WO2024094863A1 - Procédé de fabrication d'un ensemble vitré acoustiquement isolant comprenant une couche d'amortissement viscoélastique - Google Patents

Procédé de fabrication d'un ensemble vitré acoustiquement isolant comprenant une couche d'amortissement viscoélastique Download PDF

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WO2024094863A1
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acrylate
latex
layer
glass
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Gérald MERCIER
Noël CRUX
Francisco Javier CEDANO SERRANO
Choung-Houng Lai
Nicky Chan
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Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
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Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a glazed element comprising a viscoelastic damping layer for the acoustic reduction of a motor vehicle, as well as a glazed element obtained by such a method.
  • the glazed element may be an opening side window of a motor vehicle.
  • tempered glass glazing As the opening side glazing of a motor vehicle.
  • such glazing has a high transmission of airborne noise caused by the turbulence of air flow over the glazing when the vehicle is moving.
  • document EP2608958 describes side glazing comprising a laminated glass assembly.
  • the laminated glass assembly includes two superimposed sheets of glass and an interlayer.
  • the interlayer comprises two outer layers of PVB superimposed, and an inner layer of PVB arranged between the two outer layers.
  • the inner layer has higher acoustic damping properties than the two outer layers.
  • Such a glazed element has higher sound reduction properties than those of glazing formed by monolithic tempered glass.
  • glazing comprising one or more layers of PVB
  • adhesion of a PVB layer to a sheet of glass requires treatment in an autoclave.
  • a glazed assembly comprising one or more layers of PVB may have a thickness too great for the glazed element to be inserted into a rebate of the door of a vehicle.
  • laminated glazing may have less mechanical rigidity than tempered glazing.
  • An aim of the invention is to propose a solution for increasing the acoustic attenuation of a glass assembly of a vehicle, in particular of side glazing of a vehicle, while limiting the complexity of its manufacture.
  • a glazed assembly comprising a first sheet of glass, a second sheet of glass and a viscoelastic damping layer for the acoustic reduction of a vehicle , the viscoelastic damping layer being arranged between the first glass sheet and the second glass sheet and being in direct contact with the first glass sheet, the viscoelastic damping layer being formed by a material comprising: - at least one acrylic polymer, - at least one tackifying agent, and - at least one plasticizing agent, the process comprising: - a first step of depositing a layer of latex on a first face of the first sheet of glass, the deposition being implemented by a flow of a latex by gravity on the first face by a latex distributor, the latex comprising the acrylic polymer, the tackifying agent, and the plasticizing agent, so as to form the latex layer after stopping the flow, the latex layer having an average thickness of between 15 ⁇ m and 500
  • a mass fraction of the acrylic polymer(s) in the dry matter of the latex is between 0.21 and 0.62, in particular between 0.21 and 0.51, and preferably between 0.21 and 0, 35,
  • a mass fraction of the tackifying agent(s) in the dry matter of the latex is between 0.17 and 0.60, in particular between 0.22 and 0.35, and preferably between 0.22 and 0.26,
  • a mass fraction of the plasticizing agent(s) in the dry matter of the latex is between 0.07 and 0.43, in particular between 0.12 and 0.31, and preferably between 0.16 and 0, 26,
  • a mass fraction of the acrylic polymer(s) in the latex is between 0.20 and 0.60, in particular between 0.20 and 0.50, and preferably between 0.20 and 0.30,
  • a mass fraction of the tackifying agent(s) in the latex is between 0.20 and 0.70, in particular between 0.25 and 0.40, and preferably between 0.25 and 0, 30,
  • a mass fraction of the plasticizing agent(s) in the latex is between 0.05 and 0.25, in particular between 0.07 and 0.18, and preferably between 0.09 and 0.15,
  • the deposition is implemented by a flow of latex by gravity from an upper part of the first face
  • the tackifying agent comprises a hydrogenated resin and preferably a hydrogenated rosin resin
  • the acrylic polymer(s) are formed from monomers chosen from the group formed by methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate, isopropyl acrylate, isopropyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, propyl acrylate tert-butyl, tert-butyl methacrylate, pentyl acrylate, pentyl methacrylate, isoamyl acrylate, isoamyl methacrylate, hexyl acrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, octyl acrylate, octyl methacrylate, isooctyl acrylate,
  • the flow is implemented for a period of between 1 minute and 10 minutes, in particular between 3 minutes and 5 minutes,
  • the first face is inclined relative to an axis of gravity at an angle between 5° and 60° and preferably between 10° and 45°,
  • the latex layer is dried in an atmosphere having a temperature maintained between 30°C and 60°C, preferably between 35°C and 50°C, for a period greater than 20 minutes, in particular greater than 40 minutes and preferably greater than one hour,
  • the second sheet of glass is chemically tempered and has a thickness of between 0.5 mm and 3 mm
  • the second sheet of glass is heated before being brought into contact with the dried latex layer so that the second sheet of glass has a temperature of between 30°C and 45°C at the time of be brought into contact with the dried latex layer,
  • the temperature between 70°C and 120°C is maintained for a period greater than 30 minutes and preferably greater than 45 minutes,
  • the process comprises a fifth step, in which the glazed assembly is dried at a temperature between 70°C and 120°C in an infrared radiation tunnel,
  • the glazed assembly is maintained in the infrared radiation tunnel for a period greater than 10 minutes and preferably greater than 20 minutes,
  • the latex used to form a flow during the first stage is reintroduced into a flow of a first stage after having flowed from the first face.
  • Another aspect of the invention is a glazed assembly for a vehicle obtained by a method according to one embodiment of the invention, the glazed assembly comprising a first sheet of glass and a second sheet of glass superimposed, the glazed assembly comprising a viscoelastic damping layer for acoustic attenuation of the vehicle, the viscoelastic damping layer being formed by a material comprising: - at least one acrylic polymer, - at least one tackifying agent, and - at least one plasticizing agent, the viscoelastic damping layer being arranged between the first glass sheet and the second glass sheet and being in direct contact with the first glass sheet and preferably in direct contact with the second glass sheet.
  • the material has a glass transition temperature of between -70°C and 10°C inclusive, in particular between -45°C and 0°C and preferably between -40°C and -20°C.
  • the viscoelastic damping layer has a thickness e of between 5 ⁇ m and 500 ⁇ m, in particular between 30 ⁇ m and 200 ⁇ m.
  • bar we mean the unit of absolute pressure, or “absolut bar ”, for which 0 bar defines absolute vacuum and for which 1 bar is equal to 100,000 pascals.
  • latex an aqueous colloidal dispersion of polymers, preferably comprising a tackifying agent and/or a plasticizing agent.
  • dry matter of a composition is meant the elements of the composition obtained when water is removed from the composition.
  • loss factor ⁇ or “loss factor tan ⁇ ” of a material is meant the material having a complex Young's modulus, the ratio between the imaginary part E'' of the Young's modulus of the material and the part real E' of the Young's modulus of the material.
  • the loss factor ⁇ of a material is defined by the international standard ISO 18437-2:2005 (Mechanical vibration and shock — Characterization of the dynamic mechanical properties of visco-elastic materials — Part 2: Resonance method, part 3.2).
  • the loss factor ⁇ can be defined for a predetermined frequency.
  • a material presents a first loss factor ⁇ greater than a value
  • the material presents a first loss factor ⁇ greater than the value for at least one frequency chosen in the range of audible frequencies, that is to say in a frequency range extending between 20 Hz inclusive and 20 kHz inclusive, and preferably between 20 Hz inclusive and 10 kHz inclusive, at 20°C.
  • a value of the real part E' of the Young's modulus of a material is greater than a value” we mean that a value of the real part E' of the Young's modulus of the material is greater than the value of the real part E' of the Young's modulus of the material for at least one frequency chosen in the range of audible frequencies, that is to say in a range of frequencies extending between 20 Hz inclusive and 20 kHz inclusive, and preferably between 20 Hz inclusive and 10 kHz inclusive, at 20°C.
  • the real part E’ and the imaginary part E’’ of the Young’s modulus can be defined for a predetermined temperature.
  • the real part E' of the Young's modulus of a material is greater than a value
  • the material has a real part E' of the Young's modulus greater than the value at 20° vs.
  • a material has a first loss factor ⁇ greater than a value means that the material has a first loss factor ⁇ greater than the value at 20°C.
  • a dynamic characterization of a material can be carried out on a viscoanalyzer of the Metravib viscoanalyzer type, under the following measurement conditions.
  • a sinusoidal stress is applied to the material.
  • a measuring sample formed by the material to be measured consists of two rectangular parallelepipeds, each parallelepiped having a thickness of 3.31 mm, a width of 10.38 mm and a height of 6.44 mm.
  • Each parallelepiped formed by the material is also designated by the term “shear specimen ”.
  • the excitation is implemented with a dynamic amplitude of 5 ⁇ m around the rest position, covering the range of frequencies between 1 Hz and 700 Hz, and covering a range of temperatures between -90°C and + 60°C.
  • the viscoanalyzer makes it possible to subject each specimen (each sample) to deformations under precise conditions of temperature and frequency, and to measure the displacements of the specimen, the forces applied to the specimen and their phase shift, which makes it possible to measure rheological quantities characterizing the material of the test piece.
  • the exploitation of the measurements makes it possible in particular to calculate the Young's modulus E of the material, and particularly the real part E' of the Young's modulus and the imaginary part E'' of the Young's modulus of the material, and thus to calculate the tangent of the loss angle (or loss factor) ⁇ (also denoted by tan ⁇ ).
  • a value of the real part E' of the Young's modulus and/or a loss factor ⁇ of a material are measured without the material being prestressed.
  • Light transmission factor means the factor defined in standard NF EN 410.
  • blur factor is meant the ratio between the intensity of all the light diffused by a passage through the glazed element (diffuse fraction or I d ) at an angle greater than 2.5° and between the intensity of the light transmitted through the glazed element ( I L ).
  • the blur factor can be measured by spectroscopy techniques. The integration of the intensity over the entire visible range (from 380 nm to 780 nm) makes it possible to determine the normal transmission T L and the diffuse transmission T d . Such a measurement can also be obtained through the use of a Hazemeter. Glazing is considered transparent if its blur factor is less than 10%, in particular less than 5% and preferably less than 1%.
  • the Hazemeter can be a “ Haze-Gard®” device » marketed by the company BYK-Gardner.
  • Clarity factor means the ratio defined by the following formula:
  • I c is the intensity of light after passing through glazing which has not been diffused
  • I r is the intensity of light after passing through glazing which has been diffused at a small angle, preferably an angle equal to 15°.
  • the clarity factor can be measured by spectroscopy techniques. The integration of the intensity over the entire visible range (from 380 nm to 780 nm) makes it possible to determine the normal transmission T L and the diffuse transmission T d . Such a measurement can also be obtained through the use of a Hazemeter. Glazing is considered transparent if its clarity factor is greater than 90% and preferably greater than 95%.
  • a glass transition temperature T g of a material, preferably of the first damping layer, can be measured by differential scanning calorimetry analysis (DSC for Differential Scanning Calorimetry ).
  • the glass transition temperature can be determined using the midpoint method as described in ASTM-D-3418 for differential scanning calorimetry.
  • the measuring device used by the applicant is the Discovery DSC model from TA Instruments.
  • a glass transition temperature T g is determined by dynamic mechanical analysis (AMD) or dynamic mechanical analysis (DMA ).
