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WO2025104057A1 - Vitrage feuilleté asymétrique, procédé de fabrication associé - Google Patents

Vitrage feuilleté asymétrique, procédé de fabrication associé Download PDF

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Publication number
WO2025104057A1
WO2025104057A1 PCT/EP2024/082116 EP2024082116W WO2025104057A1 WO 2025104057 A1 WO2025104057 A1 WO 2025104057A1 EP 2024082116 W EP2024082116 W EP 2024082116W WO 2025104057 A1 WO2025104057 A1 WO 2025104057A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
glazing
bending
glass
glass sheet
interlayer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2024/082116
Other languages
English (en)
Inventor
Thibault RAPENNE
Jérôme Gobin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Sekurit France
Original Assignee
Saint Gobain Sekurit France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Sekurit France filed Critical Saint Gobain Sekurit France
Publication of WO2025104057A1 publication Critical patent/WO2025104057A1/fr
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B32B2307/7375—Linear, e.g. length, distance or width
    • B32B2307/7376—Thickness

Definitions

  • the present invention belongs to the general field of glazing production.
  • the invention relates more particularly to an asymmetric laminated glazing, as well as to a method for manufacturing such an asymmetric laminated glazing.
  • the invention finds a particularly advantageous, although in no way limiting, application in the manufacture of laminated glazing for the automotive sector (roof, side window, windshield, rear window).
  • the technology for manufacturing glazing intended for motor vehicles has undergone major developments based on different design criteria.
  • automotive glazing and particularly side glazing, was initially designed monolithically and using thermal toughening treatments. This approach resulted in excellent resistance properties.
  • laminated glazing in which the glass sheets used have identical thicknesses.
  • Such laminated glazing also makes it possible to achieve very good resistance while offering the addition of various functionalities, such as a sound attenuation function.
  • the combination of this lamination principle with thermal tempering or semi-tempering operations of the glass sheets further reinforces the resistance of the manufactured glazing, particularly with regard to external impacts (in particular in the event of a break-in and possibly stone chipping) or internal impacts (laminated glass keeps the occupants inside the passenger compartment in the event of an accident and the vehicle rolling over; they thus prevent irreparable injuries when an occupant is partially ejected from the vehicle).
  • laminated glazings are nevertheless not without drawbacks. In particular, they are particularly heavy and bulky elements. Design practices have therefore continued to evolve towards the production of laminated glazings with reduced weight and size. More recently, the production of so-called "asymmetric" laminated glazings has been proposed, i.e. laminated glazings in which the two assembled sheets of glass have different thicknesses.
  • the glazing comprises a very thin sheet of glass, typically of the order of a millimeter, generally placed opposite an interior environment (e.g., the interior side of the vehicle). The thicker sheet of glass, for its part, is therefore generally placed opposite an exterior environment (e.g., the exterior side of the vehicle).
  • the present invention aims to overcome all or part of the drawbacks of the prior art, in particular those set out above, by proposing a solution which makes it possible to obtain asymmetric laminated glazings whose curved appearance is not very pronounced and whose production is simpler and more environmentally friendly than that of asymmetric glazings of the state of the art.
  • the invention relates to a laminated glazing comprising a first and a second glass sheet assembled by an interlayer, the first glass sheet being thermally reinforced and having a thickness greater than 1.8 mm, the second glass sheet being free of toughening treatment and having a thickness less than 1.6 mm, said glazing having at least a first bending curvature defining a bending depth between a surface arc and a chord supporting said arc, so as to be associated with a first bending ratio between the length of said chord and said bending depth, said glazing being further shaped so that a flattening coefficient at least equal to said first bending ratio is greater than 250.
  • the laminated glazing according to the invention corresponds to an asymmetrical laminated glazing and is configured so as to make it possible to circumvent the drawbacks inherent in the implementation of chemical toughening by relying on results obtained by the inventors after simulation and test campaigns.
  • the inventors sought to characterize the acceptable curvatures for asymmetrical laminated glazings so that it is not necessary to impose a toughening treatment on all or part of the glass sheets used in their composition, while guaranteeing a low level of stress within the thinnest glass sheet (i.e. the second glass sheet in this case), and it being understood that the asymmetrical laminated glazing has, once assembled, excellent robustness (thanks to the sufficient level of stress within the thickest glass sheet and the presence of the interlayer).
  • the solution proposed by the invention therefore consists of an asymmetric laminated glazing in which the thinnest sheet of glass is devoid of any tempering treatment.
  • the second sheet of glass has not undergone any thermal strengthening (semi-tempering or tempering), nor any chemical tempering, and is therefore directly formed from flat glass supplied at the output of a float glass production line (glass called "float” in Anglo-Saxon literature).
  • the glazing according to the invention has a substantially flat geometry characterized by the values which can be taken by said flattening coefficient.
  • This substantially flat geometry is achieved within limits which advantageously allow it to acquire excellent robustness while avoiding the implementation of tempering treatments on the second sheet of glass.
  • the laminated glazing may also include one or more of the following characteristics, taken individually or in all technically possible combinations.
  • the glazing has a second bending curvature in a direction essentially perpendicular to the first bending curvature, so as to be associated with a second bending ratio, said flattening coefficient being equal to the sum of said first and second bending ratios.
  • the flattening coefficient is greater than 500.
  • the thickness of the second glass sheet is less than 1.2 mm, for example less than 1 mm.
  • the thickness of the first glass sheet is greater than 2.1 mm, or greater than 2.6 mm, or greater than 2.85 mm, or greater than 3.15 mm, or greater than 3.5 mm or greater than 3.85 mm.
  • the interlayer comprises a polymer material comprising a polyvinyl butyral layer having a loss factor tan( ⁇ ) greater than 0.8 and a shear modulus G' less than 20 MPa at frequencies between 500 Hz and 5000 Hz at a temperature of 20°C.
  • the interlayer comprises a transparent adhesive material of the “OCA” type, such as for example a latex glue.
  • the interlayer is made of ethylene vinyl acetate.
  • the invention relates to a use of a glazing according to the invention in a home or in road, air, sea or rail transport, preferably as window glazing in motor vehicles, in particular as a windshield, rear glazing, side glazing or roof glazing.
  • the invention relates to a motor vehicle comprising glazing according to the invention.
  • the invention relates to a method of manufacturing glazing according to the invention, said method comprising steps of: - obtaining the first sheet of glass in a flat state as well as the second sheet of glass in a flat state, - thermal bending of the first sheet of glass according to said flattening coefficient, - thermal reinforcement of the first sheet of glass, - assembly of the first and second glass sheets into a laminated glazing, the interlayer being placed between the first and second glass sheets, said assembly comprising cold bending of the second glass sheet against the first glass sheet, - extraction of air contained in the assembled laminated glazing.
  • the manufacturing method according to the invention is particularly advantageous in that it makes it possible to obtain a robust asymmetric laminated glazing, the production of which is simpler and more environmentally friendly than that of asymmetric glazing of the state of the art given the absence of toughening treatment of the thinnest glass sheet.
  • the manufacturing process may also include one or more of the following characteristics, taken individually or in all technically possible combinations.
  • the air extraction step is carried out by calendering the laminated glazing.
  • said method further comprises, after the air extraction step, a step of autoclaving the assembled laminated glazing.
  • the assembly step comprises, after cold bending of the second glass sheet, holding in position the stack formed by the glass sheets and the interlayer.
  • the laminated glazing 100 is intended to equip a motor vehicle, such as for example a car. This is more specifically a side glazing of a car, but nothing of course excludes considering a rear glazing, a windshield or even a roof glazing.
  • the glazing 100 comprises a first sheet of glass 110 and a second sheet of glass 120 assembled by an interlayer 130.
  • glass sheet is meant a plate formed from a transparent material.
  • the transparent material may be mineral glass, such as soda-lime, aluminosilicate, or borosilicate glass.
