ES2364624A1 - Acristalado de vidrio laminado de seguridad. - Google Patents
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Abstract
Acristalado de vidrio laminado de seguridad, del tipo de acristalamientos que se constituyen por, al menos, dos hojas de vidrio unidas por láminas plásticas de polivinil butiral o similar, teniendo especial aplicación por su bajo peso y alta resistencia en vehículos de transporte urbano y ferrocarril, que se constituye por una hoja exterior (2) de vidrio templado de espesor comprendido entre 1,5 y 4 mm.; una primera lámina de poliuretano alifático (3) transparente; una capa de policarbonato (4); una segunda lámina de poliuretano alifático (5) transparente, y; una hoja interna (6) de vidrio templado, obteniendo un acristalado (1) con una resistencia a la penetración de proyectiles superior a 290 J, una resistencia a flexión superior a 150 MPa, y un peso superficial entre 9 y 20 kg/m2, pudiendo montarse en una estructura de doble acristalamiento con cámara de aire para mejorar las características de aislamiento térmico, acústico y solar.
Description
Acristalado de vidrio laminado de seguridad.
La siguiente invención, según se expresa en el
enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un
acristalado de vidrio laminado de seguridad, siendo del tipo de
acristalamientos que se constituyen por, al menos, dos hojas de
vidrio unidas por láminas plásticas de polivinil butiral o similar,
cuya objeto esencial es proporcionar una gran seguridad frente a
impacto y penetración con un peso específico mínimo, esto es,
obtener un acristalamiento con una adecuada resistencia y un pequeño
peso.
El acristalamiento se compone de, al menos, una
capa delgada de policarbonato transparente ensamblada, por medio de
respectivas láminas de poliuretano alifático transparente, entre dos
hojas de vidrio de pequeño espesor.
A su vez este conjunto puede ser montado en una
estructura de doble acristalamiento con cámara de aire interna para
mejorar las características de aislamiento térmico, acústico y
solar.
\vskip1.000000\baselineskip
El acristalado de vidrio laminado de seguridad
objeto de la invención es de aplicación en muy diferentes industrias
y, así, es de especial aplicación en el acristalamiento de vehículos
de transporte urbano (tranvías, autobuses, metro, etc.), y
ferrocarril (trenes de cercanías, media y larga distancia y trenes
de alta velocidad).
Asimismo, el acristalado de vidrio laminado de
seguridad es de aplicación en construcción, pudiendo ser utilizado
como elemento de cerramiento de fachadas y en ventanales.
\vskip1.000000\baselineskip
El vidrio laminado de seguridad es utilizado
ampliamente en la actualidad, tanto en el campo arquitectónico como
en automoción. Normalmente estos productos están formados por dos o
más vidrios unidos mediante láminas plásticas de polivinil butiral
(PVB), etil-vinil acetato (EVA) o materiales
similares. Las láminas plásticas que unen los vidrios deben poseer
una adherencia suficiente para evitar el desprendimiento de vidrio
en caso de impactos y rotura del acristalamiento.
Cuando se requiere un mayor nivel de seguridad,
como puede ser el caso de los acristalamientos antibala, se utilizan
vidrios laminados de grosor relativamente alto (el espesor
individual de los vidrios que constituyen el acristalamiento es
mayor o igual a 4 mm.). En estos acristalamientos antibala se suelen
incorporar placas de policarbonato de grosores superiores a 3
mm.
La placa de policarbonato se coloca como capa
externa del acristalamiento con el fin de evitar la proyección de
esquirlas en caso de ataque con armas de fuego.
Esta configuración presenta la desventaja de
exponer la placa de policarbonato a agentes externos, siendo el
policarbonato un material relativo blando y susceptible de ser
rayado con facilidad.
En aplicaciones de acristalamientos antirrobo
también se utilizan placas de policarbonato de espesor igual o
superior a 4 mm. insertadas entre dos vidrios y adheridas entre sí
por medio de láminas de poliuretano, de forma que el grosor mínimo
es de 12 mm.
La característica de estos acristalamientos
antirrobo es que debido al nivel de ataque que deben resistir tanto
los vidrios como el policarbonato utilizado poseen un espesor
relativamente alto (igual o superior a 4 mm.), dando lugar a
configuraciones de vidrio laminado de gran peso superficial,
típicamente superior a 45 Kg/m^{2}.
Por otra parte, se utilizan varios procesos para
el aumento de la resistencia mecánica del vidrio. Los más comunes
son los tratamientos de templado bien sea por vía térmica o química.
Gracias a estos procesos se consigue que el vidrio alcance valores
de resistencia a flexión superiores a 150 MPa.
