FR3051716A1 - Vitrage feuillete a couche fonctionnelle demargee - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne : - un vitrage feuilleté comprenant une première et une seconde feuilles de verre collées l'une à l'autre par une couche adhésive intercalaire, caractérisé en ce que la face de la première feuille de verre orientée vers la seconde comprend une bande périphérique d'émail opaque et une couche fonctionnelle démargée dont le bord recouvre la bande périphérique d'émail en étant entièrement situé à l'intérieur de la surface de celle-ci ; - deux procédés de fabrication de ce vitrage feuilleté ; - l'application de ce vitrage feuilleté pour un véhicule de transport, le bâtiment, l'aménagement intérieur ou le mobilier urbain, notamment comme pare-brise automobile.

Description

VITRAGE FEUILLETE A COUCHE FONCTIONNELLE
□EMARGEE
La présente invention a trait aux vitrages feuilletés pour toutes applications, notamment pour véhicule de transport et en particulier comme pare-brise automobile, ou pour le bâtiment, et qui comprennent une couche fonctionnelle telle que chauffable (antigivre, antibuée) et/ou antisolaire c’est-à-dire destinée à réfléchir une fraction plus ou moins importante du rayonnement solaire pour limiter le réchauffement d’un habitacle de véhicule de transport ou d’une enceinte de bâtiment.
Dans la suite, le terme « couche » désigne fréquemment un empilement de couches minces d’épaisseurs aussi petites que de l’ordre de quelques nanométres, notamment formées par un procédé sous vide, notamment par pulvérisation cathodique assistée par magnétron. Une couche fonctionnelle chauffable est électroconductrice et reliée à une source de courant par l’intermédiaire de bus bars formés en contact avec la couche. Dans le cadre de l’invention, une couche fonctionnelle désigne par exemple de manière privilégiée un empilement ClimaCoat® commercialisé par la Société Saint-Gobain Sekurit, qui est chauffable, antigivre/antibuée et antisolaire. Ce type d’empilement permet d’économiser 0,11/100 km en réduisant la nécessité d’utilisation de la climatisation. Il peut s’agir d’un empilement à trois couches d’argent, tel que décrit dans la demande WO 2010/037968, à deux ou quatre couches d’argent, de tout autre couche/empilement fonctionnel chauffable tel qu’ITO (oxyde d’indium dopé à l’étain) mais aussi non chauffable.
De manière conventionnelle, les faces des feuilles de verre d’un vitrage feuilleté sont numérotées à partir de 1 pour la face en contact avec l’atmosphère extérieure, puis 2 pour la face de la même feuille de verre orientée vers l’habitacle du véhicule de transport ou l’intérieur du bâtiment, puis de l’extérieur vers l’intérieur, consécutivement 3 et 4 pour les deux faces de la seconde feuille de verre, et ainsi de suite en cas de présence de plus de deux feuilles de verre, toutes les feuilles de verre étant collées deux à deux par un adhésif intercalaire du type polyvinylbutyral (PVB), éthylène-acétate de vinyle (EVA) ou équivalent.
Selon une première approche, on peut envisager le dépôt d’une couche fonctionnelle sur la face 3 (face extérieure de la seconde feuille de verre). Dans le cas où la couche fonctionnelle est démargée, c’est-à-dire éliminée sur une fraction périphérique de la surface du vitrage, par exemple avec une brosse métallique, il peut être nécessaire dans un souci d’esthétique de cacher le bord de la couche fonctionnelle démargée vue de l’extérieur, par exemple en déposant à la périphérie de la face 2 du vitrage feuilleté (face intérieure de la première feuille de verre -extérieure-) une bande périphérique d’émail opaque, par exemple noir.
Cependant, le dépôt d’une couche fonctionnelle en face 2 d’un vitrage feuilleté peut être avantageux par rapport à un dépôt en face 3 : à l’évidence quand il s’agit d’une couche dégivrante, rapprocher la couche chauffante du givre est avantageux. L’invention a donc eu pour but la réalisation de vitrages feuilletés fonctionnels améliorés et aux qualités esthétiques pour le moins préservées. A cet effet l’invention a pour objet un vitrage feuilleté comprenant une première et une seconde feuilles de verre collées l’une à l’autre par une couche adhésive intercalaire, caractérisé en ce que la face de la première feuille de verre orientée vers la seconde comprend une bande périphérique d’émail opaque et une couche fonctionnelle démargée dont le bord recouvre la bande périphérique d’émail en étant entièrement situé à l’intérieur de la surface de celle-ci. Ainsi, en supposant que c’est la face 2 du vitrage feuilleté qui est munie de l’émail et de la couche fonctionnelle, la bande périphérique d’émail opaque cache le bord de la couche fonctionnelle démargée vue de l’extérieur. De plus l’efficacité de dégivrage est accrue par rapport à une couche dégivrante en face 3 du vitrage, donc plus éloignée du givre à éliminer ; il n’y a pas d’effet d’écran de la couche adhésive intercalaire contrairement à une couche dégivrante en face 3.