  • the transparent material may be organic glass, such as stretched polymethyl methacrylate (stretched PMMA), unstretched polymethyl methacrylate, polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), or polyurethane (PU).
  • stretched PMMA stretched polymethyl methacrylate
  • PC polycarbonate
  • PET polyethylene terephthalate
  • PU polyurethane
  • the two glass sheets 110, 120 may be made of different transparent materials.
  • one or both of the glass sheets 110, 120 may be tinted (A tinted glass is a glass comprising a desired inorganic pigment, such as iron oxide, cobalt oxide, chromium oxide, etc.).
  • a tinted glass is a glass comprising a desired inorganic pigment, such as iron oxide, cobalt oxide, chromium oxide, etc.
  • the two glass sheets 110, 120 may be of different tints.
  • the interlayer 130 is for example made of a polymer material, such as for example of the PVB (polyvinyl butyral) type. More specifically, in the present embodiment, this polymer material is of the “acoustic” type, that is to say having the function of reducing the sounds passing through the glazing 100. To be qualified as acoustic, such a polymer material comprises at least one layer of polymer material (generally PVB) having a loss factor tan( ⁇ ) greater than 0.8 and a shear modulus G’ less than 20 MPa at frequencies between 500 Hz and 5000 Hz at a temperature of 20°C.
  • PVB polyvinyl butyral
  • viscoelastic properties are for example evaluated by a person skilled in the art by means of a plane shear measurement according to the ISO 6721 standard (Determination of dynamic mechanical properties) using a viscoanalyzer of the Metravib 01dB Metravib VA4000 type.
  • an acoustic polymer material When such a layer of acoustic polymer material is implemented, it may constitute the only layer of the interlayer 130, or be juxtaposed with at least one other layer of polymer material.
  • An interlayer 130 having acoustic properties may in particular be produced by assembling at least three layers of PVB, an inner layer being softer than two other layers surrounding it.
  • an acoustic polymer material causes a laminated glazing to lose a little rigidity, compared to a conventional polymer material.
  • a conventional polymer material is therefore more suitable for a laminated glazing for which high rigidity is primarily expected.
  • a conventional polymer material generally has a shear modulus G' greater than 100 MPa and a loss factor tan( ⁇ ) less than 0.4 at frequencies between 500 Hz and 5000 Hz at a temperature of 20°C.
  • the interlayer 130 comprises a transparent adhesive material of the “OCA” type (acronym for “Optical Clear Adhesive”), such as for example a latex glue, more particularly an acoustic latex glue (the thickness of the glue is for example less than 100 ⁇ m, ideally 30 ⁇ m).
  • OCA optical Clear Adhesive
  • the interlayer 130 is made of EVA (ethylene vinyl acetate).
  • the glazing 100 corresponds more particularly to an asymmetric laminated glazing. Consequently, the first and second glass sheets 110, 120 have different thicknesses. More particularly, in the present embodiment described with reference to the , the first glass sheet 110 has a thickness greater than 1.8 mm, the thickness of the second glass sheet 120 being less than 1.6 mm.
  • the first sheet of glass 110 (more particularly face 1 of the glazing 100, in accordance with the convention traditionally used in the field of glazing) is configured to be placed facing the environment outside the vehicle.
  • the second sheet of glass 120 (more particularly face 4 of the glazing 100) is configured to be placed facing the interior environment (i.e. the passenger compartment) of the vehicle.
  • the respective thickness values of the first and second glass sheets 110, 120 considered in the present embodiment are not limiting of the invention.
  • the thickness of the second glass sheet 120 is less than 1.2 mm, for example less than 1 mm and/or the thickness of the first glass sheet 110 is greater than 2.1 mm, or greater than 2.6 mm, or greater than 2.85 mm, or greater than 3.15 mm, or greater than 3.5 mm or greater than 3.85 mm.
  • the first glass sheet 110 that is to say the thickest glass sheet among the two glass sheets of the glazing 100, is thermally reinforced.
  • the first glass sheet 110 is semi-tempered or tempered.
  • the thermal strengthening operation by tempering is generally carried out just after bending the glass (by rapidly cooling the latter by blowing air on its two faces, from the bending temperature), as well as before assembly of the laminated glazing 100.
  • semi-tempered glass also known as "thermally toughened”
  • the production of semi-tempered glass is carried out on an identical installation to that of thermally toughened glass. Although the heating conditions are identical, the cooling air blowing power is lower.
  • very thin glass sheets such as said second glass sheet 120
  • Cold-bending is preferred for this type of glass sheet since thermal bending (i.e. hot bending) generally affects the optical quality of the latter.
  • Cold bending is a term that traditionally refers to a deformation process occurring in the elastic region of the glass.
  • thermal bending refers to the hot bending of the glass at its deformation temperature, causing it to permanently deform after returning to room temperature.
  • Thermal bending is more specifically carried out at a temperature above the glass transition temperature and generally at a temperature above 550°C.
  • the general principle of the present invention aims to circumvent the drawbacks inherent in the implementation of chemical toughening by relying on results obtained by the inventors after simulation and test campaigns. More particularly, starting from the observation that more and more laminated glazings are manufactured so as to have a substantially flat geometry (this applies in particular, but not exclusively, in the automotive field), the inventors sought to characterize the acceptable curvatures for asymmetrical laminated glazings so that it is not necessary to impose such a chemical toughening treatment on them while guaranteeing a low level of stress within the thinnest glass sheet, and it being understood that the asymmetrical laminated glazing has, once assembled, excellent robustness (thanks to the sufficient level of stress within the thickest glass sheet and the presence of the interlayer).
  • the second glass sheet 120 that is to say the thinnest glass sheet among the two glass sheets of the glazing 100, is not subjected to any tempering treatment.
  • the second glass sheet 120 has not undergone any thermal strengthening (semi-tempering or tempering), nor any chemical tempering, and is therefore directly formed from flat glass supplied at the output of a float glass production line (glass called “float” in the English literature).
  • the glazing 100 has in the present embodiment two bending curves corresponding to characteristics which will now be described.
  • a glass sheet can be curved in one or more directions, each of these directions being associated with a bending curvature (i.e. a radius of curvature).
  • a bending curvature i.e. a radius of curvature.
  • Each bending curvature makes it possible to define a bending depth between a surface arc (i.e. an arc running along the surface of the glass sheet) and a chord supporting said arc.
  • the glazing 100 has a first bending curvature (in this example corresponding to the most pronounced bending) associated with the bending depth of the longest arc ARC_F running across the surface of the glazing 100.
  • This bending depth of the first bending curvature is also called “arrow F”, and corresponds more specifically to the segment having as ends the middle of said arc ARC_F and the middle of the chord C_F which subtends said arc ARC_F.
  • the glazing 100 also has a second bending curvature in a direction essentially perpendicular to the first bending curvature.
  • This second bending curvature also called double bending (“cross-bending” or “cross-curvature” in the English literature), is generally less pronounced than the first bending curvature. It is furthermore associated with the bending depth of the arc ARC_DB essentially perpendicular to the longest arc ARC_F.
  • This bending depth of the second bending curvature is also called “double bending DB”, and corresponds more specifically to the segment having as ends the middle of said arc ARC_DB and the middle of the chord C_DB which subtends said arc ARC_DB.
  • the asymmetric laminated glazing 100 has a substantially flat geometry, within limits advantageously allowing it to acquire excellent robustness while avoiding the implementation of toughening treatments of the second glass sheet 120.
  • the glazing 100 is shaped so that a flattening coefficient COEF_FLAT equal to the sum of the first bending ratio R_F and the second bending ratio R_DB is greater than 250.
  • an asymmetric laminated glazing 100 was considered in which the thickness of the first glass sheet 110 (respectively of the second glass sheet 120) is equal to 2.1 mm (respectively equal to 1.1 mm).
  • the interlayer 130 is a PVB layer with a thickness equal to 0.76 mm.