  • the value of T g is determined by plotting an isofrequency curve of the loss factor as a function of the temperature of the material.
  • the temperature at which the value of the loss factor is maximum is equal to glass transition temperature T g .
  • the glass transition temperature depends on the excitation frequency of the material.
  • glass transition temperature means the glass transition temperature measured at a frequency of 1 Hz by DMA.
  • mass fraction of a first element in a second element is meant the ratio of the mass of the first element to the mass of the second element.
  • one aspect of the invention is a method 100 for manufacturing a glazed assembly 1.
  • the glazed assembly 1 comprises a first sheet of glass 2, a second sheet of glass 3 and a viscoelastic damping layer 4 for acoustic attenuation of a vehicle.
  • the viscoelastic damping layer 4 is arranged between the first glass sheet 2 and the second glass sheet 3 and is in direct contact with the first glass sheet 2 and preferably in direct contact with the second glass sheet 3.
  • the viscoelastic damping layer 4 is formed by a material comprising at least one acrylic polymer, at least one tackifying agent, and at least one plasticizing agent.
  • the method comprises a first step 101 of depositing a layer of latex 5 on a first face 6 of the first sheet of glass 2.
  • the deposition is carried out by a flow of a latex 5 by gravity on the first face 2 , by a distributor 7 of latex 5.
  • the latex 5 comprises the acrylic polymer, the tackifying agent, and the plasticizing agent.
  • the flow of latex is implemented so as to form the latex layer after stopping the flow on the first face 6.
  • the latex layer has an average thickness of between 15 ⁇ m and 500 ⁇ m.
  • the deposition is carried out by a flow of latex by gravity from an upper part of the first face.
  • upper part is meant a part of the first face 6 arranged at a height greater than another height of the rest of the first face 6.
  • the method 100 comprises a second step 102 of drying the latex layer 5 deposited during the first step 101.
  • the method 100 comprises a third step 103 of superimposing the second glass sheet 3 on the latex layer dried during the second step 102.
  • the second glass sheet 3 and the dried latex layer are placed in direct contact.
  • the method 100 includes a fourth debubbling step 104.
  • the debubbling step the assembly formed by the first glass sheet 2, by the dried latex layer and by the second glass sheet 3 brought into contact during the third step 103 with the dried latex layer is arranged in an enclosure 8 in which the pressure is less than 100 mbar, in particular less than 50 mbar and preferably less than 10 mbar and in which the temperature is between 70°C and 120°C, in particular between 80°C and 100 °C and preferably between 85°C and 95°C.
  • the dried latex layer forms, after the fourth step 104, the viscoelastic damping layer 4.
  • a viscoelastic damping layer. 4 for the acoustic reduction of a vehicle having optical properties adapted to vehicle glazing.
  • a light transmission factor of the glazed element 1 is greater than 90%.
  • a blur factor of the glazed element 1 is less than 1%.
  • a clarity factor of the glazed element 1 is greater than 99%.
  • the third debubbling step is carried out in a temperature range which is on the one hand high enough so that the bubbles present in the dried latex layer can be extracted from the dried latex layer and on the other hand quite small.
  • the thicknesses chosen in the range of thicknesses of the latex layer previously defined are to both small enough to maximize the loss factor of the viscoelastic damping layer 4 and allow transparency of the viscoelastic damping layer 4, and at the same time high enough to compensate for the roughness of the first glass sheet 2.
  • the inventors discovered that it is necessary to deposit a layer of latex having a thickness greater than 15 ⁇ m to cover all of the roughness presented by the first sheet of glass.
  • the first face 6 has a first roughness and the thickness of the latex layer is greater than the first roughness.
  • the method comprises a first step 101 of depositing a layer of latex 5 on a first face 6 of the first glass sheet 2.
  • the latex 5 comprises an emulsion.
  • the emulsion comprises a continuous aqueous phase and a dispersed phase.
  • the dispersed phase comprises at least one acrylic polymer.
  • Latex also includes tackifying agent and plasticizing agent. The tackifying agent and the plasticizing agent can be in the aqueous phase.
  • the acrylic polymer(s) may be formed from monomers chosen from the group formed by methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate, isopropyl acrylate, isopropyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, propyl acrylate tert-butyl, tert-butyl methacrylate, pentyl acrylate, pentyl methacrylate, isoamyl acrylate, isoamyl methacrylate, hexyl acrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, octyl acrylate, octyl methacrylate, isooctyl acrylate
  • the acrylic polymer(s) may be copolymers formed from at least two monomers chosen from the group formed by the monomers previously defined.
  • Latex 5 may comprise two different acrylic polymers.
  • One of the two polymers may be 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA) and/or butylacrylate (BA).
  • one of the two polymers is 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA) and the other of the two polymers is butylacrylate (BA).
  • the mass ratio between 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA) and butylacrylate (BA) can be between 2 and 4, and is preferably equal to 3.
  • a commercial latex comprising an acrylic polymer can be used to form the viscoelastic damping layer 4. It is for example possible to use Arkema ® Encor 4028, Arkema ® Encor 4517, Alberdingk® AC 75070 or Alberdingk® AC 75011 latex.
  • Latex 5 may comprise another polymer which is not an acrylic polymer.
  • Such another polymer can be formed from at least one monomer chosen from styrene and methyl methacrylate.
  • the latex 5 may comprise a first acrylic polymer having a first glass transition temperature T g1 , and a second polymer, acrylic or non-acrylic, having a second glass transition temperature T g2 , greater than T g1 .
  • the difference between the second glass transition temperature T g2 and between the first glass transition temperature T g1 may be greater than 10°C and preferably greater than 20°C.
  • the glass transition temperature obtained only with the first acrylic polymer may be too small to present maximum damping of the material in a range of audible frequencies.
  • the polymer(s) of the material of the viscoelastic damping layer 4 obtained by the process 100 can form an interpenetrating network of polymers (RIP).
  • the latex 5 may comprise polymeric particles having a core - shell structure.
  • the core may be formed of an interpenetrating network of polymers (RIP) having a glass transition temperature (T g ) of between -50°C and -30°C, preferably between -45°C and -35°C.
  • the shell may be formed of a polymer having a glass transition temperature sufficiently low to allow coalescence of the particles from the second step 102.
  • the glass transition temperature of the shell may be lower than that of the core, and can preferably be lower than -50°C, and more preferably lower than -60°C.
  • the core formed from an interpenetrating network of polymers can be obtained by two sequential polymerizations.
  • the RIP thus comprises a third crosslinked polymer and a fourth polymer, which may be crosslinked or non-crosslinked. If the fourth polymer is non-crosslinked, the RIP is a so-called “semi-interpenetrating polymer” network.
  • the fourth polymer can be linear or branched.
  • the tackifying agent is adapted to allow bonding by direct contact between the viscoelastic damping layer 4 and the first glass sheet 2 and, preferably, between the viscoelastic damping layer 4 and the second glass sheet 3.
  • the tackifying agent may comprise a hydrogenated resin, and preferably a hydrogenated rosin resin.
  • the hydrogenated resin may comprise a glycerol ester of wood resin, preferably abietic acid.
  • the hydrogenated resin may comprise a hydrogenated rosin ester (for example an Arakawa® KE-311 or KE 100 brand resin).
  • the plasticizing agent is suitable for increasing the plasticity of the viscoelastic damping layer 4.
  • the plasticizing agent may comprise at least one element chosen from a citrate, an adipate, a glycol and a triethylene glycol derivative.
  • the citrate may be acetyl tributyl citrate.
  • the adipate may be triethylene glycol bis(2-ethylhexanoate) (for example marketed under the name WVC 3800 from Celanese®).
  • a mass fraction of the acrylic polymer(s) in the dry matter of the latex 5 may be between 0.21 and 0.62, in particular between 0.21 and 0.51, and preferably between 0.21 and 0. .35.
  • the material forming the viscoelastic damping layer 4 can present a mass fraction of the acrylic polymer(s) in the viscoelastic damping layer 4 respectively between 0.21 and 0.62, in particular between 0.21 and 0.51, and preferably between 0.21 and 0.35.
  • the material forming the viscoelastic damping layer 4 has a loss factor tan ⁇ greater than 1.
  • the latex 5 can have a proportion of water so that a mass fraction of the acrylic polymer(s) in the latex 5 is between 0.20 and 0.60, in particular between 0.20 and 0.50, and preferably between 0.20 and 0.30.
  • Known materials for acoustic attenuation comprising an acrylic polymer have a frequency f p for which a value of the loss factor tan ⁇ of the material of the viscoelastic damping layer 4 is greater than 50 kHz. This frequency is not included in the audible frequency spectrum, which reduces the sound reduction properties of the glazed element 1.
  • a mass fraction of the plasticizing agent(s) in the dry matter of latex 5 can be between 0.07 and 0.43, in particular between 0.12 and 0.31, and preferably between 0.16 and 0. ,26.
  • the material forming the viscoelastic damping layer 4 can present a mass fraction of the plasticizing agent(s) in the viscoelastic damping layer 4 respectively between 0.07 and 0.43, in particular between 0.12 and 0.31, and preferably between 0.16 and 0.26.
  • the frequency f p for which the value of the loss factor tan ⁇ of the material of the viscoelastic damping layer 4 is maximum is included in the audible frequency spectrum while increasing the value of the loss factor tan ⁇ with regard to known materials.
  • the latex 5 may have a proportion of water so that a mass fraction of the plasticizing agent(s) is between 0.05 and 0.25, in particular between 0.07 and 0.18, and preferably between between 0.09 and 0.15.
  • the inventors have discovered that, for a predetermined concentration of acrylic polymer(s), the frequency f p for which the loss factor is maximum varies in the same direction as the mass fraction of the plasticizing agent in the viscoelastic damping layer 4.
  • the inventors have thus discovered the range of mass fraction of the plasticizer in the latex 5 for which the frequency f p is included in the audible frequency spectrum.
  • the value of the loss factor tan ⁇ of the material of the viscoelastic damping layer 4 varies in the same direction as the mass fraction of the plasticizing agent in the latex 5.
  • a mass fraction of the tackifying agent(s) in the dry matter of the latex can be between 0.17 and 0.60, in particular between 0.22 and 0.35, and preferably between 0.22 and 0.26.
  • the material forming the viscoelastic damping layer 4 can present a mass fraction of the tackifying agent(s) in the first layer respectively between 0.17 and 0.60, in particular between 0.22 and 0.35, and preferably between 0.22 and 0.26.
  • the latex 5 may have a proportion of water so that a mass fraction of the tackifying agent(s) is between 0.20 and 0.70, in particular between 0.25 and 0.40, and preferably between 0.25 and 0.30.
  • the inventors have discovered that, for a predetermined concentration of acrylic polymer(s), the frequency f p for which the loss factor is maximum varies in the opposite direction to the mass fraction of the tackifying agent in the first layer.
  • the inventors have thus discovered the range of mass fraction of the tackifying agent in latex 5 for which the frequency f p is included in the audible frequency spectrum.
  • the value of the loss factor tan ⁇ of the material of the viscoelastic damping layer 4 is little dependent on the mass fraction of the tackifying agent in the latex 5.
  • curve (a) illustrates a loss factor of a layer different from the viscoelastic damping layer 4, manufactured from an adhesive which does not make it possible to manufacture a layer having the optical properties of the damping layer viscoelastic damping layer 4, differently from the viscoelastic damping layer 4 obtained by process 100.
