Verre

Date : 11 janvier 2023

Auteurs : Robert Götzinger, Maximillian Hill, Samuel Schabel et Jens Schneider

Source:Structures en verre et ingénierietome 6, pages119–128 (2021)

EST CE QUE JE:https://doi.org/10.1007/s40940-020-00144-4

Cet article examine diverses manières de combiner le papier et le verre en tant que stratifié et les effets sur la transparence. Dans ce contexte, le stratifié signifie une couche de papier prise en sandwich entre des couches de verre maintenues ensemble par un adhésif. Différents types de papiers et d'adhésifs ont été utilisés pour étudier les potentiels des stratifiés verre-papier en termes de transparence et de translucidité. Ces stratifiés peuvent trouver des applications dans la construction de bâtiments, le verre de sécurité, l'électronique imprimée et plus encore. En utilisant une variété d'adhésifs et de papiers, des preuves qualitatives ont révélé que l'époxy est le meilleur en termes de transparence et adhère le plus efficacement.

En raison des objectifs de durabilité, il est important d'augmenter l'utilisation des ressources renouvelables. Le développement de technologies et la découverte de nouvelles méthodes et de nouveaux matériaux nous permettant de construire avec des ressources renouvelables et recyclables deviendront un élément essentiel pour une croissance continue.

Le papier est un matériau de construction souhaitable; il présente un rapport rigidité/poids élevé et peut être produit à partir d'une ressource renouvelable, le bois. C'est pourquoi le projet "BAMP! Building with Paper" est en cours à la TU Darmstadt depuis 2017. Dans le cadre de ce projet interdisciplinaire, les bases sont créées pour rendre le papier accessible en tant que matériau de construction. Les premières études de cas du projet, par exemple (Kanli et al. 2019), ont déjà montré que le papier a un grand potentiel pour s'imposer comme matériau de construction.

Le verre est un matériau naturellement transparent, très rigide et résistant à l'usure. Le verre est de plus en plus utilisé dans la construction et l'architecture et est constamment développé pour différentes applications (Schneider et al. 2016).

Même si le papier est un matériau qui s'imposera à long terme dans l'industrie de la construction, des recherches fondamentales et des normes sont encore nécessaires pour surmonter ses faiblesses inhérentes telles que la sensibilité à l'humidité et les technologies d'assemblage durables. Dans un effort pour créer des stratifiés de verre qui incorporent du papier, l'objectif est de protéger le papier, par exemple, de l'humidité. D'autre part, le papier augmente le nombre d'applications et la polyvalence des feuilles de verre allant des applications d'ombrage, du verre de protection contre les oiseaux et de la décoration intérieure. Des papiers fonctionnels pourraient également être envisagés tels que l'électronique imprimée et les capteurs intégrés au papier. Une autre motivation est d'utiliser les propriétés matérielles (résultantes) des stratifiés papier-verre pour révéler le potentiel de ces composites qui pourraient conduire à des applications complètement nouvelles. Il serait également envisageable d'améliorer la recyclabilité de tels stratifiés par une fonctionnalisation appropriée du papier dans le composite.

Le premier objectif de cet article est de trouver une méthode appropriée pour produire des stratifiés en verre et en papier (Fig. 1). Dans un deuxième temps, les propriétés de diverses combinaisons de tels stratifiés devaient être étudiées. Une attention particulière a été accordée à la transparence des éprouvettes en rapportant sa transparence à la valeur Schopper-Riegler (SR) du papier. D'autres petites démonstrations seront ensuite utilisées pour montrer les caractéristiques des stratifiés avec différentes qualités de papier pour affecter la transparence et la translucidité. Les résultats seront utilisés comme introduction au sujet des stratifiés de papier de verre afin de pouvoir approfondir le sujet.

Le papier et le verre sont des matériaux très courants et très largement utilisés dans une variété d'industries. Cependant, la stratification du verre sur du papier sous la forme d'un stratifié en sandwich, pour créer un stratifié verre-papier (GPL), est un domaine relativement inexploré. Cependant, les stratifiés papier-verre avec papier de riz sont utilisés pour les applications de design d'intérieur (Maxlen 2020). Comprendre comment le papier affecte la transparence des GPL est un point de départ logique. Le but de cet article est de déterminer les effets de différents adhésifs et qualités de papier sur la transparence de ce papier.