  • the values of the parameters C_F, F, R_F, C_DB, DB and R_DB are expressed in millimeters.
  • the first column bearing the reference “%” corresponds to a flattening ratio of the glazing 100 with respect to a nominal configuration of said same glazing 100 (the flattening here refers to a reduction of the bending depths F and DB).
  • Said nominal configuration corresponds in terms of curvature to the geometry which would typically be sought in the state of the art (i.e. if the chemical treatment of the second glass sheet 120 is authorized), and is associated with values F and DB respectively equal to 8.39 mm and 19.45 mm.
  • This nominal configuration is indicated in the table in the 0% row.
  • the column bearing the reference “CO_F4” includes the surface stress values measured at the face 4 of the glazing 100 (i.e. the face of the second sheet of glass 120 facing the interior of the vehicle). These values are expressed in MPa, and are here all negative given the measurement convention chosen and the fact that these are compressive surface stresses (it is understood that positive stresses having the same values can be measured symmetrically on face 3, these positive stresses therefore corresponding to extension surface stresses).
  • these surface stresses correspond to mechanical residual stresses resulting from the assembly of the asymmetric laminated glazing 100.
  • these residual stresses result in particular from the thermal bending and thermal reinforcement of the first glass sheet 110, as well as from the cold bending of the second glass sheet 120.
  • said surface stresses are essentially located at the periphery, typically at the level of the larger edges.
  • a surface stress is measured by a device operating on the principle of polariscopy such as the Scalp-04 polariscope marketed by GlasStress Ltd, Tallin 10912 Estonia.
  • the flattening coefficient COEFF_FLAT is greater than 250 for the flattening ratios 40%, 60% and 80%. This corresponds in particular to a surface stress lower (in absolute value) than 20 MPa, which corresponds to a stress level which makes it possible to very significantly limit the risk of breakage of the second glass sheet 120 as observed by the inventors.
  • the inventors were also able to measure that the asymmetric laminated glazing 100 considered in the example of the has a surface stress level greater than 40 MPa or greater than 80 MPa at the first glass sheet 110 depending on whether the latter has undergone semi-tempering or thermal tempering respectively. Such a stress level at the first glass sheet 110 supports the conclusion that the glazing 100 thus obtained has excellent robustness.
  • the asymmetric laminated glazing 100 has been described up to now considering that the flattening coefficient COEFF_FLAT was at least greater than 250. However, nothing excludes considering, in more particular embodiments, a stronger constraint in terms of flattening, such as for example a flattening coefficient COEFF_FLAT at least greater than 500.
  • the asymmetric laminated glazing 100 has also been described by considering that the flattening coefficient COEFF_FLAT corresponds to the sum of the first bending ratio R_F and the second bending ratio R_DB. This way of proceeding only corresponds to a variant implementation of the invention, and nothing excludes the flattening coefficient COEFF_FLAT from being equal to only one of the two bending ratios R_F, R_DB.
  • the invention also relates to a method for manufacturing the asymmetric laminated glazing 100 of the .
  • Said method is implemented using a shaping installation meeting characteristics known to the person skilled in the art.
  • said shaping installation typically comprises a device for heating glass sheets (e.g. an oven), a device for thermally bending glass sheets, a device for cold bending glass sheets and a device for thermally reinforcing glass sheets. Steps of said manufacturing method are illustrated in the , according to a particular mode of implementation.
  • the manufacturing method begins with a step H10 of obtaining the first glass sheet 110 in the flat state as well as the second glass sheet 120 in the flat state.
  • the first and second glass sheets 110, 120 are cut from a ribbon of float glass.
  • the first and second glass sheets 110, 120 may have the same outline before bending. They may further be shaped at their edges after being cut.
  • the term "obtaining” may cover all or part of the intermediate stages in the production of glass sheets in the flat state (cutting, shaping, etc.), or may refer solely to obtaining glass sheets which have already undergone all the aforementioned production operations.
  • the first glass sheet 110 is thermally curved during a step H20 of the manufacturing process. Said thermal curving is carried out according to said flattening coefficient COEFF_FLAT, that is to say so that the first glass sheet 110 has, once curved, a flattening coefficient at least greater than 250, or even at least greater than 500 as described previously.
  • the bending of the first glass sheet 110 therefore determines that of the asymmetric laminated glazing 100 once it is finalized.
  • Bending methods suitable for a glass sheet are for example of the “bending on the move between two beds of rollers” type (as described in documents WO2005047198 or WO2004033381) or of the “bending by pressing” type (as described in documents WO0206170 or WO2017178733).
  • the first sheet of glass 110 is then thermally reinforced (tempered or semi-tempered) during a step H30 of the manufacturing process.
  • the manufacturing method then comprises a step H40 of assembling the first and second glass sheets 110, 120 into said laminated glazing 100, the interlayer 130 being placed between the first and second glass sheets 110, 120.
  • Said assembly notably comprises cold bending of the second glass sheet 120 against the first glass sheet 110.
  • the assembly of the asymmetric laminated glazing 100 from the first and second sheets of glass 110, 120 and the interlayer 130 can be carried out according to any method known to those skilled in the art.
  • this assembly comprises a pre-assembly in which the interlayer 130 is deposited on one of the faces of the first glass sheet 110 or of the second glass sheet 120. More specifically, in the case where the intermediate layer 130 is made of PVB or EVA, it is typically deposited on the face 2 of the first glass sheet 110. If, on the other hand, the interlayer 130 comprises an OCA material, in particular a liquid OCA material, the latter is deposited on the face 3 of the second glass sheet 120.
  • a suitable device bears against the face 4 of the second glass sheet 120, for example at a central zone of said second glass sheet 120, in order to deform it cold and press it against the first glass sheet 110.
  • the step H40 assembly may also include drying of the stack formed by the sheets 110, 120 and the interlayer 130.
  • the assembly step H40 may also comprise, after the cold bending of the second glass sheet 120, holding in position the stack formed by the first and second glass sheets 110, 120 and the interlayer 130.
  • Such holding in position advantageously makes it possible to stabilize said stack and thus minimize the risks of misalignment between the first glass sheet 110 and the second glass sheet 120.
  • Said holding may be carried out according to any method known to the person skilled in the art, for example by means of clamps or the creation of hot spots between the glass sheets 110, 120.
  • the manufacturing method also comprises a step H50 of extracting air contained in the assembled asymmetric laminated glazing 100.
  • This step H50 of air extraction or “deaeration” is for example carried out at the same time as the drying of the assembled asymmetric laminated glazing 100 when the interlayer 130 comprises an OCA material, in particular a liquid OCA material.
  • Said air extraction step H50 is for example carried out by calendering the assembled asymmetric laminated glazing 100.
  • any air extraction method known to those skilled in the art can be considered, such as for example vacuuming (the assembled glazing 100 being for example enclosed in a bag in which a vacuum is created).
  • the manufacturing method may also comprise, after the assembly step H40, an autoclaving step (not shown in the ) of the assembled 100 glazing.

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Abstract

Vitrage feuilleté asymétrique, procédé de fabrication associé L'invention concerne un vitrage feuilleté (100) comportant une première (110) et une deuxième (120) feuilles de verre séparées par une couche intercalaire (130), la première feuille de verre (110) étant renforcée thermiquement et d'épaisseur supérieure à 1,8 mm, la deuxième feuille de verre (120) étant dénuée de traitement de trempe et d'épaisseur inférieure à 1,6 mm. Ledit vitrage (100) présente au moins une première courbure de bombage définissant une profondeur de bombage entre un arc de surface et une corde soutenant ledit arc, de sorte à être associé à un premier rapport de bombage entre la longueur de ladite corde et ladite profondeur de bombage. Par ailleurs, ledit vitrage (100) est conformé de sorte qu'un coefficient d'aplanissement au moins égal audit premier rapport de bombage est supérieur à 250.

