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CA 02262~89 1999-02-03
W O 98/55294 PCT/FR98/01115
VlTRAGE FEUILLETÉ RÉSISTANT AUX RAYONS UV
La présente invention concerne un vitrage feuilleté
résistant aux rayons UV.
Il est connu, notamment par FR-A-2 706 446, de fabriquer
s des vitrages feuilletés comportant au moins deux plaques rigides entre
lesquelles est insérée au moins une couche de matière(s) plastique(s)
souple(s). La plaque rigide est le plus souvent en verre, mais peut
également être en matière plastique rigide. La présence de la (ou des)
couche(s) de matière(s) plastique(s) souple(s) dans le vitrage feuilleté a
o pour fonction d'améliorer les propriétés mécaniques du vitrage, en
particulier la résistance aux chocs, et les propriétés d'isolation
thermique et acoustique.
Il est plus particulièrement connu de fabriquer des vitrages
feuilletés constitués de deux plaques extérieures rigides, entre
15 lesquelles sont disposés un film de polyester et au moins une couche de
poly(vinylbutyral) (PVB). Un tel vitrage feuilleté est, par exemple,
commercialisé par la Société "ST GOBAIN VITRAGES" sous la
dénomination "STADIP". On sait aussi réaliser des vitrages feuilletés du
type ci-dessus indiqué en remplaçant la couche de PVB par une couche
20 de polyes~er.
Le film de polyester est généralement introduit comme film
porteur d'une représentation graphique, holographique, métallisée ou
métallisée holographique; et le PVB est introduit non seulement,
comme résine de liaison de part et d'autre du film de polyester mais
25 également, comme résine renforçante pour améliorer les propriétés
mécaniques du vitrage.
Le PVB a des propriétés de filtre contre les rayons UV et
protège le film de polyester du vieillissement dû aux rayons UV, c'est-
à-dire du jaunissement et du durcissement. Par ailleurs, le PVB protège
30 la représentation, qui est éventuellement supportée par le film de
polyester. Malheureusement, le PVB présente quatre inconvénients. Le
premier de ces inconvénients est qu'il n'apporte pas une résistance aux
chocs optimale; le second inconvénient est que sa plage de stabilité
thermique est faible d'où incertain pour la sécurité; le troisième
35 inconvénient est qu'il nécessite pour sa mise en oeuvre un matériel
important: en effet le PVB est utilisé sous forme de plaques souples
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que l'on met en place entre deux plaques rigides d'un vitrage feuilleté
et l'adhérence sur lesdites plaques est obtenue par un traitement
thermique sous pression ; le quatrième inconvénient est qu' il est
sensible à l'eau, qui entraîne un blanchiment et une réduction de ses
5 propriétés d'accrochage sur les plaques rigides sur lesquelles il adhère.
Si l'on remplace la couche de PVB par une couche de polyester, il est
nécess~ire d'a~outer dans ladite couche un filtre UV car le polyester n'a
pas par lui-même des propriétés de filtration des rayons UV. Or, si l'on
met en oeuvre une couche de polyester, il faut réaliser la
10 polymérisation in situ pour assurer l'accrochage; il en résulte trois
inconvénients majeurs: en premier lieu, on doit ajouter à la résine
monomère un durcisseur d'où un risque d'hétérogénéité du mélange et
un risque de faire apparaltre des irrégularités dans le vitrage, qui sont
susceptibles de perturber l'homogénéité du vitrage et de déformer les
15 images vues à travers le vitrage ou l'image de la représentation portée
par le film de polyester; en second lieu, la mise en oeuvre est toujours
délicate car, après le mélange du durcisseur, le fabricant du produit ne
dispose que d'un temps assez limité pour couler la résine entre les
plaques rigides du vitrage feuilleté; en troisième lieu, le fait d'ajouter
20 un filtre UV au mélange avant polymérisation entraîne toujours un
trouble de la transparence ce qui est très gênant pour les qualités
optiques du vitrage feuilleté obtenu.
Si on cherche à remplacer le PVB par une autre résine qui
n'ait pas des propriétés de filtre UV, le film de résine polyester n'est
25 plus protégé des rayons UV et se dégrade; cette dégradation peut aller
jusqu'à entraîner la destruction du vitrage feuilleté par décohésion.
L'adjonction d'un filtre UV dans la résine de liaison n'est pas
envisageable pour une résine polyester, comme il a été ci-dessus
exposé. Si, comme il est aussi connu, on propose d'utiliser comme
30 couche de résine du vitrage feuilleté, une résine polymérisable aux
rayons UV, il est évidemment impossible d'y ajouter un filtre UV qui
empêcherait la polymérisation et il devient donc impossible de protéger
le film de polyester de la dégradation. Or, si l'on utilise une
polymérisation par rayonnement UV, I'infrastructure nécessaire à la
35 mise en oeuvre est considérablement réduite par rapport à celle requise
pour le traitement du PVB.
