of water (an I index of 0.7%).
  • the present invention is based on the definition of a plural assembly interlayer, that is to say which combines the optimal properties necessary to obtain a double glazing having a durability of more than 50 years while decreasing the amount of material to be used from 30 to 50%.
  • the principle is to make a glazing interlayer made of several materials and / or several parts of the same material, each promoting the performance required to obtain the ideal product.
  • the interlayer consists of an assembly of stainless steel profiles - galvanized steel, aluminum or any other metallic mineral or organic material having the necessary properties, the assembly of the profile sections is crimped, glued or welded.
  • the interlayer may also consist of the same material but some parts have been treated (mechanically, chemically or thermally) to promote deformability in a certain direction and make the profile more rigid in a desired direction.
  • the profile is simple and light, with a core deported to the center of the glazing so as not to leave the connection area between the beginning and the end of the profile too close to the edge of the glazing.
  • the soul or the souls of the profile must be as close as possible to its inner edge in order to favor its bending.
  • the bonding mastic must have a sufficient Young's modulus, in order to limit the deformation of "butyl”, at low temperature but also at high temperature (55 ° C). This type of product is not really available on the market except for a few rare products with a high degree of crosslinking.
  • a principle adopted in the invention is to reduce the height of the bonding fibers while keeping the conventional sealants.
  • the periphery of the glazing allows at best ventilation of the seal which is sensitive to submerged stays.
  • the profile is flexible to reduce damage during its implementation but resists compression. This point is very important for close-fitting systems.
  • This deformation causes a rotation around the steep axis of the spacer - the core of the interlayer - the invention allows to take advantage of this action on the seal and the protective reaction on butyl.
  • butyl is the most important where its deformation is also.
  • the formatting of the interlayer is easy, with access from both sides of the souls.
  • the wings can thus be maintained during the shaping of the angle, the risk of deformation, cracks during the production are removed.
  • butyl keeps at least one free side so that it can deform correctly according to its Poison coefficient (for example, Fig. 3 ). This type of butyl profile does not allow a uniform and maximum deformation during its solicitation.
  • the invention overcomes all the disadvantages mentioned and meets the requirements while simplifying the concept. It also makes it possible to use this type of assembly for any type of insulating glazing, planar, triple, shaped or curved.
  • the rotation of the profile can be facilitated by using one or more internal parts of the dynamic "souls" made with a material with a higher coefficient of expansion in red.
  • the critical effort for the lifetime of complex double glazing is the expansion of the gas strip under the thermal effect.
  • the invention takes advantage of the thermal effect to initiate a backup movement of the sealing material, by differential expansion of part of its components.
  • the central parts of the spacer are optionally constituted by a bimetallic strip, that is to say an assembly of two different materials of coefficient of expansion.
  • the two materials may be for example Invar and Zinc, or aluminum and PVC.
  • the wing closes more than 0.15 mm at 60 ° C (considering an assembly temperature of 20 ° C). If the distance between the glass sheet and the end of the profile flange was 2 mm, the assistance conferred by the bimetallic strip would be from 10% to 25%, which is considerable for a material whose limit of deformation is between 40 and 50%.
  • the invention makes it possible to use a double glazed assembly for situations of extreme temperature (> 60 ° C) and more specifically if the glass sheets are stiff (in shapes, thick or curved).
  • Interlayer geometry variants can be imagined, with or without bimetallic assistance.
  • An internal bimetallic strip consisting of a complex of annealed aluminum and PVC, very ductile, receives the sealing barrier. It is previously fixed mechanically, by waterproof riveting without adding material or gluing, head spade with a more rigid profile galvanized steel or a bimetallic zinc / invar, for example.
  • This configuration makes it possible to assemble glazings whose flatness tolerances are greater (curved glass for example).
  • the ductile and low permeability material (annealed aluminum, for example) is deformed in contact with the irregularity waves and the crushing of the ductile profile is limited by the core of the inverted lower inverted profile, in order to maintain the thickness of the minimal sealing material.
  • Another particularity of the invention is the economy of constituent materials.
  • a classic double glazed assembly line assembles from 600 to 800 m 2 of double glazing per 8 hours.
  • the invention makes it possible to increase, with light investments, the productivity to more than 2000 m 2 !
  • the free or crisscrossed space on the back of the spacer allows air to circulate more freely in the applications in conventional assembly with drained pan.
  • This space also makes it possible, during the application of the sealant, to free the excess deposited in the corners.
  • the gluing head When gluing, the gluing head must stop and - rotate 90 ° - and restart. With a conventional interlayer, during this operation, there is a slight excess of mastic that overflows. This excess imposes a successive robotic operation or generally manual reading. The free groove allows the excess sealant to escape through a slight opening of the angle.
  • peripheral empty groove of the double glazing accessible from the outside, may also be useful for hanging the glazing on a supporting structure or improving and facilitating the installation of preformed or extruded seal for edge-to-edge mounting.