Description

Vitrage feuilleté asymétrique, procédé de fabrication associé
La présente invention appartient au domaine général de la production de vitrages.
L’invention concerne plus particulièrement un vitrage feuilleté asymétrique, ainsi qu’un procédé de fabrication d’un tel vitrage feuilleté asymétrique. L’invention trouve une application particulièrement avantageuse, bien que nullement limitative, dans la fabrication de vitrages feuilletés pour le domaine automobile (toit, vitre latérale, pare-brise, lunette arrière).
La technologie de fabrication de vitrages destinés à équiper des véhicules automobiles a connu des évolutions majeures en fonction de différents critères de conception.
Ainsi, les vitrages automobiles, et notamment les vitrages latéraux, ont tout d’abord été conçus de manière monolithique et en utilisant des traitements de trempe thermique. Cette manière de procéder a permis d’aboutir à d’excellentes propriétés de résistance.
Par la suite, il a été proposé de concevoir des vitrages feuilletés dans lesquels les feuilles de verre utilisées présentent des épaisseurs identiques. De telles vitrages feuilletés permettent là aussi d’atteindre une très bonne résistance tout en proposant l’ajout de fonctionnalités diverses, comme par exemple une fonction d’atténuation acoustique. De surcroit, la combinaison de ce principe de feuilletage avec des d’opérations de trempe ou semi-trempe thermique des feuilles de verre renforce d’autant plus la résistance du vitrage fabriqué, notamment vis-à-vis de chocs extérieurs (notamment en cas d’effraction et éventuellement au gravillonnage) ou intérieurs (les vitres feuilletées permettent de maintenir les occupants à l’intérieur de l’habitacle en cas d’accident et de retournement du véhicule ; elles préviennent ainsi des blessures irrémédiables lorsqu’un occupant est partiellement éjecté du véhicule).
De tels vitrages feuilletés ne sont néanmoins pas dépourvus d’inconvénients. En particulier, ils constituent des éléments particulièrement lourds et volumineux. Les pratiques de conception ont donc continué à évoluer vers la production de vitrages feuilletés dont le poids et l’encombrement sont réduits. Il a ainsi été proposé plus récemment la réalisation de vitrages feuilletés dits « asymétriques », c’est-à-dire des vitrages feuilletés dans lesquels les deux feuilles de verre assemblées présentent des épaisseurs différentes. En pratique, le vitrage comporte une feuille de verre très mince, typiquement de l’ordre du millimètre, généralement placée en regard d’un environnement intérieur (par ex. côté intérieur du véhicule). La feuille de verre plus épaisse, quant à elle, est donc généralement placée en regard d’un environnement extérieur (par ex. côté extérieur du véhicule).
Le fait qu’une des feuilles de verre soit beaucoup plus mince que l’autre peut entrainer une baisse de rigidité, et donc a fortiori une dégradation de la résistance aux chocs. Pour remédier à cet inconvénient, les fabricants ont dès lors opté de manière systématique pour la mise en œuvre de traitements de durcissement de la feuille de verre la plus mince, plus particulièrement via le recours à une trempe chimique.
Cette manière de procéder présente un certain nombre d’inconvénients. En effet, la trempe chimique est un processus coûteux, long et complexe à mettre en œuvre car elle nécessite de maintenir la feuille de verre à haute température et pendant plusieurs heures dans différents bains de sels alcalins afin d’obtenir les bons niveaux de contraintes de surface. Elle donne lieu à des rendements très médiocres avec de nombreuses casses lors des manipulations, du lavage avant ou après trempe chimique et lors de l’opération de trempe elle-même. De surcroit, elle constitue une solution désavantageuse du point de vue environnemental puisque les produits traités sont difficilement recyclables.
Il importe de noter que si les éléments qui précèdent ont été décrits dans le contexte applicatif des véhicules automobiles, ils n’en restent pas moins valables dans d’autres domaines applicatifs, comme par exemple le domaine de l’habitat ou bien encore des transports aériens, maritimes ou ferroviaires, etc.
La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur, notamment ceux exposés ci-avant, en proposant une solution qui permette d’obtenir des vitrages feuilletés asymétriques dont l’aspect courbé est peu prononcé et dont la production est plus simple et plus respectueuse de l’environnement que celle des vitrages asymétriques de l’état de la technique.
A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention concerne un vitrage feuilleté comportant une première et une deuxième feuilles de verre assemblées par une couche intercalaire, la première feuille de verre étant renforcée thermiquement et d’épaisseur supérieure à 1,8 mm, la deuxième feuille de verre étant dénuée de traitement de trempe et d’épaisseur inférieure à 1,6 mm, ledit vitrage présentant au moins une première courbure de bombage définissant une profondeur de bombage entre un arc de surface et une corde soutenant ledit arc, de sorte à être associé à un premier rapport de bombage entre la longueur de ladite corde et ladite profondeur de bombage, ledit vitrage étant en outre conformé de sorte qu’un coefficient d’aplanissement au moins égal audit premier rapport de bombage est supérieur à 250.
Dans son principe général, le vitrage feuilleté selon l’invention correspond à un vitrage feuilleté asymétrique et est configuré de sorte à permettre de contourner les inconvénients inhérents à la mise en œuvre d’une trempe chimique en s’appuyant sur des résultats obtenus par les inventeurs après des campagnes de simulations et de tests.
Plus particulièrement, partant de la constatation que de plus en plus de vitrages feuilletés sont fabriqués de sorte à avoir une géométrie sensiblement plane (cela vaut notamment, mais non exclusivement, dans le domaine de l’automobile), les inventeurs ont cherché à caractériser les courbures acceptables pour des vitrages feuilletés asymétriques de sorte qu’il ne soit pas nécessaire d’imposer un traitement de trempe à tout ou partie des feuilles de verre entrant dans leur composition, tout en garantissant un niveau de contrainte faible au sein de la feuille de verre la plus mince (i.e. la deuxième feuille de verre en l’espèce), et étant entendu que le vitrage feuilleté asymétrique présente, une fois assemblé, une excellente robustesse (grâce au niveau de contrainte suffisant au sein de la feuille de verre la plus épaisse et à la présence de la couche intercalaire).
La solution proposée par l’invention consiste donc en un vitrage feuilleté asymétrique dans lequel la feuille de verre la plus fine est dénuée de traitement de trempe. En d’autres termes, la deuxième feuille de verre n’a subi aucun renforcement thermique (semi-trempe ou trempe), ainsi qu’aucune trempe chimique, et est donc directement formée à partir de verre plat fourni en sortie d’une ligne de production de verre flotté (verre dit « float » dans la littérature anglo-saxonne).
Par ailleurs, pour compenser l’absence de traitement de trempe de la deuxième feuille de verre, et minimiser le risque de casse de cette dernière, le vitrage selon l’invention présente une géométrie sensiblement plane caractérisée par les valeurs pouvant être prises par ledit coefficient d’aplanissement.
Cette géométrie sensiblement plane est réalisée dans des limites lui permettant avantageusement d’acquérir une excellente robustesse tout en évitant la mise en œuvre de traitements de trempe de la deuxième feuille de verre.
Dans des modes particuliers de réalisation, le vitrage feuilleté peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
Dans des modes particuliers de réalisation, le vitrage présente une deuxième courbure de bombage dans une direction essentiellement perpendiculaire à la première courbure de bombage, de sorte à être associé à un deuxième rapport de bombage, ledit coefficient d’aplanissement étant égal à la somme desdits premier et deuxième rapports de bombage.
Dans des modes particuliers de réalisation, le coefficient d’aplanissement est supérieur 500.
Dans des modes particuliers de réalisation, l’épaisseur de la deuxième feuille de verre est inférieure à 1,2 mm, par exemple inférieure à 1 mm.
