WO2002070249A2 - Vitrage pour vehicule - Google Patents

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WO2002070249A2
WO2002070249A2 PCT/EP2002/001696 EP0201696W WO02070249A2 WO 2002070249 A2 WO2002070249 A2 WO 2002070249A2 EP 0201696 W EP0201696 W EP 0201696W WO 02070249 A2 WO02070249 A2 WO 02070249A2
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Joseph Dierckx
Gunther Heraly
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    • Y10T428/24967—Absolute thicknesses specified
    • Y10T428/24975—No layer or component greater than 5 mils thick

Definitions

  • the present invention relates to laminated glazing for vehicles. More particularly, the invention relates to laminated glazing which has limited energy transmission.
  • the inventors have therefore proposed to develop laminated glazing for automobiles, while endeavoring to satisfy the requirements set out above. In addition to these requirements must be added that concerning their thickness.
  • the inventors have managed to reconcile these various requirements and offer automotive laminated glazing comprising two sheets of colored glass, glazing whose light transmission (TL), for the thicknesses required by the manufacturers, is at least 70%, the energy transmission (TE) is at most equal to 51%, and this for a thickness of glass such as the product TExe, where TE is expressed as a percentage, and e is the total thickness of glass of the glazing in millimeters, remains at most equal to 200.
  • TExe the product
  • This expression translates the constraints in which the glazings according to the invention are enclosed. Obtaining the rigorous conditions which must be satisfied by the glazing considered, is partly dependent on the colorings required. It is relatively more difficult to achieve these conditions with blue-tinted glasses.
  • the difficulty lies in lowering the energy transmission to sufficiently low levels, without simultaneously the light transmission becoming too weak. For this reason the expression TExe, varies only in a restricted field.
  • the blue glazings according to the invention are preferably such that TExe is less than 195.
  • TExe For green glazing, TExe can be more easily limited. This value can be reduced without undue difficulty to values at most equal to 180.
  • the thickness of the glazing is preferably between 3.5 and 5.5 mm. Most usually the glazings according to the invention have a total thickness comprised between 3.8 and 5mm.
  • the TL used is that determined with the standard illuminant A as defined by the International Lighting Commission.
  • Illuminant A represents the radiation from a Planck radiator at a temperature of around 2856 K. This illuminant represents the light emitted by car headlights and is essentially intended to evaluate the optical properties of glazing intended for the automobile.
  • the TL and TE are:
  • TLA total light transmission for illuminant A
  • colors also play a role. They 'are important in the production of glass in question. They are also important in defining the properties of transmission in the visible, infrared or ultraviolet, properties which by definition condition the use according to the invention. In addition, the choice of colors must meet the aesthetics sought by the manufacturers. In practice, the glazing must have a predominantly green or blue coloring.
  • the glasses used according to the invention correspond to the traditional soda-lime base compositions, the main components of which have the following weight proportions:
  • the glasses used according to the invention contain coloring constituents, and mainly iron oxides. These dyes are in the following general proportions: Fe 2 O 3 (total iron expressed as) 0.5 - 1%
  • compositions may also contain other dyes, in particular originating from the raw materials used, in weight proportions which do not exceed: TiO 2 ⁇ 0.1% MnO 2 ⁇ 0.13%
  • compositions correspond to a set of dyes such as:
  • glasses of predominantly blue coloring for the glazings according to the invention preferably correspond to the following dye compositions:
  • predominantly green glazing comprises glasses whose colorings are:
  • Glazing which incorporates the characteristics of the invention has been constituted by way of example. In these examples, all the glazing is laminated with a clear polyvinyl butyral interlayer 0.76 mm thick.
  • the glasses of the assemblies produced have a soda-lime base, the weight composition of which is:
  • the glazings are produced in different thicknesses. In all the examples, the two sheets have the same thickness.
  • the first series is about 5mm.
  • the characteristics of the glazing are given in the following table:
  • the second series of glazing is thinner, and slightly more than 4mm. In this series the thickness of each sheet is 1.7mm. As before, the interlayer is 0.76mm thick. The measurements carried out are given in the following table:
  • Example 11 meets the different conditions required for glazing according to the invention.
  • Example 10 shows too high a TExe value, even if the TE is suitable.
  • This type of assembly shows the difficulty of achieving all of the required conditions. Indeed, a reduction in thickness of each of the sheets would have the effect of increasing the TE and therefore of leading to unsatisfactory glazing.