  • the invention also refers to a triple glazed assembly, according to the following schematic diagram. ( Fig. 12 )
  • the principle is to keep only two gluing planes and especially to allow the two chambers, thus created, to balance their pressures through a central support pad with high permeability to air and gases.
  • Another known phenomenon is the saturation of the desiccant salt used in the workshop in order to reduce the amount of water contained in the insulating gas blade and to avoid condensation phenomena.
  • the conventional interleaves are preformed and usually filled with dehydrating salt a few minutes to a few hours before closing and sealing the insulating glass. It is easy to understand that there is a great risk of assembling unfinished interleaves the next day.
  • the invention thanks to its high performance, makes it possible to concentrate the desiccant material in a small reservoir that is easy to store in a dry atmosphere and to put in the gas strip, a few seconds before the closing and sealing of the multiple glazing.
  • Another particularity of the invention is the possibility of introducing a valve of over or under pressure into the interlayer.
  • This calibrated valve can let escape the overpressure caused by the expansion of the air in case of excessive temperature or vice versa.
  • This invention is particularly interesting for industrial applications.
  • the peculiarity is that the glazing remains watertight between the selected pressure variations.
  • the connection to the atmosphere can be done through a removable desiccant cartridge.
  • the coefficients U of the current double glazing are 1.1 with 15 mm of argon, triple glazing, with a double chamber of argon of 34 mm, 0.6-0.5 in flat or curved glass with double emissivity layer of 0.03.
  • a double glazing consisting of two glass panels separated from a vacuum of 5 mm at 10 -3 bar, with an emissivity layer of 0.03 has a U-value of 0.2.
  • the emissivities of 0.03 are currently available, but the layers remain sensitive to sudden transformations (glass welding for example).
  • the principle is to use an interlayer as defined in the invention and the detail ( fig 13 ).
  • a rigid spacer of suitable expansion coefficient (simple or variable) to this application, is positioned between two sheets of glasses.
  • a resin complex is positioned between the profile and the glazings.
  • the complex may consist of two or more materials or one.
  • Ethyl vinyl acetate, EVOH (ethyl vinyl alcohol) or even an ionomer of Sentry glass plus type from Dupont can be envisaged.
  • the glazing thus positioned is packaged in a waterproof pocket and resistant to application. 10 -4
  • the bag is evacuated to a level of 10 -4 bar or 0.1 mbar.
  • the whole is heated to a temperature ⁇ 250 ° C in order to cause the fusion and to develop the adhesion of the thermo-fusible materials.
  • the vacuum is maintained continuously.
  • the interlayer with possibly bimetal ( Fig. 14 ), will react with the temperature and exert a vacuum force against the periphery, which will reduce the space between the glass and the profile at that location. Between the profile portions, a plastic sealing material is inserted into the hollow of the V sealing resin. Under vacuum and with the effect of temperature, the spacer of the multiple glazing "activates” and extrudes the sealing material, at the appropriate places ( Fig. 15 and 16 ).
  • Pressure can also be exerted outside the vacuum bag.
  • This technique allows the use of all current layers, aesthetic or insulating.
  • the space between the windows will be maintained by visible or non-visible spacing points.
  • the two glass panels can be flat, curved, planar and curved or spherical in the opposite way. This last description, is interesting because it reduces or even cancel the number of spacing pads on the central part. The shape of the two opposite shells will resist all the better the deformation created by the vacuum.
  • the two opposite shells will be deformed by the vacuum and the glass panel will be prestressed in compression.
  • the glass accepts values of 1000 MPa before rupture.
  • a 1 * 1 m panel, with a shell deformity of 10 mm, can be made under vacuum without a distance pad or optionally with a central pad for lower preliminary shell deformation.
  • the "durability of vacuum” is also provided by the invention.
  • the permeability to nitrogen (80% in air) of EVOH for example, is 0.0016 ml / mm 2 / day.
  • a vacuum double glazing of 1 m 2 will have a perimeter of 4 meters, a profile glass space of 0.05 mm * 2 is 4.10 -4 m 2 .
  • the vacuum chamber will have a volume of, e.g., 5 mm * 1 m 2 is 5.10- 3 m 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
  • Securing Of Glass Panes Or The Like (AREA)

Abstract

L'invention se rapport à un vitrage multiple comprenant deux ou plusieurs feuilles de verre séparées par un espaceur périphérique qui délimite un espace gazeux ou vide interne entre eux. Des résines d'étanchements et de scellement sont déposées entre les panneaux verriers et l'espaceur sans interruptions. L'espaceur est réalisé de différentes matières, ou d'une même matière traitée spécifiquement, afin de conférer au système une réaction orientée favorablement aux sollicitations de mécanique, thermique et/ou chimique. Cette propriété originale, réduit les sollicitations, plus particulièrement sur les matériaux d'étanchement et de scellement, et réduit les phénomènes de vieillissement pour une quantité de matière mise en oeuvre réduite. La réduction des sollicitations permet l'utilisation plus étendue des applications en vitrage multiples isolant. La réduction de matière améliore également la conductibilité thermique des bords et augmente considérablement la capacité de production des lignes de fabrication automatique. L'invention décrit également les améliorations liées directement au procédé mais également une originalité concernant les assemblages de vitrage isolant sous vide sans plot de distanciation.