Dans des modes particuliers de réalisation, l’épaisseur de la première feuille de verre est supérieure à 2, 1 mm, ou supérieure à 2,6 mm, ou supérieure à 2,85 mm, ou supérieure à 3,15 mm, ou supérieure à 3,5 mm ou supérieure à 3,85 mm.
Dans des modes particuliers de réalisation, la couche intercalaire comporte un matériau polymère comprenant une couche de polybutyral de vinyle ayant un facteur de perte tan(δ) supérieur à 0,8 et un module de cisaillement G’ inférieur à 20 MPa aux fréquences comprises entre 500 Hz et 5000 Hz à la température de 20°C.
Dans des modes particuliers de réalisation, la couche intercalaire comporte un matériau adhésif transparent de type « OCA », comme par exemple une colle latex.
Dans des modes particuliers de réalisation, la couche intercalaire est réalisée en éthylène-acétate de vinyle.
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne une utilisation d’un vitrage selon l’invention dans une habitation ou des moyens de transport routiers, aériens, maritimes ou ferroviaires, de préférence en tant que vitrage de fenêtre dans des véhicules automobiles, en particulier en tant que pare-brise, vitrage arrière, vitrage latéral ou vitrage de toit.
Selon un troisième aspect, l’invention concerne un véhicule automobile comportant un vitrage selon l’invention.
Selon un quatrième aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un vitrage selon l’invention, ledit procédé comportant des étapes de :
- obtention de la première feuille de verre à l’état plan ainsi que de la deuxième feuille de verre à l’état plan,
- bombage thermique de la première feuille de verre en fonction dudit coefficient d’aplanissement,
- renforcement thermique de la première feuille de verre,
- assemblage des première et deuxième feuilles de verre en un vitrage feuilleté, la couche intercalaire étant placée entre les première et deuxième feuilles de verre, ledit assemblage comportant un bombage à froid de la deuxième feuille de verre contre la première feuille de verre,
- extraction d’air contenu dans le vitrage feuilleté assemblé.
Le procédé de fabrication selon l’invention est particulièrement avantageux en ce qu’il permet d’obtenir un vitrage feuilleté asymétrique robuste, et dont la production est plus simple et plus respectueuse de l’environnement que celle des vitrages asymétriques de l’état de la technique étant donné l’absence de traitement de trempe de la feuille de verre la plus fine.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé de fabrication peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre, l’étape d’extraction d’air est réalisée par calandrage du vitrage feuilleté.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre, lorsque le vitrage comporte une couche intercalaire PVB, notamment par exemple un PVB acoustique, ledit procédé comporte en outre, après l’étape d’extraction d’air, une étape d’autoclavage du vitrage feuilleté assemblé.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre, l’étape d’assemblage comporte, après le bombage à froid de la deuxième feuille de verre, un maintien en position de l’empilement formé par les feuilles de verre et la couche intercalaire.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :
- la représente schématiquement un mode particulier de réalisation d’un vitrage feuilleté asymétrique selon l’invention ;
- la représente schématiquement deux courbures de bombage du vitrage feuilleté asymétrique de la ;
- la est un tableau illustrant des valeurs de contraintes de surface mesurées au niveau de la feuille de verre la plus mince appartenant au vitrage feuilleté asymétrique de la ;
- la représente, sous forme d’ordinogramme, les principales étapes d’un procédé de fabrication d’un vitrage feuilleté asymétrique selon l’invention.
 Description détaillée de l’invention
La représente schématiquement un mode particulier de réalisation d’un vitrage feuilleté 100 selon l’invention.
Pour la suite de la description, on considère de manière nullement limitative que le vitrage feuilleté 100 est destiné à équiper un véhicule automobile, comme par exemple une voiture. Il s’agit ici plus spécifiquement d’un vitrage latéral d’une voiture, mais rien n’exclut bien entendu d’envisager un vitrage arrière, un pare-brise ou bien encore un vitrage de toit.
Il importe toutefois de noter que le fait de considérer un tel type de vitrage ainsi qu’une telle application de l’utilisation de ce vitrage ne constitue qu’une variante d’implémentation de l’invention. D’une manière générale, aucune limitation n’est attachée à l’utilisation qui peut être faite du vitrage 100. Par exemple, cette utilisation peut se faire dans une habitation (séparation de pièces, vitrage mural, etc.) ou bien encore dans tout type de moyens de transport (routiers, aériens, maritimes ou ferroviaires).
Tel qu’illustré par la , le vitrage 100 comporte une première feuille de verre 110 et une deuxième feuille de verre 120 assemblées par une couche intercalaire 130.
Par « feuille de verre », on entend une plaque formée à partir d’un matériau transparent. Par exemple, le matériau transparent peut être du verre minéral, tel qu’un verre sodocalcique, aluminosilicate, ou borosilicate. Alternativement, le matériau transparent peut être du verre organique, tel que du polyméthacrylate de méthyle étiré (PMMA étiré), du polyméthacrylate de méthyle non étiré, du polycarbonate (PC), du polytéréphtalate d’éthylène (PET) ou du polyuréthane (PU). Il convient de noter que les deux feuilles de verre 110, 120 peuvent être réalisées dans des matériaux transparents différents.
En outre, une seule ou les deux feuilles de verre 110, 120 peuvent être teintées (Un verre teinté est un verre comprenant un pigment inorganique souhaité, comme par exemple de l’oxyde de fer, de l’oxyde de cobalt, de l’oxyde de chrome, etc…). Là aussi, il est à noter que les deux feuilles de verre 110, 120 peuvent être de teintes différentes.
La couche intercalaire 130 est par exemple réalisée dans un matériau polymère, comme par exemple du type PVB (polybutyral de vinyle). De manière plus spécifique, dans le présent mode de réalisation, ce matériau polymère est du type « acoustique », c’est-à-dire ayant la fonction de réduire les sons traversant le vitrage 100. Pour être qualifié d’acoustique, un tel matériau polymère comprend au moins une couche de matériau polymère (généralement en PVB) ayant un facteur de perte tan(δ) supérieur à 0,8 et un module de cisaillement G’ inférieur à 20 MPa aux fréquences comprises entre 500 Hz et 5000 Hz à la température de 20°C. Ces propriétés viscoélastiques sont par exemple évaluées par l’homme du métier au moyen d’une mesure par cisaillement plan suivant la norme ISO 6721 (Détermination des propriétés mécaniques dynamiques) à l’aide d’un viscoanalyseur de type Metravib 01dB Metravib VA4000.
Lorsqu’une telle couche de matériau polymère acoustique est mise en œuvre, elle peut constituer la seule couche de la couche intercalaire 130, ou bien être juxtaposée à au moins une autre couche de matériau polymère. Une couche intercalaire 130 ayant des propriétés acoustiques peut notamment être réalisée par assemblage d’au moins trois couches de PVB, une couche intérieure étant plus molle que deux autres couches qui l’entourent. Généralement, un matériau polymère acoustique fait perdre un peu de rigidité à un vitrage feuilleté, comparé à un matériau polymère classique. Un matériau polymère classique, convient donc mieux à un vitrage feuilleté dont on attend prioritairement une forte rigidité. Un matériau polymère classique présente généralement un module de cisaillement G’ supérieur à 100 MPa et un facteur de perte tan(δ) inférieur à 0,4 aux fréquences comprises entre 500 Hz et 5000 Hz à la température de 20°C.
Il convient par ailleurs de noter que le fait de considérer la seule présence d’un matériau polymère PVB, notamment un matériau polymère acoustique, en tant que couche intercalaire 130 ne constitue qu’une variante d’implémentation de l’invention. Ainsi, rien n’exclut d’envisager d’autres modes de réalisation dans lesquels, en combinaison ou en alternative avec un matériau polymère PVB, la couche intercalaire 130 comporte un matériau adhésif transparent de type « OCA » (acronyme de « Optical Clear Adhesive » en anglais), comme par exemple une colle latex, plus particulièrement une colle latex acoustique (l’épaisseur de la colle est par exemple inférieure à 100µm, idéalement 30µm). En alternative à ces modes, il peut également être envisagé d’autres modes dans lesquels la couche intercalaire 130 est réalisée en EVA (éthylène-acétate de vinyle).