  • Curve (b) illustrates a loss factor of the viscoelastic damping layer 4, the mass fraction of the acrylic polymers being equal to 0.58, the mass fraction of plasticizing agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.08 and the mass fraction of tackifying agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.34.
  • Curve (c) illustrates a loss factor of the viscoelastic damping layer 4, the mass fraction of the acrylic polymers being equal to 0.55, the mass fraction of plasticizing agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0 .12 and the mass fraction of tackifying agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.32.
  • Curve (d) illustrates a loss factor of the viscoelastic damping layer 4, the mass fraction of the acrylic polymers being equal to 0.53, the mass fraction of plasticizing agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0 .16 and the mass fraction of tackifying agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.31.
  • Curve (e) illustrates a loss factor of the viscoelastic damping layer 4, the mass fraction of the acrylic polymers being equal to 0.49, the mass fraction of plasticizing agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0 .09 and the mass fraction of tackifying agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.43.
  • Curve (f) illustrates a loss factor of the viscoelastic damping layer 4, the mass fraction of the acrylic polymers being equal to 0.48, the mass fraction of plasticizing agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0 .10 and the mass fraction of tackifying agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.42.
  • Curve (g) illustrates a loss factor of the viscoelastic damping layer 4, the mass fraction of the acrylic polymers being equal to 0.46, the mass fraction of plasticizing agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0 .14 and the mass fraction of tackifying agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.41.
  • Curve (h) illustrates a loss factor of the viscoelastic damping layer 4, the mass fraction of the acrylic polymers being equal to 0.42, the mass fraction of plasticizing agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0 .09 and the mass fraction of tackifying agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.49.
  • curve (i) illustrates a real part G' of the shear modulus of a layer different from the viscoelastic damping layer 4, manufactured from an adhesive which does not make it possible to manufacture a layer having the optical properties of the viscoelastic damping layer 4, differently from the interface obtained in the embodiments of the invention.
  • Curve (j) illustrates the real part G' of the shear modulus of the viscoelastic damping layer 4, the mass fraction of the acrylic polymers being equal to 0.58, the mass fraction of plasticizing agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.08 and the mass fraction of tackifying agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.34.
  • Curve (k) illustrates the real part G' of the shear modulus of the viscoelastic damping layer 4, the mass fraction of the acrylic polymers being equal to 0.55, the mass fraction of plasticizing agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.12 and the mass fraction of tackifying agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.32.
  • Curve (l) illustrates the real part G' of the shear modulus of the viscoelastic damping layer 4, the mass fraction of the acrylic polymers being equal to 0.53, the mass fraction of plasticizing agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.16 and the mass fraction of tackifying agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.31.
  • the curve (m) illustrates the real part G' of the shear modulus of the viscoelastic damping layer 4, the mass fraction of the acrylic polymers being equal to 0.49, the mass fraction of plasticizing agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.09 and the mass fraction of tackifying agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.43.
  • Curve (n) illustrates the real part G' of the shear modulus of the viscoelastic damping layer 4, the mass fraction of the acrylic polymers being equal to 0.48, the mass fraction of plasticizing agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.10 and the mass fraction of tackifying agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.42.
  • Curve (o) illustrates the real part G' of the shear modulus of the viscoelastic damping layer 4, the mass fraction of the acrylic polymers being equal to 0.46, the mass fraction of plasticizing agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.14 and the mass fraction of tackifying agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.41.
  • the curve (p) illustrates the real part G' of the shear modulus of the viscoelastic damping layer 4, the mass fraction of the acrylic polymers being equal to 0.42, the mass fraction of plasticizing agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.09 and the mass fraction of tackifying agent in the viscoelastic damping layer 4 being equal to 0.49.
  • the latex 5 may have a mass fraction of the acrylic polymer(s) of between 0.20 and 0.60, a mass fraction of the plasticizing agent(s) of between 0.05 and 0.25 and a mass fraction of of the tackifying agent(s) between 0.20 and 0.70.
  • the latex 5 may have a mass fraction of the acrylic polymer(s) of between 0.20 and 0.50, a mass fraction of the plasticizing agent(s) of between 0.07 and 0.18 and a mass fraction of of the tackifying agent(s) between 0.25 and 0.40.
  • the latex 5 may have a mass fraction of the acrylic polymer(s) of between 0.20 and 0.30, a mass fraction of the plasticizing agent(s) of between 0.09 and 0.15 and a mass fraction of of the tackifying agent(s) between 0.25 and 0.35.
  • the deposition is implemented by a flow of latex 5 by gravity from on the first face 6, by a distributor 7 of latex 5.
  • a layer of latex on at least a majority of the surface of the first face 6 and preferably over the entirety of the first face 6.
  • the first face 6 can be inclined relative to an axis of gravity 9 at an angle ⁇ of between 5° and 60° and preferably of between 10° and 45 °.
  • ⁇ of between 5° and 60° and preferably of between 10° and 45 °.
  • the first sheet of glass 2 may have a thickness of between 3 mm and 5 mm.
  • the flow can be implemented for a duration of between 1 minute and 10 minutes, in particular between 3 minutes and 5 minutes.
  • Latex 5 can be filtered before flow by a filter allowing impurities larger than 90 ⁇ m to be removed from the flow.
  • the latex distributor 7 is adapted to generate a flow of latex 5 from an outlet of the distributor 7.
  • the outlet can be punctual.
  • the distributor 7 can be a pipette, which can be moved along an upper part of the first face 6 during the first step 101.
  • the output can be linear.
  • a linear outlet from the latex distributor 7 can be arranged so as to extend along an upper part of the first face 6.
  • the latex 5 used to form a flow during the first step 101 can be reintroduced into a flow of a subsequent first step 101 after having flowed onto the first face 6.
  • only part of the latex 5 of the flow participates in the formation of the latex layer on the first face 6.
  • the remainder of the latex 5 can be reused for the formation of another latex layer.
  • the process comprises a second step 102 of drying the latex layer 5 deposited during the first step 101.
  • the second step 102 allows the extraction of water and any solvents from the latex layer deposited during the first step 101 by evaporation.
  • the latex layer can be dried in an atmosphere having a temperature maintained between 30°C and 60°C, preferably between 35°C and 50°C. This temperature range makes it possible to avoid the appearance of bubbles in the latex layer while avoiding the appearance of a crust on the surface of the latex layer, which would prevent the water from evaporating.
  • a flow of the atmosphere surrounding the latex layer can be activated.
  • the second drying step 102 can be carried out in a ventilated oven.
  • the latex layer can be dried for a period of more than 20 minutes, in particular more than 40 minutes and preferably more than one hour. Thus, it is possible to evaporate all of the water included in the latex layer at the end of the first step 101 in the temperature range previously defined for the drying of the second step 102.
  • the temperature range and the drying duration previously defined for the second step 102 makes it possible to avoid the formation of a cracked viscoelastic damping layer 4.
  • the method comprises a third step 103 of superimposing the second glass sheet 3 on the latex layer dried during the second step 102.
  • the second glass sheet 3 and the dried latex layer are in direct contact.
  • the second sheet of glass 3 can be chemically tempered and have a thickness e 2 of between 0.5 mm and 3 mm. Thus, it is possible to bend the second sheet of glass 3 when bringing the second sheet of glass 3 into contact with the dried latex layer so as to avoid the formation of air bubbles during the superposition of the second glass sheet 3 on the dried latex layer.
  • the second glass sheet 3 can be heated before being brought into contact with the dried latex layer so that the second glass sheet 3 has a temperature between 30°C and 45°C when brought into contact with the dried latex layer.
  • the second glass sheet 3 it is possible to avoid cooling of the dried latex layer by the second glass sheet 3 when brought into contact, which makes it easier to position the second glass sheet 3 on the dried latex layer.
  • the method 100 includes a fourth debubbling step 104.
  • the assembly formed by the first glass sheet 2, by the dried latex layer and by the second glass sheet 3 brought into contact during the third step 103 with the dried latex layer is placed in an enclosure 8 in which the pressure is less than 100 mbar, in particular less than 50 mbar and preferably less than 10 mbar.
  • the temperature in enclosure 8 is between 70°C and 120°C, in particular between 80°C and 100°C and preferably between 85°C and 95°C.
  • the dried latex layer forms, after the fourth step 104, the viscoelastic damping layer 4.
  • the glazed assembly 1 is formed by the first glass sheet 2, the viscoelastic damping layer 4 and the second glass sheet 3 .
  • the enclosure 8 can be a flexible pocket formed around the first glass sheet 2, the dried latex layer and the second glass sheet 3.
  • the temperature between 70°C and 120°C can be maintained for a period greater than 30 minutes and preferably greater than 45 minutes.
  • a pressure of less than 10 mbar can first be controlled in the bag, for a period of more than 15 minutes. Then, a rise in temperature can be controlled between room temperature and 90°C for a period of between 10 minutes and 15 minutes. The temperature of 90°C in the bag can be maintained for a period of 30 minutes. A temperature drop from 90°C to ambient temperature can be controlled for a period of 30 minutes. The pressure inside the bag can then be increased to reach ambient pressure.
  • the method may include a fifth additional debubble step 105.
  • the glazed assembly 1 is dried at a temperature between 70°C and 120°C in an infrared radiation tunnel.
  • the temperature of the glazed assembly 1 in the infrared radiation tunnel is in particular between 80°C and 120°C and preferably between 85°C and 95°C.
  • This step makes it possible to eliminate residual air bubbles in the dried latex layer, which makes it possible to increase the optical quality of the viscoelastic damping layer 4.
  • the glazed assembly 1 can be maintained in the radiation tunnel infrared for a duration greater than 10 minutes and preferably greater than 20 minutes.
  • a glazed assembly 1 obtained by a method according to one embodiment of the invention.
  • the glazed assembly can be vehicle side glazing.
  • the glazed assembly 1 comprises a first sheet of glass 2 and a second sheet of glass 3 superimposed.
  • the glazed assembly 1 comprises a viscoelastic damping layer 4 for acoustic attenuation of the vehicle formed by a material comprising at least one acrylic polymer, at least one tackifying agent, and at least one plasticizing agent.
  • the viscoelastic damping layer 4 is arranged between the first sheet of glass 2 and the second sheet of glass 3 and is in direct contact with the first sheet of glass 2, and preferably with the second sheet of glass 3.
  • the layer of viscoelastic damping 4 has a thickness e of between 5 ⁇ m and 500 ⁇ m and preferably between 30 ⁇ m and 200 ⁇ m.
  • a glazed assembly 1 provides a reduction in the acoustic attenuation with regard to known side glazing, in particular for frequencies between 6500 Hz and 9000 Hz.
  • the curve (p) illustrates the attenuation acoustics of a side glazing formed by a sheet of tempered glass having a thickness equal to 3.85 mm.
  • the curve (q) illustrates the acoustic attenuation of a side glazing formed by a laminate comprising two sheets of glass, each having a thickness equal to 1.6 mm, separated by an acoustic PVB interlayer film (model RZN-12 of the Sekisui Chemical Co. Ltd brand).
  • Curve (q) illustrates the acoustic attenuation of glazing formed by a glazed element according to one embodiment of the invention, comprising two sheets of glass separated by a viscoelastic damping layer 4.
  • the first sheet of glass 2 has a thickness e 1 equal to 1.6 mm.