De préférence, la première feuille de verre a une épaisseur au moins égale à 1,4 mm et n’est pas trempée. Une telle épaisseur relativement importante rend la manipulation et la mise en oeuvre de la feuille plus aisée à l’échelle industrielle. Les outils de dépôt de couches, transformation... des feuilles de verre sur les chaînes industrielles, sont adaptés à ces épaisseurs. Dans la mesure où la couche fonctionnelle déposée sur la première feuille de verre résiste parfaitement au bombage de la feuille et n’en est pas du tout dégradée, il est particulièrement avantageux de pouvoir la déposer sur un substrat plat ; on sait en effet par exemple que le dépôt d’un empilement tricouche argent (Ag) sur un substrat bombé conduit à un contrôle des propriétés optiques de l’empilement extrêmement difficile, et par conséquent à un rendement de dépôt très faible.
Dans une réalisation avantageuse, la seconde feuille de verre a une épaisseur strictement inférieure à 1,4 mm, de préférence au plus égale à 1,1 mm. Cette disposition permet de diminuer le poids du vitrage feuilleté final. De plus, dans les dispositifs d’affichage sur la face intérieure du vitrage feuilleté, tels que les dispositifs d’affichage tête haute (Head Up Display - HDD -) sur les pare-brise automobiles, la finesse de la feuille de verre intérieure induit une quasi superposition des images réfléchies sur les faces 4 et 2 du vitrage feuilleté, autrement dit une quasi disparition des images fantômes (ghost images) ou doubles images.
Lorsque la seconde feuille de verre est un verre mince d’épaisseur au plus égale à 1,1 mm, déposer la couche fonctionnelle sur le premier verre (c’est-à-dire sur le verre extérieur) est particulièrement avantageux. En effet, les lignes industrielles classiques de dépôt d’empilement de couches minces (tel que le produit ClimaCoat ®) par pulvérisation cathodique assistée par magnétron étant adaptées pour produire des verres de dimensions PLF (Pleine Largeur Float) d’épaisseur supérieure ou égale à 1,4 mm, déposer sur des verres d’épaisseur inférieure ou égale à 1,1 mm nécessiterait des modifications conséquentes desdites lignes, notamment pour toutes les étapes de manipulation des verres (dépilement / empilement, convoyage, découpe). Dans le cas contraire, les rendements de production s’en trouveraient fortement dégradés (casses de verres, rendement de dépôt inférieur aux rendements habituels), ce qui ne serait pas économiquement rentable.
Une feuille de verre fine, dans une application du type de celles de l’invention, est de préférence renforcée mécaniquement, tout particulièrement trempée chimique. Or, déposer une couche sur un verre trempé chimique ne peut se faire qu’après la trempe chimique. En effet, on ne peut pas déposer la couche ou l’empilement avant d’effectuer la trempe chimique, car celle-ci détruirait de nombreux couches/empilements fonctionnels tels que ceux cités ci-dessus de façon inhomogène. La trempe serait alors asymétrique à cause de la présence d’une couche barrière aux alcalins dans l’empilement fonctionnel ; et l’échange d’ions asymétrique entre les deux faces du verre entraînerait des contraintes mécaniques asymétriques, et finalement, un gondolement, une formation d’ondulations sur le verre. Il est donc impératif de former la couche fonctionnelle sur le substrat déjà trempé chimiquement. Comme d’autre part le bombage d’une feuille de verre trempée chimiquement entrainerait une perte de la trempe chimique (réhomogénéisation des ions par diffusion thermique), et en conséquence réduirait la résistance mécanique du verre mince, la trempe chimique est effectuée nécessairement après le bombage du substrat. Le dépôt d’une couche fonctionnelle sur une feuille de verre fine trempée chimiquement serait donc effectué sur le substrat bombé, ce qui est extrêmement défavorable comme expliqué précédemment. L’utilisation d’une feuille de verre fine dans un vitrage feuilleté incite par conséquent à déposer la couche fonctionnelle sur une autre feuille de verre du vitrage feuilleté, relativement épaisse, plane, avant son bombage. L’invention a d’autre part pour objet un procédé de fabrication d’un vitrage feuilleté tel que décrit ci-dessus.