Le vitrage 100 correspond plus particulièrement à un vitrage feuilleté asymétrique. En conséquence, les première et deuxième feuilles de verre 110, 120 présentent des épaisseurs différentes. Plus particulièrement, dans le présent mode de réalisation décrit en référence à la , la première feuille de verre 110 présente une épaisseur supérieure à 1,8 mm, l’épaisseur de la deuxième feuille de verre 120 étant quant à elle inférieure à 1,6 mm.
Eu égard à l’utilisation à laquelle se destine le vitrage 100, la première feuille de verre 110 (plus particulièrement la face 1 du vitrage 100, conformément à la convention traditionnellement utilisée dans le domaine du vitrage) est configurée pour être placée en regard de l’environnement extérieur au véhicule. La deuxième feuille de verre 120 (plus particulièrement la face 4 du vitrage 100) est quant à elle configurée pour être placée en regard de l’environnement intérieur (i.e. l’habitacle) du véhicule.
Il convient de noter que les valeurs d’épaisseurs respectives des première et deuxième feuilles de verre 110, 120 considérées dans le présent mode de réalisation ne sont pas limitatives de l’invention. Ainsi, d’autres modes peuvent être envisagés dans lesquels l’épaisseur de la deuxième feuille de verre 120 est inférieure à 1,2 mm, par exemple inférieure à 1 mm et/ou l’épaisseur de la première feuille de verre 110 est supérieure à 2,1 mm, ou supérieure à 2,6 mm, ou supérieure à 2,85 mm, ou supérieure à 3,15 mm, ou supérieure à 3,5 mm ou supérieure à 3,85 mm.
La première feuille de verre 110, c’est-à-dire la feuille de verre la plus épaisse parmi les deux feuilles de verre du vitrage 100, est renforcée thermiquement. Dit encore autrement, la première feuille de verre 110 est semi-trempée ou trempée.
L’opération de renforcement thermique par trempe est généralement effectuée juste après le bombage du verre (en refroidissant rapidement ce dernier par soufflage d’air sur ses deux faces, à partir de la température de bombage), ainsi qu’avant assemblage du vitrage feuilleté 100.
La fabrication d’un verre semi-trempé (également dit « durci thermiquement ») est quant à elle réalisée sur une installation identique à celle du verre trempé thermiquement. Bien que les conditions de chauffe soient identiques, la puissance de soufflage d’air de refroidissement est plus faible.
De manière connue, les feuilles de verre très minces, telle que ladite deuxième feuille de verre 120, peuvent faire l’objet d’un bombage à froid lors de la fabrication d’un vitrage feuilleté. Le bombage à froid est privilégié pour ce type de feuilles de verre dans la mesure où le bombage thermique (i.e. bombage à chaud) affecte généralement la qualité optique de ces dernières.
Par « bombage à froid », on fait classiquement référence à un processus de déformation s’exerçant dans le domaine élastique du verre. A l’inverse, un bombage thermique désigne le bombage à chaud du verre à sa température de déformation, provoquant sa déformation permanente après son retour à la température ambiante. Le bombage thermique est plus particulièrement réalisé à une température supérieure à la température de transition vitreuse du verre et généralement à une température supérieure à 550°C.
Bien que privilégié, le bombage à froid présente des limitations en ce qu’il ne permet pas au verre d’atteindre des courbures importantes sans augmenter de manière significative le risque de casse. Pour limiter ce risque, il ressort de l’état de la technique que les feuilles de verre minces utilisées dans la fabrication de vitrages feuilletés asymétriques font systématiquement l’objet d’un renforcement par trempe chimique.
Le principe général de la présente invention vise à contourner les inconvénients inhérents à la mise en œuvre d’une trempe chimique en s’appuyant sur des résultats obtenus par les inventeurs après des campagnes de simulations et de tests. Plus particulièrement, partant de la constatation que de plus en plus de de vitrages feuilletés sont fabriqués de sorte à avoir une géométrie sensiblement plane (cela vaut notamment, mais non exclusivement, dans le domaine de l’automobile), les inventeurs ont cherché à caractériser les courbures acceptables pour des vitrages feuilletés asymétriques de sorte qu’il ne soit pas nécessaire de leur imposer un tel traitement de trempe chimique tout en garantissant un niveau de contrainte faible au sein de la feuille de verre la plus mince, et étant entendu que le vitrage feuilleté asymétrique présente, une fois assemblé, une excellente robustesse (grâce au niveau de contrainte suffisant au sein de la feuille de verre la plus épaisse et à la présence de la couche intercalaire).
Pour ces raisons, la deuxième feuille de verre 120, c’est-à-dire la feuille de verre la plus fine parmi les deux feuilles de verre du vitrage 100, est dénuée de traitement de trempe. En d’autres termes, la deuxième feuille de verre 120 n’a subi aucun renforcement thermique (semi-trempe ou trempe), ainsi qu’aucune trempe chimique, et est donc directement formée à partir de verre plat fourni en sortie d’une ligne de production de verre flotté (verre dit « float » dans la littérature anglo-saxonne).
Par ailleurs, pour compenser l’absence de traitement de trempe de la deuxième feuille de verre 120, le vitrage 100 présente dans le présent mode de réalisation deux courbures de bombage répondant à des caractéristiques qui vont maintenant être décrites.
De manière connue, une feuille de verre peut être bombée suivant une ou plusieurs directions, chacune de ces directions étant donc associée à une courbure de bombage (i.e. à un rayon de courbure). Chaque courbure de bombage permet de définir une profondeur de bombage entre un arc de surface (i.e. un arc parcourant la surface de la feuille de verre) et une corde soutenant ledit arc. Dans la mesure où ces caractéristiques s’appliquent de manière similaire à chacune des feuilles de verre entrant dans la composition d’un vitrage feuilleté, il est donc possible de parler de courbure de bombage dudit vitrage feuilleté dans son entièreté.
La représente schématiquement les deux courbures de bombage du vitrage feuilleté asymétrique 100 de la .
Tel qu’illustré par la , le vitrage 100 présente une première courbure de bombage (dans cet exemple correspondant au bombage le plus prononcé) associée à la profondeur de bombage de l'arc ARC_F le plus long parcourant la surface du vitrage 100. Cette profondeur de bombage de la première courbure de bombage est encore appelée « flèche F », et correspond plus spécifiquement au segment ayant pour extrémités le milieu dudit arc ARC_F et le milieu-de la corde C_F qui sous-tend ledit arc ARC_F.
Dans le présent mode de réalisation, le vitrage 100 présente également une deuxième courbure de bombage dans une direction essentiellement perpendiculaire à la première courbure de bombage. Cette deuxième courbure de bombage, encore appelée double-bombage (« cross-bending » ou « cross-curvature » dans la littérature anglo-saxonne) est généralement moins prononcée que la première courbure de bombage. Elle est en outre associée à la profondeur de bombage de l'arc ARC_DB essentiellement perpendiculaire à l'arc le plus long ARC_F. Cette profondeur de bombage de la deuxième courbure de bombage est encore appelée « double-bombage DB », et correspond plus spécifiquement au segment ayant pour extrémités le milieu dudit arc ARC_DB et le milieu-de la corde C_DB qui sous-tend ledit arc ARC_DB.
Il résulte de ces dispositions que le vitrage feuilleté asymétrique 100 peut être associé à :
- un premier rapport de bombage R_F entre la longueur de ladite corde C_F et ladite profondeur de bombage F (i.e. R_F = C_F/F) ;
- un deuxième rapport de bombage R_DB entre la longueur de ladite corde C_DB et ladite profondeur de bombage DB (i.e. R_DB = C_DB/DB).