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Abstract

L'invention concerne des vitrage feuilletés pour véhicule présentant notamment une transmission énergétique limitée. Les vitrages selon l'invention ont une transmission lumineuse d'au moins 70%, une transmission énergétique TE au plus égale à 51%, et pour des épaisseurs demandées par les constructeurs, épaisseurs qui sont telles que l'expression Texe, où <u>e</u> est l'épaisseur totale des feuilles de verre en millimètres, est au plus égale à 200. Les vitrages selon l'invention constituent une solution équilibrée satisfaisant aux exigences de coût et celles relatives aux propriétés anti-solaire pour les véhicules, notamment les véhicules automobiles.

Description

Nitrage pour véhicule
La présente invention concerne les vitrages feuilletés pour véhicule. Plus particulièrement, l'invention concerne les vitrages feuilletés qui présentent une transmission énergétique limitée.
Les constructeurs automobile demandent de plus en plus des vitrages remplissant plusieurs fonctions. Pour les vitrages latéraux d'automobile, il s'agit par exemple de contribuer au confort et à la sécurité du véhicule. Pour le confort il s'agit notamment de participer à l'amélioration de la température à l'intérieur de l'habitacle lorsque le véhicule est exposé au soleil. Il s'agit aussi, le cas échéant, d'améliorer le niveau sonore de l'habitacle. Pour la sécurité, la demande est principalement de renforcer la résistance mécanique à l'effraction.
Si dans leur principe des solutions à ces demandes sont envisageables, leur application industrielle soulève de nombreux problèmes. Le plus difficile est de répondre à l'attente des constructeurs à des niveaux de coût qu'ils sont disposés à accepter. Partant de l'idée que l'amélioration de la sécurité est obtenue par l'utilisation de vitrages feuilletés, il convient de voir dans quelles conditions ces vitrages permettent d'atteindre les autres performances souhaitées, notamment dans quelles conditions de coût. Il va de soi en effet que, quelles que soient les qualités des vitrages, ceux-ci doivent demeurer dans les conditions de coût les plus limitées possible.
Ainsi différentes solutions sont connues pour conférer aux vitrages des propriétés anti-solaire. Pour les vitrages monolithiques la solution la plus usuelle consiste à utiliser des verres colorés. Pour les vitrages feuilletés en plus de l'utilisation de verres colorés, il est possible d'inclure dans l'intercalaire des éléments tels que des films minces revêtus de couches minces réfléchissantes, ou encore de procéder au dépôt de ces mêmes couches directement sur les faces des feuilles non exposées aux agressions extérieures ou intérieures.
L'utilisation des couches, déposées sur le verre ou sur un film incorporé à l'intercalaire, présente l'avantage de conduire à un bon effet anti-solaire par réflexion énergétique . Par ailleurs la faible transmission énergétique qui en résulte est obtenue sans que la transmission lumineuse (TL) soit nécessairement amoindrie de façon trop importante. Il faut en effet rappeler que les vitrages latéraux automobile, sont soumis à des normes imposant, par exemple pour l'avant du véhicule, une transmission lumineuse d'au moins 70%. En dépit des avantages énoncés ci-dessus, le coût des solutions comprenant les couches anti-solaire est un facteur qui freine le développement de vitrages de ce type.
Les inventeurs se sont donc -proposés de développer des vitrages feuilletés pour automobile, en s'efforçant de satisfaire aux exigences énoncées précédemment. En outre à ces exigences il faut encore ajouter celle qui concerne leur épaisseur.
Les constructeurs automobile veulent pouvoir offrir à leur clientèle le choix entre les vitrages "traditionnels" monolithiques montés "de série", ou, "en option", les vitrages feuilletés avec les fonctions en question, pour tenir compte des différences de coût correspondant à ces deux types d'équipements. Dans le même temps, les constructeurs demandent que les deux types de vitrage soient utilisables sans modification des éléments sur lesquels sont montés ces vitrages. Il faut que les cadres, les glissières... soient utilisables indifféremment avec les vitrages monolithiques ou les vitrages feuilletés. Cela impose que ces deux types de vitrage présentent sinon rigoureusement la même épaisseur, au moins des épaisseurs peu différentes.