  • the second sheet of glass 3 has a thickness e 2 equal to 1.6 mm.
  • the viscoelastic damping layer 4 has a thickness equal to 100 ⁇ m.
  • the material forming the viscoelastic damping layer is formed from a latex 5 comprising 2-ethylhexyl acrylate and butyl acrylate respectively in a mass proportion equal to 3:1.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un ensemble vitré comprenant une première feuille de verre (2), une deuxième feuille de verre et une couche d'amortissement viscoélastique pour l'affaiblissement acoustique d'un véhicule, la couche d'amortissement viscoélastique étant agencée entre la première feuille de verre (2) et la deuxième feuille de verre et étant en contact direct avec la première feuille de verre (2), le procédé comprenant une première étape de dépôt d'une couche de latex (5) sur une première face (6) de la première feuille de verre (2), le dépôt étant mis en oeuvre par un écoulement d'un latex (5) par gravité sur la première face (6) par un distributeur de latex (7), le latex (5) comprenant le polymère acrylique, l'agent tackifiant, et l'agent plastifiant.

Description

Procédé de fabrication d’un ensemble vitré acoustiquement isolant comprenant une couche d’amortissement viscoélastique Domaine de l’invention
La présente invention concerne un procédé de fabrication d’un élément vitré comprenant une couche d’amortissement viscoélastique pour l'affaiblissement acoustique d'un véhicule automobile, ainsi qu'un élément vitré obtenu par un tel procédé. En particulier, l'élément vitré peut être un vitrage latéral ouvrant de véhicule automobile.
 Etat de la technique
Il est connu d'utiliser un vitrage en verre trempé comme vitrage latéral ouvrant d'un véhicule automobile. Toutefois, un tel vitrage présente une transmission élevée du bruit aérien entraîné par les turbulences d’un écoulement d'air sur le vitrage lors du déplacement du véhicule.
À cet effet, le document EP2608958 décrit un vitrage latéral comprenant un ensemble vitré feuilleté. L’ensemble vitré feuilleté comprend deux feuilles de verre superposées et une couche intercalaire. La couche intercalaire comprend deux couches externes en PVB superposées, et une couche interne en PVB agencée entre les deux couches externes. La couche interne présente des propriétés d'amortissement acoustique plus élevées que les deux couches externes. Un tel élément vitré présente des propriétés d'affaiblissement acoustique plus élevées que celles d’un vitrage formé par un verre trempé monolithique.
Toutefois, la fabrication d'un vitrage comprenant une ou plusieurs couches de PVB peut s'avérer complexe. Par exemple, l'adhésion d'une couche de PVB à une feuille de verre nécessite un traitement dans un autoclave. De plus, un ensemble vitré comprenant une ou plusieurs couches de PVB peut présenter une épaisseur trop élevée pour que l’élément vitré puisse être inséré dans une feuillure de la portière d'un véhicule. Enfin, un vitrage feuilleté peut présenter une rigidité mécanique moindre qu'un vitrage trempé.
Un but de l’invention est de proposer une solution pour augmenter l'affaiblissement acoustique d'un ensemble vitré d'un véhicule, en particulier d'un vitrage latéral d'un véhicule, tout en limitant la complexité de sa fabrication.
Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un procédé de fabrication d’un ensemble vitré comprenant une première feuille de verre, une deuxième feuille de verre et une couche d’amortissement viscoélastique pour l’affaiblissement acoustique d’un véhicule, la couche d’amortissement viscoélastique étant agencée entre la première feuille de verre et la deuxième feuille de verre et étant en contact direct avec la première feuille de verre, la couche d’amortissement viscoélastique étant formée par un matériau comprenant :
- au moins un polymère acrylique,
- au moins un agent tackifiant, et
- au moins un agent plastifiant,
le procédé comprenant :
- une première étape de dépôt d’une couche de latex sur une première face de la première feuille de verre, le dépôt étant mis en œuvre par un écoulement d’un latex par gravité sur la première face par un distributeur de latex, le latex comprenant le polymère acrylique, l’agent tackifiant, et l’agent plastifiant, de sorte à former la couche de latex après l’arrêt de l’écoulement, la couche de latex présentant une épaisseur moyenne comprise entre 15 µm et 500 µm,
- une deuxième étape de séchage de la couche de latex déposée lors de la première étape,
- une troisième étape de superposition de la deuxième feuille de verre sur la couche de latex séchée lors de la deuxième étape, la deuxième feuille de verre et la couche de latex séchée étant en contact direct,
- une quatrième étape de débullage, lors de laquelle l’ensemble formé par la première feuille de verre, par la couche de latex séchée et par la deuxième feuille de verre mise en contact lors de la troisième étape avec la couche de latex séchée est disposé dans une enceinte dans laquelle la pression est inférieure à 100 mbar, notamment inférieure à 50 mbar et préférentiellement inférieure à 10 mbar et dans laquelle la température est comprise entre 70 °C et 120 °C, notamment comprise entre 80°C et 100°C et préférentiellement comprise entre 85°C et 95°C, la couche de latex séchée formant, après la quatrième étape, la couche d’amortissement viscoélastique.
La présente invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises individuellement ou en l’une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles :
- une fraction massique du ou des polymères acrylique(s) dans la matière sèche du latex est comprise entre 0,21 et 0,62, notamment comprise entre 0,21 et 0,51, et préférentiellement comprise entre 0,21 et 0,35,
- une fraction massique du ou des agent(s) tackifiant(s) dans la matière sèche du latex est comprise entre 0,17 et 0,60, notamment comprise entre 0,22 et 0,35, et préférentiellement comprise entre 0,22 et 0,26,
- une fraction massique du ou des agent(s) plastifiants dans la matière sèche du latex est comprise entre 0,07 et 0,43, notamment comprise entre 0,12 et 0,31, et préférentiellement comprise entre 0,16 et 0,26,
- une fraction massique du ou des polymères acrylique(s) dans le latex est comprise entre 0,20 et 0,60, notamment comprise entre 0,20 et 0,50, et préférentiellement comprise entre 0,20 et 0,30,
- une fraction massique du ou des agent(s) tackifiant(s) dans le latex est comprise entre 0,20 et 0,70, notamment comprise entre 0,25 et 0,40, et préférentiellement comprise entre 0,25 et 0,30,
- une fraction massique du ou des agent(s) plastifiants dans le latex est comprise entre 0,05 et 0,25, notamment comprise entre 0,07 et 0,18, et préférentiellement comprise entre 0,09 et 0,15,
– lors de la première étape, le dépôt est mis en œuvre par un écoulement du latex par gravité depuis une partie haute de la première face,
- l’agent tackifiant comprend une résine hydrogénée et préférentiellement une résine colophane hydrogénée,
- le ou les polymère(s) acrylique(s) sont formés à partir de monomères choisis dans le groupe formé par l’acrylate de méthyle, le méthacrylate de méthyle, l’acrylate d’éthyle, le méthacrylate d’éthyle, l’acrylate de propyle, le méthacrylate de propyle, l’acrylate d’isopropyle, le méthacrylate d’isopropyle, l’acrylate de butyle, le méthacrylate de butyle, l’acrylate d’isobutyle, le méthacrylate d’isobutyle, l’acrylate de tert-butyle, le méthacrylate de tert-butyle, l’acrylate de pentyle, le méthacrylate de pentyle, l’acrylate d’isoamyle, le méthacrylate d’isoamyle, l’acrylate d’hexyle, le méthacrylate d’hexyle, l’acrylate de cyclohexyle, le méthacrylate de cyclohexyle, l’acrylate d’octyle, le méthacrylate d’octyle, l’acrylate d’isooctyle, le méthacrylate d’isooctyle, l’acrylate de nonyle, le méthacrylate de nonyle, l’acrylate d’isononyle, le méthacrylate d’isononyle, le méthacrylate d’isobornyle, l’acrylate de décyle, le méthacrylate de décyle, l’acrylate de dodécyle, le méthacrylate de dodécyle, l’acrylate de tridécyle, le méthacrylate de tridécyle, l’acrylate de hexadécyle, le méthacrylate d’hexadécyle, l’acrylate d’octadécyle, le méthacrylate d’octadécyle, l’acrylate de 2-éthylhexyle, le méthacrylate de 2-éthylhexyle, le formate de vinyle, l’acétate de vinyle, le propionate de vinyle, l’acrylate de 2-hydroxyéthyle, le méthacrylate d’hydroxyéthyle, l’acrylate de 2-hydroxypropyle, le méthacrylate de 2-hydroxypropyle, l’acide acrylique, le styrène et l’acrylonitrile,
- lors de la première étape, l’écoulement est mis en œuvre pendant une durée comprise entre 1 minute et 10 minutes, notamment entre 3 minutes et 5 minutes,
- lors de la première étape, la première face est inclinée par rapport à un axe de la gravité selon un angle compris entre 5° et 60° et préférentiellement compris entre 10° et 45°,
- lors de la deuxième étape, la couche de latex est séchée dans une atmosphère présentant une température maintenue entre 30°C et 60°C, préférentiellement entre 35°C et 50°C, pendant une durée supérieure à 20 minutes, notamment supérieure à 40 minutes et préférentiellement supérieure à une heure,
- lors de la deuxième étape, on actionne un écoulement de l’atmosphère entourant la couche de latex,
- la deuxième feuille de verre est trempée chimiquement et présente une épaisseur comprise entre 0,5 mm et 3 mm,
- lors de la troisième étape, la deuxième feuille de verre est chauffée avant d’être mise en contact avec la couche de latex séchée de sorte que la deuxième feuille de verre présente une température comprise entre 30°C et 45°C au moment d’être mise en contact avec la couche de latex séchée,
- lors de la quatrième étape, la température comprise entre 70°C et 120°C est maintenue pendant une durée supérieure à 30 minutes et préférentiellement supérieure à 45 minutes,
- le procédé comprend une cinquième étape, dans laquelle l’ensemble vitré est séché à une température comprise entre 70°C et 120 °C dans un tunnel à rayonnement infrarouge,
- lors de la cinquième étape, l’ensemble vitré est maintenu dans le tunnel à rayonnement infrarouge pendant une durée supérieure à 10 minutes et préférentiellement supérieure à 20 minutes,
– le latex utilisé pour former un écoulement lors de la première étape est réintroduit dans un écoulement d’une première étape après s’être écoulé de la première face.
Un autre aspect de l’invention est un ensemble vitré pour un véhicule obtenu par un procédé selon un mode de réalisation de l’invention, l’ensemble vitré comprenant une première feuille de verre et une deuxième feuille de verre superposées, l’ensemble vitré comprenant une couche d’amortissement viscoélastique pour l’affaiblissement acoustique du véhicule, la couche d’amortissement viscoélastique étant formée par un matériau comprenant :
- au moins un polymère acrylique,
- au moins un agent tackifiant, et
- au moins un agent plastifiant,
la couche d’amortissement viscoélastique étant agencée entre la première feuille de verre et la deuxième feuille de verre et étant en contact direct avec la première feuille de verre et préférentiellement en contact direct avec la deuxième feuille de verre.
Avantageusement, le matériau présente une température de transition vitreuse comprise entre -70°C et 10°C inclus, notamment comprise entre -45°C et 0°C et préférentiellement comprise entre -40°C et -20°C.
Avantageusement, la couche d’amortissement viscoélastique présente une épaisseur e comprise entre 5 µm et 500 µm, notamment comprise entre 30 µm et 200 µm.