Comme mentionné ci-avant, le vitrage feuilleté asymétrique 100 présente une géométrie sensiblement plane, dans des limites lui permettant avantageusement d’acquérir une excellente robustesse tout en évitant la mise en œuvre de traitements de trempe de la deuxième feuille de verre 120. Concrètement, dans le présent mode de réalisation, le vitrage 100 est conformé de sorte qu’un coefficient d’aplanissement COEF_FLAT égal à la somme du premier rapport de bombage R_F et du deuxième rapport de bombage R_DB est supérieur à 250.
La est un tableau illustrant des valeurs de contraintes de surface mesurées au niveau de la deuxième feuille de verre 120.
Plus particulièrement, pour obtenir les valeurs du tableau de la , il a été considéré un vitrage feuilleté asymétrique 100 dans l’épaisseur de la première feuille de verre 110 (respectivement de la deuxième feuille de verre 120) est égale à 2,1 mm (respectivement égal à 1,1 mm). La couche intercalaire 130 est une couche PVB d’épaisseur égale à 0,76 mm.
Dans le tableau de la , les valeurs des paramètres C_F, F, R_F, C_DB, DB et R_DB sont exprimées en millimètres. La première colonne portant la référence « % » correspond à un ratio d’aplanissement du vitrage 100 vis-à-vis d’une configuration nominale dudit même vitrage 100 (l’aplanissement fait ici référence à une réduction des profondeurs de bombage F et DB). Ladite configuration nominale correspond en termes de courbure à la géométrie qui serait typiquement recherchée dans l’état de la technique (i.e. si on autorise le traitement chimique de la deuxième feuille de verre 120), et est associée à des valeurs F et DB respectivement égale à 8,39 mm et 19,45 mm. Cette configuration nominale est indiquée dans le tableau dans la ligne 0%. Ainsi, à titre illustratif, pour la ligne correspondant à un ratio d’aplanissement de 20%, on a F = 8,39 x (1 – 20%) = 6,71 mm.
Par ailleurs, dans le tableau de la , la colonne portant la référence « CO_F4 » comporte les valeurs de contraintes de surface mesurées au niveau de la face 4 du vitrage 100 (i.e. la face de la deuxième feuille de verre 120 tournée vers l’intérieur du véhicule). Ces valeurs sont exprimées en MPa, et sont ici toutes négatives eu égard à la convention de mesure choisie et au fait qu’il s’agit ici de contraintes de surface en compression (on comprend que des contraintes positives ayant les mêmes valeurs peuvent être mesurées symétriquement en face 3, ces contraintes positives correspondant dès lors à des contraintes de surface en extension).
De manière conventionnelle, ces contraintes de surface correspondent à des contraintes résiduelles mécaniques résultant de l’assemblage du vitrage feuilleté asymétrique 100. En particulier, ces contraintes résiduelles résultent notamment du bombage thermique et du renforcement thermique de la première feuille de verre 110, ainsi que du bombage à froid de la deuxième feuille de verre 120. Pour ce qui est de la deuxième feuille de verre 120, lesdites contraintes surfaciques sont essentiellement localisées en périphérie, typiquement au niveau des bords de plus grande dimension.
Dans le cadre de la présente demande, une contrainte de surface est mesurée par un appareil fonctionnant sur le principe de la polariscopie comme le polariscope Scalp-04 commercialisé par GlasStress Ltd, Tallin 10912 Estonia.
Aussi, comme cela peut être observé dans le tableau de la , le coefficient d’aplanissement COEFF_FLAT est supérieur à 250 pour les ratios d’aplanissement 40%, 60% et 80%. Cela correspond notamment à une contrainte de surface inférieure (en valeur absolue) à 20 MPa, ce qui correspond à un niveau de contrainte qui permet de limiter très fortement le risque de casse de la deuxième feuille de verre 120 comme l’ont observé les inventeurs.
En d’autres termes, en proposant de considérer une géométrie plus plane que celle de l’état de la technique (COEFF_FLAT > 250), il est possible d’obtenir un vitrage feuilleté asymétrique 100 très robuste dans lequel il n’est pas nécessaire de faire subir un traitement de trempe à la deuxième feuille de verre 120.
Les inventeurs ont en outre pu mesurer que le vitrage feuilleté asymétrique 100 considéré dans l’exemple de la présente un niveau de contrainte de surface supérieur à 40MPa ou supérieur à 80 MPa au niveau de la première feuille de verre 110 selon que celle-ci ait subi respectivement une semi-trempe ou une trempe thermique. Un tel niveau de contrainte au niveau de la première feuille de verre 110 conforte la conclusion selon laquelle le vitrage 100 ainsi obtenu présente une excellente robustesse.
Le vitrage feuilleté asymétrique 100 a été décrit jusqu’à présent en considérant que le coefficient d’aplanissement COEFF_FLAT était au moins supérieur à 250. Rien n’exclut cependant d’envisager, dans des modes plus particuliers de réalisation, une contrainte plus forte en termes d’aplanissement, comme par exemple un coefficient d’aplanissement COEFF_FLAT au moins supérieur à 500.
Par ailleurs, le vitrage feuilleté asymétrique 100 a également été décrit en considérant que le coefficient d’aplanissement COEFF_FLAT correspond à la somme du premier rapport de bombage R_F et du deuxième rapport de bombage R_DB. Cette manière de procéder ne correspond qu’à une variante d’implémentation de l’invention, et rien n’exclut que le coefficient d’aplanissement COEFF_FLAT soit égal à uniquement l’un quelconque des deux rapports de bombage R_F, R_DB.
L’invention concerne également un procédé de fabrication du vitrage feuilleté asymétrique 100 de la . Ledit procédé est mis en œuvre en utilisant une installation de mise en forme répondant à des caractéristiques connues de la personne du métier. Ainsi, ladite installation de mise en forme comporte typiquement un dispositif de chauffe de feuilles de verre (par ex. un four), un dispositif de bombage thermique de feuilles de verre, un dispositif de bombage à froid de feuilles de verre ainsi qu’un dispositif de renforcement thermique de feuilles de verre. Des étapes dudit procédé de fabrication sont illustrées dans la , selon un mode particulier de mise en œuvre.
Tel qu’illustré par la , le procédé de fabrication débute par une étape H10 d’obtention de la première feuille de verre 110 à l’état plan ainsi que de la deuxième feuille de verre 120 à l’état plan. Typiquement, les première et deuxième feuilles de verre 110, 120 sont découpées à partir d’un ruban de verre flotté. Les première et deuxième feuilles de verre 110, 120 peuvent avoir le même contour avant bombage. Elles peuvent en outre être façonnées au niveau de leurs bords après avoir été découpées.
D’une manière générale, le terme « obtention » peut couvrir tout ou partie des étapes intermédiaires de la production de feuilles de verre à l’état plan (découpe, façonnage, etc.), ou bien faire uniquement référence au fait de se munir de feuilles de verre ayant déjà subies toutes les opérations de production précitées.
Une fois la première feuille de verre 110 obtenue à l’état à plan, celle-ci est bombée thermiquement au cours d’une étape H20 du procédé de fabrication. Ledit bombage thermique est effectué en fonction dudit coefficient d’aplanissement COEFF_FLAT, c’est-à-dire de sorte que la première feuille de verre 110 présente, une fois bombée, un coefficient d’aplanissement au moins supérieur à 250, voire au moins supérieur à 500 comme décrit précédemment.
Le bombage de la première feuille de verre 110 détermine donc celui du vitrage feuilleté asymétrique 100 une fois celui-ci finalisé. Des procédés de bombage adaptés pour une feuille de verre sont par exemple du type « bombage au défilé entre deux lits de rouleaux » (comme dans décrit dans les documents WO2005047198 ou WO2004033381) ou du type « bombage par pressage » (comme décrit dans les documents WO0206170 ou WO2017178733).