Description

    DESCRIPTION DE L'INVENTION
  • La présente invention définit l'utilisation d'un espaceur de vitrage multiple dont les caractéristiques permettent une augmentation de la durée de vie alliée à une diminution des quantités de matières utilisées et à une mise en oeuvre facilitée essentiellement pour les formes complexes.
  • La présente invention repose sur une modélisation préliminaire obtenue à l'aide d'un modèle de calcul permettant de définir avec une grande précision la quantité de vapeur d'eau que laisse pénétrer un système étanche de vitrage double en fonction de sa configuration et de ses matériaux. Cette modélisation a été confirmée par des résultats de tests.
  • La durée de vie des vitrages doubles ou multiples est, dans l'état actuel de la technique, inférieure à la durée estimée par les propriétés des matériaux utilisés.
  • Un vitrage double est généralement constitué de deux plaques vitreuses maintenues à distance par un intercalaire. Entre l'intercalaire et les plaques vitreuses sont appliquées deux barrières, une étanche constituée de Butyl, dénommée « matériau d'étanchement » et une mécanique, dénommée « la résine » ou « matériau de scellement », dont le rôle est principalement de limiter la déformation de la première.
  • Ce modèle de calcul, propriété de l'inventeur, calcule la perméance, c'est-à-dire la quantité d'eau qui pénètre à travers les deux joints d'étanchéité en fonction de leurs propriétés physiques et mécaniques et surtout sous les charges de sollicitations simulées.
  • Le modèle calcule la transmission de la vapeur d'eau à travers les barrières étanches:
    • 1 °- en système statique,
    • 2°- sous charge (provoquée principalement par la dilatation de la lame d'air à haute température et les dilatations différentielles),
    • 3°- en mode détérioré si les limites de travail sont dépassées.
  • Cette modélisation a permis de déterminer les différentes origines d'écart des résultats observés et mesurés par rapport aux performances attendues :
    • 1 °- adhérence des matériaux sur les différentes interfaces,
    • 2°- propriétés mécaniques à haute température, généralement non considérées,
    • 3°- coefficient de dilatation des interfaces différentes,
    • 4°- mise en forme des intercalaires - réalisation des angles et raccord des profils difficile,
    • 5°- mise en forme des intercalaires pour les formes complexes : vitrages courbes - vitrages en forme,
    • 6°- perméabilité des matériaux superposés (résine/étanchement) au niveau de déformations calculées.
  • Tous ces paramètres ont une influence critique sur les performances finales du vitrage isolant, ce qui limite généralement la durée de vie à des périodes de 15 à 25 ans, alors que la conception des matériaux devrait fournir un assemblage résistant durant plus de 50 ans.
  • Le coefficient de pénétration, Indice I, défini dans la norme EN 1279, est limité à 20% (1/5 de durée de vie) et représente une durée de vie de 4 à 5 ans.
  • Le cycle de vieillissement considère une charge de vapeur d'eau de 1344 heures à 53 °C et 95 % d'humidité relative. Soit une différence de pression partielle en eau de 110 mm de Hg (considérons 100% HR pour les paliers chauds afin de compenser les périodes à plus faible température mais à humidité relative résiduelle) entre l'intérieur et l'extérieur de la lame d'air. La perméabilité du butyl est de l'ordre de 0.1 à 0.15 g d'eau/m2 de joint par 24 heures par mm de mercure et par mm d'épaisseur à 55°C (mesuré suivant la méthodologie décrite dans la norme EN 1279 - 4, mais à 55°C). La superficie d'exposition d'un vitrage double de dimension normalisée est de 350 mm* 502 mm soit le périmètre 1.72 m.
  • L'épaisseur du butyl entre le verre et l'intercalaire est généralement de 0.5 mm soit :
    • 0.5*2 (2 interfaceS)*10-3 *1.72 = 1.72,10.-3 m2 (fig.1).
  • La quantité d'eau traversant la double barrière devrait être de 0.35 g d'eau (soit un indice I de 0.7%).
  • Il est courant de mesurer de 10 à 20 fois plus et cet écart est encore plus important si le cycle de vieillissement est répété plusieurs fois, c'est-à-dire si les matériaux ont subi des dégâts irréversibles. Ces phénomènes limitent également l'utilisation des vitrages doubles ou triples pour des configurations critiques une réaction dans le joint de scellement de 1 Kg/cm linéaire.
  • Grâce a l'invention, des valeurs de 0.03 à 0.05 gramme (indice I < à 0.1%) d'eau sont atteintes même avec des contraintes beaucoup plus importantes dans le système de scellement (vitrages en forme et/ou sur vitrage courbe à 90°), ce qui en fait une grande innovation et repousse les limites actuelles d'utilisation des systèmes d'étanchéité des vitrages doubles.