 Description des figures
D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la illustre schématiquement un procédé selon un mode de réalisation de l’invention,
- la illustre schématiquement la première étape d’un procédé selon un mode de réalisation de l’invention,
- la illustre un facteur de perte d’un matériau d’un ensemble vitré selon un mode de réalisation de l’invention, pour différentes fractions massiques d’agent tackifiant et d’agent plastifiant du latex,
- la illustre une partie réelle d’un module de cisaillement G’ d’un matériau d’un ensemble vitré selon un mode de réalisation de l’invention, pour différentes fractions massiques d’agent tackifiant et d’agent plastifiant du latex,
- la illustre schématiquement une coupe d’un ensemble vitré selon un mode de réalisation de l’invention,
- la illustre schématiquement un ensemble vitré selon un mode de réalisation de l’invention,
- la illustre une rugosité d’une première face d’une première feuille de verre d’un ensemble vitré sont un mode de réalisation de l’invention,
– la illustre l’affaiblissement acoustique de trois ensembles vitrés, dont un ensemble vitré selon un mode de réalisation de l’invention.
Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques.
Définitions
On entend par « bar » l’unité de pression absolue, ou « bar absolu », pour laquelle 0 bar définit le vide absolu et pour laquelle 1 bar est égal à 100000 pascals.
On entend par « latex » une dispersion colloïdale aqueuse de polymères, comprenant préférentiellement un agent tackifiant et/ou un agent plastifiant.
On entend par « matière sèche » d’une composition les éléments de la composition obtenus lorsque l’eau est retirée de la composition.
On entend par « facteur de perte η » ou « facteur de perte tanδ » d’un matériau, le matériau présentant un module d’Young complexe, le rapport entre la partie imaginaire E’’ du module d’Young du matériau et la partie réelle E’ du module d’Young du matériau. Le facteur de perte η d’un matériau est défini par la norme internationale ISO 18437-2:2005 (Mechanical vibration and shock — Characterization of the dynamic mechanical properties of visco-elastic materials — Part 2 : Resonance method, partie 3.2). Préférentiellement, le facteur de perte η peut être défini pour une fréquence prédéterminée. On entend, dans la présente, par « un matériau présente un premier facteur de perte η supérieur à une valeur » que le matériau présente un premier facteur de perte η supérieur à la valeur pour au moins une fréquence choisie dans la gamme de fréquences audibles, c’est-à-dire dans une gamme de fréquences s’étendant entre 20 Hz inclus et 20 kHz inclus, et préférentiellement entre 20 Hz inclus et 10 kHz inclus, à 20°C.
On entend par « une valeur de la partie réelle E’ du module d’Young d’un matériau est supérieure à une valeur » qu’une valeur de la partie réelle E’ du module d’Young du matériau est supérieure à la valeur de la partie réelle E’ du module d’Young du matériau pour au moins une fréquence choisie dans la gamme de fréquences audibles, c’est-à-dire dans une gamme de fréquences s’étendant entre 20 Hz inclus et 20 kHz inclus, et préférentiellement entre 20 Hz inclus et 10 kHz inclus, à 20°C.
La partie réelle E’ et la partie imaginaire E’’ du module d’Young peuvent être définies pour une température prédéterminée. On entend, dans la présente, par « la partie réelle E’ du module d’Young d’un matériau est supérieure à une valeur » que le matériau présente une partie réelle E’ du module d’Young supérieure à la valeur à 20°C. On entend, dans la présente, par « un matériau présente un premier facteur de perte η supérieur à une valeur » que le matériau présente un premier facteur de perte η supérieur à la valeur à 20°C.
Un module de cisaillement G peut être reliée, notamment pour un matériau isotrope, au module d’Young E par la relation G=E/2(1+ ν ), où ν est le coefficient de Poisson du matériau.
Une caractérisation dynamique d’un matériau peut être réalisée sur un viscoanalyseur du type viscoanalyseur Metravib, dans les conditions de mesures suivantes. Une sollicitation sinusoïdale est appliquée au matériau. Un échantillon de mesure formé par le matériau à mesurer est constitué de deux parallélépipèdes rectangles, chaque parallélépipède présentant une épaisseur de 3,31 mm, une largeur de 10,38 mm et une hauteur de 6,44 mm. Chaque parallélépipède formé par le matériau est également désigné par le terme « éprouvette » de cisaillement. L’excitation est mise en œuvre avec une amplitude dynamique de 5 µm autour de la position de repos, en parcourant la gamme des fréquences comprises entre 1 Hz et 700 Hz, et en parcourant une gamme de températures comprises entre -90°C et +60°C.
Le viscoanalyseur permet de soumettre à chaque éprouvette (chaque échantillon) des déformations dans des conditions précises de température et de fréquence, et de mesurer les déplacements de l’éprouvette, les forces appliquées à l’éprouvette et leur déphasage, ce qui permet de mesurer des grandeurs rhéologiques caractérisant le matériau de l’éprouvette.
L’exploitation des mesures permet notamment de calculer le module d’Young E du matériau, et particulièrement la partie réelle E’ du module d’Young et la partie imaginaire E’’ du module d’Young du matériau, et ainsi de calculer la tangente de l’angle de perte (ou facteur de perte) η (également désigné par tanδ).
Une valeur de la partie réelle E’ du module d’Young et/ou un facteur de perte η d’un matériau sont mesurés sans que le matériau soit précontraint.
On entend par « facteur de transmission lumineuse » le facteur défini dans la norme NF EN 410.
On entend par « facteur de flou » le rapport entre l’intensité de l’ensemble de la lumière diffusée par un passage au travers de l’élément vitré (fraction diffuse ou I d ) d’un angle supérieur à 2,5° et entre l’intensité de la lumière transmise au travers de l’élément vitré (I L ). Le facteur de flou peut être mesuré par des techniques de spectroscopie. L’intégration de l’intensité sur l’ensemble du domaine du visible (de 380 nm à 780 nm) permet de déterminer la transmission normale TL et de la transmission diffuse Td. Une telle mesure peut également être obtenue par l’utilisation d’un Hazemeter. On considère qu’un vitrage est transparent si son facteur de flou est inférieur à 10 %, notamment inférieur à 5 % et préférentiellement inférieur à 1 %. Le Hazemeter peut être un dispositif « Haze-Gard®   » commercialisé par la société BYK-Gardner.
On entend par « facteur de clarté » le rapport défini par la formule suivante :
(1)
où I c est l’intensité de lumière après un passage par un vitrage n’ayant pas été diffusée, et I r est l’intensité de lumière après un passage par le vitrage ayant été diffusée selon un petit angle, préférentiellement un angle égal à 15°. Le facteur de clarté peut être mesuré par des techniques de spectroscopie. L’intégration de l’intensité sur l’ensemble du domaine du visible (de 380 nm à 780 nm) permet de déterminer la transmission normale TL et de la transmission diffuse Td. Une telle mesure peut également être obtenue par l’utilisation d’un Hazemeter. On considère qu’un vitrage est transparent si son facteur de clarté est supérieur à 90 % et préférentiellement supérieur à 95 %.
Une température de transition vitreuse T g d’un matériau, de préférence de la première couche d’amortissement, peut être mesurée par analyse calorimétrie différentielle à balayage (en anglais, DSC pour Differential Scanning Calorimetry). La température de transition vitreuse peut être déterminée à l’aide de la méthode du point milieu telle que décrite dans la norme ASTM-D-3418 pour la calorimétrie différentielle à balayage. L’appareil de mesure utilisé par la demanderesse est le modèle Discovery DSC de TA Instruments.
De préférence, une température de transition vitreuse T g est déterminée par une analyse mécanique dynamique (AMD) ou spectrométrie mécanique dynamique (en anglais dynamic mechanical analysis ou DMA). La valeur de T g est déterminée en traçant une courbe à isofréquence du facteur de perte en fonction de la température du matériau. La température à laquelle la valeur du facteur de perte est maximale est égale température de transition vitreuse T g . La température de transition vitreuse dépend de la fréquence d’excitation du matériau. On entend dans la présente par « température de transition vitreuse » la température de transition vitreuse mesurée à une fréquence de 1 Hz par DMA.
On entend par « fraction massique » d’un premier élément dans un deuxième élément le rapport de la masse du premier élément à la masse du deuxième élément.
 Description détaillée de l’invention
Description générale du procédé de fabrication d’un élément vitré 1
En référence à la et à la , un aspect de l’invention est un procédé 100 de fabrication d’un ensemble vitré 1. L’ensemble vitré 1 comprend une première feuille de verre 2, une deuxième feuille de verre 3 et une couche d’amortissement viscoélastique 4 pour l’affaiblissement acoustique d’un véhicule. La couche d’amortissement viscoélastique 4 est agencée entre la première feuille de verre 2 et la deuxième feuille de verre 3 et est en contact direct avec la première feuille de verre 2 et préférentiellement en contact direct avec la deuxième feuille de verre 3.
La couche d’amortissement viscoélastique 4 est formée par un matériau comprenant au moins un polymère acrylique, au moins un agent tackifiant, et au moins un agent plastifiant.
Le procédé comprend une première étape 101 de dépôt d’une couche de latex 5 sur une première face 6 de la première feuille de verre 2. Le dépôt est mis en œuvre par un écoulement d’un latex 5 par gravité sur la première face 2, par un distributeur 7 de latex 5. Le latex 5 comprend le polymère acrylique, l’agent tackifiant, et l’agent plastifiant. L’écoulement de latex est mis en œuvre de sorte à former la couche de latex après l’arrêt de l’écoulement sur la première face 6. La couche de latex présente une épaisseur moyenne comprise entre 15 µm et 500 µm. De préférence, le dépôt est mis en œuvre par un écoulement du latex par gravité depuis une partie haute de la première face. Par « partie haute », on entend une partie de la première face 6 disposée à une hauteur supérieure à une autre hauteur du reste de la première face 6.
Le procédé 100 comprend une deuxième étape 102 de séchage de la couche de latex 5 déposée lors de la première étape 101.
Le procédé 100 comprend une troisième étape 103 de superposition de la deuxième feuille de verre 3 sur la couche de latex séchée lors de la deuxième étape 102. La deuxième feuille de verre 3 et la couche de latex séchée sont mises en contact direct.
Le procédé 100 comprend une quatrième étape 104 de débullage. Lors de l’étape de débullage, l’ensemble formé par la première feuille de verre 2, par la couche de latex séchée et par la deuxième feuille de verre 3 mise en contact lors de la troisième étape 103 avec la couche de latex séchée est disposé dans une enceinte 8 dans laquelle la pression est inférieure à 100 mbar, notamment inférieure à 50 mbar et préférentiellement inférieure à 10 mbar et dans laquelle la température est comprise entre 70°C et 120°C, notamment comprise entre 80°C et 100°C et préférentiellement comprise entre 85°C et 95°C. La couche de latex séchée forme, après la quatrième étape 104, la couche d’amortissement viscoélastique 4.