Les inventeurs sont parvenus à concilier ces diverses exigences et proposent des vitrages feuilletés automobile comprenant deux feuilles de verre coloré, vitrage dont la transmission lumineuse (TL), pour les épaisseurs requises par les constructeurs, est au moins égale à 70%, la transmission énergétique (TE) est au plus égale à 51%, et ceci pour une épaisseur de verre telle que le produit TExe, où TE est exprimé en pourcentage, et e est l'épaisseur totale de verre du vitrage en millimètres, demeure au plus égal à 200. Cette expression traduit les contraintes dans lesquelles les vitrages selon l'invention sont enfermés. L'obtention des conditions rigoureuses auxquelles doivent satisfaire les vitrages considérés, est en partie tributaire des colorations requises. Il est relativement plus difficile de réaliser ces conditions avec des verres de coloration bleue. Pour ces verres la difficulté réside dans l'abaissement de la transmission énergétique à des niveaux suffisamment bas, sans que simultanément la transmission lumineuse devienne trop faible. Pour cette raison l'expression TExe, ne varie que dans un domaine restreint. Néanmoins les vitrages bleus selon l'invention sont de préférence tels que TExe soit inférieur à 195.
Pour les vitrages verts, TExe peut être plus facilement limité. Cette valeur peut être, sans difficultés excessives, ramenée à des valeurs au plus égales à 180.
L'épaisseur des vitrages est comprise de préférence entre 3,5 et 5,5mm. Le plus usuellement les vitrages selon l'invention ont une épaisseur totale comprise entre 3,8 et 5mm.
Par ailleurs l'utilisation de deux verres distincts présente l'inconvénient pour l'industriel de nécessiter la constitution de stocks accrus. Il est donc préférable d'assembler des feuilles de verre de même composition. Pour des raisons analogues, il est préférable d'associer deux verres d'épaisseurs identiques plutôt que des verres d'épaisseurs différentes.
Dans la description qui suit ainsi que dans les revendications, la TL utilisée est celle déterminée avec l'illuminant standard A tel que défini par la Commission Internationale de l'Eclairage. 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. Les TL et TE sont :
- 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, Ek 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); 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 E dans laquelle Eλ est la distribution énergétique spectrale du soleil à 30° au dessus de l'horizon.
Dans le choix des verres, les couleurs interviennent également. Elles ' sont importantes dans la production des verres en question. Elles sont également importantes dans la définition des propriétés de transmission dans le visible, l'infrarouge ou l'ultraviolet, propriétés qui par définition conditionnent l'utilisation selon l'invention. En outre, le choix des couleurs doit satisfaire à l'esthétique recherchée par les constructeurs. En pratique, les vitrages doivent présenter une coloration à dominante verte ou bleue.
Les verres utilisés selon l'invention répondent aux compositions de base sodo-calcique traditionnelles dont les composants principaux présentent les proportions pondérales suivantes :
SiO2 60-75 % Na2O 10-20 %
CaO 0-16 % ,O 0-10 %
MgO 0-10 % A1A 0-5 %
BaO 0-2 % avec rC -r- NazO 10-20 % CaO + MgO + BaO 10-20 %
En plus de la base sodo-calcique, les verres utilisés selon l'invention comportent des constituants colorant, et principalement des oxydes de fer. Ces colorants sont dans les proportions générales suivantes : Fe2O3 (fer total exprimé en ) 0,5 - 1%
FeO 0,14 - 0, 25 %
Co 0 - 0,0040 %
Cr2O3 0 - 0,0500 %
V 0 - 0,0200 % Se 0 - 0,0050 %
Les compositions peuvent encore comporter d'autres colorants, notamment provenant des matières premières mises en œuvre, dans des proportions pondérales qui ne dépassent pas : TiO2 < 0,1 % MnO2 < 0, 13 %
CeO2 < 0,5 %
Des compositions préférées correspondent à un ensemble de colorants tels que:
Fe2O3 (fer total exprimé en ) 0,5 - 0,7 % FeO ^ 0,16 - 0, 22 %
Co ' 0 - 0,0020 %
Cr2O3 0 - 0,0045 %
