FR3126919A1 - Vitrage feuilleté lumineux à revêtement d’encre transparente réactive aux ultraviolets - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un vitrage feuilleté lumineux comprenant au moins une première feuille de verre et une seconde feuille de verre collées l’une à l’autre par une couche adhésive intercalaire, une face principale interne à la structure du vitrage feuilleté, d’au moins une des deux feuilles de verre et/ou au moins l’une des deux faces principales de la couche adhésive intercalaire étant revêtue(s) d’une couche d’encre transparente, caractérisée en ce que l’encre émet une lumière visible sous un rayonnement ultraviolet ; et un procédé de fabrication de ce vitrage. Pas de Figure

Description

Vitrage feuilleté lumineux à revêtement d’encre transparente réactive aux ultraviolets
L’invention est relative aux vitrages feuilletés lumineux, du type pour l’automobile ou le bâtiment, procurant un éclairage uniforme en pleine face, ou selon des motifs décoratifs ou informatifs (par exemple un texte), en une ou plusieurs couleurs.
Une voie pourrait consister à munir un vitrage feuilleté d’une source de lumière visible telle que diode électroluminescente (abrégé en DEL en français, ou LED, de l’anglais light-emitting diode) de lumière visible, optiquement couplée à un revêtement transparent diffusant la lumière, pour l’extraction de cette lumière visible. Cependant, les traces de doigts laissées par les utilisateurs des vitrages extraient aussi la lumière. De plus, les solutions d’extraction de LED visible laissent une marque visible sur le vitrage, qui n’est pas souhaitée ; autrement dit, le revêtement transparent diffusant la lumière visible, pour l’extraction de celle-ci du vitrage, n’est pas invisible, ce qui est un inconvénient.
L’invention a eu pour objectif la mise à disposition d’une solution d’extraction de lumière d’un vitrage feuilleté qui, dans l’état éteint (off) de l’éclairage, soit invisible de chaque côté du vitrage, de jour comme de nuit.
Cet objectif a été atteint par l’invention qui, en conséquence, a pour objet un vitrage feuilleté lumineux comprenant au moins une première feuille de verre et une seconde feuille de verre collées l’une à l’autre par une couche adhésive intercalaire, une face principale interne à la structure du vitrage feuilleté, d’au moins une des deux feuilles de verre et/ou au moins l’une des deux faces principales de la couche adhésive intercalaire étant revêtue(s) d’une couche d’encre transparente, caractérisée en ce que l’encre émet une lumière visible sous un rayonnement ultraviolet.
Une encre de telle nature, émettant une lumière visible sous une excitation UV, présente, par rapport à une encre transparente diffusant la lumière visible, c’est-à-dire extractrice de celle-ci, l’aptitude à être beaucoup moins visible, invisible de jour comme de nuit, dans l’état off du vitrage actif. De plus les traces de doigts ou marques équivalentes sont absolument invisibles sous un rayonnement ultraviolet.
De préférence, les feuilles de verre sont choisies parmi des feuilles de verre minéral tel que sodocalcique, aluminosilicate, borosilicate, éventuellement durci, trempé thermiquement, ou renforcé chimiquement, et des feuilles de matériau polymère transparent structural tel que poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA) ou polycarbonate (PC). Au sens de cette caractéristique, on entend par feuille de matériau polymère transparent structural une feuille susceptible de constituer à elle seule un vitrage monolithique, d’en assurer la résistance mécanique, en particulier, et ayant un module élastique de l’ordre de 1500 MPa par exemple, au contraire d’une couche adhésive intercalaire, par exemple.
De préférence, la couche adhésive intercalaire est choisie parmi une couche de polyvinylbutyral (PVB), polyuréthane thermoplastique (TPU) ou copolymère éthylène – acétate de vinyle (EVA).
De préférence, la ou les couche(s) d’encre transparente est ou sont indépendamment l’une de l’autre en pleine face ou selon des motifs décoratifs ou informatifs tels que pictogramme, texte.
De préférence, la ou les couche(s) d’encre transparente compren(d)(nent) des zones et/ou motifs émettant une lumière visible de couleurs différentes.
De préférence, le vitrage feuilleté lumineux est bombé.