Ainsi, de par la composition du latex, de par l’épaisseur de la couche de latex déposée et de par le traitement en pression et en température de la couche de latex dans le procédé, il est possible de fabriquer une couche d’amortissement viscoélastique 4 pour l’affaiblissement acoustique d’un véhicule présentant des propriétés optiques adaptées à un vitrage de véhicule. De préférence, un facteur de transmission lumineuse de l’élément vitré 1 est supérieur à 90 %. De préférence, un facteur de flou de l’élément vitré 1 est inférieur à 1 %. De préférence, un facteur de clarté de l’élément vitré 1 est supérieur à 99 %. En particulier, la troisième étape de débullage est mise en œuvre dans une gamme de températures d’une part assez élevées pour que les bulles présentes dans la couche de latex séchée puissent être extraites de la couche de latex séchée et d’autre part assez petites pour que la couche de latex séchée ne coule pas de la première feuille de verre 2. De plus, pour la composition de la couche de latex précédemment définie, les épaisseurs choisies dans la gamme d’épaisseurs de la couche de latex précédemment définie sont à la fois assez petites pour maximiser le facteur de perte de la couche d’amortissement viscoélastique 4 et permettre la transparence de la couche d’amortissement viscoélastique 4, et à la fois assez élevées pour pallier la rugosité de la première feuille de verre 2. En effet, en référence à la , les inventeurs ont découvert qu’il est nécessaire de déposer une couche de latex présentant une épaisseur supérieure à 15 µm pour recouvrir l’ensemble des rugosités présentées par la première feuille de verre. De préférence, la première face 6 présente une première rugosité et l’épaisseur de la couche de latex est supérieure à la première rugosité.
Première étape 101 et latex 5
Le procédé comprend une première étape 101 de dépôt d’une couche de latex 5 sur une première face 6 de la première feuille de verre 2. Le latex 5 comprend une émulsion. L'émulsion comprend une phase continue aqueuse et une phase dispersée. La phase dispersée comprend au moins un polymère acrylique. Le latex comprend également de l’agent tackifiant et de l’agent plastifiant. L’agent tackifiant et l’agent plastifiant peuvent être dans la phase aqueuse.
Polymère(s) acrylique(s)
Le ou les polymère(s) acrylique(s) peuvent être formés à partir de monomères choisis dans le groupe formé par l’acrylate de méthyle, le méthacrylate de méthyle, l’acrylate d’éthyle, le méthacrylate d’éthyle, l’acrylate de propyle, le méthacrylate de propyle, l’acrylate d’isopropyle, le méthacrylate d’isopropyle, l’acrylate de butyle, le méthacrylate de butyle, l’acrylate d’isobutyle, le méthacrylate d’isobutyle, l’acrylate de tert-butyle, le méthacrylate de tert-butyle, l’acrylate de pentyle, le méthacrylate de pentyle, l’acrylate d’isoamyle, le méthacrylate d’isoamyle, l’acrylate d’hexyle, le méthacrylate d’hexyle, l’acrylate de cyclohexyle, le méthacrylate de cyclohexyle, l’acrylate d’octyle, le méthacrylate d’octyle, l’acrylate d’isooctyle, le méthacrylate d’isooctyle, l’acrylate de nonyle, le méthacrylate de nonyle, l’acrylate d’isononyle, le méthacrylate d’isononyle, le méthacrylate d’isobornyle, l’acrylate de décyle, le méthacrylate de décyle, l’acrylate de dodécyle, le méthacrylate de dodécyle, l’acrylate de tridécyle, le méthacrylate de tridécyle, l’acrylate de hexadécyle, le méthacrylate d’hexadécyle, l’acrylate d’octadécyle, le méthacrylate d’octadécyle, l’acrylate de 2-éthylhexyle, le méthacrylate de 2-éthylhexyle, le formate de vinyle, l’acétate de vinyle, le propionate de vinyle, l’acrylate de 2-hydroxyéthyle, le méthacrylate d’hydroxyéthyle, l’acrylate de 2-hydroxypropyle, le méthacrylate de 2-hydroxypropyle, l’acide acrylique, le styrène et l’acrylonitrile.
Le ou les polymères acryliques peuvent être des copolymères, formés à partir d’au moins deux monomères choisis dans le groupe formé par les monomères précédemment défini.
Le latex 5 peut comprendre deux polymères acryliques différents. L’un des deux polymères peut être le 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA) et/ou le butylacrylate (BA). De préférence, l’un des deux polymères est le 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA) et l’autre des deux polymères est le butylacrylate (BA). Le rapport massique entre le 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA) et le butylacrylate (BA) peut être compris entre 2 et 4, et est préférentiellement égal à 3.
Un latex commercial comprenant un polymère acrylique peut être utilisé pour former la couche d’amortissement viscoélastique 4. Il est par exemple possible d’utiliser le latex Arkema ® Encor 4028, Arkema ® Encor 4517, Alberdingk® AC 75070 ou Alberdingk® AC 75011.
Le latex 5 peut comprendre un autre polymère qui n’est pas un polymère acrylique. Un tel autre polymère peut être formé à partir d’au moins un monomère choisi parmi le styrène et le méthacrylate de méthyle.
Le latex 5 peut comprendre un premier polymère acrylique présentant une première température de transition vitreuse Tg1, et un deuxième polymère, acrylique ou non-acrylique, présentant une deuxième température de transition vitreuse Tg2, supérieure à Tg1. La différence entre la deuxième température de transition vitreuse Tg2 et entre la première température de transition vitreuse Tg1 peut être supérieure à 10°C et préférentiellement supérieure à 20°C. Ainsi, il est possible d'augmenter la température de transition vitreuse du matériau formant la couche d’amortissement viscoélastique 4 au regard de la température de transition vitreuse d’un matériau obtenu uniquement avec le premier polymère acrylique. En effet, la température de transition vitreuse obtenue uniquement avec le premier polymère acrylique peut être trop petite pour présenter un maximum d'amortissement du matériau dans une gamme de fréquences audibles.
Le ou les polymères du matériau de la couche d’amortissement viscoélastique 4 obtenue par le procédé 100 peuvent former un réseau interpénétré de polymères (RIP). Le latex 5 peut comprendre des particules polymériques présentant une structure noyau-enveloppe (en anglais « core-shell »). Le noyau peut être formé d’un réseau interpénétré de polymères (RIP) présentant une température de transition vitreuse (Tg) comprise entre -50°C et -30°C, de préférence entre -45°C et -35°C. L’enveloppe peut être formée d’un polymère présentant une température de transition vitreuse suffisamment petite pour permettre la coalescence des particules à partir de la deuxième étape 102. La température de transition vitreuse de l’enveloppe peut être inférieure à celle du noyau, et peut être de préférence inférieure à -50°C, et plus préférentiellement inférieure à -60°C. Le noyau formé d’un réseau interpénétré de polymères peut être obtenu par deux polymérisations séquentielles. Le RIP comprend ainsi un troisième polymère réticulé et un quatrième polymère, qui peut être réticulé ou non-réticulé. Si le quatrième polymère est non-réticulé, le RIP est un réseau dit « semi-interpénétré de polymères ». Le quatrième polymère peut être linéaire ou ramifié.
Agent tackifiant
L'agent tackifiant est adapté pour permettre le collage par contact direct entre la couche d’amortissement viscoélastique 4 et la première feuille de verre 2 et, préférentiellement, entre la couche d’amortissement viscoélastique 4 et la deuxième feuille de verre 3.
L’agent tackifiant peut comprendre une résine hydrogénée, et préférentiellement une résine colophane hydrogénée. La résine hydrogénée peut comprendre une ester glycérique de résine de bois, de préférence de l’acide abiétique. La résine hydrogénée peut comprendre un ester de colophane hydrogéné (par exemple une résine de la marque Arakawa ® KE-311 ou KE 100).
Agent plastifiant
L’agent plastifiant est adapté pour augmenter la plasticité de la couche d’amortissement viscoélastique 4. L’agent plastifiant peut comprendre au moins un élément choisi parmi un citrate, un adipate, un glycol et un dérivé de triéthylèneglycol. Le citrate peut être du citrate d'acétyl-tributyle. L’adipate peut être du triéthylène glycol bis(2-ethylhexanoate) (par exemple commercialisé sous le nom WVC 3800 de Celanese®).
Ajustement des propriétés acoustiques de l’élément vitré 1
Une fraction massique du ou des polymères acrylique(s) dans la matière sèche du latex 5 peut être comprise entre 0,21 et 0,62, notamment comprise entre 0,21 et 0,51, et préférentiellement comprise entre 0,21 et 0,35. Ainsi, après le séchage de la couche de latex, et notamment après la quatrième étape 104, le matériau formant la couche d’amortissement viscoélastique 4 peut présenter une fraction massique du ou des polymères acrylique(s) dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 respectivement comprise entre 0,21 et 0,62, notamment comprise entre 0,21 et 0,51, et préférentiellement comprise entre 0,21 et 0,35. Ainsi, le matériau formant la couche d’amortissement viscoélastique 4 présente un facteur de perte tan δ supérieur à 1. Le latex 5 peut présenter une proportion d’eau de sorte qu’une fraction massique du ou des polymères acrylique(s) dans le latex 5 est comprise entre 0,20 et 0,60, notamment comprise entre 0,20 et 0,50, et préférentiellement comprise entre 0,20 et 0,30.
Les matériaux connus pour l'affaiblissement acoustique comprenant un polymère acrylique présentent une fréquence f p pour laquelle une valeur du facteur de perte tan δ du matériau de la couche d’amortissement viscoélastique 4 est supérieure à 50 kHz. Cette fréquence n’est pas comprise dans le spectre de fréquences audibles, ce qui diminue les propriétés d’affaiblissement acoustique de l’élément vitré 1.
Une fraction massique du ou des agent(s) plastifiants dans la matière sèche du latex 5 peut être comprise entre 0,07 et 0,43, notamment comprise entre 0,12 et 0,31, et préférentiellement comprise entre 0,16 et 0,26. Ainsi, après le séchage de la couche de latex, et notamment après la quatrième étape 104, le matériau formant la couche d’amortissement viscoélastique 4 peut présenter une fraction massique du ou des agent(s) plastifiants dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 respectivement comprise entre 0,07 et 0,43, notamment comprise entre 0,12 et 0,31, et préférentiellement comprise entre 0,16 et 0,26. Ainsi, la fréquence f p pour laquelle la valeur du facteur de perte tanδ du matériau de la couche d’amortissement viscoélastique 4 est maximale est comprise dans le spectre de fréquences audibles tout augmentant la valeur du facteur de perte tanδ au regard des matériaux connus. Le latex 5 peut présenter une proportion d’eau de sorte qu’une fraction massique du ou des agent(s) plastifiants est comprise entre 0,05 et 0,25, notamment comprise entre 0,07 et 0,18, et préférentiellement comprise entre 0,09 et 0,15.
En effet, les inventeurs ont découvert que, pour une concentration en polymère(s) acrylique(s) prédéterminée, la fréquence f p pour laquelle le facteur de perte est maximal varie dans le même sens que la fraction massique de l'agent plastifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4. Les inventeurs ont ainsi découvert la gamme de fraction massique de l'agent plastifiant dans le latex 5 pour laquelle la fréquence f p est comprise dans le spectre de fréquences audibles. De plus, la valeur du facteur de perte tanδ du matériau de la couche d’amortissement viscoélastique 4 varie dans le même sens que la fraction massique de l'agent plastifiant dans le latex 5.