  • Ce résultat signifie qu'il suffit de mettre dans un vitrage double de 350*500 mm, 2 grammes de déshydratant pour lui conférer une durée de vie équivalente aux assemblages couramment utilisés. A titre comparatif, un vitrage double classique actuel contient de 40 à 60 g de déshydratant.
  • La présente invention est basée sur la définition d'un intercalaire d'assemblage pluriel, c'est-à-dire qui combine les propriétés optimales nécessaires à l'obtention d'un vitrage double ayant une durabilité de plus de 50 ans tout en diminuant la quantité de matière à mettre en oeuvre de 30 à 50%.
  • Le principe est de réaliser un intercalaire de vitrage constitué de plusieurs matériaux et/ou de plusieurs parties d'un même matériau, chacune favorisant les performances nécessaires à l'obtention du produit idéal.
  • L'intercalaire se constitue d'un assemblage de profils en acier Inoxydable - Acier galvanisé, aluminium ou tout autre matière métallique minérale ou organique ayant les propriétés nécessaires, l'assemblage des sections de profil est serti, collé ou soudé.
  • L'intercalaire peut également être constitué d'un même matériau mais dont certaines parties ont été traitées (mécaniquement, chimiquement ou thermiquement) afin de favoriser la déformabilité dans une certaine direction et rendre le profil plus rigide sous une direction désirée.
  • Le profil est simple et léger, avec une âme déportée vers le centre du vitrage afin de ne pas laisser la zone de connexion entre le début et la fin du profil trop proche du bord du vitrage.
  • Il a été observé que même avec des soudures par étincelage, la perméabilité au gaz (argon) des vitrages doubles souffre de ce raccord. L'écart entre le verre et le profil étanche doit être limité au minimum afin de réduire le chemin d'accès de la vapeur d'eau (épaisseur du butyl).
  • L'âme ou les âmes du profil doivent être le plus proche possible de son bord intérieur afin de favoriser son cintrage.
  • Le « butyl » résiste à une déformation en traction limitée à sa limite de variation de section, donnée par son coefficient de poisson au risque de pas rester intègre et de laisser apparaître des zones discontinues. Ce phénomène est visible sur les vitrages doubles classiques où le butyl « festonne » ou « migre » vers l'intérieur du vitrage après sollicitations.
  • Le mastic de collage doit avoir un module de Young suffisant, afin de limiter la déformation du « butyl », à basse température mais également à haute température (55°C). Ce type de produit n'est pas réellement disponible sur le marché excepté quelques rares produits particuliers à haut taux de réticulation.
  • Un principe adopté dans l'invention est de réduire la hauteur des fibres de collage tout en gardant les produits de scellement classiques.
  • La périphérie du vitrage permet au mieux une ventilation du joint de scellement qui est sensible aux séjours immergés.
  • Le profil est souple pour réduire les détériorations lors de sa mise en oeuvre mais résiste à la compression. Ce point est très important pour les systèmes de montage par pare close.
  • La dilatation de la lame d'air provoque une pression dans la cavité du vitrage double. Cette pression provoque une déformation des panneaux verriers qui sont maintenus ensemble par le joint de scellement périphérique (fig. 2).
  • Cette déformation provoque une rotation autour de l'axe raide de l'intercalaire - l'âme de l'intercalaire - l'invention permet de profiter de cette action sur le scellement et de la réaction conservatoire sur le butyl.
  • L'épaisseur de butyl est la plus importante là où sa déformation l'est également.
  • La mise en forme de l'intercalaire est aisée, avec un accès de part et d'autre de ou des âmes. Les ailes peuvent ainsi être maintenues durant la mise en forme de l'angle, les risques de déformations, de fissures durant la réalisation sont supprimés.
  • Le « butyl » garde au minimum un côté libre afin de pouvoir se déformer correctement suivant son coefficient de Poison (contre exemple, fig. 3). Ce type de profil de butyl ne permet pas une déformation uniforme et maximale lors de sa sollicitation.
  • L'invention permet de contourner tous les inconvénients cités et répond aux exigences tout en simplifiant le concept. Elle permet également d'utiliser ce type d'assemblage pour tout type de vitrage isolant, plan, triple, en forme ou courbe.
  • Dans l'exemple, fig. 4, 5, 6 et 7, le mouvement de la barrière étanche est facilement compréhensible.
  • Les efforts habituellement transmis aux matériaux organiques sont principalement supportés par les parties métalliques à haute résistance à la fatigue.
  • La rotation du profil peut être facilitée en utilisant une ou des parties internes des « âmes » dynamiques, réalisées à l'aide d'un matériau à coefficient de dilatation plus élevé en rouge.
  • L'effort critique pour la durée de vie des vitrages doubles complexes (formes, courbes,...) est la dilatation de la lame de gaz sous l'effet thermique. L'invention profite de l'effet thermique pour amorcer un mouvement de sauvegarde du matériau d'étanchement, par dilatation différentielle d'une part de ses composants.