De préférence, le vitrage feuilleté lumineux comprend une source de rayonnement ultraviolet couplée à la ou aux couche(s) d’encre transparente par l’intermédiaire d’un guide d’onde constitué de l’une au moins des deux feuilles de verre et/ou de la couche adhésive intercalaire. La source de rayonnement ultraviolet émet de préférence entre 390 et 410 nm.
De préférence, le vitrage feuilleté lumineux est un vitrage de véhicule automobile choisi parmi un toit, éventuellement panoramique, ouvrant, un pare-brise, un vitrage latéral, un vitrage de porte arrière, une lunette arrière ou un rétro-éclairage, ou un vitrage de bâtiment tel que de véranda ou de façade.
Un autre objet de l’invention consiste en un procédé de fabrication d’un vitrage feuilleté lumineux décrit précédemment, caractérisé en ce qu’il comprend l’application sur une face principale interne à la structure du vitrage feuilleté, d’au moins une des deux feuilles de verre et/ou sur au moins l’une des deux faces principales de la couche adhésive intercalaire, d’une couche d’encre transparente, qui émet une lumière visible sous un rayonnement ultraviolet, puis le séchage de l’encre transparente préalablement à l’assemblage du vitrage feuilleté lumineux.
De préférence, l’encre transparente est appliquée par sérigraphie.
L’invention sera mieux comprise à la lumière des exemples suivants.
EXEMPLE 1
Par sérigraphie d’une feuille intercalaire de polyvinylbutyral avec une encre de composition détaillée dans le tableau ci-dessous, on obtient après assemblage à deux feuilles de verre sodocalcique flotté, un vitrage feuilleté de haute qualité mécanique et à impression transparente, invisible de jour comme de nuit en l’absence d’une exposition à un rayonnement ultraviolet. Le temps de « sec au toucher » de 10 min est court et compatible avec un procédé industriel en ligne continue.
Dans le tableau ci-dessous, toutes les proportions sont indiquées en pourcentages massiques.
CONSTITUANT N° CAS % EN MASSE % MIN ET MAX EN MASSE
POLYVINYLBUTYRAL 63148-65-2 13 10/15
AGENT MOUILLANT 27987-25-3 9,5 5/12
ENCRE UV 0,5 0,3/0,7
DIESTER 627-93-0
1119-40-0
106-65-0		 44,8 16/65
SOLVANT DIETHER DE GLYCOL 112-49-2 31,2 0/40
AGENT DE MODIFICATION DE LA TENSION DE SURFACE
26376-86-3
1
0,5/2
On évalue la masse moléculaire du polyvinylbutyral de la manière suivante. On prépare des solutions de poudres de polyvinylbutyral à 3 g/l dans le tétrahydrofurane, puis on les injecte sur une colonne de chromatographie par perméation de gel de type Waters Styragel HR4E, 1 ml/min de tétrahydrofurane. Les chromatogrammes sont établis au moyen d’un détecteur évaporatif à diffusion de lumière. Le pic large observé à 7-7,1 min indique des masses en équivalent PS de 46000-55000, c’est-à-dire pratiquement centrées sur 50000.
Le taux d’[OH] du polyvinylbutyral correspond à un pourcentage massique de poly (alcool vinylique) de 18 %.
L’agent mouillant fait également office de plastifiant c'est-à-dire qu’il autorise une plus grande déformation du film d’encre imprimé sans dégradation de ses propriétés optiques. Il s’agit ici du dimethylcyclohexyl phtalate.
L’encre UV est prélevée sur un Feutre UV-Fluorescent, commercialisé par la Société Molotow® (Allemagne) sous la dénomination FEUTRE PINCEAU UV FLUORESCENT PUMP SOFTLINER. C’est une encre transparente, fluorescente aux UV à base d’alcool, qui en l’espèce, sous un rayonnement UV, émet une lumière bleue. Il en existe du même fournisseur qui émettent une lumière verte, jaune orange ou rose.
Le diester est un mélange de 60 % en masse de glutarate de diméthyle, 20 % en masse de succinate de diméthyle et 20 % en masse d’adipate de diméthyle.
Le solvant diéther de glycol est l’éther diméthylique de triéthylène glycol.
L’agent de modification de la tension de surface est un copolymère d’acrylate de 2-éthylhexyle; il ne contient pas de silicone.
