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La présente invention est relative d'une manière générale à des films bons conducteurs d'électricité, appliqués sur du verre; elle se rappor- te en particulier à un procédé pour munir des feuilles de verre cintrées d'un film transparent, bon conducteur d'électricité appliqué sur une face de ces feuilles.
On sait déjà que des films transparents d'oxyde d'étain, bons conducteurs d'électricité, comme ceux 'décrits dans le brevet anglais n 632.256, daté du 7 août 1947, peuvent être établis sur la surfacé plane de feuilles ou plaques de verre en chauffant d'abord la feuille jusqu'à une température voisine du point de ramollissement du verre et en soumettant en- suite la surface chauffée de la feuille à l'action d'un composé d'étain sous une forme liquidée
Jusqu'à présent, les films de cette nature ont trouvé la plus importante utilisante pratique dans leur application aux éléments de vitra- ges pour hublots d'avions, de navires et de matériel militaire, en vue d'empêcher, par un effet de chaleur la formation de glace, de givre et de buéeo Pour ces usages,
les films étaient appliqués sur les feuilles ou pla- ques de verre planeso
Or, on envisage désormais d'établir de tels éléments de vitra- ge en verre, revêtus d'un film, en vue de constituer des pare-brise et, éventuellement, d'autres fenêtres, destinés aux automobiles. En plus des problèmes qui se posent normalement lors de la production de films bons conducteurs d'électricité sur du verre, cette suggestion fait apparaître certains problèmes entièrement nouveaux, ceux-ci étant dus à la tendance croissante à utiliser, pour les vitrages des automobiles, du verre présentant des courbures de plus en plus accentuées.
Ceci est particulièrement vrai en ce qui concerne les parebrise, où le pare-brise "panoramique" récemment créé - et qui est courbé non seulement sur tout l'avant du véhicule, mais s'étend en outre vers l'arrière en des courbures accentuées de part et d'autres, de manière à couvrir nettement les zones d'angles et les zones latérales de la voiture semble d'après les indications non équivoques dont on dispose être appelé à devenir d'un usage presque universelo
Si l'on considère que, les films d'oxyde d'étain transparents et bons conducteurs d'électricité,requis sur de tels pare-brise sont si minces qu'ils sont généralement mesurés en terme de fraction d'une longueur d'onde de lumière visible, qu'actuellement les pare-brise panoramiques établis en une pièce, présentent une surface de verre de dix pieds carrés (0,93 m2),
qui comprend des courbures à la fois composées et complexes; et, que l'application du film implique le chauffage de la totalité de la surface du verre à une température voisine du point de ramollissement de celui-ci avant l'application du film; il apparaît clairement que le problème consistant à appliquer de tels films transparents, pratiquement invisibles, sous les épaisseurs de 5 à 10 millionièmes de pouces (0,127 à 0,254 microns) seulement - tout en assurant l'uniformité nécessaire en vue de réaliser des températures sensiblement égales dans tous les points de l'étendue de la superficie recouverte du film sous la charge et à satisfaire à toutes les sévères conditions optiques relatives au verre de la qualité "pare-brise" - est bien considérable.
Toutefois, selon la présente invention et contrairement à l'opinion des techniciens de la branche, on a établi un procédé pour produire des films d'oxyde d'étain bons conducteurs d'électricité, de haute qualité et commercialement acceptables, sur les feuilles de verre à courbures accentuées, par exemple sur les pare-brise, et les glaces arrière "panoramiques", cela d'une manière beaucoup plus simple, plus efficace et plus rapide que l'on a cru pouvoir le faire à ce jour.
Brièvement résumée, l'invention qui a rendu possible ce résul-
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tat est basée sur la découverte que les feuilles cintrées et enduites d'un film du genre susindiqué peuvent être établies en enduisant d'abord l'ébauche du pare-brise, pendant que celle-ci est encore étalée à plat et en cintrant ensuite l'ébauche ainsi enduite, de façon à lui imprimer la courbure "panoramique" difficile à établir, ce résultat étant obtenu en dépit de l'opinion, jusqu'ici généralement acceptée, à savoir d'une part que de tels films d'oxyde d'étain ne pouvaient pas être soumis à une chaleur excessive (comme celle appliquée lors du cintrage) sans que les propriétés électriques du film s'en trouvent sérieusement affectées et, d'autre part,
que la surface de la fauille de verre sur laquelle le film est appliqué ne pouvait pas être soumise à un étirage (comme celui qui se produit lors d'un cintrage accentué) sans que le film subisse:un amincissement des ruptures ou des déformations tous phénomènes très indésirables.