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Selon la présente invention, pour résoudre le problème
exposé ci-dessus, c'est-à-dire pour pouvoir utiliser à la place du PVB
une matière plastique qui, à la fois, donne une bonne résistance
mécanique au vitrage, une bonne transparence et une bonne
5 homogénéité optique du produit, une mise en oeuvre aisée et une bonne
rési.~t~nce à l'eau tout en conservant une protection du film de polyester
contre les UV, on utilise un film de polyester contenant des filtres
contre les UV. En effet, si l'on fabrique un film de polyester contenant
un filtre UV:
10 - ou bien, on mélange le film à la résine après polymérisation et avant
extrusion;
- ou bien, on traite le film après extrusion;
mais, dans les deux cas, la polymérisation du polyester ne s'effectue
pas en présence du filtre et il en résulte que l'on n'observe aucun
15 trouble de la transparence. On a constaté que l'utilisation d'un tel film
permettait non seulement d'éviter la dégradation du film de polyester,
mais également d' éviter, dans tous les cas, ~a dégradation de la
représentation supportée par le film de polyester. En ef~et, ou bien la
représentation graphique est réalisée dans la masse du film polyester et,
20 dans ce cas, de façon surprenante, la présence du filtre UV dans le film
évite la dégradation; ou bien la représentation graphique est portée par
le film sur sa face non directement irradiée par les rayons UV; ou bien
la représentation graphique est portée par le film sur sa face située du
côté de l'irradiation UV et, dans ce cas, on recouvre la représentation
25 graphique par un film polyester comportant un filtre UV en formant
ainsi un film sandwich.
La présente invention a, par conséquent, pour objet un
vitrage feuilleté comportant deux plaques externes de matériau
transparent rigide, au moins un film de polyester disposé entre les deux
30 plaques externes précitées et au moins une couche de résine formant un
intercalaire souple entre les deux plaques externes, caractérisé par le
fait que la résine d'une couche de résine ne présente pas, par elle-
même, des propriétés de filtre UV et que le film de polyester contient
au moins un filtre UV. On sait que le film de polyester participe à la
35 résistance aux chocs du vitrage feuilleté; le fait d'y avoir incorporé un
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filtre UV permet de maintenir au cours du temps les propriétés du
vitrage feuilleté ainsi constitué.
Selon l'invention, le vitrage feuilleté comporte deux
plaques externes de matériau rigide: il peut comporter au moins une
s plaque analogue intercalée entre les plaques externes. Ce matériau
rigide est, comme expliqué ci-dessus, du verre ou une matière plastique
rigide transparente, telle qu'un polyméthacrylate, notamment le
polyméthacrylate de méthyle.
La résine d'une couche de résine est un polymère
transparent susceptible de former un film souple et n'ayant pas de
propriétés de filtre anti-UV. Elle comporte, de préférence, une
résistance aux chocs élevée: elle est, avantageusement, susceptible
d'etre réticulée par irradiation aux rayons UV. Elle peut etre choisie
dans le groupe formé par les polyesters insaturés, les polycarbonates,
les polyméthacrylates ou polyacrylates, en particulier les polymères
uréthane acryliques. Parmi les résines particulièrement utilisables, on
peut citer la résine commercialisée sous la dénomination commerciale
"CONLOC" par la Société "BOHLE" ou sous la dénomination
commerciale "VITRALIT" par la Société "CVA".
Le film de polyester est, avantageusement, un film de
poly(térépht~l~te d ' éthylglycol) .
Le film de polyester utilisé contient au moins un filtre UV.
Ce filtre anti-UV peut être introduit dans le film de polyester par tout
moyen connu, tel que greffage de molécules en surface, dépôt en
surface ou addition dans la masse. Le filtre anti-UV est, par exemple,
une benzophénone, un benzotriazole, un acrylonitrile substitué ou un
complexe phénol-nickel, ces composés étant bien connus de l'homme
de metier. On peut plus particulièrement citer les filtres UV vendus
sous la dénomination "UV-SHIELD" par la Société "GAMCOLOR" . La
quantité de filtre anti-UV utilisée varie selon le filtre anti-UV et le
polyester. Elle est, de façon générale, comprise entre 0,1 et 1,5 % en
poids par rapport au poids du film de polyester.
Le film de polyester peut etre coloré de façon uniforme ou
porter une représentation graphique ou holographique.
Lorsque le film de polyester sert de support à une
représentation, le filtre anti-UV est introduit dans ledit film de
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polyester avant la mise en place de la représentation. La représentation
peut être une impression graphique mise en place de façon quelconque,
not~mment par sérigraphie; éventuellement, le film de polyester peut
être teinté dans la masse. Par représentation graphique~ on entend selon
5 la présente invention tout dessin, motif ou inscription, obtenu par tout
procédé.