Un premier procédé comprend les opérations consistant à : déposer sur une première feuille de verre de dimension au moins égale à celle d’un primitif et au plus celle d’un PLF (6 m x 3,21 m) une ou plusieurs bandes d’émail opaque selon une géométrie délimitant une partie au moins de la périphérie du ou des vitrages feuilletés, par sérigraphie ou équivalent ; précuire la première feuille de verre à une température comprise entre 500 et 600 °C pour éliminer totalement les liants organiques et précuire l’émail opaque ; déposer sur la première feuille de verre une couche fonctionnelle, notamment par pulvérisation cathodique sous pression réduite assistée par champ magnétique ; découper le cas échéant au plus tard à ce moment la première feuille de verre en primitifs ; introduire les primitifs des première et seconde feuilles de verre dans une ligne d’assemblage de vitrages feuilletés ; découper les primitifs des première et seconde feuilles de verre à leur forme finale et les passer dans la machine à laver ; démarger la couche fonctionnelle si nécessaire, c’est-à-dire si un masquage lors du dépôt de la couche n’a pas été effectué aux endroits où l’on souhaite éviter la présence de la couche ; former sur cette dernière des bus-bars par sérigraphie ou équivalent puis sécher ; appairer les première et seconde feuilles de verre et les bomber à chaud ; assembler le vitrage feuilleté au moyen d’une couche adhésive intercalaire. L’émail opaque est en général noir et de compositions connues ; au lieu d’émail opaque, on peut employer une peinture aux silicates, noire par exemple.
La précuisson à 500 - 600 °C a une durée de 1 à 5 min et peut être remplacée par tout moyen de séchage adapté sans sortir du cadre de l’invention.
Les premières opérations du procédé, jusqu’au dépôt de la couche fonctionnelle compris, sont effectuées indifféremment sur le primitif de la première feuille de verre ou commodément sur un verre de dimensions supérieures à partir duquel pourront être découpés plusieurs primitifs. De telles dimensions supérieures peuvent être celles du Pleine Largeur Float (PLF).(3,21 m X 6 m) ou des surfaces plus petites dont un côté est de 3,21 m (par exemple 3,21 m X 2 m), dans lequel on pourra découper plusieurs primitifs de 1,50 m X 1 m par exemple. La découpe du primitif de la première feuille de verre peut être la première étape, ou bien effectuée à tout moment avant l’introduction dans une ligne d’assemblage de vitrages feuilletés.
Le démargeage de la couche fonctionnelle est effectué à la brosse métallique ou équivalent.
Les bus-bars peuvent de manière connue être en argent.
Conformément à l’invention, la couche fonctionnelle résiste parfaitement au bombage à chaud. La bande d’émail opaque cache d’une vue de l’extérieur la limite périphérique de la couche fonctionnelle démargée ainsi que les bus-bars.
Un second procédé comprend les opérations consistant à : - déposer sur une première feuille de verre de dimension au moins égale à celle d’un primitif et au plus celle d’un PLF (6 m X 3,21 m) une ou plusieurs bandes d’émail opaque selon une géométrie délimitant une partie au moins de la périphérie du ou des vitrages feuilletés, par sérigraphie ou équivalent ; puis sécher ; - former sur la première feuille de verre des bus-bars par sérigraphie ou équivalent puis sécher ; - précuire la première feuille de verre à une température comprise entre 500 et 600 °C pour éliminer totalement les liants organiques et précuire l’émail opaque et les bus-bars ; - découper le cas échéant au plus tard à ce moment la première feuille de verre en primitifs ; - introduire les primitifs des première et seconde feuilles de verre dans une ligne d’assemblage de vitrages feuilletés ; - découper les primitifs des première et seconde feuilles de verre à leur forme finale et les passer dans la machine à laver ; - déposer sur la première feuille de verre au-dessus des bus-bars une couche fonctionnelle, notamment par pulvérisation cathodique sous pression réduite assistée par champ magnétique ; - démarger la couche fonctionnelle si nécessaire, c’est-à-dire si un masquage lors du dépôt de la couche n’a pas été effectué aux endroits où l’on souhaite éviter la présence de la couche ; - appairer les première et seconde feuilles de verre et les bomber à chaud ; - assembler le vitrage feuilleté au moyen d’une couche adhésive intercalaire.