Une fraction massique du ou des agent(s) tackifiant(s) dans la matière sèche du latex peut être comprise entre 0,17 et 0,60, notamment comprise entre 0,22 et 0,35, et préférentiellement comprise entre 0,22 et 0,26. Ainsi, après le séchage de la couche de latex, et notamment après la quatrième étape 104, le matériau formant la couche d’amortissement viscoélastique 4 peut présenter une fraction massique du ou des agent(s) tackifiant(s) dans la première couche respectivement comprise entre 0,17 et 0,60, notamment comprise entre 0,22 et 0,35, et préférentiellement comprise entre 0,22 et 0,26. Ainsi, la fréquence f p pour laquelle la valeur du facteur de perte tan δ du matériau de la couche d’amortissement viscoélastique 4 est maximal est comprise dans le spectre de fréquences audibles. Le latex 5 peut présenter une proportion d’eau de sorte qu’une fraction massique du ou des agent(s) tackifiant(s) est comprise entre 0,20 et 0,70, notamment comprise entre 0,25 et 0,40, et préférentiellement comprise entre 0,25 et 0,30.
En effet, les inventeurs ont découvert que, pour une concentration en polymère(s) acrylique(s) prédéterminée, la fréquence f p pour laquelle le facteur de perte est maximal varie dans le sens opposé à la fraction massique de l'agent tackifiant dans la première couche. Les inventeurs ont ainsi découvert la gamme de fraction massique de l'agent tackifiant dans le latex 5 pour laquelle la fréquence f p est comprise dans le spectre de fréquences audibles. De plus, la valeur du facteur de perte tan δ du matériau de la couche d’amortissement viscoélastique 4 est peu dépendante de la fraction massique de l'agent tackifiant dans le latex 5.
En référence à la , la courbe (a) illustre un facteur de perte d’une couche différente de la couche d’amortissement viscoélastique 4, fabriquée à partir d’une colle qui ne permet pas de fabriquer une couche présentant les propriétés optiques de la couche d’amortissement viscoélastique 4, différemment de la couche d’amortissement viscoélastique 4 obtenue par le procédé 100. La courbe (b) illustre un facteur de perte de la couche d’amortissement viscoélastique 4, la fraction massique des polymères acryliques étant égale à 0,58, la fraction massique en agent plastifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,08 et la fraction massique en agent tackifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,34. La courbe (c) illustre un facteur de perte de la couche d’amortissement viscoélastique 4, la fraction massique des polymères acryliques étant égale à 0,55, la fraction massique en agent plastifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,12 et la fraction massique en agent tackifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,32. La courbe (d) illustre un facteur de perte de la couche d’amortissement viscoélastique 4, la fraction massique des polymères acryliques étant égale à 0,53, la fraction massique en agent plastifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,16 et la fraction massique en agent tackifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,31. La courbe (e) illustre un facteur de perte de la couche d’amortissement viscoélastique 4, la fraction massique des polymères acryliques étant égale à 0,49, la fraction massique en agent plastifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,09 et la fraction massique en agent tackifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,43. La courbe (f) illustre un facteur de perte de la couche d’amortissement viscoélastique 4, la fraction massique des polymères acryliques étant égale à 0,48, la fraction massique en agent plastifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,10 et la fraction massique en agent tackifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,42. La courbe (g) illustre un facteur de perte de la couche d’amortissement viscoélastique 4, la fraction massique des polymères acryliques étant égale à 0,46, la fraction massique en agent plastifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,14 et la fraction massique en agent tackifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,41. La courbe (h) illustre un facteur de perte de la couche d’amortissement viscoélastique 4, la fraction massique des polymères acryliques étant égale à 0,42, la fraction massique en agent plastifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,09 et la fraction massique en agent tackifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,49.
En référence à la , la courbe (i) illustre une partie réelle G’ du module de cisaillement d’une couche différente de la couche d’amortissement viscoélastique 4, fabriquée à partir d’une colle qui ne permet pas de fabriquer une couche présentant les propriétés optiques de la couche d’amortissement viscoélastique 4, différemment de l’interface obtenue dans les modes de réalisation de l’invention. La courbe (j) illustre la partie réelle G’ du module de cisaillement de la couche d’amortissement viscoélastique 4, la fraction massique des polymères acryliques étant égale à 0,58, la fraction massique en agent plastifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,08 et la fraction massique en agent tackifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,34. La courbe (k) illustre la partie réelle G’ du module de cisaillement de la couche d’amortissement viscoélastique 4, la fraction massique des polymères acryliques étant égale à 0,55, la fraction massique en agent plastifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,12 et la fraction massique en agent tackifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,32. La courbe (l) illustre la partie réelle G’ du module de cisaillement de la couche d’amortissement viscoélastique 4, la fraction massique des polymères acryliques étant égale à 0,53, la fraction massique en agent plastifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,16 et la fraction massique en agent tackifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,31. La courbe (m) illustre la partie réelle G’ du module de cisaillement de la couche d’amortissement viscoélastique 4, la fraction massique des polymères acryliques étant égale à 0,49, la fraction massique en agent plastifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,09 et la fraction massique en agent tackifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,43. La courbe (n) illustre la partie réelle G’ du module de cisaillement de la couche d’amortissement viscoélastique 4, la fraction massique des polymères acryliques étant égale à 0,48, la fraction massique en agent plastifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,10 et la fraction massique en agent tackifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,42. La courbe (o) illustre la partie réelle G’ du module de cisaillement de la couche d’amortissement viscoélastique 4, la fraction massique des polymères acryliques étant égale à 0,46, la fraction massique en agent plastifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,14 et la fraction massique en agent tackifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,41. La courbe (p) illustre la partie réelle G’ du module de cisaillement de la couche d’amortissement viscoélastique 4, la fraction massique des polymères acryliques étant égale à 0,42, la fraction massique en agent plastifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,09 et la fraction massique en agent tackifiant dans la couche d’amortissement viscoélastique 4 étant égale à 0,49.
Le latex 5 peut présenter une fraction massique du ou des polymères acrylique(s) comprise entre 0,20 et 0,60, une fraction massique du ou des agent(s) plastifiants comprise entre 0,05 et 0,25 et une fraction massique du ou des agent(s) tackifiant(s) comprise entre 0,20 et 0,70.
Le latex 5 peut présenter une fraction massique du ou des polymères acrylique(s) comprise entre 0,20 et 0,50, une fraction massique du ou des agent(s) plastifiants comprise entre 0,07 et 0,18 et une fraction massique du ou des agent(s) tackifiant(s) comprise entre 0,25 et 0,40.
Le latex 5 peut présenter une fraction massique du ou des polymères acrylique(s) comprise entre 0,20 et 0,30, une fraction massique du ou des agent(s) plastifiants comprise entre 0,09 et 0,15 et une fraction massique du ou des agent(s) tackifiant(s) comprise entre 0,25 et 0,35.
Dépôt
En référence à la , le dépôt est mis en œuvre par un écoulement du latex 5 par gravité depuis sur la première face 6, par un distributeur 7 de latex 5. Ainsi, il est possible de former une couche de latex sur au moins une majorité de la surface de la première face 6 et préférentiellement sur la totalité de la première face 6. La première face 6 peut être inclinée par rapport à un axe de la gravité 9 selon un angle α compris entre 5° et 60° et préférentiellement compris entre 10° et 45°. Ainsi, il est possible d’augmenter la vitesse du dépôt tout en évitant de perdre une partie du latex 5 qui ne participerait pas à l’écoulement. En référence à la , la première feuille de verre 2 peut présenter une épaisseur comprise entre 3 mm et 5 mm.
L’écoulement peut être mis en œuvre pendant une durée comprise entre 1 minute et 10 minutes, notamment entre 3 minutes et 5 minutes. Le latex 5 peut être filtré avant l’écoulement par un filtre permettant d’éliminer de l’écoulement les impuretés d’une taille supérieure à 90 µm.
Le distributeur 7 de latex est adapté pour générer un écoulement du latex 5 à partir d’une sortie du distributeur 7. La sortie peut être ponctuelle. Le distributeur 7 peut être une pipette, qui peut être déplacée le long d’une partie supérieure de la première face 6 lors de la première étape 101. La sortie peut être linéaire. Une sortie linéaire du distributeur 7 de latex peut être agencée de sorte à s’étendre le long d’une partie supérieure de la première face 6.
Le latex 5 utilisé pour former un écoulement lors de la première étape 101 peut être réintroduit dans un écoulement d’une première étape 101 ultérieure après s’être écoulé sur la première face 6. En effet, seule une partie du latex 5 de l’écoulement participe à la formation de la couche de latex sur la première face 6. Le reste du latex 5 peut être réutilisé pour la formation d’une autre couche de latex.
Deuxième étape 102
Le procédé comprend une deuxième étape 102 de séchage de la couche de latex 5 déposée lors de la première étape 101. La deuxième étape 102 permet l’extraction de l’eau et les éventuels solvants de la couche de latex déposé lors de la première étape 101 par évaporation.
La couche de latex peut être séchée dans une atmosphère présentant une température maintenue entre 30°C et 60°C, préférentiellement entre 35 °C et 50 °C. Cette gamme de température permet d’éviter l’apparition de bulles dans la couche de latex tout en évitant l’apparition d’une croûte en surface de la couche de latex, qui empêcherait l’eau de s’évaporer.
Lors de la deuxième étape 102, on peut actionner un écoulement de l’atmosphère entourant la couche de latex. La deuxième étape 102 de séchage peut être mise en œuvre dans une étuve ventilée. Ainsi, il est possible d’éviter une évaporation de l’eau de la couche de latex par à-coups et ainsi éviter la formation d’une couche d’amortissement viscoélastique 4 craquelée.
La couche de latex peut être séchée pendant une durée supérieure à 20 minutes, notamment supérieure à 40 minutes et préférentiellement supérieure à une heure. Ainsi, il est possible d’évaporer la totalité de l’eau comprise dans la couche de latex à l’issue de la première étape 101 dans la gamme de température précédemment définie pour le séchage de la deuxième étape 102. La gamme de température et la durée du séchage précédemment définies pour la deuxième étape 102 permettent d’éviter la formation d’une couche d’amortissement viscoélastique 4 craquelée.
Troisième étape 103
Le procédé comprend une troisième étape 103 de superposition de la deuxième feuille de verre 3 sur la couche de latex séchée lors de la deuxième étape 102. La deuxième feuille de verre 3 et la couche de latex séchée sont en contact direct. La deuxième feuille de verre 3 peut être trempée chimiquement et présenter une épaisseur e 2 comprise entre 0,5 mm et 3 mm. Ainsi, il est possible de fléchir la deuxième feuille de verre 3 lors de la mise en contact de la deuxième feuille de verre 3 avec la couche de latex séchée de manière à éviter la formation de bulles d’air lors de la superposition de la deuxième feuille de verre 3 sur la couche de latex séchée.
Lors de la troisième étape 103, la deuxième feuille de verre 3 peut être chauffée avant d’être mise en contact avec la couche de latex séchée de sorte que la deuxième feuille de verre 3 présente une température comprise entre 30°C et 45°C au moment d’être mise en contact avec la couche de latex séchée. Ainsi, il est possible d’éviter le refroidissement de la couche de latex séchée par la deuxième feuille de verre 3 lors de la mise en contact, ce qui permet de faciliter le positionnement de la deuxième feuille de verre 3 sur la couche de latex séchée.