L'idée de base de coller du papier avec du verre n'est pas nouvelle. Le laminage de papier de riz entre deux feuilles de verre à l'aide de butyral de polyvinyle (PVB) ou d'acétate de vinyle d'éthylène (EVA) est une pratique courante (Verrage Glass and Mirror Inc. 2015). Les étiquettes sur les bouteilles ou les bocaux sont un bon exemple de collage verre-papier dans la vie de tous les jours. Il existe un grand nombre de systèmes adhésifs différents pour coller des étiquettes sur le verre. La difficulté de la présente tâche résulte de l'objectif de réaliser une structure sandwich transparente, durable et porteuse. Un objectif majeur en matière d'esthétique est de créer un GPL qui ne contienne aucune inclusion d'air (Wünsch 2017).

L'industrie du papier utilise des adhésifs au silicate de sodium, ou verre soluble, comme adhésif pour une variété d'applications allant des tubes en papier aux structures ondulées plus complexes. Lubke et al. a choisi une disposition comparable et combiné du verre avec des panneaux en nid d'abeille en papier en utilisant un silicate de sodium comme adhésif (Lübke et al. 2018). Le verre soluble et d'autres adhésifs en dispersion sont utilisés, par exemple, dans la production de mandrins en papier (Herzau 2013). Un adhésif en dispersion largement utilisé, l'acétate de polyvinyle (PVAc), est utilisé dans la stratification du carton et du carton ondulé, la production d'enveloppes, de boîtes en carton ondulé, de boîtes pliantes, de sacs, de sacs, de pochettes, de magazines et de livres (Brockmann et al. 2005). Le PVAc est également à la base des colles à bois typiques (Henkel 2017).

Une telle colle à bois (Henkel 2017) a également été sélectionnée comme colle de référence dans le BAMP ! projet. Cet adhésif a été sélectionné en raison de sa grande disponibilité et de sa qualité. Il peut être appliqué de telle manière qu'il ne reste qu'en surface ou qu'il pénètre profondément dans la structure du papier. L'adhésif possède une bonne force d'adhérence dans des conditions sèches et humides.

Le PVB est un matériau polymère couramment utilisé pour les stratifiés de verre dans des domaines tels que la construction et l'industrie automobile (Kuntsche et al. 2019). Il est utilisé comme adhésif de stratification entre le verre flotté afin d'améliorer la sécurité et de conserver sa clarté optique. Le PVB peut être acheté sous forme de feuille ou sous forme liquide. Les feuilles sont les plus utilisées en raison de leur facilité d'utilisation. Les feuilles sont également supérieures car elles peuvent mieux garantir une répartition égale du PVB sur les surfaces souhaitées (Zhang et al. 2015).

L'association d'une résine époxy avec un durcisseur donne un composé thermodurcissable irréversible qui possède de bonnes propriétés mécaniques, chimiques et thermiques. L'époxy est utilisé dans une grande variété d'industries, y compris les isolateurs électriques à haute tension, l'électronique, y compris les LED, et les adhésifs (Wünsch 2017). La résine époxy fait l'objet de recherches parallèles sur le papier en tant que matériau de construction léger. Ces travaux s'appuient sur ceux de Kröling (Kröling 2017).

Les expériences menées ont varié le type de papier utilisé en ce qui concerne la valeur SR, le type d'utilisation d'adhésif et testé divers types de techniques de laminage allant de l'assemblage à la main aux presses à laminer industrielles.

Verre

Les expériences ont utilisé du verre plat dans trois géométries, tous des prismes rectangulaires. Les premiers étaient des plaques de verre flotté silico-sodo-calcique, d'une épaisseur nominale de 10 mm avec des longueurs d'arête de 95 mm. Deuxièmement, des lames de microscope en verre sodocalcique (Glaswarenfabrik Karl Hecht GmbH & Co KG 2020) (76 mm sur 26 mm sur 1,2 mm) ont été utilisées en raison de leur facilité de disponibilité, pour créer des stratifiés complets. Troisièmement, des couvre-lames de microscope (24 mm sur 32 mm sur 0,13 à 0,17 mm) ont été utilisés afin de simuler des stratifiés de verre minces. La planéité n'a pas été mesurée.

