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FR3121659A1 - Vitrage multiple d’enceinte pressurisée ayant un film de matériau polymère adhésif et antisolaire - Google Patents

Vitrage multiple d’enceinte pressurisée ayant un film de matériau polymère adhésif et antisolaire Download PDF

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FR3121659A1
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film
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FR2103661A
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FR3121659B1 (fr
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Adrien Duffour
Eric Lintingre
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Saint Gobain Sully SAS
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
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Abstract

L’invention concerne un vitrage multiple (1) pour délimiter deux espaces à différence de pressions variable, comprenant au moins une première dalle (2) extérieure, séparée d’une deuxième dalle (4) par une lame d’air (3), au moyen d’ un joint de montage (6), au moins un film polymère (5) dont une surface principale est adhésive, et qui comprend une couche ou un empilement antisolaire, un film (5) étant en adhésion sur la surface principale de la première dalle (2) en regard de la deuxième dalle (4) et/ou sur l’une des deux surfaces principales de la deuxième dalle (4) ou les deux et/ou la première dalle (2) est un vitrage feuilleté (21, 22, 23) et un film (5) étant en adhésion sur une surface principale interne à la structure feuilletée; son application comme hublot d’avion pressurisé. Figure 2

Description

Vitrage multiple d’enceinte pressurisée ayant un film de matériau polymère adhésif et antisolaire
L’invention est relative à un vitrage multiple délimitant deux espaces à pressions variables indépendamment l’une de l’autre, notamment des pressions pouvant différer plus ou moins l’une de l’autre. Un exemple type en est le hublot de cabine passagers d’un avion commercial ou jet d’affaire (en anglais : business jet), cabine soumise à une pressurisation alors que l’avion peut se déplacer à relativement haute altitude, sous pression plus faible qu’au sol.
Ce vitrage multiple comporte une dalle extérieure épaisse qui absorbe mécaniquement les pressions différentes à l’intérieur et à l’extérieur de l’enceinte, notamment par flexion, et une dalle intérieure plus fine montée parallèlement à la dalle extérieure à une certaine distance de celle-ci, délimitant une lame d’air intermédiaire. Cette dernière est reliée à l’atmosphère intérieure de l’enceinte, par un trou traversant dans la dalle intérieure ou le joint de montage du vitrage multiple. D’autre part, la dalle intérieure est dimensionnée pour se substituer à la dalle extérieure si celle-ci se casse, pour absorber les sollicitations mécaniques dues aux différences de pression.
Pour un vitrage multiple ayant une dalle extérieure et une dalle intérieure, nous conviendrons de numéroter les quatre faces correspondantes de 1 à 4 en partant de l’extérieur. La face 1 F1 est en contact avec l’atmosphère extérieure, la face 4 F4 avec le volume de l’enceinte.
L’invention a pour objectif de doter un vitrage multiple du type décrit ci-dessus d’une fonction antisolaire. Il est connu notamment du document CA 2 763 423 A1 de revêtir une face du vitrage multiple d’avion d’un empilement de couches minces antisolaire, tel que tri-couche argent. Bien que ce revêtement ne soit pas exclu par ce document en face 2 F2, 3 F3 ou 4 F4, l’exemple du document décrit un revêtement en face 1 F1. Il est d’ailleurs généralement reconnu que le positionnement d’un revêtement antisolaire dans un vitrage est favorable le plus en amont possible du rayonnement solaire, un positionnement en face 1 F1 étant donc le meilleur pour satisfaire ce critère. Il subsiste néanmoins un besoin de pourvoir un vitrage multiple d’une fonction antisolaire d’une manière plus facile à mettre en œuvre, en permettant l’ajustage aisé du degré de filtration du rayonnement solaire.
Cet objectif est atteint par l’invention qui, en conséquence, a pour objet un vitrage multiple pour délimiter deux espaces à différence de pressions variable, notamment une enceinte soumise à une pressurisation, comprenant au moins une première dalle transparente destinée à être en contact avec l’atmosphère extérieure en position de montage, et séparée d’une deuxième dalle transparente par une lame d’air, au moyen d’ un joint de montage dans lequel une partie périphérique du vitrage multiple est enchâssée, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un film de matériau polymère dont une surface principale est fonctionnalisée pour sa mise et son maintien en adhésion avec un substrat, et qui comprend une couche ou un empilement de couches antisolaire, un tel film de matériau polymère étant en adhésion sur la surface principale de la première dalle en regard de la deuxième dalle et/ou sur l’une des deux surfaces principales de la deuxième dalle ou les deux et/ou la première dalle est un vitrage feuilleté et un tel film de matériau polymère étant en adhésion sur une surface principale interne à la structure feuilletée, d’un constituant du vitrage feuilleté.