De manière plus précise encore, des verres de coloration dominante bleue, pour les vitrages selon l'invention répondent de préférence aux compositions de colorants suivants:
Fe2O3 (fer total exprimé en ) 0,5 - 0,6 %
FeO 0,16 - 0, 20 %
Co 0 - 0,0020 %
Cr2O3 0,0020 - 0,0045 % D'autres compositions de colorants pour les verres des vitrages selon l'invention avec une dominante verte sont avantageusement : Fe2O3 (fer total exprimé en ) 0,7 - 1%
FeO 0,18 - 0, 25 %
Co 0 - 0,0040 % CrA 0 - 0,0250 %
VA 0 - 0,0200 %
De façon préférée, les vitrages à dominante verte, comprennent des verres dont les colorants sont :
Fe203 (fer total exprimé en ) 0,7 - 1%
FeO 0,18 - 0, 24 %
V2O5 » 0 - 0,0200
Des vitrages qui reprennent les caractéristiques de l'invention ont été constitués à titre d'exemple. Dans ces exemples tous les vitrages sont feuilletés avec un intercalaire en polyvinylbutyral clair d'épaisseur 0,76mm.
Les verres des assemblages réalisés ont une base sodo-calcique dont la composition pondérale est:
SiO2 71,5-71,9 % Na2O 14,1 %
CaO 8,8 % p O 0,1 %
MgO 4,2 % Al2O3 0-8 %
Dans ces verres les colorants sont présents respectivement dans les proportions pondérales suivantes:
Figure imgf000006_0001
Les vitrages sont réalisés dans différentes épaisseurs. Dans tous les exemples, les deux feuilles ont la même épaisseur.
Deux séries sont réalisées pour des vitrages de nuance verte dont l'épaisseur totale avoisine respectivement 4mm et 5mm.
La première série est celle d'environ 5mm. Les caractéristiques des vitrages sont reportées dans le tableau suivant :
Figure imgf000006_0002
Dans les essais reportés ci-dessus on constate que pour des épaisseurs voisines de 5mm, les conditions recherchées selon l'invention ne sont satisfaites en toute rigueur que pour l'exemple 3. Les exemples 1 et 2 présentent une TE trop forte, et la valeur de TExe également trop élevée. Les exemples 4 et 5, à l'inverse, ont une TL légèrement inférieure à la norme.
Pour les combinaisons du type 1 et 2, un accroissement léger de l'épaisseur des feuilles de verre, permettent de ramener la TE dans les conditions de l'invention. Mais simultanément les épaisseurs, et par suite l'expression TExe s'accroissent encore. Ceci montre la difficulté qu'il y a à parvenir à l'ensemble des conditions fixées.
Pour les combinaisons 4 et 5, la TE est à l'inverse satisfaisante et la transmission lumineuse est très légèrement inférieure à la norme pour ces vitrages. Une diminution légère d'épaisseur permet de ramener la TL au dessus de 70%. Ainsi pour l'exemple 4 une variation d'épaisseur de chaque feuille passant de 2,1 à 2,0mm conduit aux valeurs TL 71,6% et TE 43,8% qui sont tout à fait adéquates. La valeur de TExe reste aussi dans les limites fixées selon l'invention. Par rapport à l'exemple 3, cette structure présente en outre l'avantage de combiner deux feuilles de verre identiques, et donc plus commodément appariées après bombage
La seconde série de vitrages est d'épaisseur plus faible, et un peu supérieure à 4mm. Dans cette série l'épaisseur de chaque feuille est 1,7mm. Comme précédemment l'intercalaire est de 0,76mm d'épaisseur. Les mesures réalisées sont données dans le tableau suivant :
Figure imgf000007_0001
Dans ces différents exemples, seul le 9 ne satisfait pas à la condition sur la TL. Comme précédemment une légère diminution d'épaisseur permet de ramener la TL au dessus de la limite imposée. Parmi les autres exemples le 6 est particulièrement intéressant puisqu'il permet de combiner deux feuilles identiques.
Des essais analogues aux précédents sont effectués avec des verres de nuance bleue, également pour des épaisseurs totales voisines de 5 et 4,5mm. Ces assemblages sont réalisés avec deux feuilles de même épaisseur de 2,1mm, 1,9mm, 1,85mm ou 1.7mm.
Les caractéristiques des vitrages produits figurent dans le tableau suivant :
Figure imgf000008_0001
Les exemples 11, 12 et 13 répondent aux différentes conditions exigées des vitrages selon l'invention. L'exemple 10 présente une valeur TExe trop forte, même si la TE est convenable. Ce type d'assemblage montre la difficulté de parvenir à l'ensemble des conditions requises. En effet une diminution d'épaisseur de chacune des feuille aurait pour effet d'accroître la TE et donc d'aboutir à un vitrage non satisfaisant.

