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Title:
LAMINATED GLAZING OF STRUCTURAL POLYMER MATERIAL NOT UNIFORMLY TINTED IN THE BULK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/122666
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to - a single or multiple, monolithic or laminated glazing comprising a sheet of transparent structural polymer material tinted in the bulk, characterised in that the sheet of polymer material is tinted in the bulk in a non-uniform and controlled manner, transparent or opaque; - this sheet of polymer material; - a method for manufacturing this glazing; and - the application of this glazing as glazing comprising at least one such sheet of polymer material with a light attenuating function such as a sun visor.

Inventors:
ROUBY MICHEL (FR)
LAROUSSE PATRICIA (FR)
Application Number:
PCT/FR2018/053347
Publication Date:
June 27, 2019
Filing Date:
December 17, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SAINT GOBAIN (FR)
International Classes:
B32B17/10; B60J1/00; C08J5/18; C08J5/22; C08J7/043
Domestic Patent References:
WO2016097044A12016-06-23
WO2014194154A12014-12-04
Other References:
ANONYMOUS: "3M Architectural Markets Glass Decorative Films High Quality finishes for Glass decoration", 31 December 2013 (2013-12-31), XP002784108, Retrieved from the Internet [retrieved on 20180823]
Attorney, Agent or Firm:
SAINT-GOBAIN RECHERCHE (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Vitrage monolithique ou feuilleté, simple ou multiple comprenant une feuille de matériau polymère transparente structurale teintée dans la masse, caractérisé en ce que la feuille de matériau polymère est teintée dans la masse de manière non uniforme et contrôlée, transparente ou opaque.

2. Vitrage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la feuille de matériau polymère présente une intensité variable de teinte dans la masse sur toute sa surface.

3. Vitrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la feuille de matériau polymère est teintée dans la masse sur une partie, mais non la totalité de sa surface.

4. Vitrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la feuille de matériau polymère comporte plusieurs côtés et est teintée dans la masse selon une bande périphérique le long d’un côté au moins.

5. Vitrage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la feuille de matériau polymère est teintée dans la masse en plusieurs teintes différentes.

6. Vitrage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la feuille de matériau polymère présente au moins une zone de dégradé d’une teinte dans la masse.

7. Vitrage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la feuille de matériau polymère est choisie parmi une feuille de poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA), polycarbonate (PC), polyuréthane (PU) structural, polyamide (PA), polyester.

8. Vitrage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la feuille de matériau polymère a une épaisseur comprise entre 1 et 22 mm.

9. Feuille de matériau polymère teintée dans la masse apte à entrer dans la composition d’un vitrage monolithique ou feuilleté, simple ou multiple selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle est teintée dans la masse de manière non uniforme et contrôlée, transparente ou opaque.

10. Procédé de fabrication d’un vitrage monolithique ou feuilleté, simple ou multiple selon l’une des revendications 1 à 8, comprenant une mise en contact d’une partie au moins d’une au moins des deux surfaces principales d’une feuille de matériau polymère transparente structurale avec une teinture liquide, pendant une durée proportionnelle à l’intensité désirée de teinte dans la masse.

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la mise en contact avec une teinture liquide est effectuée par trempage (en anglais « dip coating »), écoulement (en anglais « flow coating »), rideau (en anglais « curtain coating»), jet d’encre ou sérigraphie.

12. Procédé selon l’une des revendications 10 ou 1 1 , caractérisé en ce que la teinture liquide est en phase aqueuse.

13. Application d’un vitrage monolithique ou feuilleté, simple ou multiple selon l’une des revendications 1 à 8 comme vitrage de véhicule terrestre, aérien ou aquatique, ou de bâtiment, comportant au moins une feuille de matériau polymère transparente structurale, à fonction d’atténuation lumineuse telle que pare-soleil, teintée transparente ou opaque.

Description:
VITRAGE A FEUILLE DE MATERIAU POLYMERE STRUCTURALE NON UNIFORMEMENT TEINTEE DANS LA MASSE

La présente invention a trait à l’intégration d’une fonction d’atténuation lumineuse telle que pare-soleil, dans un vitrage de véhicule terrestre, aérien ou aquatique, ou même de bâtiment.

Une fonction telle que pare-soleil est usuellement obtenue soit par le collage d’une feuille autocollante (en anglais : « sticker »), soit, dans un vitrage feuilleté, par une couche adhésive intercalaire dont une partie seulement est teintée. Une couche adhésive intercalaire désigne un matériau polymère thermoplastique non structural collant entre elles des feuilles transparentes structurales de vitrage feuilleté, en verre ou matériau polymère structural dont les exemples les plus courants sont le poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA) et le polycarbonate (PC). Les couches adhésives intercalaires les plus fréquemment utilisées sont le polyvinylbutyral (PVB), le polyuréthane (PU) et le copolymère éthylène - acétate de vinyle (EVA).

Le terme « structural » qualifie des feuilles constitutives d’un feuilleté, dont elles sont aptes à procurer les propriétés mécaniques, de résistance au choc, absorption de choc et contrainte, rigidité notamment. Les couches adhésives intercalaires ne sont pas structurales.

