ES2204738T3 - Procedimiento y lamina para la fabricacion de vidrios de seguridad compuestos. - Google Patents

Procedimiento y lamina para la fabricacion de vidrios de seguridad compuestos.

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ES2204738T3 ES00987003T ES00987003T ES2204738T3 ES 2204738 T3 ES2204738 T3 ES 2204738T3 ES 00987003 T ES00987003 T ES 00987003T ES 00987003 T ES00987003 T ES 00987003T ES 2204738 T3 ES2204738 T3 ES 2204738T3
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Abstract

Procedimiento para la fabricación de vidrios de seguridad compuestos, que comprenden al menos dos paneles de vidrio y una capa intermedia de poli(alcohol vinílico) parcialmente acetalizado que contiene un plastificante, en un procedimiento sin autoclave de una sola etapa, caracterizado por el uso de una lámina de poli(alcohol vinílico) parcialmente acetalizado que contiene un plastificante con un valor de la rugosidad RZ entre 70 ìm y 150 ìm.

Description

Procedimiento y lámina para la fabricación de vidrios de seguridad compuestos.
Campo técnico
La invención se refiere a un procedimiento y a una lámina para la fabricación de vidrios de seguridad compuestos, que se componen de al menos dos paneles de vidrio y de una capa intermedia de poli(alcohol vinílico) parcialmente acetalizado que contiene un plastificante, en particular de poli(butirato vinílico) que contiene plastificante (PVB), en un procedimiento sin autoclave de una etapa.
Los vidrios de seguridad compuestos, que están formados de dos paneles de vidrio y de una lámina adhesiva que une los dos paneles, por ejemplo de poli(butirato vinílico) (PVB) se utilizan en particular como parabrisas en vehículos, pudiéndose sustituir eventualmente un panel de vidrio por un panel de plástico, preferiblemente de una poliamida amorfa, PMMA transparente, policarbonato o poliéster. Se utilizan también en el sector de la construcción, p. ej. como cristales de ventanas o como paredes intermedias, tales materiales compuestos vidrio de silicato/vidrio de silicato o vidrio de silicato/plástico, utilizándose eventualmente según su utilización, p. ej. como vidrios blindados compuestos, también materiales compuestos múltiples, es decir materiales compuestos, que se componen de más de dos capas portadoras.
Mientras que los vidrios de seguridad compuestos deben tener para el campo de la construcción en general una adhesión lo más elevada posible entre el vidrio y la lámina adhesiva, se pide para vidrios de seguridad compuestos para vehículos una adhesión definida no muy elevada.
Siempre que se utilice en esta solicitud el concepto de poli(butirato vinílico), se deben incluir también los mismos polímeros, que tienen propiedades parecidas en relación con su capacidad de utilización como el poli(butirato vinílico) (que contienen plastificantes). A este grupo pertenecen en general los poli(alcoholes vinílicos) parcialmente acetalizados y a modo de ejemplo copolímeros de etileno-acetato de vinilo sin plastificantes. Como propiedades relevantes se indican aquí en particular la capacidad de adhesión de la superficie, la plasticidad y la elasticidad del plástico a temperatura ambiente.
Estado de la técnica
Las láminas que contienen plastificantes a base de poli(butirato vinílico) (PVB) para la fabricación de vidrios compuestos de seguridad son ya a temperatura ambiente muy blandos y adherentes. La elevada adherencia es imprescindible para la cohesión del material compuesto vidrio-lámina-vidrio en vidrios compuestos, sin embargo para el transporte y el procedimiento de procesado para estos vidrios debe darse temporalmente de lado la adherencia. Se sabe aquí en general, el proveer por una cara o por las dos a las láminas con una superficie rugosa. Normalmente los valores de la rugosidad, medidos como Rz según DIN 4768, están entre 15 y 35 \mum. Se conoce un procedimiento típico para la fabricación de tales láminas con superficie rugosa por el documento EP 0 185 863 B1.
Para la fabricación de vidrios de seguridad compuestos se utiliza en general un procedimiento de fabricación en dos etapas. En una primera etapa se prepara un llamado material compuesto inicial, compuesto de los dos paneles de vidrio y de la lámina adhesiva colocada entremedias, normalmente de PVB. Este material compuesto inicial se comprime en una segunda etapa del proceso en un autoclave a temperaturas de aproximadamente 130 -145ºC y presiones de al menos 11 bares para obtener el vidrio de seguridad compuesto propiamente dicho. Este procedimiento se describe por ejemplo en la introducción del documento EP 0 331 648 A2. El contenido en agua de la lámina de PVB utilizada influye de manera determinante en la fuerza de la adhesión del material compuesto. Normalmente se mantiene un contenido en agua de 0,40 a 0,55% en peso de la lámina, con tolerancias muy pequeñas. Condicionado por la utilización de un autoclave, es costoso este conocido proceso en dos etapas y hace necesaria una elevada inversión, de tal manera que no es rentable para pequeñas cantidades de producción.
Se conoce por el documento EP 0 331 648 A2 un procedimiento sin autoclave para la fabricación de vidrios de seguridad compuestos. En este procedimiento conocido se pegan juntas los paneles de vidrio con la lámina de FVB entremedias en un saco impermeable al vacío a elevada temperatura a causa de la presión atmosférica externa. Se conoce también por esta publicación, que la lámina de FVB utilizada debe tener un contenido en agua lo más bajo posible para evitar las burbujas en el material compuesto. De todas maneras, es relativamente caro el secado de una lámina y el manejo de una lámina tan seca.
Se conoce por el documento DE 196 43 404 A1 otro procedimiento sin autoclave para la fabricación de vidrios de seguridad compuestos, en el cual se utiliza una lámina de poli(alcohol vinílico) parcialmente acetalizado que contiene plastificante con un contenido en agua de menos de 0,35% en peso, con relación a la masa de la lámina, y un contenido efectivo de un silano organosilicio-funcional que eleva la adhesión. Sin embargo, la fijación exacta de un contenido tan bajo en agua es muy problemática.
En el documento US 5.536.347 A1 se utiliza una lámina de PVB en un procedimiento sin autoclave para la fabricación de vidrios de seguridad compuestos, esta lámina tiene en las dos caras una estructura geométrica especial. Estas estructuras se preparan solamente con procedimientos especiales de estampación y no son por tanto apropiadas en muchas instalaciones para la fabricación de láminas de PVB. Se conocen otros procedimientos para la fabricación de láminas con estructuras superficiales colocadas geométricamente y regularmente moldeadas por los documentos DE 32 08 820 C2 y US 5.478.412, no describiéndose su uso en un procedimiento sin autoclave.