  • La dilatation différentielle :
    • exerce un effort sur les parties internes des ailes qui amorcent une rotation externe, ce qui diminue la déformation du matériau d'étanchement.
    • « Pré-tensionne » le mastic de scellement afin de supprimer l'inertie plastique des matériaux élastomères (appelés faussement tassement des échantillons lors des essais de traction, un élastomère n'est élastique que sous tension dynamique).
  • Les parties centrales de l'espaceur sont, éventuellement, constituées d'un bilame, c'est-à-dire d'un assemblage de deux matériaux de coefficient de dilatation différents. Les deux matériaux peuvent être par exemple de l'invar et du Zinc, ou de l'aluminium et du PVC. Dans le cas de l'invar et du zinc, l'aile se referme de plus de 0.15 mm à 60°C (en considérant une température d'assemblage de 20°C). Si la distance entre la feuille de verre et l'extrémité de l'aile du profil était de 2 mm, l'assistance conférée par le bilame serait de 10% à 25%, ce qui est considérable pour un matériau dont la limite de déformation est comprise entre de 40 et 50%.
  • L'invention permet d'utiliser un assemblage en vitrage double pour des situations de température extrême (> à 60°C) et plus spécifiquement si les feuilles de verre sont raides (en formes, épaisses ou courbes).
  • Des variantes de géométrie d'intercalaire peuvent être imaginées, avec ou sans assistance du bilame.
  • Un exemple particulièrement innovant de l'invention est décrit par les figures 8, 9, 10 et 11.
  • Un bilame intérieur constitué d'un complexe d'aluminium recuit et de PVC, très ductile, recoit la barrière d'étanchement. Celui ci est préalablement fixé mécaniquement, par rivetage étanche sans apport de matière ou collage, tête bêche avec un profil plus rigide en acier galvanisé par ou un bilame zinc/invar, par exemple.
  • Cette configuration permet d'assembler des vitrages dont les tolérances de planéité sont plus importantes (verre courbe par exemple). Le matériau ductile et à faible perméabilité (aluminium recuit par exemple), se déforme au contact des ondes d'irrégularités et l'écrasement du profil ductile est limité par l'âme du profil inversé inférieur plus rigide, afin de maintenir l'épaisseur du matériau d'étanchement minimal.
  • Une autre particularité de l'invention est l'économie de matériaux constitutifs.
  • Pour une application classique en 15 mm d'espace d'air, les gains matières sont les suivants :
    • Butyl = -10 à + 20%
    • Scellement = - 50 à 60%.
    • Espaceur = -10% à + 25%.
    • Déshydratant = à durée de vie équivalente - 70%.
  • L'élément économique le plus important de l'invention est le suivant :
    • Une ligne d'assemblage automatique est réduite en cadence par le poste de dépose du mastic de scellement. Plus l'espace d'air utilisé est important, plus le temps nécessaire à l'encollage du bord est important.
  • II est facile d'estimer le gain de productivité grâce à cette invention : là où il faut extruder 80 ml de scellement pour l'encollage d'un intercalaire classique, 25 ml suffisent grâce à l'invention. Ce qui signifie que la capacité de production peut être multipliée par 3 moyennant quelques adaptations sur les postes en amont.
  • Une ligne d'assemblage vitrage double classique assemble de 600 à 800 m2 de vitrage double par 8 heures. L'invention permet d'augmenter, avec des investissements légers, la productivité à plus de 2000 m2 !
  • L'espace libre ou entrecroisé au dos de l'intercalaire permet à l'air de circuler plus librement dans les applications en montage classique avec batée drainée.
  • Cet espace permet aussi, lors de l'application du mastic de scellement, de dégager l'excès déposé dans les angles.
  • Lors de l'encollage, la tête d'encollage doit s'arrêter et- procéder à une rotation de 90° - et redémarrer. Avec un intercalaire classique, lors de cette opération, il y a un léger excès de mastic qui déborde. Cet excès impose une opération successive robotisée ou généralement manuelle de lisage. La gorge libre permet à l'excès de mastic de scellement de s'évacuer grâce à une légère ouverture de l'angle.
  • La gorge vide périphérique du vitrage double, accessible de l'extérieur, peut également être utile pour accrocher le vitrage sur une structure portante ou améliorer et faciliter la pose de joint d'étanchéité préformée ou extrudée pour le montage bords à bords.
  • L'invention se réfère également à un assemblage en vitrage triple, suivant le schéma de principe suivant. (fig. 12)
  • Le principe est de garder uniquement deux plans de collage et surtout de permettre aux deux chambres, ainsi créées, d'équilibrer leurs pressions grâce à un tampon de support central à grande perméabilité à l'air et aux gaz.
  • Cette configuration réduit considérablement les contraintes et surtout les efforts de cisaillement constatés dans les joints de collage classique. Grâce à cet équilibrage de pression, le verre intérieur peut être d'épaisseur beaucoup plus faible également, car moins sollicité.
