Verre anti-balles PVB

1. Vue d'ensemble

Le principe du verre pare-balles est sa capacité à convertir l'énergie cinétique des balles en énergie potentielle élastique du verre et en énergie de surface des fragments. D'une manière générale, le verre a une forte capacité à absorber et à disperser les vibrations, tandis que le plastique est léger et résistant, ce qui le rend difficile à briser. Pour augmenter la résistance et la durabilité, une couche de film peut être prise en sandwich entre deux couches de verre. Toutefois, lorsque ces matériaux sont utilisés seuls, ils ne suffisent pas à arrêter les balles tirées par des armes à feu plus meurtrières. Le verre pare-balles est fabriqué en collant 2 ou 3 couches de matériaux pare-balles avec une couche intermédiaire de film, qui empêche les balles de pénétrer dans le verre. Lorsque la couche extérieure est brisée, le film intérieur peut également maintenir les fragments en place, les empêchant de se détacher. En général, plus il y a de couches, plus l'effet pare-balles est important. Certains verres pare-balles comportent même des couches d'air pour réduire les vibrations. L'épaisseur totale du verre pare-balles est généralement supérieure à 20 mm, et peut atteindre plus de 50 mm pour les niveaux de protection les plus élevés. Toutefois, il est important de noter qu'en cas de tirs continus à courte distance, les balles peuvent toujours pénétrer ou briser le verre pare-balles.

2. Sécurité du verre

2.1 Le verre ordinaire

Le verre ordinaire (recuit, trempé, semi-trempé) soumis à l'impact de l'explosion d'une bombe, les éclats de verre se dispersent et le verre subit des dommages par pénétration, causant de graves blessures aux personnes et aux installations intérieures. RET≈0~0.2.

2.2 Verre feuilleté ordinaire

Le verre feuilleté ordinaire, lorsqu'il est soumis à l'impact de l'explosion d'une bombe, se brise et l'onde de choc pénètre à l'intérieur. Dans les cas les plus graves, l'ensemble du verre brisé s'envole et provoque de graves blessures en heurtant le corps humain. Toutefois, l'étendue globale des dommages est inférieure à celle du verre ordinaire. RET≈0.3~0.5.

2.3 Verre feuilleté pare-balles

Le verre feuilleté pare-balles, lorsqu'il est soumis à l'impact de l'explosion d'une bombe, se plie vers l'arrière, et le système de cadre se comprime et s'amortit vers l'arrière. Le verre reste intact ou peut présenter des fissures, mais aucun fragment n'est projeté, ce qui garantit que le personnel et les installations à l'intérieur ne sont pas blessés. Par exemple, la combinaison de verre feuilleté pare-balles : DFB10 + matériau polymère (généralement PVB) + DFB10 (verre feuilleté résistant au feu césium-potassium en une seule pièce de 10 mm à haute résistance + matériau polymère + verre feuilleté résistant au feu césium-potassium en une seule pièce de 10 mm à haute résistance), RET≈1.0.

RET est l'abréviation de Retention, qui représente la rétention globale du verre dans le cadre.

Lorsque RET=1,0, le verre reste intact dans le cadre, aucun fragment n'est dispersé et il n'y a pas de pénétration ; lorsque RET=0, l'ensemble du morceau de verre se détache du cadre, les fragments sont dispersés et il y a échec de la pénétration.

3. Structure en verre pare-balles

Le verre feuilleté pare-balles est fabriqué en collant plusieurs morceaux de verre ou des feuilles organiques à haute résistance à l'aide de matériaux adhésifs transparents. Il se compose généralement de trois couches : la couche porteuse, la couche de transition et la couche de protection.

La couche portante est la première à résister à l'impact et à se briser ; elle est généralement constituée de verre épais et très résistant. Elle peut détruire la balle ou modifier sa forme, lui faisant perdre sa capacité à continuer à avancer.

La couche de transition est généralement constituée de matériaux adhésifs organiques dotés d'une forte capacité de collage et d'une bonne résistance à la lumière. Elle peut absorber une partie de l'énergie de l'impact et modifier la direction de la balle.

Un film chimique très résistant et transparent est inséré dans le verre feuilleté. Cela permet non seulement de prévenir efficacement les tirs de balles, mais aussi d'obtenir des propriétés telles que la résistance aux ondes de choc, aux explosions, aux événements sismiques et la prévention des fissures après l'impact.

La couche de protection de sécurité est constituée de verre à haute résistance ou de matériaux organiques transparents à haute résistance. Elle possède une bonne élasticité et une bonne résistance, absorbant la majeure partie de l'énergie d'impact et garantissant que la balle ne peut pas pénétrer cette couche. Les matériaux organiques transparents les plus récents utilisés à cette fin sont le méthacrylate de méthyle (communément appelé verre organique ou PMMA) et le polycarbonate (PC), ce dernier ayant une meilleure résistance.