Se conoce por el documento US 5.425.977 A1 un procedimiento para la fabricación de láminas de PVB con estructura superficial regular con una rugosidad R_{z} menor de 75 \mum, preferiblemente menor de 50 \mum. No se describe su uso en un procedimiento sin autoclave. Ocurre lo mismo para el procedimiento del documento US 4.925.725. La lámina que aquí se describe también se puede fabricar solamente en un caro proceso de estampación.
Misión
La misión de la presente invención es poner a disposición, evitando las desventajas descritas, un procedimiento para la fabricación de vidrios de seguridad compuestos, comprendiendo al menos dos paneles de vidrio y una capa intermedia de poli(alcohol vinílico) parcialmente acetalizado que contiene plastificante, en un procedimiento de una sola etapa sin autoclave, que forma, con bastante seguridad de procesado, vidrios de seguridad compuestos sin burbujas. Otra misión de la invención, es poner a disposición una capa intermedia de poli(alcohol vinílico) parcialmente acetalizado conteniendo plastificante para su uso en un procedimiento sin autoclave, que se puede fabricar sin procedimientos costosos de estampación.
Explicación de la invención
La invención soluciona esta misión mediante la utilización de una lámina de PVB con una estructura superficial en una cara, o preferiblemente en las dos, con una rugosidad R_{z} > 75 \mum y R_{z} < 150 \mum, preferiblemente en unión con una o varias características de las reivindicaciones dependientes. Si la rugosidad de la superficie R_{z} está por debajo de 70 \mum, se llega a un cierre de los bordes del vidrio de seguridad compuesto durante la fase de calentamiento, antes de que se pueda evacuar totalmente el aire de la interfase PVB/vidrio. Las consecuencias son inclusiones de aire (burbujas) en el centro del vidrio de seguridad compuesto. Con una rugosidad superficial demasiado elevada (R_{z} > 150 \mum), se eleva la energía necesaria para fundir los picos de rugosidad y se alarga el proceso de forma inaceptable.
Preferiblemente se coloca la superficie estructural en el proceso de extrusión directamente antes de la salida de la masa de plástico fundida por la boquilla de extrusión mediante el llamado procedimiento de rotura de masa o de flujo, según el documento EP 0 185 863 B1. Se pueden conseguir de forma controlada diferentes niveles de rugosidad mediante la variación del ancho de la hendidura de salida y de las temperaturas de los labios de las boquillas de salida justo en la salida de la boquilla. Este procedimiento conduce a una rugosidad irregular casi isotropa (random roughness). Es decir, la medida de la rugosidad es casi igual en todas las direcciones, sin embargo, las diferentes elevaciones y hundimientos son irregulares en su altura y su distribución.
Siempre que se utilice en este documento el concepto rugosidad superficial R_{z} o valor de la rugosidad R_{z}, se realiza la medida de la rugosidad superficial según DIN 4768 o DIN EN ISO 4287 y DIN ISO 4288. Los aparatos de medidas utilizados para la medida de la rugosidad superficial deben satisfacer los EN ISO 3274. Los filtros de perfiles utilizados deben corresponder a los DIN EN ISO 11562.
El procedimiento de fabricación utilizado preferentemente para la invención para vidrios de seguridad compuestos con la lámina utilizada según la invención es un procedimiento de vacío de una sola etapa análogo al procedimiento de saco en vacío o anillo en vacío. En el procedimiento de saco en vacío se coloca el bocadillo suelto de vidrio/lámina/vidrio en un saco de plástico o caucho. Seguidamente se sella éste de forma impermeable al aire y se provee con una válvula de vacío preferiblemente en el medio de los discos. Se puede prever en discos de formato grande dos válvulas de vacío. Mediante una bomba de vacío se crea un vacío menor de 200 mbares y se vacía en 5 min a temperatura ambiente. Seguidamente se calienta el bocadillo, conservando el vacío, en una estufa con ventilación hasta 140ºC. La tasa de calentamiento es en este caso, según rendimiento de calefacción, de 4 a 6ºC/min, de tal manera que después de 20 a 30 min se alcanza la temperatura de mantenimiento de 140ºC. A continuación se mantiene la temperatura durante 30 min a 140ºC. Después de esto se debe enfriar hasta un mínimo de 60ºC, antes de que se pueda quitar el vacío. La Fig. 1 muestra el recorrido de la temperatura de este proceso preferido de una sola etapa.
Ejemplos para la realización de la invención y ejemplos comparativos
Ejemplo 1
Primero se llevaron a cabo experimentos iniciales con diferentes láminas rugosas de PVB. La Tabla 1 muestra las rugosidades superficiales medias R_{z} de las diferentes láminas:
TABLA 1
1
Se fabricaron plantillas de vidrio de seguridad plano en formato 500 x 1100 mm el procedimiento de una sola etapa descrito anteriormente. En este caso mostraban las láminas PVB 1 y PVB 2 inclusiones de aire en la zona central de las hojas. Esto indica un cierre de los bordes antes de que las hojas estuvieran completamente sin aire. Por el contrario, las láminas PVB 3 y PVB 4 eran totalmente transparentes. La Tabla 2 muestra una comparación de las propiedades del material compuesto con un vidrio de seguridad compuesto (PVB 4) fabricado según el procedimiento en dos etapas:
TABLA 2
2
Los valores de adhesión entre la lámina y el vidrio, expresados en la Tabla 2 mediante el valor de percusión y el ensayo de cizalla, están al mismo nivel en los dos vidrios de seguridad compuestos. Después del llamado ensayo de cocimiento, que da una opinión sobre la calidad de la fabricación del material compuesto, en particular sobre la inclinación a formar burbujas, no muestra burbujas el vidrio de seguridad compuesto, fabricado según el procedimiento de una sola etapa, incluso a 150ºC.
Ejemplo 2 (según la invención)
Partiendo de estos ensayos iniciales con paneles planos, se fabricaron entonces 2 tipos diferentes de parabrisas en el procedimiento de una sola etapa. Se utilizó la lámina PVB 4. La tabla 3 muestra las dimensiones de los tipos de parabrisas utilizados (WSS):
TABLA 3
3
Ambos paneles mostraron después del proceso una óptica inmejorable. Los valores de adhesión y el resultado según el ensayo de cocimiento corresponden a los valores del Ejemplo 1 Tabla 2.
Se fabricaron las láminas de los Ejemplos 1 y 2 conjuntamente según el llamado procedimiento de rotura de masa o flujo según el documento EP 0 185 863 B1. Este procedimiento forma superficies ásperas con distribución estadísticamente casual de elevaciones y hundimientos sin plantilla o estructuras regulares.