Quatrième étape 104
Le procédé 100 comprend une quatrième étape 104 de débullage. Lors de la quatrième étape 104, l’ensemble formé par la première feuille de verre 2, par la couche de latex séchée et par la deuxième feuille de verre 3 mise en contact lors de la troisième étape 103 avec la couche de latex séchée est disposé dans une enceinte 8 dans laquelle la pression est inférieure à 100 mbar, notamment inférieure à 50 mbar et préférentiellement inférieure à 10 mbar. La température dans l’enceinte 8 est comprise entre 70 °C et 120 °C, notamment comprise entre 80 °C et 100 °C et préférentiellement comprise entre 85 °C et 95 °C. La couche de latex séchée forme, après la quatrième étape 104, la couche d’amortissement viscoélastique 4. L’ensemble vitré 1 est formé par la première feuille de verre 2, la couche d’amortissement viscoélastique 4 et la deuxième feuille de verre 3.
L’enceinte 8 peut être une poche souple formée autour de la première feuille de verre 2, de la couche de latex séchée et de la deuxième feuille de verre 3.
Lors de la quatrième étape 104, la température comprise entre 70°C et 120°C peut être maintenue pendant une durée supérieure à 30 minutes et préférentiellement supérieure à 45 minutes.
Par exemple, lors de la quatrième étape 104, une pression inférieure à 10 mbar peut d’abord être contrôlée dans la poche, pendant une durée supérieure à 15 minutes. Puis, une montée en température peut être contrôlée entre la température ambiante et 90°C pendant une durée comprise entre 10 minutes et 15 minutes. La température de 90°C dans la poche peut être maintenue pendant une durée égale à 30 minutes. Une descente en température depuis 90 °C à la température ambiante peut être contrôlée pendant une durée égale à 30 minutes. La pression à l’intérieur de la poche peut être ensuite augmentée de sorte à atteindre la pression ambiante.
Cinquième étape 105
Le procédé peut comprendre une cinquième étape 105 de débullage supplémentaire. Lors de la cinquième étape 105, l’ensemble vitré 1 est séché à une température comprise entre 70°C et 120°C dans un tunnel à rayonnement infrarouge. La température de l’ensemble vitré 1 dans le tunnel à rayonnement infrarouge est notamment comprise entre 80°C et 120°C et de préférence comprise entre 85°C et 95°C. Cette étape permet d’éliminer des bulles d’air résiduelles dans la couche de latex séchée, ce qui permet d’augmenter la qualité optique de la couche d’amortissement viscoélastique 4. L’ensemble vitré 1 peut être maintenu dans le tunnel à rayonnement infrarouge pendant une durée supérieure à 10 minutes et préférentiellement supérieure à 20 minutes.
En référence à la , un autre aspect de l’invention est un ensemble vitré 1 obtenu par un procédé selon un mode de réalisation de l’invention. En référence à la , l’ensemble vitré peut être un vitrage latéral de véhicule. L’ensemble vitré 1 comprend une première feuille de verre 2 et une deuxième feuille de verre 3 superposées. L’ensemble vitré 1 comprend une couche d’amortissement viscoélastique 4 pour l’affaiblissement acoustique du véhicule formée par un matériau comprenant au moins un polymère acrylique, au moins un agent tackifiant, et au moins un agent plastifiant. La couche d’amortissement viscoélastique 4 est agencée entre la première feuille de verre 2 et la deuxième feuille de verre 3 et est en contact direct avec la première feuille de verre 2, et préférentiellement avec la deuxième feuille de verre 3. La couche d’amortissement viscoélastique 4 présent une épaisseur e comprise entre 5 µm et 500 µm et préférentiellement entre 30 µm et 200 µm.
En référence à la , un ensemble vitré 1 selon un mode de réalisation de l’invention procure une diminution de l’affaiblissement acoustique au regard de vitrages latéraux connus, notamment pour des fréquences comprises entre 6500 Hz et 9000 Hz. La courbe (p) illustre l’affaiblissement acoustique d’un vitrage latéral formé par une feuille de verre trempée présentant une épaisseur égale à 3,85 mm. La courbe (q) illustre l’affaiblissement acoustique d’un vitrage latéral formé par un feuilleté comprenant deux feuilles de verre, chacune présentant une épaisseur égale à 1,6 mm, séparées par un film intercalaire en PVB acoustique (modèle RZN-12 de la marque Sekisui Chemical Co. Ltd). La courbe (q) illustre l’affaiblissement acoustique d’un vitrage formé par un élément vitré selon un mode de réalisation de l’invention, comprenant deux feuilles de verre séparées par une couche d’amortissement viscoélastique 4. La première feuille de verre 2 présente une épaisseur e 1 égale à 1,6 mm. La deuxième feuille de verre 3 présente une épaisseur e 2 égale à 1,6 mm. La couche d’amortissement viscoélastique 4 présente une épaisseur égale à 100 µm. Le matériau formant la couche d’amortissement viscoélastique est formé à partir d’un latex 5 comprenant de l’acrylate de 2-éthylhexyle et de l’acrylate de butyle respectivement dans une proportion massique égale à 3 :1.

Claims (16)

  1. Procédé (100) de fabrication d’un ensemble vitré (1) comprenant une première feuille de verre (2), une deuxième feuille de verre (3) et une couche d’amortissement viscoélastique (4) pour l’affaiblissement acoustique d’un véhicule, la couche d’amortissement viscoélastique (4) étant agencée entre la première feuille de verre (2) et la deuxième feuille de verre (3) et étant en contact direct avec la première feuille de verre (2), la couche d’amortissement viscoélastique (4) étant formée par un matériau comprenant :
    - au moins un polymère acrylique,
    - au moins un agent tackifiant, et
    - au moins un agent plastifiant,
    le procédé comprenant :
    - une première étape (101) de dépôt d’une couche de latex (5) sur une première face (6) de la première feuille de verre (2), le dépôt étant mis en œuvre par un écoulement d’un latex (5) par gravité sur la première face (6) par un distributeur (7) de latex (5), le latex (5) comprenant le polymère acrylique, l’agent tackifiant, et l’agent plastifiant, de sorte à former la couche de latex après l’arrêt de l’écoulement, la couche de latex présentant une épaisseur moyenne comprise entre 15 µm et 500 µm,
    - une deuxième étape (102) de séchage de la couche de latex (5) déposée lors de la première étape (101),
    - une troisième étape (103) de superposition de la deuxième feuille de verre (3) sur la couche de latex séchée lors de la deuxième étape (102), la deuxième feuille de verre (3) et la couche de latex séchée étant en contact direct,
    - une quatrième étape (104) de débullage, lors de laquelle l’ensemble formé par la première feuille de verre (2), par la couche de latex séchée et par la deuxième feuille de verre (3) mise en contact lors de la troisième étape (103) avec la couche de latex séchée est disposé dans une enceinte (8) dans laquelle la pression est inférieure à 100 mbar, et dans laquelle la température est comprise entre 70 °C et 120 °C, la couche de latex séchée formant, après la quatrième étape, la couche d’amortissement viscoélastique (4).
  2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel une fraction massique du ou des polymères acrylique(s) dans la matière sèche du latex (5) est comprise entre 0,21 et 0,62.
  3. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel une fraction massique du ou des agent(s) tackifiant(s) dans la matière sèche du latex (5) est comprise entre 0,17 et 0,60.
  4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel une fraction massique du ou des agent(s) plastifiants dans la matière sèche du latex (5) est comprise entre 0,07 et 0,43.
  5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’agent tackifiant comprend une résine hydrogénée.
  6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le ou les polymère(s) acrylique(s) sont formés à partir de monomères choisis dans le groupe formé par l’acrylate de méthyle, le méthacrylate de méthyle, l’acrylate d’éthyle, le méthacrylate d’éthyle, l’acrylate de propyle, le méthacrylate de propyle, l’acrylate d’isopropyle, le méthacrylate d’isopropyle, l’acrylate de butyle, le méthacrylate de butyle, l’acrylate d’isobutyle, le méthacrylate d’isobutyle, l’acrylate de tert-butyle, le méthacrylate de tert-butyle, l’acrylate de pentyle, le méthacrylate de pentyle, l’acrylate d’isoamyle, le méthacrylate d’isoamyle, l’acrylate d’hexyle, le méthacrylate d’hexyle, l’acrylate de cyclohexyle, le méthacrylate de cyclohexyle, l’acrylate d’octyle, le méthacrylate d’octyle, l’acrylate d’isooctyle, le méthacrylate d’isooctyle, l’acrylate de nonyle, le méthacrylate de nonyle, l’acrylate d’isononyle, le méthacrylate d’isononyle, le méthacrylate d’isobornyle, l’acrylate de décyle, le méthacrylate de décyle, l’acrylate de dodécyle, le méthacrylate de dodécyle, l’acrylate de tridécyle, le méthacrylate de tridécyle, l’acrylate de hexadécyle, le méthacrylate d’hexadécyle, l’acrylate d’octadécyle, le méthacrylate d’octadécyle, l’acrylate de 2-éthylhexyle, le méthacrylate de 2-éthylhexyle, le formate de vinyle, l’acétate de vinyle, le propionate de vinyle, l’acrylate de 2-hydroxyéthyle, le méthacrylate d’hydroxyéthyle, l’acrylate de 2-hydroxypropyle, le méthacrylate de 2-hydroxypropyle, l’acide acrylique, le styrène et l’acrylonitrile.
  7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel, lors de la première étape (101), l’écoulement est mis en œuvre pendant une durée comprise entre 1 minute et 10 minutes.
  8. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel, lors de la première étape (101), la première face (6) est inclinée par rapport à un axe de la gravité (9) selon un angle compris entre 5° et 60°.
  9. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel, lors de la deuxième étape (102), la couche de latex est séchée dans une atmosphère présentant une température maintenue entre 30°C et 60°C, pendant une durée supérieure à 20 minutes.
  10. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, lors de la deuxième étape (102), on actionne un écoulement de l’atmosphère entourant la couche de latex.
  11. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la deuxième feuille de verre (3) est trempée chimiquement et présente une épaisseur comprise entre 0,5 mm et 3 mm.
  12. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel, lors de la troisième étape (103), la deuxième feuille de verre (3) est chauffée avant d’être mise en contact avec la couche de latex séchée de sorte que la deuxième feuille de verre (3) présente une température comprise entre 30°C et 45°C au moment d’être mise en contact avec la couche de latex séchée.
  13. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel, lors de la quatrième étape (104), la température comprise entre 70°C et 120°C est maintenue pendant une durée supérieure à 30 minutes.
  14. Procédé selon l’une des revendications précédentes, comprenant une cinquième étape (105), dans laquelle l’ensemble vitré (1) est séché à une température comprise entre 70 °C et 120 °C dans un tunnel à rayonnement infrarouge.
  15. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, lors de la cinquième étape (105), l’ensemble vitré (1) est maintenu dans le tunnel à rayonnement infrarouge pendant une durée supérieure à 10 minutes.
  16. Ensemble vitré (1) pour un véhicule obtenu par un procédé selon l’une des revendications 1 à 15, l’ensemble vitré (1) comprenant une première feuille de verre (2) et une deuxième feuille de verre (3) superposées, l’ensemble vitré (1) comprenant une couche d’amortissement viscoélastique pour l’affaiblissement acoustique du véhicule, la couche d’amortissement viscoélastique (4) étant formée par un matériau comprenant :
    - au moins un polymère acrylique,
    - au moins un agent tackifiant, et
    - au moins un agent plastifiant,
    la couche d’amortissement viscoélastique (4) étant agencée entre la première feuille de verre (2) et la deuxième feuille de verre (3) et étant en contact direct avec la première feuille de verre (2).
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