La viscosité Brookfield de l’encre à 20 °C est de 11 Pa.s, des valeurs comprises entre 9 et 13 Pa.s convenant dans le cadre de l’invention. Cette mesure est effectuée de la manière suivante. On diminue la viscosité de l’encre à une valeur stable par rotation pendant au moins 8 heures d’un rouleau dans l’encre. Un échantillon de cette dernière est prélevé, sur lequel est mesurée la viscosité au moyen d’un viscosimètre cône-plan.
L’épaisseur d’encre humide déposée par sérigraphie est comprise entre 10 et 50 µm.
L’adhésion du feuilleté à intercalaire imprimé est attestée par la satisfaction aux essais « ball drop » (bille tombante) selon le règlement N° 43, additif 42, de l’accord E/ECE/324, E/ECE/TRANS/505, concernant l’adoption de prescriptions techniques uniformes applicables aux véhicules à roues, aux équipements et aux pièces susceptibles d’être montés ou utilisés sur un véhicule à roues et les conditions de reconnaissance réciproque des homologations délivrées conformément à ces prescriptions.
EXEMPLE 2
L’encre de l’Exemple 1 est sérigraphiée sur un substrat de verre sodocalcique sur machine Thieme avec un écran type Aplat pleine face 147 X 52 de maille 90.48 puis séchée au four infra rouge à 160 °C.
Pour mesures comparatives, nous avons également procédé à la sérigraphie à l’identique de l’encre dépourvue d’encre UV.
Les applications ont été réalisées sur des échantillons de dimensions 150 X 60 mm.
Sans éclairage, on constate une transparence identique entre l’échantillon contenant un ajout d’encre UV et celui n’en contenant pas.
Avec éclairage de lumière visible au moyen d’une diode électroluminescente (abrégé en DEL en français, ou LED, de l’anglais light-emitting diode), on constate une intensité lumineuse dans le blanc neutre pour l’échantillon avec encre UV et plutôt dans le blanc froid pour celui sans ajout d’encre UV.
Avec éclairage par une lampe à ultraviolet (lumière noire), on constate une coloration bleue pour l’échantillon avec ajout d’encre UV. L’échantillon sans ajout d’encre UV ne réagit pas à l’excitation de la lampe UV.
On évalue les propriétés optiques des deux échantillons imprimés, avec et sans ajout d’encre UV.
On emploie en premier lieu un Lumicam (photomètre / colorimètre), modèle 1300-202 du fabricant Instruments Systems de la marque Konika-Minolta, couplé au logiciel LumiCam haute performance qui calcule toutes les valeurs pertinentes à partir des données de l’image enregistrée et offre de nombreuses fonctions pour l’analyse rapide. Lors du calibrage de l’équipement, la luminance (cd/m2) est évaluée selon la norme DIN 5032 part 1 : 1999. Pour la partie colorimétrie, ou tristimulus pour le CIE 1931 c’est selon la norme DIN 5033 part 3 1992.
Les mesures au Lumicam appartiennent à deux catégories. Dans la première catégorie, le Lumicam Spotmeter (Spot-mètre) définit au pixel près des zones surface de mesure et calcul automatique de la luminance, des coordonnées xy de couleur, de la température de couleur proximale et de la longueur d’onde dominante. Avg (Average) désigne la valeur moyenne de luminance (cd/m2) sur la surface définie. StdDev (Standard Deviation) désigne l’écart-type, écart moyen par rapport à la moyenne. Dans la deuxième catégorie, le Lumicam Polygone permet d’évaluer une surface dont le périmètre est modifiable. Tg avg (Target average) désigne la moyenne des valeurs principales de luminance (cd/m2), et tg StdDev l’écart-type par rapport à cette moyenne.
On emploie en second lieu un Hazemeter, modèle haze-gard plus 4725 de la marque BYK®. Il contrôle une transparence totale selon les méthodes des normes internationales : ASTM D1003 – Méthode standard de test de voile et de transmission lumineuse des plastiques transparents. TL (%) correspond à la transmission lumineuse (Transmittance), H (%) au flou / voile ( Haze), C (%) correspond à la netteté / clarté ( Clarity).
Les résultats sont consignés dans le tableau suivant.