La première feuille de verre 110 est ensuite renforcée thermiquement (trempe ou semi-trempe) au cours d’une étape H30 du procédé de fabrication.
Le procédé de fabrication comporte alors une étape H40 d’assemblage des première et deuxième feuilles de verre 110, 120 en ledit vitrage feuilleté 100, la couche intercalaire 130 étant placée entre les première et deuxième feuilles de verre 110, 120. Ledit assemblage comporte notamment un bombage à froid de la deuxième feuille de verre 120 contre la première feuille de verre 110.
En pratique, l’assemblage du vitrage feuilleté asymétrique 100 à partir des première et deuxième feuilles de verre 110, 120 et de la couche intercalaire 130 peut être réalisé selon toute méthode connue de la personne du métier. Dans son principe général, cet assemblage comporte un pré-assemblage dans lequel la couche intercalaire 130 est déposée sur l’une des faces de la première feuille de verre 110 ou de la deuxième feuille de verre 120. Plus spécifiquement, dans le cas où la couche intermédiaire 130 est réalisée en PVB ou en EVA, elle est typiquement déposée sur la face 2 de la première feuille de verre 110. Si par contre la couche intercalaire 130 comporte un matériau OCA, notamment un matériau OCA liquide, ce dernier est déposé sur la face 3 de la deuxième feuille de verre 120. Par la suite, un dispositif adapté vient en appui contre la face 4 de la deuxième feuille de verre 120, par exemple au niveau d’une zone centrale de ladite deuxième feuille de verre 120, afin de déformer celle-ci à froid et la plaquer contre la première feuille de verre 110. Il convient de noter que dans le cas où un matériau OCA, notamment un matériau OCA liquide, est utilisé, l’étape d’assemblage H40 peut également comporter un séchage de l’empilement formé par les feuilles 110, 120 et la couche intercalaire 130.
Dans un exemple plus spécifique de mise en œuvre, l’étape H40 d’assemblage peut également comporter, après le bombage à froid de la deuxième feuille de verre 120, un maintien en position de l’empilement formé par les première et deuxième feuilles de verre 110, 120 et la couche intercalaire 130. Un tel maintien en position permet avantageusement de stabiliser ledit empilement et ainsi minimiser les risques de défaut d’alignement entre la première feuille de verre 110 et la deuxième feuille de verre 120. Ledit maintien peut être réalisé selon toute méthode connue de la personne du métier, par exemple au moyen de pinces ou de la création de points chauds entre les feuilles de verre 110, 120.
Dans le mode de mise en œuvre décrit en référence à la , le procédé de fabrication comporte également une étape H50 d’extraction d’air contenu dans le vitrage feuilleté asymétrique 100 assemblé. Cette étape H50 d’extraction d’air ou « désaérage » est par exemple réalisée en même temps que le séchage du vitrage feuilleté asymétrique 100 assemblé lorsque la couche intercalaire 130 comporte un matériau OCA, notamment un matériau OCA liquide.
Ladite étape H50 d’extraction d’air est par exemple réalisée par calandrage du vitrage feuilleté asymétrique 100 assemblé.
Le fait d’envisager un calandrage du vitrage feuilleté asymétrique 100 assemblé ne constitue cependant qu’une variante d’implémentation de l’invention. De manière générale, toute méthode d’extraction d’air connue de la personne du métier peut être envisagée, comme par exemple une mise sous vide (le vitrage 100 assemblé étant par exemple enfermé dans un sac dans lequel on réalise le vide).
Il est à noter que lorsque le vitrage feuilleté asymétrique 100 comporte une couche intercalaire PVB, notamment par exemple un PVB acoustique, le procédé de fabrication peut également comporter, après l’étape d’assemblage H40, une étape d’autoclavage (non représenté sur la ) du vitrage 100 assemblé.

Claims (14)

  1. Vitrage feuilleté (100) comportant une première et une deuxième feuilles de verre assemblées par une couche intercalaire (130), la première feuille de verre (110) étant renforcée thermiquement et d’épaisseur supérieure à 1,8 mm, la deuxième feuille de verre (120) étant dénuée de traitement de trempe et d’épaisseur inférieure à 1,6 mm, ledit vitrage présentant au moins une première courbure de bombage définissant une profondeur de bombage (F, DB) entre un arc de surface (ARC_F, ARC_DB) et une corde (C_F, C_DB) soutenant ledit arc, de sorte à être associé à un premier rapport de bombage (R_F, R_DB) entre la longueur de ladite corde et ladite profondeur de bombage, ledit vitrage étant en outre conformé de sorte qu’un coefficient d’aplanissement (COEFF_FLAT) au moins égal audit premier rapport de bombage est supérieur à 250.
  2. Vitrage (100) selon la revendication 1, dans lequel le vitrage présente une deuxième courbure de bombage dans une direction essentiellement perpendiculaire à la première courbure de bombage, de sorte à être associé à un deuxième rapport de bombage (R_F, R_DB), ledit coefficient d’aplanissement (COEFF_FLAT) étant égal à la somme desdits premier et deuxième rapport de bombage.
  3. Vitrage (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel le coefficient d’aplanissement (COEFF_FLAT) est supérieur 500.
  4. Vitrage (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’épaisseur de la deuxième feuille de verre (120) est inférieure à 1,2 mm, par exemple inférieure à 1 mm.
  5. Vitrage (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’épaisseur de la première feuille de verre (110) est supérieure à 2,1 mm, ou supérieure 2,6 mm, ou supérieure à 2,85 mm, ou supérieure à 3,15 mm, ou supérieure à 3,5 mm ou supérieure à 3,85 mm.
  6. Vitrage (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la couche intercalaire (130) comporte un matériau polymère comprenant une couche de polybutyral de vinyle ayant un facteur de perte tan(δ) supérieur à 0,8 et un module de cisaillement G’ inférieur à 20 MPa aux fréquences comprises entre 500 Hz et 5000 Hz à la température de 20°C.
  7. Vitrage (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la couche intercalaire (130) comporte un matériau adhésif transparent de type « OCA », comme par exemple une colle latex.
  8. Vitrage (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la couche intercalaire (130) est réalisée en éthylène-acétate de vinyle.
  9. Utilisation d’un vitrage (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 dans une habitation ou des moyens de transport routiers, aériens, maritimes ou ferroviaires, de préférence en tant que vitrage de fenêtre dans des véhicules automobiles, en particulier en tant que pare-brise, vitrage arrière, vitrage latéral ou vitrage de toit.
  10. Véhicule automobile comportant un vitrage (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
  11. Procédé de fabrication d’un vitrage (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, ledit procédé comportant des étapes de :
    - obtention (H10) de la première feuille de verre (110) à l’état plan ainsi que de la deuxième feuille de verre (120) à l’état plan,
    - bombage thermique (H20) de la première feuille de verre en fonction dudit coefficient d’aplanissement (CEOFF_FLAT),
    - renforcement thermique (H30) de la première feuille de verre,
    - assemblage (H40) des première et deuxième feuilles de verre en un vitrage feuilleté, la couche intercalaire (130) étant placée entre les première et deuxième feuilles de verre, ledit assemblage comportant un bombage à froid de la deuxième feuille de verre contre la première feuille de verre,
    - extraction (H50) d’air contenu dans le vitrage feuilleté assemblé.
  12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel l’étape d’extraction d’air est réalisée par calandrage du vitrage feuilleté.
  13. Procédé selon l’une quelconque des revendications 11 à 12, dans lequel le vitrage feuilleté destiné à être fabriqué est conforme à l’une quelconque des revendications 6 à 7, ledit procédé comportant en outre, après l’étape d’extraction d’air, une étape d’autoclavage du vitrage feuilleté assemblé.
  14. Procédé selon l’une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel l’étape d’assemblage comporte, après le bombage à froid de la deuxième feuille de verre, un maintien en position de l’empilement formé par les feuilles de verre et la couche intercalaire.
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