Adhésifs

Une variété d'agents de liaison a été testée. Les adhésifs testés comprennent l'eau, le PVAc (Ponal Classic (Henkel 2017)), le silicate de sodium (verre soluble, liquide) (Panreac 2011), l'époxy (résine L-285, durcisseur LH-287), la feuille de PVB (Eastman 2015) et 10 % de PVB dans une solution liquide de méthanol (fabriquée dans le laboratoire universitaire). Tout d'abord, l'eau a été sélectionnée pour déterminer si les forces de Van der Waals fournissaient une adhérence mécanique utile. De l'eau du robinet standard a été utilisée pendant les tests. Deuxièmement, le PVAc a été choisi comme option d'adhésif recyclable et renouvelable. Troisièmement, le silicate de sodium a été sélectionné comme liant en raison de sa large utilisation dans l'industrie comme adhésif. Quatrièmement, des tests avec le PVB ont été effectués car il s'agit de l'adhésif standard de l'industrie pour le laminage du verre. Pour les besoins de ce papier, la feuille d'aluminium et le PVB liquide ont été testés en supposant que la forme liquide pouvait plus facilement être absorbée par le papier. Enfin, Epoxy a été testé car il durcit à la suite d'une réaction chimique et non d'une évaporation.

Fibres et Papiers

Deux indicateurs forts de la transparence du papier sont la composition du papier et la qualité des fibres utilisées. Copy Paper contient des charges minérales. Ceux-ci rendent le papier opaque. Contrairement aux fibres, les charges minérales ne deviennent pas transparentes lorsque le papier est imprégné d'une autre substance. En revanche, le papier transparent contient peu de minéraux et les fibres peuvent être fortement battues (Reinhold et al. 2015) pour obtenir la transparence souhaitée. En conséquence, un papier copie standard et un papier transparent standard couramment trouvés dans les papeteries ont été inclus dans les enquêtes. Les deux papiers cités sont dans une gamme de grammage similaire (Copy Paper 80 g/m², Transparent Paper 90 g/m²). D'autres données peuvent être trouvées dans le tableau 3 dans la section des résultats. Les valeurs ont été mesurées selon les normes indiquées dans le tableau 1.

Tableau 1 Liste des tests et leurs normes -Tableau pleine grandeur

Comme mentionné précédemment, les fibres du papier transparent peuvent être fortement battues. Le battage des fibres influence l'égouttage, mesuré en unités Shopper-Riegler (SR) (l'égouttage est une mesure du comportement d'égouttage d'une pâte). Un autre facteur important est la longueur des fibres (Reinhold et al. 2015). Pour exclure les influences de la production industrielle de papier, deux types de feuilles isotropes de laboratoire ont été fabriquées selon la norme DIN EN ISO 5269-2. Une pulpe d'eucalyptus et deux degrés de battage différents ont été utilisés afin d'observer les effets d'une valeur SR faible et d'une valeur SR élevée sur la transparence. Initialement, la pâte a été défibrée dans un raffineur de laboratoire VOITH LR40 et battue à un degré d'égouttage de 28 SR. Pour le deuxième ensemble de feuilles, la pâte a été encore battue en utilisant un Valleybeater jusqu'à ce qu'elle atteigne un indice d'égouttage de 80 SR. Le Valleybeater garantit un battement lent et doux. La pâte a ensuite été caractérisée avec un analyseur de fibres. Les données peuvent être extraites du tableau 2.