Lumicam
Spotmeter 		Lumicam
Polygone 		Hazemeter
Avg StdDev Tg avg tg StdDev TL H C
Sans encre UV 278,80 10,96 270,90 100,40 90,1 6,94 99,9
0,5 % d’encre UV 287,80 13,30 283,90 135,20 90,2 6,72 99,9
Les mesures effectuées avec le Lumicam montrent une augmentation de la luminance de 3,23 % (Spot / Avg) et 4,80 % (Polygone / Tg avg). Les mesures effectuées avec le Hazemeter en transmission lumineuse, flou et clarté, montrent des résultats similaires avec et sans ajout d’encre UV.
Selon l’invention, on peut imprimer le substrat avec l’encre transparente contenant l’encre UV (également transparente en l’absence de rayonnement ultraviolet) selon un motif décoratif ou informatif (pictogramme, texte) avec une excellente définition, qui apparait sous rayonnement ultraviolet par réémission de lumière bleue conformément à ce motif. Le motif ainsi réalisé est diffusant de lumière visible, qu’il est apte à extraire du substrat de verre. Cependant une telle extraction de lumière visible augmente la visibilité des traces de doigts des utilisateurs du vitrage. Au contraire, l’émission de lumière visible sous UV, selon l’invention, se produit de manière remarquable avec disparition totale de ces traces de doigts, et netteté parfaite du motif imprimé.

Claims (11)

  1. Vitrage feuilleté lumineux comprenant au moins une première feuille de verre et une seconde feuille de verre collées l’une à l’autre par une couche adhésive intercalaire, une face principale interne à la structure du vitrage feuilleté, d’au moins une des deux feuilles de verre et/ou au moins l’une des deux faces principales de la couche adhésive intercalaire étant revêtue(s) d’une couche d’encre transparente, caractérisée en ce que l’encre émet une lumière visible sous un rayonnement ultraviolet.
  2. Vitrage feuilleté lumineux selon la revendication 1, caractérisé en ce que les feuilles de verre sont choisies parmi des feuilles de verre minéral tel que sodocalcique, aluminosilicate, borosilicate, éventuellement durci, trempé thermiquement, ou renforcé chimiquement, et des feuilles de matériau polymère transparent structural tel que poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA) ou polycarbonate (PC).
  3. Vitrage feuilleté lumineux selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche adhésive intercalaire est choisie parmi une couche de polyvinylbutyral (PVB), polyuréthane thermoplastique (TPU) ou copolymère éthylène – acétate de vinyle (EVA).
  4. Vitrage feuilleté lumineux selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou les couche(s) d’encre transparente est ou sont indépendamment l’une de l’autre en pleine face ou selon des motifs décoratifs ou informatifs tels que pictogramme, texte.
  5. Vitrage feuilleté lumineux selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou les couche(s) d’encre transparente compren(d)(nent) des zones et/ou motifs émettant une lumière visible de couleurs différentes.
  6. Vitrage feuilleté lumineux selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est bombé.
  7. Vitrage feuilleté lumineux selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une source de rayonnement ultraviolet couplée à la ou aux couche(s) d’encre transparente par l’intermédiaire d’un guide d’onde constitué de l’une au moins des deux feuilles de verre et/ou de la couche adhésive intercalaire.
  8. Vitrage feuilleté lumineux selon la revendication 7, caractérisé en ce que la source de rayonnement ultraviolet émet entre 390 et 410 nm.
  9. Vitrage feuilleté lumineux selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est un vitrage de véhicule automobile choisi parmi un toit, éventuellement panoramique, ouvrant, un pare-brise, un vitrage latéral, un vitrage de porte arrière, une lunette arrière ou un rétro-éclairage, ou un vitrage de bâtiment tel que de véranda ou de façade.
  10. Procédé de fabrication d’un vitrage feuilleté lumineux selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend l’application sur une face principale interne à la structure du vitrage feuilleté, d’au moins une des deux feuilles de verre et/ou sur au moins l’une des deux faces principales de la couche adhésive intercalaire, d’une couche d’encre transparente, qui émet une lumière visible sous un rayonnement ultraviolet, puis le séchage de l’encre transparente préalablement à l’assemblage du vitrage feuilleté lumineux.
  11. Procédé selon l’une des revendications 10, caractérisé en ce que l’encre transparente est appliquée par sérigraphie.
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