Dans les réalisations connues, différentes difficultés se présentent.

Un sticker pare-soleil est difficile à poser : présence éventuelle de bulles entre le substrat et le sticker, substrat non plan de géométrie complexe, non développable telle qu’à double courbure. L’atténuation lumineuse obtenue par application d’une peinture s’accompagne d’autres problèmes : surépaisseur, adhésion de la peinture, solvants indésirables...

Les inventeurs se sont attachés à mettre à disposition un vitrage de véhicule ou de bâtiment comportant au moins une feuille de matériau polymère transparente structurale à fonction d’atténuation lumineuse contrôlée, teintée transparente ou opaque, qui soit facile à fabriquer et mettre en oeuvre industriellement. Ce but a été atteint par l’invention qui, en conséquence, a pour objet un vitrage monolithique ou feuilleté, simple ou multiple comprenant une feuille de matériau polymère transparente structurale teintée dans la masse, caractérisé en ce que la feuille de matériau polymère est teintée dans la masse de manière non uniforme et contrôlée, transparente ou opaque.

Au sens de l’invention, on entend par feuille de matériau polymère transparente structurale une feuille susceptible de constituer à elle seule un vitrage monolithique, et ayant un module élastique de l’ordre de 1500 MPa par exemple.

De manière bien reconnue dans le domaine, un vitrage monolithique désigne un vitrage constitué d’une unique feuille transparente structurale, en l’occurrence dans le cadre de l’invention, en matériau polymère structural. Un vitrage feuilleté comporte, outre cette dernière, au moins une ou plusieurs autres feuilles transparentes structurales, également en matériau polymère ou en verre minéral, tel que sodocalcique, aluminosilicate, éventuellement trempé thermiquement ou chimiquement, toutes ces feuilles transparentes structurales étant collées les unes aux autres en un bloc feuilleté par l’intermédiaire de couches adhésives intercalaires.

Un vitrage constitué d’une unique feuille transparente structurale ou bien d’un unique bloc feuilleté est appelé vitrage simple.

Un vitrage constitué de plusieurs feuilles transparentes structurales et/ou blocs transparents feuilletés séparé(e)s les un(e)s des autres deux à deux par une lame d’air, gaz rare... sec au moyen d’un cadre d’entretoisement, est appelé vitrage multiple (double, triple...).

La teinte obtenue n’apporte ici aucune surépaisseur et donc, dans le cas de vitrages feuilletés, aucun risque de défaut de désaérage, de distorsion optique (défaut local de parallélisme).

Selon d’autres caractéristiques préférées du vitrage de l’invention :

- la feuille de matériau polymère présente une intensité variable de teinte dans la masse sur toute sa surface ;

- la feuille de matériau polymère est teintée dans la masse sur une partie, mais non la totalité de sa surface ; la feuille demeure, sur la partie non teintée de sa surface, transparente et incolore ; - la feuille de matériau polymère comporte plusieurs côtés et est teintée dans la masse selon une bande périphérique le long d’un côté au moins; il peut s’agir usuellement d’un ou plusieurs côtés supérieurs, en général sensiblement horizontaux en position de montage, dans le cas d’une bande pare-soleil ;

- la feuille de matériau polymère est teintée dans la masse en plusieurs teintes différentes ;

- la feuille de matériau polymère présente au moins une zone de dégradé d’une teinte dans la masse ; il s’agit d’un dégradé continu, présentant une variation continue de transmission lumineuse dans ladite zone ; un moyen de réalisation de cette caractéristique sera mentionné ci-après ;

- la feuille de matériau polymère est choisie parmi une feuille de poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA), polycarbonate (PC), polyuréthane (PU) structural, polyamide (PA), polyester ;

- la feuille de matériau polymère a une épaisseur comprise entre 1 et 22 mm.

Un autre objet de l’invention consiste en une feuille de matériau polymère teintée dans la masse apte à entrer dans la composition d’un vitrage monolithique ou feuilleté, simple ou multiple tel que décrit précédemment, caractérisée en ce qu’elle est teintée dans la masse de manière non uniforme et contrôlée, transparente ou opaque.

L’invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d’un vitrage monolithique ou feuilleté, simple ou multiple tel que décrit ci-dessus, comprenant une mise en contact d’une partie au moins d’une au moins des deux surfaces principales d’une feuille de matériau polymère transparente structurale avec une teinture liquide, pendant une durée proportionnelle à l’intensité désirée de teinte dans la masse.