Selon deux modes de réalisation particuliers du procédé de l’invention : - entre le bombage à chaud des deux feuilles de verre et leur assemblage en vitrage feuilleté, la seconde feuille de verre est soumise à une trempe chimique ; - juste avant l’appairage des première et seconde feuilles de verre et leur bombage à chaud, on dépose sur les bus-bars ou la couche fonctionnelle une seconde bande d’émail opaque selon une géométrie délimitant une partie au moins de la périphérie du vitrage feuilleté, on la sèche et la précuit à une température comprise entre 500 et 600 °C ; cette seconde bande d’émail opaque a pour fonction de cacher les bus-bars et la limite périphérique de la couche fonctionnelle démargée d’une vue de l’habitacle du véhicule, de l’intérieur du bâtiment..., ce qui n’est pas toujours nécessaire selon la configuration de la baie de carrosserie ou du cadre du vitrage feuilleté. D’autres objets de l’invention consistent en l’application d’un vitrage feuilleté décrit précédemment pour un véhicule de transport terrestre, aérien ou aquatique, le bâtiment, l’aménagement intérieur ou le mobilier urbain, en particulier comme pare-brise de véhicule automobile.
Un pare-brise feuilleté de véhicule automobile est fabriqué conformément â renseignement qui précède.
Il est composé d’une feuille de verre flotté silicosodocalcique de 2,1 mm d’épaisseur non trempée et d’une feuille de verre flotté silicosodocalcique trempée chimiquement, de 1 mm d’épaisseur, collées l’une à l’autre par une feuille de polyvinylbutyral (PVB) de 0,76 mm d’épaisseur.
La feuille de verre de 2,1 mm d’épaisseur est destinée à être en contact avec l’atmosphère extérieure, celle de 1 mm d’épaisseur avec l’habitacle du véhicule.
Sur une feuille de verre de 2,1 mm d’épaisseur en Pleine Largeur Float : - on dépose une bande d’émail noir périphérique, par sérigraphie ; - on précuit la feuille de verre à une température approximative de 550 °C pendant 1 à 5 min pour éliminer totalement les liants organiques et précuire l’émail noir ; - on dépose sur la feuille de verre un empilement ClimaCoat® commercialisé par la Société Saint-Gobain Sekurit, qui est chauffable, antigivre/antibuée et antisolaire, par pulvérisation cathodique sous pression réduite assistée par champ magnétique ; il s’agit d’un empilement à trois couches d’argent, tel que décrit dans la demande WO 2010/037968.
On découpe ensuite la feuille de verre en Pleine Largeur Float (PLF) en un primitif â partir du verre.
On introduit ce primitif et celui de la seconde feuille de verre de 1 mm d’épaisseur dans une ligne d’assemblage de vitrages feuilletés.
On découpe les primitifs des première et seconde feuilles de verre à leur forme finale et les passe dans la machine à laver.
On démarge l’empilement ClimaCoat®, c’est-à-dire qu’on en élimine une fine bande périphérique par abrasion, avec une brosse métallique, de sorte que la délimitation de l’empilement soit intégralement à l’intérieur de la surface de la bande d’émail noir périphérique.
On forme sur l’empilement ClimaCoat®, en contact avec deux parties périphériques opposées de sa surface, situées aussi intégralement en vis-à-vis de la surface de la bande d’émail noir périphérique, des bus-bars en argent par sérigraphie puis on sèche.
On-appaire les deux feuilles de verre et les bombe à chaud.
On trempe chimiquement la seconde feuille de verre de 1 mm d’épaisseur.
On assemble le vitrage feuilleté au moyen d’une couche de polyvinylbutyral (PVB) de 0,76mm d’épaisseur, par la mise en oeuvre de différentes combinaisons possibles et connues de moyens de cycles thermiques - profils de températures, moyens de pression augmentée et/ou réduite. Le vitrage feuilleté procure d’excellentes fonctionnalités antigivre, antisolaire recherchées ; son aspect esthétique satisfait aux exigences en cours.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Vitrage feuilleté comprenant une première et une seconde feuilles de verre collées l’une à l’autre par une couche adhésive intercalaire, caractérisé en ce que la face de la première feuille de verre orientée vers la seconde comprend une bande périphérique d’émail opaque et une couche fonctionnelle démargée dont le bord recouvre la bande périphérique d’émail en étant entièrement situé à l’intérieur de la surface de celle-ci.