3.1 Verre pare-balles entièrement inorganique

La structure du verre pare-balles entièrement organique est formée par le collage de plusieurs couches de verre avec une couche d'aluminium. film intercalaire en butyral de polyvinyle (PVB). Il est traité à haute température et à haute pression pour former une structure feuilletée, également connue sous le nom de verre pare-balles feuilleté au PVB. Ce type de verre pare-balles présente de bonnes propriétés optiques, une bonne résistance aux chocs et une bonne stabilité environnementale, avec une longue durée de vie et une bonne résistance au vieillissement. Il est rentable et facile à entretenir, mais il est relativement lourd et convient mieux à une installation dans des lieux fixes. Par exemple, le verre pare-balles le plus utilisé dans les guichets de banque consiste en 3 ou 4 couches de verre flotté laminé avec du PVB, d'une épaisseur totale de plus de 24 mm.

4. Facteurs affectant la performance du verre feuilleté pare-balles

Plusieurs facteurs influencent la performance du verre feuilleté pare-balles, notamment le type, l'épaisseur, le nombre de couches, les méthodes de traitement, la taille, la méthode d'installation et le type de balles (à noyau de plomb ou d'acier).

4.1 Propriétés des matériaux

Selon la théorie du pare-balles, la performance du verre pare-balles est principalement liée à la dureté et à la ténacité du matériau, plutôt qu'à sa résistance. Par conséquent, lorsque le matériau de support est constitué de matériaux organiques, le verre pare-balles en polycarbonate est supérieur au verre organique (PMMA) dans les mêmes conditions. Si le verre inorganique est utilisé comme matériau de panneau, le verre trempé chimiquement ou physiquement offre de meilleurs effets pare-balles que le verre recuit.

4.2 Épaisseur

4.3 Combinaison

Pour le verre pare-balles laminé au PVB, la disposition des feuilles de verre inorganique individuelles de la surface d'impact à la surface arrière avec une épaisseur décroissante (également connue sous le nom de disposition dégressive) améliore la capacité pare-balles. En particulier, plus la dernière couche de verre est fine, moins il y a d'éclats produits, ce qui améliore les effets pare-balles. Lors de la combinaison de matériaux organiques et inorganiques, dans une certaine mesure, la plus grande proportion de matériaux organiques permet de renforcer les capacités pare-balles.

4.4 Taille

Un verre plus grand permet une déformation élastique plus importante en cas d'impact. Une plus grande quantité d'énergie d'impact est convertie en énergie potentielle élastique, ce qui réduit les dommages causés au verre et renforce la capacité pare-balles.

4.5 Méthode d'installation

Si le verre pare-balles est fermement fixé sur son périmètre ou n'est pas élastiquement relié au cadre, la déformation élastique du verre est limitée en cas d'impact, ce qui réduit sa capacité pare-balles.

5. Processus de production

Le processus de fabrication du verre feuilleté pare-balles est similaire au processus de préparation du verre feuilleté ordinaire. Les étapes sont les suivantes

5.1 Coupe et nettoyage

Les matières premières, généralement des feuilles de verre, sont découpées dans les dimensions souhaitées et soigneusement nettoyées pour garantir une surface propre et exempte de poussière.

5.2 Trempe

Les feuilles de verre peuvent subir un processus de trempe afin d'augmenter leur résistance et leur ténacité. La trempe consiste à chauffer le verre à une température élevée, puis à le refroidir rapidement, ce qui entraîne des contraintes de compression à la surface du verre et des contraintes de traction au centre. Ce processus rend le verre plus résistant aux chocs et moins susceptible de se briser en gros éclats dangereux.

5.3 Collage et roulage

Les différentes couches de feuilles de verre sont collées ensemble avec le matériau intercalaire, qui est souvent un film de butyral de polyvinyle (PVB). Les couches sont ensuite soumises à une pression et à un laminage pour garantir une bonne adhérence et éliminer les bulles d'air.

5.4 Lamination

Les couches collées sont assemblées pour former la structure finale du verre feuilleté. Le nombre de couches et la composition des matériaux peuvent être adaptés pour répondre à des exigences spécifiques en matière de pare-balles.

5.5 Méthode d'installation

Les bords du verre feuilleté sont polis pour garantir des bords lisses et sûrs.

5.6 Inspection

Une fois le processus de production achevé, le verre feuilleté pare-balles fait l'objet d'une inspection minutieuse afin de détecter d'éventuels défauts, bulles d'air ou autres problèmes susceptibles d'affecter ses performances.