La mise en contact avec une teinture liquide est avantageusement effectuée par trempage (en anglais « dip coating »), écoulement (en anglais « flow coating »), rideau (en anglais « curtain coating»), jet d’encre ou sérigraphie. La technique de rideau désigne un rideau, une lame de teinture liquide qui s’écoule sur une des deux surfaces principales de la feuille de matériau polymère. Il est à remarquer que, de tous les procédés préférés ci- dessus, seul le trempage produit la mise en contact des deux surfaces principales de la feuille de matériau polymère avec la teinture. Ce procédé est extrêmement pratique et simple à mettre en oeuvre industriellement ; il permet aisément de ne teinter qu’une bande périphérique en ne trempant pas le reste de la feuille dans le bain de teinture liquide, il permet aussi de teinter dans la masse la feuille de matériau polymère selon un dégradé en contrôlant la vitesse d’entrée de la feuille dans le bain, sa durée de maintien dans celui-ci puis sa vitesse de sortie du bain de teinture.

La teinture liquide est de préférence en phase aqueuse ; elle peut contenir une proportion mineure de solvants organiques tels qu’alcools, et d’additifs tels qu’agents de modification de la tension superficielle, dispersants...

L’invention a d’autre part pour objet l’application d’un vitrage monolithique ou feuilleté, simple ou multiple tel que décrit précédemment comme vitrage de véhicule terrestre, aérien ou aquatique, ou de bâtiment, comportant au moins une feuille de matériau polymère transparente structurale, à fonction d’atténuation lumineuse telle que pare-soleil, teintée transparente ou opaque.

L’invention sera mieux comprise à la lumière de l’exemple de réalisation suivant.

Exemple

On teinte dans la masse des feuilles de poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA) bi-étiré de 5 mm d’épaisseur, commercialisé par la Société Saint- Gobain Sully sous la marque enregistrée Acrylex®.

On utilise comme formulation mère, qui sera diluée dans de l’eau, une teinture liquide contenant au plus 50 % en masse d’alcool benzylique, et au plus 2 % en masse de docusate sodium (agent dispersant), commercialisée par la Société Techniques Chimiques Nouvelles, Malakoff (France) sous la référence commerciale GTC.

Le panel de couleur est vaste. On utilise la teinture noire. Le procédé choisi pour créer un dégradé de teinte est le trempage vertical.

La vitesse de trempe et de détrempe définit l’intensité de la teinte (en fonction de la vitesse de déplacement du front (liquide / air)). Dans le cadre de ces essais, l’entrée des feuilles de PMMA dans le bain et leur sortie du bain est quasi instantanée.

Grâce à l’aide de rubans de masquage, la limite teinte /non-teinte peut être définie précisément (en localisation sur la feuille de PMMA).

Trois variables peuvent être ajustées pour obtenir la teinte ou le dégradé de teinte désiré :

température du bain : joue sur la vitesse de diffusion de la teinte dans le matériau (entre 20 et 90 °C) ;

concentration de la teinture mère dans le bain : plus la teinture est concentrée, plus intense sera la teinte ;

temps de contact verre organique / teinture : plus le séjour sera long, plus la teinte sera intense.

Essai A :

Dilution 1/6 eau (un volume de teinture dans cinq volumes d’eau)

Température du bain 25 °C

Agitation du bain 50 rpm (tours par minute)

2 faces en contact (deux faces de la feuille de PMMA en contact avec le bain de teinture liquide) Chacune des éprouvettes ci-dessous est immergée dans le bain pendant une durée variable.

Pour chacune, un rinçage à l’eau de ville est effectué un certain temps variable après la sortie de l’éprouvette du bain de teinture. L’intensité de la teinte obtenue est évaluée par mesure de la transmission lumineuse (TL) au moyen d’un spectrophotomètre selon la norme NF EN 410 dernière version (Avril 2011 ).

Les résultats sont consignés dans le tableau ci-dessous.

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Essai B :

Dilution 1/6 eau

Température du bain 25 °C

15 Agitation du bain 50 rpm

2 faces en contact-rinçage immédiat à l’eau de ville (c’est-à-dire immédiatement à la sortie de la feuille de PMMA du bain)

Commentaire : La maîtrise du laps de temps avant rinçage permet de maîtriser finement le temps de contact teinture / verre organique et donc in-fine la teinte. La variation d’intensité de la teinte en fonction de la durée d’immersion est de ce fait plus régulière qu’à l’essai A. Dans les essais suivants, chaque éprouvette sera donc également rincée à l’eau immédiatement à la sortie du bain de teinture.

Essai C

Dilution 1/6 eau

Température du bain 25 °C

Agitation du bain 0 rpm

2 faces en contact-rinçage immédiat à l’eau de ville

Essai D

Dilution 1/6 eau

Température du bain 60 °C

Agitation du bain 0 rpm

2 faces en contact-rinçage immédiat à l’eau de ville

Cet essai D illustre l’effet de la température du bain (ici plus élevée) sur l’intensité de la teinte (plus forte).

5

Il est précisé que dans les applications de vitrage visées, la face du vitrage destinée à être en contact avec l’atmosphère extérieure est préservée de tout contact avec le bain de teinture. Si cette face appartient à la feuille de matériau polymère teintée dans la masse, et que le procédé de trempage est îo employé, un masquage recouvrira cette surface principale de la feuille pour la protéger, et seule l’autre des deux surfaces principales de la feuille (orientée vers l’intérieur du véhicule ou du bâtiment en position de montage) sera en contact avec le bain.

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