Tableau 2 Comparaison des propriétés de la pâte des papiers produits en laboratoire -Tableau pleine grandeur

Une série de documents de démonstration a également été créée. Ces papiers ne sont pas l'objet principal de cet article et n'ont pas été testés, mais représentent une étape importante pour l'avenir de cette technique. Les trois papiers de démonstration différents ont été produits sur une forme de feuille expérimentale décrite par Götzinger et Schabel dans (Götzinger et Schabel 2019). Tous les trois ont été produits à partir de pâte Northern Bleached Softwood Kraft (NBSK) avec un indice d'égouttage d'environ 26 SR. Le raffinage a également été réalisé avec le raffineur de laboratoire VOITH LR40. Le premier papier a été produit uniquement à partir de la pâte avec 0,3 % de fibres teintées avec un colorant fluorescent utilisé pour évaluer l'orientation des fibres sous la lumière UV (voir Fig. 5). Le papier avait un grammage de 60 g/m2.

Le deuxième papier contenait 1 % de fibres de carbone recyclées et avait un grammage de 30 g/m2 (voir Fig. 6 à gauche). Le troisième papier se compose de trois bandes. La bande extérieure gauche est composée de fibres de couleur noire, la bande médiane d'une partie de fibres blanches et d'une partie de fibres bleues et la bande extérieure droite de fibres blanches (voir Fig. 6 à droite). Chaque bande avait un grammage cible de 50 g/m2. La capacité de produire du papier avec un contrôle de la direction des fibres est une caractéristique spéciale de la formeuse de feuilles expérimentale mentionnée ci-dessus. Les papiers à orientation unidirectionnelle des fibres ont le potentiel de fournir un renforcement selon les besoins en fonction des objectifs du projet.

Laminage

Quatre stratégies différentes ont été utilisées pour faire adhérer le papier sur leurs substrats de verre.

Lors du premier test, l'équipe a testé des échantillons à diverses températures afin de déterminer la meilleure température à laquelle durcir l'échantillon. L'eau, le PVAc et le silicate de sodium ont été durcis à 23 °C, 60 °C, 106 °C et 143 °C. Tous les spécimens ont séché pendant au moins 24 h. Aucune pression significative n'a été appliquée sur l'échantillon, cependant, une deuxième plaque de verre flotté de taille et de forme similaires a été placée sur le substrat au-dessus de la stratification pour empêcher le papier de se recourber. Une couche de papier siliconé empêchait le collage entre le papier et le deuxième verre flotté. Le papier siliconé et la deuxième couche de verre ont été retirés.

Au cours de la deuxième stratégie, une presse hydraulique a appliqué une pression de 9,8 MPa pendant 5 min sur un sandwich verre-papier-verre composé du substrat de verre flotté, du papier imprégné d'adhésif, d'une feuille de silicium et d'une seconde plaque de verre flotté pour assurer la planéité. L'échantillon a été retiré de la presse puis placé dans une étuve à 60 °C pendant 24 h.

La troisième stratégie consistait à utiliser des sacs sous vide. L'adhésif appliqué à l'aide de cette méthode était une résine époxy sous forme d'époxyde activé au moyen d'une réaction chimique et ne nécessite pas d'exposition à l'air. Un sac sous vide de taille appropriée contenait une plaque d'acier avec un ruban adhésif double face sur lequel le substrat était collé. L'époxy a été mélangé et placé dans un dessiccateur avec des accessoires à vide. L'évacuation du dessiccateur s'est produite 3 fois pendant 5 min afin d'éliminer les bulles. Les segments de papier découpés sur mesure ont reçu une couche d'époxy des deux côtés avant d'être positionnés sur le substrat. La structure a ensuite obtenu un deuxième segment de verre placé sur le dessus et maintenu en place à l'aide de ruban adhésif. Des bandes de tissu respirant ont été posées le long de chaque spécimen afin que le sac ne s'effondre pas et ne coupe pas le vide. Une pompe à vide Leybold DIVAC 2,4 L a appliqué le vide 3 fois chacune pendant 5 min, la pression n'a pas été mesurée. Après évacuation sous vide, l'échantillon a été placé dans une étuve à 60 ° C pour durcir pendant 24 h.