Partant de ces considérations, la présente invention a pour objet d'établir un procédé pour produire une feuille de verre cintrée, munie d'un film bon conducteur d'électricité, procédé par lequel une feuille de verre plane est chauffée à la température d'application du film, après quoi on applique un enduit de matière de revêtement ou génératrice de film sur la feuille ainsi chauffée, la feuille ainsi revêtue d'un film étant ensuite chauffée à nouveau, cette fois-ci à la température de cintrage, en vue de supprimer le déjet et les tensions indésirables dans la feuille, celle-ci étant finalement conformée selon la courbure déterminée d'avance.
Un autre objectif de l'invention consiste à établir un procédé pour produire une fenêtre ou un pare-brise dégivreurs, ce procédé consistant à chauffer une ébauche ou flan de verre, lorsque celle-ci est encore à plat, jusqu'à une température proche de son point de ramollissement; à appliquer une couche de matière de revêtement sur une surface de l'ébauche ainsi chauffée; à refroidir l'ébauche revêtue du film; à disposer l'ébauche refroidie, ensemble avec une feuille de verre de dimensions et de forme similaires, au-dessus d'un moule de cintrage; à chauffer l'ébauche et l'autre feuille de verre à la température à laquelle les deux feuilles s'affaissent de manière à entrer en contact avec la surface de façonnage de ce moule;
et, à assembler l'ébauche ainsi cintrée et ladite feuille de verre cintrée, avec interposition d'une couche de matière plastique, de manière à constituer un élément composite.
Dans les dessins annexés.
La figo 1 est une vue en perspective d'un pare-brise représentatif de la forme dite "panoramique", pare-brise que l'on envisage de munir d'un film transparent, bon conducteur d'électricité; par le procédé selon la présente invention.
La figo 2 est une vue en coupe partielle par la surface à revêtement d'un pare-brise, cette vue montrant les électrodes qui alimentent le film en courante
La fig. 3 est une vue en plan d'une ébauche de pare-brise sous sa forme rectangulaireo
La fig. 4 est une vue en plan d'une ébauche de pare-brise taillée suivant le contour requis.
La figo 5 est une vue en coupe verticale par un four servant à chauffer la lame de verre préalablement à l'application du film.
La fig. 6 est une rerésentation schématique d'un mode de réalisation de l'appareil qui peut etre utilisé pour l'application du film sur le verre chauffé ; La figa 7 est une vue en coupe verticale d'un four à l'intérieur duquel la lame de verre peut être cintrée en vue de présenter la courbure "panoramique" voulueo
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En considérant plus particulièrement les dessins, on voit que le pare-brise "panoramique" type 10 de la figo 1 présente non seulement un cintrage composé, c'est-à-dire qu'il est cintré dans ses deux plans, mais aussi des cintrages complexes, c'est-à-dire,
des cintrages qui présentent des courbures plus ou moins accentuées dans une Berne direction et qui com- prennent une courbure longitudinale relativement peu profonde qui s'étend d'un côté à l'autre et qui est flanquée de courbures extrêmement accentuées au voisinage des extrémités opposées du pare-brise.
On voit immédiatement les difficultés auxquelles on se heurte- rait en essayant d'appliquer un film de la manière connue à ce jour, sur une lame ainsi cintrée. Le procédé connu à ce jour pour l'application d'un film consiste (1) à chauffer d'abord uniformément la totalité de la feuil- le à cintrage accentué à la température du rouge sombre (c'est-à-dire au voisinage du point de ramollissement du verre) (2) à supporter cette éten- due de verre peu maniable, sans la déformer ni modifier aucunement sa for- me ramollie aux courbes complexes (3) tout en appliquant en même temps une solution de revêtement transparente en une couche uniforme d'une épaisseur de quelques millionièmes de pouce (quelques centièmes de microns) seulement sur la surface de verre cintrée d'une superficie de 8 à 10 pieds carrés (0 ,744 à 0 ,93 m2).
par contre, grâce à la présente invention, il devient possible d'atteindre le résultat voulu d'une manière beaucoup plus simple et plus efficace.. Ceci est obtenu d'abord en appliquant le film sur l'ébauche plate du pare-brise et non pas au pare-brise déjà cintré suivant sa forme voulue.