Conformément à l’invention, un film adhésif antisolaire est mis en adhésion sur la face 2 F2, la face 3 F3, la face 4 F4 du vitrage multiple, ou dans le cas où la première dalle est un vitrage feuilleté, sur une face principale interne à la structure feuilletée (c’est-à-dire à un niveau de l’épaisseur du vitrage multiple intermédiaire entre la face 1 F1 et la face 2 F2). Grâce à l’invention, le ou les films antisolaire(s) peut(peuvent) facilement être retirés, remplacés, afin de modifier, régler et adapter le degré de filtration du rayonnement solaire, le facteur solaire, voire en cas d’endommagement du film.
Selon une première variante, la plus préférée de l’invention, un film de matériau polymère est en adhésion sur la surface principale de la deuxième dalle en regard de la première dalle. Le film n’est alors pas soumis aux flexions et sollicitations mécaniques de la première dalle qui, seule, est soumise à la pressurisation, contrairement à la deuxième dalle. De plus, le rayonnement solaire rencontre la couche ou l’empilement antisolaire d’abord, puis l’adhésif du film, ce qui est préféré.
Conformément à une seconde variante à un degré de préférence moindre que la première, un film de matériau polymère est en adhésion sur la surface principale de la deuxième dalle opposée à la première dalle. Comme pour la première variante, le film n’est pas soumis aux flexions et sollicitations mécaniques de la première dalle. Cependant, par rapport à la première variante, il est moins favorable que le film soit en aval, plus éloigné du rayonnement solaire, qui de plus rencontre d’abord l’adhésif du film avant la couche ou l’empilement antisolaire, ce qui, à nouveau, est défavorable. De surcroît, le film peut être accessible, le cas échéant, au contact direct de l’utilisateur, donc moins bien protégé.
Selon une troisième variante un peu moins préférée que la seconde, la première dalle est un vitrage feuilleté et un film de matériau polymère étant en adhésion sur une surface principale interne à la structure feuilletée, d’un constituant du vitrage feuilleté. Bien que le film antisolaire soit plus proche du rayonnement solaire que dans la première, et encore plus la seconde variante, il est ici soumis aux flexions et contraintes mécaniques de la première dalle feuilletée, soumise à la pressurisation. Le film est en premier lieu collé à une feuille de verre ou matériau polymère, puis cette feuille est feuilletée. Dans cette troisième variante, on préfère que ladite surface principale interne à la structure feuilletée, d’un constituant soit orientée vers la surface extérieure du vitrage multiple constituée par la première dalle et non vers la lame d’air et la deuxième dalle, de sorte que le rayonnement solaire rencontre d’abord la couche ou l’empilement antisolaire, avant la couche adhésive du film.
Selon une quatrième variante également préférée à la troisième, un film de matériau polymère est en adhésion sur la surface principale de la première dalle en regard de la deuxième dalle. Le film subit les sollicitations mécaniques fortes de la première dalle, et sa couche adhésive reçoit le rayonnement solaire avant son revêtement antisolaire.
Ces quatre variantes sont parfaitement viables. Par contre il n’est pas envisageable de coller le film antisolaire en face 1 F1 du vitrage multiple, c’est-à-dire au contact de l’atmosphère extérieure, à cause des contraintes aérodynamiques.
De préférence, la première dalle a une épaisseur comprise entre 1,5 et 20, de préférence au plus égale à 18, de manière particulièrement préférée à 16 mm. Ces épaisseurs relativement grandes peuvent être nécessaires pour résister aux différences de pression de part et d’autre de la première dalle, notamment pour en limiter la flexion et l’occurrence de déchaussement. Cette épaisseur est proportionnelle à la surface principale de la première dalle.
De préférence, la deuxième dalle a une épaisseur comprise entre 2 et 6 mm, de préférence entre 3 et 5 mm.
De préférence, la première dalle est choisie parmi une feuille de matériau polymère tel que poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA) notamment étiré, une feuille de verre tel que sodocalcique, aluminosilicate, borosilicate, éventuellement durci, trempé thermiquement ou renforcé chimiquement, et un vitrage feuilleté d’au moins deux feuilles de matériau polymère et/ou de verre collées l’une à l’autre au moyen d’au moins une couche adhésive intercalaire telle que de polyvinylbutyral (PVB), polyuréthane thermoplastique (TPU), ou copolymère éthylène – acétate de vinyle (EVA), silicone, polyuréthane réticulé ou polyméthacrylates réticulés. Les silicones peuvent être utilisés surtout si l’on cherche une tenue en température renforcée. On peut aussi feuilleter des plis de verre et/ou de matériau polymère en coulant une résine liquide entre deux substrats. Ce sont des résines (isocyanate + polyol) qui polymérisent pour donner un intercalaire polymère de type polyuréthane réticulé, ou des résines (méthacrylates + catalyseur thermique ou UV) qui polymérisent pour donner un intercalaire polymère de type polyméthacrylates réticulés.