Pour contrer le problème des bulles d'air dans le papier lors de l'application au pinceau, le papier a d'abord été immergé dans la résine et les deux ont été évacués ensemble dans le dessiccateur. Ensuite, le stratifié a été préparé comme décrit ci-dessus et le vide a été appliqué pendant environ 1 h.

La quatrième stratégie comprenait l'utilisation d'une machine à laminer Lamipress Vario (Fotoverbundglas Marl GmbH 2020) et du PVB. Le PVB est un adhésif à base de résine et a une température de durcissement supérieure à 100 °C. L'échantillon assemblé est placé entre de grandes feuilles de silicium créant un joint hermétique et agissant comme des sacs sous vide. Encore une fois, du tissu respiratoire a été utilisé de l'accessoire d'aspiration à l'emplacement de l'échantillon. Cet ensemble a ensuite été placé dans une boîte hermétique. La Lamipress évacue d'abord tout l'air du dessous du couvercle en silicone à − 0,90 bar pendant 20 min à 40 °C. La température est portée à 150 °C et une pression de 1,0 bar est appliquée à l'intérieur de la boîte pendant 20 min, le vide se maintient à - 0,50 bar. La Lamipress égalise ensuite la pression dans la zone de vide et le système refroidit à température ambiante. Lors des tests avec une feuille de PVB, deux configurations ont été testées. Le premier utilisait un segment de PVB entre le substrat et le bas du papier. La seconde utilisait deux segments de part et d'autre du papier, entre le verre (voir Fig. 1). Dans le cas des échantillons avec du PVB liquide, le papier a été imprégné au pinceau, comme pour les échantillons de résine époxy.

Propriétés du papier

Comme prévu, les résultats de transparence (tableau 3) montrent une augmentation de la transparence avec une augmentation de la valeur SR. Euka 28 a une valeur SR de 28 est 16,09% moins transparent que Euka 80 qui a une valeur SR de 80. Le Vallybeater fibrille les fibres de la pâte, pendant le battage, permettant aux fibres de se construire d'une manière qui est plus efficace dans l'espace. Ceci est confirmé par une largeur de fibre plus grande et un pourcentage plus élevé de fibrillation avec une liberté accrue, comme indiqué dans le tableau 2. En observant les mesures d'épaisseur, il est évident que le papier SR plus élevé a une épaisseur de 89,5 µm, soit 46,2 µm plus mince que le papier avec une valeur SR inférieure, qui a une épaisseur de 135,7 µm.

Tableau 3 Résultats des tests de diverses propriétés du papier -Tableau pleine grandeur

Il convient de noter que le papier copie a une teneur en cendres significativement plus élevée à la fois à 525 °C et à 900 °C que tous les autres papiers testés. Tant le papier transparent que les plaques Euka ont une teneur en cendres inférieure à 2,5 %. Pour les besoins de cette analyse, le Papier Transparent sera comparé aux feuilles de laboratoire Euka 80 et Euka 28. Le papier le plus transparent était le Papier Transparent avec une valeur de 76,85%. C'est environ le double de celui de l'Euka 28 à 37,65 % et le triple de celui de l'Euka 80 à 21,56 %. Le tableau 4 montre qu'il existe une relation inverse entre la transparence et l'épaisseur du papier. Les papiers plus fins ont une transparence plus élevée. La transparence du papier transparent est la plus élevée et est également le plus fin des papiers mesurant 75,35 µm. En comparaison, l'Euka 80 mesure 135,7 µm et l'Euka 28 89,5 µm.

Tableau 4 Représentation graphique des données du tableau 3 -Tableau pleine grandeur

Stratifiés

Tous les résultats et conclusions concernant les stratifiés sont qualitatifs et basés sur des observations puisqu'une étude détaillée de la mécanique et du vieillissement des stratifiés n'a pas encore pu avoir lieu.

L'utilisation d'eau était la moins efficace de tous les stratifiés car l'eau s'évaporait complètement et toutes les liaisons étaient facilement rompues à n'importe quelle température.