A cette fin, on peut partir soit d'une ébauche qui était stockée sous une forme rectangulaire, comme @ontré dans la fig. 3, soit d'une ébauche qui a déjà été découpée suivant le contour voulu, comme montré dans la fig. 4.
Dans l'un comme dans l'autre cas, l'ébauche est à plat et, après avoir été parfaitement nettoyée peut être supportée d'une manière permettant une manipulation et un traitement aisés en la suspendant sur des pinces 14 accrochées à un chariot 15 muni de roues 16 qui se déplacent sur un monorail 17.
Le chariot 15 est ensuite mû le long du rail 17 en vue d'introduire le verre dans un four 18 du type à tunnel et à le transporter à travers celui-ci, four dans lequel le verre est porté à la température nécessaire à l'application du film. Le four 18 peut être chauffé de toute manière appropriée, par exemple, au moyen de corps de chauffage électrique 19 à résistance et peut être pourvu de chicanes 20 en vue d'assurer une température plus uniforme dans l'ensemble du fouro
Au cours de son déplacement à travers le four, l'ébauche 13 est chauffée jusqu'au voisinage du point de ramollissement du verre,. Il est bien entendu qu'en réalité les verres diffèrent entre eux et ne possèdent pas un point de ramollissement précis.
Pour cette raison il est impossible pratiquement d'indiquer des conditions de températures exactes pour l'opération de chauffageo Toutefois, on a constaté que, lorsqu'il s'agit de réaliser des revêtements bons conducteurs d'électricité, transpa rents et essentiellement incolores, sur du verre moyen, une exposition aux températures comprises entre 500 degrés à 700 degrés centrigrades, pendant une durée de une à dix minutes, donne des résultats très satisfaisants.
Il va de soi que ces facteurs de temps et de température sont influencés par le type de verre et doivent comporter des valeurs plus importantes lorsque le point de ramollissement du verre devient plus élevée Lorsqu'on emploie un verre soude-chaux-silice sous la forme de lames à usage automobile d'une épaisseur de 1/8 de pouce (9,175 mm) il est préférable de chauffer la lame pendant deux minutes à 1200 degrés Fahrenheit (648,89 C).
Immédiatement après, l'ébauche est retirée du four et pourvue d'un film..
L'application proprement dite du film s'effectue en projettant sur une surface du verre chauffé une solution d'un composé d'étain appropriée, jus -
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qu'à la formation d'un film d'une épaisseur et d'une conductivité voulue,
A cette fin, on peut prévoir des pistolets atomiseurs 21 d'un côté du monorail 17 , en dehors du four 18 , comme montré dans la fig. 6.
Afin de réaliser un revêtement uniforme de la solution atomisée sur la surface du flan 13, les pistolets atomiseurs sont montrés,comme on le voit, sur un chariot sur roues 22 qui se déplace 'sur des rails 24, ce qui permet de faire aller et venir les pistolets devant la lameo
Divers composés de l'étain, tant organiques qu'inorganiques y compris les halogénures d'étain, composés dissous dans des solvants appropriés, peuvent être utilisés en tant que solution de vaporisation en vue de produire les films bons conducteurs d'électricité.
D'une manière générale, il est préférable d'utiliser à cette fin une solution de 10 à 30 % de tétrachlorure stannique dans un solvant organique tel que l'alcool isopropylique; toutefois, les composés organiques de l'étain, tels que le diacé tate d'étain dibutylique, peuvent être utilisés, avec ou sans SnCl4, avec d'excellents résultats, Lorsque l'ébauche chauffée 13 occupe la position d application du film, le chariot 22 peut être déplacé en va-et-vient le long de la voie 24 d'un nombre de fois suffisant pour assurer un film de l'épaisseur voulue sur la surface de verre,
comme montré schématiquement en 25 dans la figo 2
Après la vaporisation on laisse refroidir l'ébauche plane du pare-brise à l'air jusqu'au voisinage de la température ambiante avant d'amorcer l'opération suivante qui fait partie du traitement complet et qui consiste à cintrer l'ébauche plane munie du film, de façon à lui imprimer les courbures requises pour lui donner la forme finale du pare-brise.