  • Un autre phénomène connu est la saturation du sel déshydratant utilisé en atelier afin de réduire la quantité d'eau contenue dans la lame de gaz isolant et éviter les phénomènes de condensation.
  • Les intercalaires classiques sont mis en forme préalablement et généralement remplis de sel déshydratant quelques minutes à quelques heures avant de fermer et de sceller les vitrages isolants. Il est facile de comprendre qu'il y un grand risque d'assembler des intercalaires, non terminés, le lendemain.
  • L'invention, grâce à ses hautes performances, permet de concentrer la matière déshydratante dans un petit réservoir facile à stocker en ambiance sèche et à poser dans la lame de gaz, quelques secondes avant la fermeture et le scellement du vitrage multiple.
  • Une autre particularité de l'invention est la possibilité d'introduire une valve de sur ou de sous pression dans l'intercalaire. Cette valve tarée, pourra laisser échapper la surpression causée par la dilatation de l'air en cas de température excessive ou l'inverse. Cette invention est particulièrement intéressante pour les applications en milieu industriel. La particularité est que le vitrage reste étanche entre les variations de pression sélectionnées. La connexion à l'atmosphère peut se faire au travers d'une cartouche déshydratante amovible.
  • Vitrage sous vide.
  • La propriété avantageuse d'un vitrage dont l'espace entre les deux feuilles de verre est mis sous vide a déjà été détaillée dans les publications verrières.
  • Cette application est envisagée, à ce jour, avec des solidarisations de périphérie de vitrage en verre soudé = fondu sous l'effet d'un LASER ou autre source de chaleur, ou les techniques de type verre métallisé et soudé.
  • Ces méthodes sont très contraignantes pour les panneaux verriers:
    • 1 °- nécessité de refroidir le verre lentement après ce choc thermique (cycle de « recuisson »),
    • 2°- fragilisation irréversible des surfaces traitées mécaniquement et physiquement (les couches de basse émissivité éventuelle sont détériorées, les microfissures fragiliseront les bords de verre). La résistance du panneau verrier ne peut résister aux tensions importantes directement transmises sur le bord de verre.
  • Les coefficients U des vitrages doubles actuels sont de 1.1 avec 15 mm d'argon, des vitrages triples, avec une double chambre d'argon de 34 mm, de 0.6-0.5 en verre plan ou courbe avec double couche d'émissivité de 0.03.
  • Un vitrage double constitué de deux panneaux verriers séparés d'un vide de 5 mm à 10-3 bar, avec une couche d'émissivité de 0.03 possède un coefficient U de 0.2.
  • Les émissivités de 0.03 sont couramment disponibles, mais les couches restent sensibles aux transformations brutales (soudure de verre par exemple).
  • Dans les procédés actuels expérimentaux, l'espace entre les panneaux verriers sous vide est maintenu par des plots de distanciation espacés de 15 à 50 mm. L'effet de ce pont thermique péjore le coefficient U de 0.15 à 0.5 W/m2.°K
  • L'invention permet, de réaliser en une seule phase:
    • un assemblage en vitrage double,
    • éventuellement un assemblage feuilleté,
    • la mise sous vide,
    • le scellement du produit final.
  • Le principe est d'utiliser un intercalaire tel que défini dans l'invention et le détail (fig 13). Un espaceur rigide de coefficient de dilatation adapté (simple ou variable) à cette application, est positionné entre deux feuilles de verres. Un complexe de résine est positionné entre le profil et les vitrages.
  • Le complexe d'adhésif doit posséder les propriétés suivantes:
    • étanchéité à l'eau,
    • étanchéité à l'air et aux gaz,
    • résistance mécanique et résistance aux charges statiques de longue durée.
  • Le complexe peut être constitué de deux ou plusieurs matériaux ou d'un seul.
  • De l'éthyl vinyl acétate, du EVOH (éthyl vinyl alcool) ou même un ionomère de type du Sentry glass plus de la société Dupont peut être envisagé.
  • Le vitrage ainsi positionné est emballé dans une poche étanche et résistante à l'application. 10-4
  • La poche est mise sous vide jusqu'à un niveau de 10-4bar soit 0.1 mbar. Le tout est chauffé à une température < 250°C afin de provoquer la fusion et de développer l'adhérence des matériaux thermo fusibles. Le vide est maintenu en continu.
  • L'intercalaire avec éventuellement le bilame (fig. 14), réagira avec la température et exercera un effort opposé au vide sur la périphérie, ce qui réduira l'espace entre le verre et le profil à cet endroit. Entre les parties de profils, une matière d'étanchement plastique est insérée, dans le creux du V la résine de scellement. Sous vide et avec l'effet de la température, l'intercalaire du vitrage multiple « s'active » et extrude le matériau d'étanchement, aux endroits utiles (fig. 15 et 16).
  • Une pression peut également être exercée à l'extérieur de la poche sous vide.
  • Le cycle terminé, le produit l'est également.
  • Cette technique permet l'utilisation de toutes les couches actuelles, esthétiques ou isolantes.