  2. 2. Vitrage feuilleté selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première feuille de verre a une épaisseur au moins égale à 1,4 mm et n’est pas trempée.
  3. 3. Vitrage feuilleté selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la seconde feuille de verre a une épaisseur strictement inférieure à 1,4 mm, de préférence au plus égale à 1,1 mm.
  4. 4. Vitrage feuilleté selon la revendication 3, caractérisé en ce que la seconde feuille de verre est trempée chimique.
  5. 5. Procédé de fabrication d’un vitrage feuilleté selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend les opérations consistant à : - déposer sur une première feuille de verre de dimension au moins égale à celle d’un primitif et au plus celle d’un PLF (6 m X 3,21 m) une ou plusieurs bandes d’émail opaque selon une géométrie délimitant une partie au moins de la périphérie du ou des vitrages feuilletés, par sérigraphie ou équivalent ; - précuire la première feuille de verre à une température comprise entre 500 et 600 °C pour éliminer totalement les liants organiques et précuire l’émail opaque ; - déposer sur la première feuille de verre une couche fonctionnelle, notamment par pulvérisation cathodique sous pression réduite assistée par champ magnétique ; - découper le cas échéant au plus tard à ce moment la première feuille de verre en primitifs ; - introduire les primitifs des première et seconde feuilles de verre dans une ligne d’assemblage de vitrages feuilletés ; - découper les primitifs des première et seconde feuilles de verre à leur forme finale et les passer dans la machine à laver ; - démarger la couche fonctionnelle si nécessaire, c’est-à-dire si un masquage lors du dépôt de la couche n’a pas été effectué aux endroits où l’on souhaite éviter la présence de la couche ; - former sur cette dernière des bus-bars par sérigraphie ou équivalent puis sécher ; - appairer les première et seconde feuilles de verre et les bomber à chaud ; - assembler le vitrage feuilleté au moyen d’une couche adhésive intercalaire.
  6. 6. Procédé de fabrication d’un vitrage feuilleté selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend les opérations consistant à : - déposer sur une première feuille de verre de dimension au moins égale à celle d’un primitif et au plus celle d’un PLF (6 m X 3,21 m) une ou plusieurs bandes d’émail opaque selon une géométrie délimitant une partie au moins de la périphérie du ou des vitrages feuilletés, par sérigraphie ou équivalent ; puis sécher ; - former sur la première feuille de verre des bus-bars par sérigraphie ou équivalent puis sécher ; - précuire la première feuille de verre à une température comprise entre 500 et 600 °C pour éliminer totalement les liants organiques et précuire l’émail opaque et les bus-bars ; - découper le cas échéant au plus tard à ce moment la première feuille de verre en primitifs ; - introduire les primitifs des première et seconde feuilles de verre dans une ligne d’assemblage de vitrages feuilletés ; - découper les primitifs des première et seconde feuilles de verre à leur forme finale et les passer dans la machine à laver ; - déposer sur la première feuille de verre au-dessus des bus-bars une couche fonctionnelle, notamment par pulvérisation cathodique sous pression réduite assistée par champ magnétique ; - démanger la couche fonctionnelle si nécessaire, c’est-à-dire si un masquage lors du dépôt de la couche n’a pas été effectué aux endroits où l’on souhaite éviter la présence de la couche ; - appairer les première et seconde feuilles de verre et les bomber à chaud ; - assembler le vitrage feuilleté au moyen d’une couche adhésive intercalaire.
  7. 7. Procédé selon l’une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu’entre le bombage à chaud des deux feuilles de verre et leur assemblage en vitrage feuilleté, la seconde feuille de verre est soumise à une trempe chimique.
  8. 8. Procédé selon l’une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que juste avant l’appairage des première et seconde feuilles de verre et leur bombage à chaud, on dépose sur les bus-bars ou la couche fonctionnelle une seconde bande d’émail opaque selon une géométrie délimitant une partie au moins de la périphérie du vitrage feuilleté, on la sèche et la précuit à une température comprise entre 500 et 600 °C.
  9. 9. Application d’un vitrage feuilleté selon l’une des revendications 1 à 4 pour un véhicule de transport terrestre, aérien ou aquatique, le bâtiment, l’aménagement intérieur ou le mobilier urbain.
  10. 10. Application selon la revendication 9 comme pare-brise de véhicule automobile.
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