Quand la première dalle est une feuille de matériau polymère, éventuellement un feuilleté de plusieurs feuilles de matériau polymère, l’épaisseur totale de matériau polymère est comprise entre 7 et 20, et par ordre de préférence croissant, 18 et 16 mm. Quand la première dalle est un feuilleté de plusieurs feuilles de verre, éventuellement une feuille de verre, l’épaisseur totale de verre est comprise entre 1,5 et 5 mm.
De préférence, la deuxième dalle est acrylique, telle qu’en PMMA étiré.
De préférence, la deuxième dalle ou le joint de montage comprend un trou traversant de petit diamètre contrôlé, de sorte que la lame d’air soit à la même pression que le volume délimité par le vitrage multiple du côté opposé à la première dalle.
De préférence, un troisième constituant forme la surface principale du vitrage multiple opposée à la première dalle, ce troisième constituant étant une feuille de matériau polymère séparée de la deuxième dalle par une autre lame d’air. Ce troisième constituant est en contact avec le volume intérieur de la cabine passager, ou équivalent. En anglais il est désigné par les termes de « dust cover », ou « cover protection ». De manière particulièrement préférée, ledit troisième constituant est une feuille de polycarbonate (PC) ou équivalent et supporte une fonction électrochrome. Cette fonction permet d’occulter le hublot par une mise sous tension électrique de la couche électrochrome.
L’invention a également pour objet l’application d’un vitrage multiple tel que décrit ci-dessus, comme vitrage d’un volume soumis à une pressurisation, en particulier comme vitrage aéronautique, notamment comme vitrage d’avion commercial ou de jet d’affaire, tout particulièrement comme hublot de cabine passager.
L’invention est maintenant illustrée par la description suivante des figures en annexe dans lesquelles
est une coupe transversale de ladite quatrième variante du vitrage multiple de l’invention ;
est une coupe transversale de ladite première variante du vitrage multiple de l’invention ; et
est une coupe transversale partielle de ladite troisième variante du vitrage multiple de l’invention.
En référence à la , un hublot 1 de cabine passager d’avion commercial est constitué d’une première dalle 2 en PMMA étiré d’épaisseur comprise entre 9,5 et 11 mm, et d’une deuxième dalle 4 en PMMA étiré de 4 mm d’épaisseur. La première dalle 2 et la deuxième dalle 4 sont enchâssées à leur périphérie dans un joint de montage 6 en silicone, à une certaine distance l’une de l’autre constituant une lame d’air 3.
L’épaisseur de la première dalle 2 est fonction de la valeur de sa surface principale, pour lui permettre de résister à la pressurisation de la cabine du côté de la deuxième dalle 4, en limitant sa flexion en cas de variation de la différence de pressions sur ses deux surfaces principales. Un petit trou traversant non représenté est ménagé dans la deuxième dalle 4, de sorte que la lame d’air 3 est à la pression cabine du côté de la deuxième dalle 4, et que la première dalle 2 assume seule la fonction de résistance mécanique nécessitée par les différences de pression de part et d’autre du hublot 1.
Un film 5 antisolaire de poly(téréphtalate d’éthylène) (PET) a été muni sur une face d’une couche d’adhésif, par laquelle on le colle sur la surface principale de la première dalle 2 en regard de la deuxième dalle 4. Le film 5 est muni d’un empilement de couches minces antisolaire tel que décrit notamment dans le document US 2018 362 395 A1.
Le hublot 1 de la diffère de celui de la en ce que le film 5 est collé sur la surface principale de la deuxième dalle 4 en regard de la première dalle 2. Bien que selon la , l’empilement antisolaire du film 5 soit plus éloigné de la source de rayonnement solaire que selon la , on la préfère car contrairement à cette dernière, son support, la deuxième dalle 4, n’est soumise à aucune contrainte mécanique résultant de la pressurisation cabine (contrairement à la première dalle 2), et de plus, le rayonnement solaire rencontre d’abord l’empilement antisolaire du film 5, avant sa couche d’adhésif, ce qui favorise la durabilité du film 5.
En référence à la , la première dalle 2 est constituée d’une première feuille 21 extérieure de PMMA étiré feuilletée à une deuxième feuille 23 interne au vitrage multiple 1 de PMMA étiré, au moyen d’une couche adhésive intercalaire 22 de polyuréthane thermoplastique (TPU). Le film 5 antisolaire est collé sur la feuille 23 avant le feuilletage. Conformément à cette réalisation, l’empilement antisolaire est plus en amont par rapport à la source de rayonnement solaire que dans les réalisations des figures 1 et 2, et le rayonnement solaire rencontre bien l’empilement antisolaire du film 5 avant sa couche d’adhésif comme selon la , néanmoins la réalisation représentée à cette dernière est préférée car le film 5 de la est vulnérabilisé par les contraintes mécaniques de la première dalle 2, particulièrement de la deuxième feuille 23 et de la couche adhésive intercalaire 22, contraintes mécaniques dues à la pressurisation cabine.