Le cintrage proprement dit du verre muni de son enduit peut être effectué à l'aide d'un appareil de cintrage courant et par des méthodes de cintrage classiques, pour autant que les températures mises en jeu ne dépassent pas les températures de cintrage normales au geint d'affecter défavorablement le film et que le contact entre le moule et le verre ou la surface enduite ne soit pas de nature à influencer défavorablement les propriétés optiques ou électriques du pare-brise.
Dans tous les cas, l'ébauche plane et recouverte de film 13a (lignes en traits interrompus figo 7) est de préférence disposée sur un moule de cintrage 26 à articulations, du type à contours, cette ébauche étant placée immédiatement au-dessus de la surface de façonnage 27, après quoi le moule est introduit dans le four 28 et amené à traverser celui-ci, ce four étant mini de dispositifs de chauffage appropriés 29 à l'endroit où la feuille de verre est chauffée, jusqu'à ce que cette dernière s'affaisse de manière à entrer en contact avec la surface de façonnage 27 du moule, comme représenté par les lignes en traits pleins en 13b.
A partir de la zone de chauffage à haute température du four 28,les lames de verre cintrées continuent à se déplacer à travers une zone à température graduellement décroissante, où le verre est soumis à un refroidissement lent ou au recuite A ce moment, la lame de verre munie du film, cintrée,et refroidie présente la forme montrée dans la figo 1 et peut être enlevée du moule et manipulée comme n'importe quelle autre pièce de verre cintrée
Pour établir un élément de vitrage bon conducteur d'électricité et pratiquement utilisable, c'est-à-dire, pouvant être employé pour pare-brise dégivreurs, il est nécessaire que la face du verre recouverte par le film soit munie d'électrodes telles qu'indiquées en 30 dans la fig.
2. Ces électrodes peuvent présenter la forme habituelle et peuvent être appliquées en un moment approprié quelconque. Il va de soi qu'elles doivent être d'une nature telle et être associées au film 25 d'une manière telle qu'elles soient capables de fournir à ce dernier une quantité adéquate d'énergie électrique. De plus, lorsque ces électrodes sont établies en une matière fusible,telle qu'une fritte métallique ou matière analogue,
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elles doivent être appliquées sur le verre immédiatement avant la formation du film ou immédiatement avant le cintrage, de façon que la chaleur du cin- trage ou celle fournie lors de la formation du film agissent également en vue de produire la soudure par fusion de la matière constitutive des électrodes au verre.
Lorsque le verre revêtu dufilm et bon conducteur d'électricité doit être utilisé pour des pare-brise;, il va de soi que ceux-ci doivent être feuilletés et, dans ces conditions, le cintrage conjoint des deux panneaux offre, dans une production en masse, l'avantage que les panneaux concordent suffisamment pour qu'il ne soit pas nécessaire de les soumettre à un pressage préalable en vue d'assurer un contact étanche et pour qu'il soit superflu de les enfermer en vue de leur assemblage, dans l'autoclave, avec interposition d'une couche de matière plastique.