Claims

REVENDICATIONS
1. Vitrage feuilleté automobile comprenant deux feuilles de verre coloré, dont la transmission lumineuse (TL) pour les épaisseurs requises par les constructeurs, est au moins égale à 70%, la "transmission énergétique (TE) au plus égale à 51%, et l'expression TExe est au plus égale à 200, TE étant exprimé en pourcentage, et e est l'épaisseur totale des deux feuilles de verre, exprimée en millimètres ,
2. Vitrage feuilleté selon la revendication 1, dans lequel la transmission énergétique est au plus égale à 48%.
3. Vitrage feuilleté selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'épaisseur totale des deux feuilles de verre est comprise entre 3,5 et 5,5mm.
4. Vitrage selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'épaisseur totale des deux feuilles de verre est comprise entre 3,8 et 5,2mm.
6. Vitrage selon l'une des revendications précédentes pou lequel l'expression TExlOOxe est au plus égale à 195. 7. Vitrage selon l'une des revendications précédentes dans lequel les deux feuilles de verre sont de même composition verrière.
8. Vitrage selon l'une des revendications précédentes dans lequel les feuilles de verre sont de même épaisseur.
9. Vitrage selon l'une-des revendications précédentes dont les feuiEes de verre sont de composition sodo-calcique du type:
SiO2 60-75 % Na2O 10-20 %
CaO 0-16 % ^O 0-10 %
MgO 0-10 % A1A 0-5 %
BaO 0-2 % avec
K2θ + Na2O 10-20 %
CaO + MgO + BaO 10-20 % et comprenant comme colorants principaux :
Fe2O3 (fer total exprimé en ) 0,5 - 1%
FeO 0,14 - 0, 25 % i
Co 0 - 0,0040 %
Cr2O3 0 - 0,0500 %
VA 0 - 0,0200 %
Se 0 - 0,0050 %
10. Vitrage selon la revendication 9 dans lequel la composition des feuilles de verre de type sodo-calcique comprend comme colorants :
Fe 2O3 (fer total exprimé en ) 0,5 - 0,6 %
FeO . 0,16 - 0, 20 % Co 0 - 0,0020 %
Cr2O3 0,0020 - 0,0045 %
11. Vitrage selon la revendication 9 dans lequel la composition des feuilles de verre de type sodo-calcique comprend comme colorants :
Fe2O3 (fer total exprimé en ) 0,7 - 1% FeO 0,18 - 0, 24 %
V2O5 0 - 0,0200%
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