  • L'espace entre les vitrages sera maintenu par des plots de distanciation visibles ou non visibles. Les deux panneaux de verre peuvent être plans, courbes, plans et courbes ou sphériques de façon opposée. Cette dernière description, est intéressante car elle permet de réduire, voire annuler, le nombre de plots de distanciation sur la partie centrale. La forme des deux coques opposées résistera d'autant mieux à la déformation créée par le vide.
  • Les deux coques opposées seront déformées par le vide et le panneau verrier sera précontraint en compression. Le verre accepte des valeurs de 1000 MPa avant rupture. Un panneau de 1*1 m, avec une déformée de coque 10 mm, peut être réalisé sous vide sans plot de distanciation ou éventuellement avec un plot central pour une déformation de coque préliminaire inférieure.
  • Les contraintes statiques engendrées dans les coins ont été modélisées et sont acceptables avec un traitement préalable approprié des panneaux verriers.
  • La « pérennité de vide» est également assurée grâce à l'invention.
  • La perméabilité à l'azote (80% dans l'air) de l'EVOH, par exemple, est de 0.0016 ml.mm / m2.jr.atm.
  • Un vitrage double sous vide de 1 m2, possédera un périmètre de 4 mètres, un espace verre profil de 0.05 mm*2 soit 4.10-4m2.
  • Durant 20 ans, un joint de 8 mm de largeur laissera entrer :
    • Tps : 365*20 =7300 jours.
    • N2 =0.0016 *4.10-4m2*7300 jours/8 mm = 0.00058 ml d'azote.
  • La chambre du vide aura un volume de, par exemple, 5 mm*1 m2 soit 5.10-3m3.
  • Le vide est réalisé à 10-4 bar et l'isolation sera maintenue jusqu'à un niveau de 10-3 bar, soit 0,001-0.0001 = 0.0009 soit 9.10-4 bar ou atm.
  • Si nous considérons en isotherme, Volume : 5 litres/dN2(1.25) *pression 9.10-4 atm ( Kg/cm2) = soit 0.00448 ml d'N2
  • Soit dix fois plus que la perméabilité théorique que l'invention permet de garantir.
  • Et l'invention permet de garantir la perméabilité théorique des matériaux.
  • L'invention peut être encore améliorée en :
    • 1°- introduisant du tamis moléculaire 4 A sous forme de cartouche qui a la particularité d'absorber l'azote et la vapeur d'eau dans le vide,
    • 2°- introduisant dans le joint de scellement des absorbeurs d'oxygène tels que les sels ferriques- acide ascorbique - ou de greffons absorbeurs accrochés sur une charge de silice dans un polymère,
    • 3°- sceller la périphérie du vitrage afin d'augmenter le chemin de perméance,
    • 4°- le panneau verrier peut être équipé d'un trou et d'une valve sur le verre, accessible après pose, qui permet une nouvelle mise sous vide après 20 ans.
    Description des dessins.
    • Figure 1 :
      Ce dessin représente l'épaisseur du butyl.
    • Figure 2 :
      Effet thermique sur la dilatation de la lame d'air et le comportement verrier.
    • Figure 3 :
      Matériaux d'étanchement ne pouvant se déformer librement.
    • Figure 4,5 , 6,7 .
      Détails des intercalaires a matériaux de coefficient de dilatations différents et comportement réactif.
    • Figure 8,9,10,11 .
      Variante de géométrie. La partie inférieure du profil peut être réalisée avec un matériau perforé ou micro perforé totalement ou partiellement afin d'ancrer la résine mécaniquement.
      Fig 9 :
      • 1.2 Lames a coefficient de dilatation importants.
      • 3. Lames a coefficient de dilatation plus faible.
      • 4. Fixation par soudure.
    • Figure 12 .
      1. 1. Profil décoratif intérieur du vitrage triple.
      2. 2. Système respirant d'équilibrage des pressions.
    • Figure 13
      Vitrage avant mise en dépression.
    • Figure 14
      Vitrage après mise sous vide.
    • Figure 15
      Vitrage avec double profil « extrudeur avant mise sous vide.
    • Figure 16
      Vitrage avec double profil « extrudeur » après mise sous vide.

Claims (24)

  1. Vitrage multiple plans, courbes et dont 1 des composants est plan l'autre courbe de forme rectangulaire ou libre, comprenant 2 ou plusieurs feuilles de matière vitreuse disposées en relation espacée de face à face, possédant un espace gazeux ou vide intermédiaire délimité par un espaceur périphérique composé de plusieurs section de propriétés mécaniques, physiques et ou chimiques différentes.
  2. Vitrage multiple selon revendication 1, caractérisé en ce que les zones de contact, entre l'espaceur et les feuilles de verre maintenues en contact à l'aide de 1 ou 2 résines, sont flexibles et permettent de réagir favorablement par un mouvement ou une réaction contrôlée à l'action des sollicitations extérieures..