Lors de l'adhésion du verre soluble et du polyacétate de vinyle, des problèmes sont survenus lors du processus de séchage. Avec les deux morceaux de verre recouvrant le papier, il était très difficile pour l'eau de s'échapper, créant une dépendance temporelle très importante. Le séchage incohérent a également introduit des motifs de stress visibles dans le papier. Les résultats qualitatifs montrent que 60 °C ont fourni les meilleurs résultats. Des températures plus basses ont mis trop de temps à durcir (plus d'une semaine). L'utilisation de la presse hydraulique n'a pas permis de réduire sensiblement le nombre et la taille des bulles entre le substrat et le papier. Il n'a pas non plus sensiblement augmenté l'adhérence. L'utilisation de la presse a conduit à la dissociation du papier dans la plupart des épreuves. Des températures plus élevées ont entraîné une décoloration du PVAc et du silicate de sodium. Les solutions à base d'eau n'ont donc pas été considérées davantage.

L'utilisation de PVB en solution liquide et d'adhésif époxy s'est avérée la plus efficace. La feuille de PVB ne pénètre pas suffisamment dans le papier en fondant. Il n'est pas possible de travailler avec une seule couche de pelliculage, mais les deux faces du papier doivent être recouvertes de papier d'aluminium pour assurer une adhérence suffisante aux deux surfaces de verre. L'époxy et le PVB liquide ont montré les meilleurs résultats en ce qui concerne la minimisation de l'apparition de bulles d'air car ils sont capables de pénétrer dans les petits pores du papier. Les bulles d'air affectent la qualité optique et la structure des stratifiés.

Le procédé Lamipress a toujours produit les meilleurs résultats en termes de propreté, d'homogénéité des échantillons et de faible formation de bulles d'air dans les échantillons.

La figure 2 montre une comparaison des stratifiés avec Copy Paper et divers adhésifs. Il devient clair que la transparence est fortement influencée par l'adhésif. L'utilisation de résine époxy rend le papier de copie beaucoup plus transparent que ce à quoi on pourrait s'attendre d'après les valeurs mesurées de transparence sur le papier. Même avec du PVB liquide, une légère transparence est visible. La transparence accrue peut s'expliquer par la bonne pénétration des adhésifs liquides dans le papier par rapport à la mauvaise pénétration lors de l'utilisation d'une feuille de PVB.

Comme on pouvait s'y attendre, la transparence des stratifiés finis est la plus élevée avec du papier transparent (Fig. 3). Ici, à la fois les adhésifs liquides et la feuille adhésive présentent une grande transparence. L'image est plus claire avec de la résine époxy.

Les mêmes observations que celles décrites ci-dessus peuvent être faites sur les papiers de laboratoire Euka 28. Étonnamment, sur la Fig. 4, le stratifié avec le papier Euka 80 a une transparence plus faible que celui avec Euka 28. Si le processus de stratification produit des propriétés différentes de celles obtenues à partir des mesures du papier, il faut une enquête plus approfondie.

Les premières mesures qualitatives de transmission lumineuse confirment les résultats décrits ici par des observations purement visuelles. Afin de créer des données fiables et d'exclure les effets de frontière, d'autres échantillons de plus grandes dimensions doivent être produits.

Pour toutes les observations, une corrélation avec l'épaisseur des stratifiés doit être considérée et quantifiée dans d'autres expériences.

La figure 5 montre un stratifié avec du papier hautement orienté dans lequel des fibres traceuses ont été incorporées. En haut de l'image on remarque une bonne transparence vers un texte. Par rapport à un fond noir, aucune fibre ni couleur n'est visible (au milieu), mais lorsque la lumière UV est allumée (en bas), les fibres colorées sont clairement visibles. Ces fibres sont un exemple de fonctionnalisation arbitraire qui peut être insérée dans la couche médiane d'un tel stratifié verre-papier.

La figure 6 montre sur le côté gauche le résultat avec du papier en fibre de carbone. Malgré les fibres de carbone noires, une bonne transparence est conservée. Les fibres ne sont que peu visibles. Si nécessaire, la proportion de fibres de carbone peut être encore augmentée sans être gênante visuellement. Dans le papier multicolore illustré à droite, les marques de fil du papier sont visibles dans la bande noire (la bande noire apparaît en bleu foncé sur l'image). Ils provoquent la formation de bulles d'air qui perturbent alors l'impression visuelle. Afin d'obtenir une image claire, il est nécessaire d'optimiser le processus. Néanmoins, il peut être démontré ici avec succès quelles sont les possibilités d'utilisation du papier de la formeuse de feuilles nouvellement développée.