Claims (5)

1. Procedimiento para la fabricación de vidrios de seguridad compuestos, que comprenden al menos dos paneles de vidrio y una capa intermedia de poli(alcohol vinílico) parcialmente acetalizado que contiene un plastificante, en un procedimiento sin autoclave de una sola etapa, caracterizado por el uso de una lámina de poli(alcohol vinílico) parcialmente acetalizado que contiene un plastificante con un valor de la rugosidad R_{z} entre 70 \mum y 150 \mum.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el uso de una lámina de poli(alcohol vinílico) parcialmente acetalizado que contiene un plastificante con una rugosidad R_{z} entre 80 \mum y 120 \mum.
3. Procedimiento según una de la reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por el uso de una lámina de poli(alcohol vinílico) parcialmente acetalizado que contiene un plastificante con una estructura de rugosidad no regular (aleatoria).
4. Lámina de poli(alcohol vinílico) parcialmente acetalizado que contiene un plastificante para un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la lámina tiene un valor de la rugosidad R_{z} entre 70 \mum y 150 \mum.
5. Lámina de poli(alcohol vinílico) parcialmente acetalizado que contiene un plastificante para un procedimiento según una de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizada porque la lámina tiene una rugosidad irregular con R_{z} entre
80 \mum y 150 \mum.
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