  3. Vitrage multiple selon revendication 1 à 2, caractérisé en ce que la section transversale comprend 2 ou plusieurs ailes interconnectées de façon flexible ou rigide déportées du bord extérieur du verre vers le centre du panneau vitré, laissant apparaître une gorge libre ou partiellement libre sur la périphérie du vitrage.
  4. Vitrage multiple selon revendication 1 à 3 dont les matériaux ou les propriétés mécaniques d'un même matériau, confèrent une rigidité différente suivante la direction des sollicitations.
  5. Vitrage multiple suivant les revendications 1 à 4, dont la section du matériau d'étanchement et ou de la résine de collage possède au moins un côté d'épaisseur maximum ou une zone libre ou en contact d'un matériau souple afin de lui permettre de se déformer librement (c'est-à-dire permettre a sa section de réagir librement a l'augmentation de sa longueur.)
  6. Vitrage multiple suivant revendication 1 à 5 dont l'épaisseur de ses matériaux de scellement et d'étanchement (caractérisée par la distance entre l'espaceur et le panneau vitré) est variable et est minimum en un point pour le matériau d'étanchement.
  7. Vitrage multiple suivant les revendications de 1 à 6 dont l'espaceur peut recevoir une ou des feuilles de verre supplémentaires solidarisées grâce un système respirant entre les deux ou les plusieurs chambres formées.
  8. vitrage suivant revendications 1 à 7 dont l'espaceur reçoit une matière dessicative en son âme.
  9. Vitrage suivant revendication 1 à 8 dont la zone d'application de la résine ne recouvre pas totalement ou partiellement la partie centrale, transversale, de l'espaceur.
  10. Vitrage suivant revendications de 1 à 9 dont l'espaceur comporte 2 parois, une étanche orientée vers l'intérieur de la lame de gaz et une mécanique orientée vers l'extérieur de la lame de gaz.
  11. Un vitrage isolant contenant un réservoir de matière dessicative amovible et /ou disposé dans sa lame de gaz juste avant la fermeture des panneaux verriers étanche ou respirant.
  12. Un vitrage multiple suivant les revendications de 1 à 11 dont le matériau d'étanchement a une épaisseur variable en fonction de la déformation qu'il subi, principalement plus épais là ou sa déformation relative est la plus élevée.
  13. Un vitrage multiple suivant les revendications de 1 à 12 dont l'intercalaire d'espacement possède une zone de dégagement d'excès de matériau de scellement ou d'étanchement dans les angles.
  14. Un vitrage multiple suivant les revendications 1 à 13, dont l'espaceur est constitué d'un système de matériaux a coefficient de dilatation différents et/ ou constituant un système de bilame qui réduit la déformation des matériaux d'étanchement, de la résine et de tout autre constituant du joint de scellement.
  15. un Vitrage multiple suivant les revendications 1 à 14 dont l'espaceur est constitué de parties étanches et déformables afin de suivre l'irrégularité de géométrie ou de surface des feuilles vitreuses et dont la partie destinée à la résine est réalisées en matériau a plus haute rigidité.
  16. Un vitrage suivant revendications 1 à 15 dont la partie destinée à la résine est réalisée en matériaux perforé ou micro perforé, totalement ou partiellement.
  17. Un vitrage suivant les revendications 1 à 16, plan, courbes constitué de 1 verre plan et 1 courbe et/ ou de forme complexe.
  18. Un vitrage suivant les revendications 1 à 17, équipé d'une valve de surpression et ou de sous pression étanche a pression normale.
  19. Un vitrage double ou multiple sous vide, suivant les revendications 1 à 18 assemblé et scellé par un procédé sous vide avec un matériau thermoplastique dont la mise en oeuvre se fait sous vide.
  20. Un vitrage multiple suivant revendication 1 à 19 dont la résine d'assemblage est constitué de 1 ou plusieurs matières co-extrudées étanches aux gaz.
  21. Un vitrage multiple suivant revendication 19 à 20 où la géométrie des composants est courbe ou non plane afin de compenser le phénomène de déformation provoqué par la dépression de la lame de vide sur la planéité des faces.
  22. Un vitrage multiple suivant revendications 19 à 21 dont la lame de vide et/ou les matériaux de scellement contiennent des absorbants d'oxygène, d'azote, d'eau et/ou de dioxyde de carbone, par exemple :
    a. tamis moléculaire 4 A
    b. les sels ferriques
    c. de l'acide ascorbique.
    d. des greffons absorbeurs accrochés sur une charge de silice.
  23. vitrage multiple suivant revendications 19 à 22°- dont les plots de distanciation, a faible conductivité thermique, des panneaux verriers ont un rôle décoratif et ou fonctionnel tel que sérigraphie - ligne brise soleil - croisillons - Led.
  24. vitrage suivant les revendications 1 à 23dont l'espaceur ou une face des panneaux verrier contient une valve, accessible après pose et/ou localisée dans une zone a faible sollicitations d'origine mécaniques ou thermique, et permettant de refaire le vide ou de déshydrater l'air dans le panneau sans démontage de celui-ci.
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