Le film de polyester peut etre encollé. Dans ce cas, le film
est fixé par la partie encollée contre une plaque de matériau rigide
transparent du vitrage; il peut notamment être fixé par collage sur la
10 face interne de l'une des deux plaques externes du vitrage. Lorsque le
film de polyester porte une représentation graphique, on prévoit un tel
collage sur la face interne de la plaque externe qui reçoit le
rayonnement UV, la couche de résine, qui forme un intercalaire
souple, étant disposée entre la face non-encollée du ~llm de polyester et
15 la plaque rigide qui ne reçoit pas le rayonnement UV. On peut
avantageusement utiliser une colle de type acrylique qui favorise la
filtration UV.
Lorsque le film de polyester n'est pas encollé, il est, de
préférence, disposé entre deux couches de résine formant intercalaire
20 souple.
Le vitrage feuilleté peut être préparé par tout procédé
connu.
Par exemple, pour un vitrage comportant seulement deux
plaques rigides, la première plaque rigide externe est placée sur une
25 table horizontale et une bande adhésive double face est appliquée sur le
pourtour de la plaque. Il est bien entendu que l'on pourrait utiliser tout
autre matériau susceptible de coller aux plaques rigides et de former
entre elles un bourrelet d'épaisseur uniforme. Cette bande adhésive
définit l'écartement entre les plaques externes du vitrage et donc
30 l'épaisseur de la couche de résine formant intercalaire souple; la bande
sert de joint d'étanchéité. Une deuxième plaque externe rigide est
déposée sur la bande adhésive et les deux plaques rigides sont pressées
l'une contre l'autre. La couche de protection de la bande adhésive a été
m~intenue sur une certaine longueur de façon à ménager au moins une
35 ouverture permettant l'introduction de la résine entre les deux plaques
externes et une ouverture pour que l'air puisse s'échapper; ces deux
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ouvertures peuvent n'en former qu'une seule dans la mesure où elle est
assez grande. On injecte ensuite la résine dans le volume ménagé entre
les deux plaques rigides.
Lorsque la résine est mélangée à un catalyseur et/ou
5 durcisseur, on l'injecte entre les plaques rigides et on la laisse réticuler.
Lorsque la résine est une résine réticulable par un
rayonnement UV, après avoir rempli le volume entre les deux plaques
rigides, on fait passer le vitrage dans un four UV équipé de lampes
a~ropliées.
Lorsque le film de polyester est encollé, le procédé de
fabrication du vitrage feuilleté se déroule comme décrit ci-dessus, le
film de polyester étant collé sur la face tournée vers l'intérieur d'une
des plaques rigides.
Lorsque le film de polyester n ' est pas encollé, la
préparation est effectuée sur une table verticale et le film de polyester
est suspendu sous tension, parallèlement aux plaques rigides: on verse
la résine de part et d'autre du film de polyester pour constituer deux
couches de résine formant des intercalaires souples de part et d'autre
du film de polyester.
L'exemple de mise en oeuvre donné ci-après permettra de
mieux comprendre l'invention.
On dispose sur une table verticale, susceptible de pivoter,
une plaque rectangulaire de verre clair de type "float glass" d'une
~paisseur de 4 mm, ayant des dimensions de 100 x 100 cm. On fixe sur
la périphérie de cette plaque une bande adhésive double face
commercialisée sous la dénomination "3 M n~ 4910" par la Société
"3M". On a enlevé la pellicule de protection de la bande adhésive sauf
sur une longueur de 1 cm située à l'un des angles supérieurs de la
première plaque de verre.
On suspend parallèlement à la première plaque un film de
poly(térépht~l~te d'~thylglycol) contenant 0,1 % en poids d'un filtre
anti-UV vendu sous la dénomination commerciale "TINUVIN 571" par
la société "CIBA-GEIGY". Une image a été imprimée par sérigraphie
sur une des faces de ce film à l'aide des encres organiques de l'une des
g~mmes:
- UVI-SPEED UX commercialisé par la Société "SERICOL",
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- POLYPLAST commercialisé par la Société "SERICOL",
- MD 8960.80.009 commercialisé par la société "MARCOLAC".
On applique ensuite sur la bande adhésive une seconde
plaque de verre identique à la première.
On introduit entre les plaques, à l'aide d'une buse
d'injection, une résine commercialisée sous la dénomination "CONLOC"
par la Société "BOHL": il s'agit d'une résine réticulable par irradiation
aux rayons UV. On bascule la table en position horizontale et l'air
s'échappe par l'ouverture d'injection. Après remplissage, l'ouverture
d'injection est scellée à l'aide d'une colle thermofusible.
On effectue ensuite la polymérisation de la résine dans un
four tunnel muni de lampes UV-A. Le temps de séjour de la plaque est
de 20 secondes.
On constate à la sortie du four que l'on obtient un verre
feuilleté dans lequel la représentation graphique supportée par le film
de polyester n'est pas modifiée. Après un stockage de 3 mois à
l'atmosphère ambiante, le vitrage feuilleté ne s'est pas dégradé et
l'image de la représentation graphique ne s'est pas modifiée.
... , ._~