Claims (16)

  1. Vitrage multiple (1) pour délimiter deux espaces à différence de pressions variable, notamment une enceinte soumise à une pressurisation, comprenant au moins une première dalle (2) transparente destinée à être en contact avec l’atmosphère extérieure en position de montage, et séparée d’une deuxième dalle (4) transparente par une lame d’air (3), au moyen d’ un joint de montage (6) dans lequel une partie périphérique du vitrage multiple (1) est enchâssée, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un film de matériau polymère (5) dont une surface principale est fonctionnalisée pour sa mise et son maintien en adhésion avec un substrat, et qui comprend une couche ou un empilement de couches antisolaire, un tel film de matériau polymère (5) étant en adhésion sur la surface principale de la première dalle (2) en regard de la deuxième dalle (4) et/ou sur l’une des deux surfaces principales de la deuxième dalle (4) ou les deux et/ou la première dalle (2) est un vitrage feuilleté (21, 22, 23) et un tel film de matériau polymère (5) étant en adhésion sur une surface principale interne à la structure feuilletée, d’un constituant (21, 23) du vitrage feuilleté (21, 22, 23).
  2. Vitrage multiple (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’un film de matériau polymère (5) est en adhésion sur la surface principale de la deuxième dalle (4) en regard de la première dalle (2).
  3. Vitrage multiple (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’un film de matériau polymère (5) est en adhésion sur la surface principale de la deuxième dalle (4) opposée à la première dalle (2).
  4. Vitrage multiple (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première dalle (2) est un vitrage feuilleté (21, 22, 23) et un film de matériau polymère (5) étant en adhésion sur une surface principale interne à la structure feuilletée, d’un constituant (21, 23) du vitrage feuilleté (21, 22, 23).
  5. Vitrage multiple (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite surface principale interne à la structure feuilletée, d’un constituant (23) est orientée vers la surface extérieure du vitrage multiple (1) constituée par la première dalle (2) et non vers la lame d’air (3) et la deuxième dalle (4).
  6. Vitrage multiple (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’un film de matériau polymère (5) est en adhésion sur la surface principale de la première dalle (2) en regard de la deuxième dalle (4).
  7. Vitrage multiple (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première dalle (2) a une épaisseur comprise entre 1,5 et 20 mm, de préférence au plus égale à 18, de manière particulièrement préférée à 16 mm.
  8. Vitrage multiple (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième dalle (4) a une épaisseur comprise entre 2 et 6 mm, de préférence entre 3 et 5 mm.
  9. Vitrage multiple (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première dalle (2) est choisie parmi une feuille de matériau polymère tel que poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA) notamment étiré, une feuille de verre tel que sodocalcique, aluminosilicate, borosilicate, éventuellement durci, trempé thermiquement ou renforcé chimiquement, et un vitrage feuilleté d’au moins deux feuilles de matériau polymère et/ou de verre collées l’une à l’autre au moyen d’au moins une couche adhésive intercalaire telle que de polyvinylbutyral (PVB), polyuréthane thermoplastique (TPU), ou copolymère éthylène – acétate de vinyle (EVA), silicone, polyuréthane réticulé ou polyméthacrylates réticulés.
  10. Vitrage multiple (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième dalle (4) est acrylique, telle qu’en PMMA étiré.
  11. Vitrage multiple (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième dalle (4) ou le joint de montage (6) comprend un trou traversant de petit diamètre contrôlé, de sorte que la lame d’air (3) soit à la même pression que le volume délimité par le vitrage multiple (1) du côté opposé à la première dalle (2).
  12. Vitrage multiple (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’un troisième constituant en forme la surface principale opposée à la première dalle (2), ce troisième constituant étant une feuille de matériau polymère séparée de la deuxième dalle (4) par une autre lame d’air.
  13. Vitrage multiple (1) selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit troisième constituant est une feuille de polycarbonate (PC) ou équivalent et supporte une fonction électrochrome.
  14. Application d’un vitrage multiple (1) selon l’une des revendications précédentes, comme vitrage d’un volume soumis à une pressurisation.
  15. Application selon la revendication 14, comme vitrage aéronautique, notamment comme vitrage d’avion commercial ou de jet d’affaire.
  16. Application selon la revendication 15, comme hublot de cabine passager.
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