En plus des avantages théoriques découlant de la présente invention et qui ont déjà été exposés, la production proprement dite, conduite conformément au procédé faisant l'objet de la présente invention, a fait apparaître d'autres avantages, d'un caractère plus pratique. Ainsi, non seulement il est plus facile de maintenir un panneau plat à l'état plat pendant le processus de chauffage et d'application du film que de maintenir la forme d'un panneau qui avait été préalablement cintré de façon à présenter le contour requis, mais de plus, tout gauchissement qui pourrait se produire dans la lame plane pendant le chauffage préalable à l'application du film peut être corrigé lorsque les panneaux plans, munis de leur film, sont à nouveau chauffés pour etre cintrés à la forme voulueo
De même,
les tensions indésirables qui peuvent être suscitées dans le verre à la suite des opérations relatives à l'application du film peuvent être adoucies pendant les opérations de cintrage et de recuit. A ce propos, et vu que l'élimination de toutes les tensions rendrait le produit final plus sujet à la rupture par choc thermique, le procédé peut être réglé de façon à conserver le degré de tension nécessaire pour larigidité mécanique requiseo
Dix pare-brise représentatifs faisant partie d'un lot de production ont été éprouvés pendant toute la durée de leur traitement, avec les résultats indiqués dans le tableau ci-dessous.,
RESISTANCE
EMI5.1
<tb>
<tb> N <SEP> Avant <SEP> Après <SEP> Modifi- <SEP> Après <SEP> assem- <SEP> Modifica-
<tb> -- <SEP> cintrage <SEP> cintrage <SEP> cation <SEP> blage <SEP> tion
<tb>
EMI5.2
1 21,
5 z3 ,. + 1,6 zz ,4 -0,7 2 22,8 zz ,6 -0,2 z4,6 + 2 ex 3 30 ,6 29,3 - -1 31,9 + z ,6
EMI5.3
<tb>
<tb> 4 <SEP> 30,2 <SEP> 30,1 <SEP> - <SEP> 0,1 <SEP> 29 <SEP> ,9 <SEP> - <SEP> 0,2
<tb> 5 <SEP> 30 <SEP> ,6 <SEP> 30 <SEP> ,3 <SEP> -0,3 <SEP> 30 <SEP> ,o <SEP> - <SEP> 0 <SEP> ,3
<tb> 6 <SEP> 30 <SEP> ,2 <SEP> 30,0 <SEP> -0,2 <SEP> 29 <SEP> ,6 <SEP> - <SEP> o <SEP> ,4 <SEP>
<tb> 7 <SEP> 32 <SEP> ,2 <SEP> 32 <SEP> ,2 <SEP> ¯ <SEP> 0,0 <SEP> 31,8 <SEP> - <SEP> 0 <SEP> ,4 <SEP>
<tb> 8 <SEP> 29,9 <SEP> 30 <SEP> ,1 <SEP> + <SEP> 0 <SEP> ,2 <SEP>
<tb> 9 <SEP> 31,6 <SEP> 31,2 <SEP> - <SEP> 0,4 <SEP> 30,8 <SEP> - <SEP> 0,4
<tb> 10 <SEP> 31,4 <SEP> 31,3 <SEP> -0,1 <SEP> 30 <SEP> ,9 <SEP> -0,4
<tb>
Remarque : Le numéro 8 s'est brisé en cours de manipulation.
Tous les éléments ont été éprouvés avec succès sous 220 volts avant et après l'assemblageo Tous les éléments ont été soumis à un refroi-
EMI5.4
dissement lent à -65 F (-567c) après l'assemblage et, une fois refroidis, se sont vu appliquer un courant de 300 watts par pied carré (0 ,093 m2).
Il n'y a pas eu de défaillances.
Il convient de préciser que, dans la série de production d'où les dix pare-brise ont été prélevés, les flans ou ébauches planes des pare-
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brise étaient revêtus du film sur la surface appelée à devenir la surface concave après le cintrage, chaque flan porteur de film ayant été soumis au cintrage conjointement avec un flan non pourvu de film, la surface portant le film se situant à l'intérieur.
En d'autres termes, dans le verre triplex fini, le film se trouvait sur la surface concave intérieure, cela pour la raison que l'on estimait au début que, pour réaliser le procédé selon l'invention avec succès il était nécessaire (1) que le film soit protégé de la chaleur directe de cintrage (par au moins une autre lame de verre) et (2) que le film devait être soumis à une compression, et non pas à une extension, pendant le cintrage
Toutefois, les lots suivants indiquent que ces précautions ne sont pas nécessaires Ceci a été démontré en étaulissant douze paires d'ébauches ou flans de pare-brise de fabrication courante, sur lesquels le film bon conducteur d'électricité occupait les quatre positions possibles.
Dans le premier groupe de trois paires, le film se trouvait sur la surface concave entre les deux flans (concave-protégé).Dans le deuxième groupe de trois paires, le film était appliqué sur la surface convexe entre les deux flans (convexe-protégé). Dans le troisième groupe de trois paires, le film était appliqué sur la surface concave extérieure de la paire de flancs (concave non protégé); et, dans le quatrième groupe de trois paires, le film était appliqué sur la surface convexe extérieure de la paire (convexe-non protégé).
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