Différents types de papiers et d'adhésifs ont été utilisés pour étudier les potentiels des stratifiés verre-papier en termes de transparence et de translucidité. Les adhésifs utilisés comprenaient l'acétate de polyvinyle (PVAc), le silicate de sodium, l'époxy et le butyral de polyvinyle (PVB). Il s'est avéré que l'utilisation de colles PVB et Epoxy activées par des réactions thermoplastiques ou chimiques sont les plus efficaces.

Comme décrit dans l'état de la technique, le PVB est généralement utilisé comme feuille. Cependant, les résultats montrent que l'utilisation de feuille entre le verre et le papier ne conduit pas à une pénétration suffisante du papier et donc à une mauvaise adhérence. Par conséquent, l'utilisation de PVB sous forme liquide est recommandée. Dans l'une des prochaines étapes, il sera testé si le papier lui-même peut d'abord être pré-imprégné de PVB liquide, séché puis fondu pour reprendre la fonction de la feuille. Par rapport aux procédés conventionnels, cela pourrait également avoir l'avantage d'économiser de la matière PVB.

Il a pu être démontré que les propriétés de transparence et de translucidité peuvent être influencées par le bon choix de papier et d'adhésif dans les GPL. Cela pourrait être utilisé pour contrôler l'incidence de la lumière dans les applications architecturales ou même dans les serres. L'incidence de la lumière peut être spécifiquement contrôlée par une combinaison et un déplacement astucieux de stratifiés avec différentes propriétés de transparence et de translucidité, comme indiqué à droite sur la Fig. 6.

Le verre protège les couches de papier à l'intérieur d'un GPL des influences extérieures. Il en va de même bien sûr pour tout ce qui est appliqué sur le papier avant lamination. La technique d'impression sur papier est très mature et offre un grand nombre de possibilités. Outre l'impression à des fins purement esthétiques, des impressions fonctionnelles telles que l'électronique imprimée sont également envisageables. Il peut être possible d'intégrer des capteurs à base de papier dans le verre. Tout cela nécessite une enquête plus approfondie.

De plus, dans les étapes suivantes, il faut vérifier si les fibres sont capables de combler les fissures dans le verre. Cela pourrait être appliqué dans le verre de sécurité feuilleté. Un grand potentiel pourrait être trouvé ici dans les mélanges de fibres synthétiques, telles que les fibres de carbone et les fibres de papier (Fig. 6 à gauche). Une prise en compte précise des propriétés mécaniques et mécaniques de rupture sera nécessaire pour cela.

Une première idée pour laquelle les stratifiés de verre et de papier pourraient avoir des avantages était d'améliorer la recyclabilité du verre feuilleté. Par conséquent, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour trouver un moyen de séparer à nouveau les stratifiés. Pour l'approche de solution, le potentiel peut être vu dans la fonctionnalisation des fibres de papier.

Données disponibles au PMV, TU Darmstadt.

Les auteurs de cet article tiennent à remercier Marcel Hörbert (ISMD) pour son aide avec la Lamipress. Nous tenons également à remercier Nicole Panzer (PMV), Andreas Striegel (PMV), Michael Drass (ISMD) et Matthias Seel (MPA-IfW) pour avoir aidé à mener des expériences et à exécuter des tests.

Financement Open Access activé et organisé par Projekt DEAL.

Auteurs et affiliations

Institut de technologie du papier et de génie des procédés mécaniques, Technische Universität Darmstadt, 64283, Darmstadt, Allemagne - Robert Götzinger, Maximillian Hill et Samuel Schabel

Institut de mécanique et de conception des structures, Université technique de Darmstadt, 64287, Darmstadt, Allemagne - Jens Schneider

auteur correspondant

Correspondance à Robert Götzinger.