Asimismo, podemos considerar el documento WO
2008/082834 en el que se describe un plástico vidriado de utilidad
para automóviles, el cual incluye un sustrato de policarbonato, una
capa conductiva adyacente al sustrato de policarbonato y una capa
vidriada localizada adyacente a la capa conductiva. La capa
conductiva comprende nanotubos de carbono y la capa vidriada está
hecha de un material que es diferente del policarbonato. La capa
vidriada incluye al menos una capa resistente a la abrasión y una
capa resistente a la erosión.
\vskip1.000000\baselineskip
En la presente memoria se describe un
acristalado de vidrio laminado de seguridad, siendo del tipo de
acristalamientos que se constituyen por, al menos, dos hojas de
vidrio unidas por láminas plásticas de polivinil butiral o similar,
de forma que el acristalado se constituye por:
- \bullet
- una hoja exterior de vidrio templado térmica o químicamente de espesor comprendido entre 1,5 y 4 mm.;
- \bullet
- una primera lámina de poliuretano alifático transparente;
- \bullet
- una capa de policarbonato de espesor comprendido entre 0,5 y 1,5 mm.
- \bullet
- una segunda lámina de poliuretano alifático transparente, y;
- \bullet
- una hoja interna de vidrio templado térmica o químicamente de espesor comprendido entre 1,5 y 4 mm.,
teniendo un acristalado con una resistencia a la
penetración de proyectiles superior a 290 Julios, una resistencia a
flexión superior a 150 MPa (10^{6} Pascales), y un peso
superficial entre 9 y 20 kg/m^{2}.
\vskip1.000000\baselineskip
En una ejecución práctica de la invención el
acristalado se constituye exactamente por:
- \bullet
- una hoja exterior de vidrio templado térmico con un espesor de 3,0 a 3,2 mm.;
- \bullet
- una primera lámina de poliuretano alifático transparente;
- \bullet
- una capa de policarbonato con un espesor de 0,5 mm.
- \bullet
- una segunda lámina de poliuretano alifático transparente, y;
- \bullet
- una hoja interna de vidrio templado químicamente con un espesor de 2 mm.
obteniéndose un acristalado con un peso
superficial de 15 Kg/m^{2}, capaz de resistir, sin penetración, un
impacto de una energía de 290 Julios.
\vskip1.000000\baselineskip
De esta forma, se obtiene un acristalado de un
mínimo peso con una alta resistencia a la penetración, lo cual
adquiere una gran importancia en la industria de la automoción y, en
especial, ferroviaria.
Al menos, una de las hojas de vidrio o de las
láminas plásticas del acristalado puede incorporar absorbentes de la
radiación solar en su masa, con lo cual se mejora las prestaciones
de control solar y luminoso.
Asimismo, el acristalado de vidrio laminado
puede conformar el acristalado externo de un doble acristalamiento
con cámara de aire, mejorando el aislamiento térmico y acústico.
Además, en una de las superficies del
acristalado interno de un doble acristalamiento con cámara de aire
se pueden aplicar estructuras de capas delgadas de control solar y/o
baja emisividad.
Para complementar la descripción que
seguidamente se va a realizar, y con objeto de ayudar a una mejor
comprensión de las características de la invención, se acompaña a la
presente memoria descriptiva, de un juego de planos, en cuyas
figuras de forma ilustrativa y no limitativa, se representan los
detalles más característicos de la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 1. Muestra una vista seccionada del
acristalado objeto de la invención, pudiendo observar la hoja
exterior e interior de vidrio, así como las dos láminas de
poliuretano alifático y la capa central de policarbonato.
Figura 2. Muestra una vista seccionada de un
ensamblaje del acristalado objeto de la invención en un acristalado
doble con cámara de aire para aislamiento térmico, acústico y
solar.
Figura 3. Muestra una vista seccionada de un
ensamblaje del acristalado objeto de la invención en un acristalado
doble con cámara de aire presentando el acristalado externo una
mayor longitud para pegado.
\vskip1.000000\baselineskip
A la vista de las comentadas figuras y de
acuerdo con la numeración adoptada podemos observar como el
acristalado de vidrio laminado 1 de seguridad se constituye por una
hoja exterior 2 de vidrio templado térmica o químicamente de espesor
comprendido entre 1.5 mm. y 4 mm., una primera lámina de poliuretano
alifático 3 transparente, una capa de policarbonato 4 de espesor
comprendido entre 0,5 mm. y 1,5 mm., una segunda lámina de
poliuretano alifático 5 transparente y una hoja interior 6 de vidrio
templado térmica o químicamente de espesor comprendido entre 1,5 mm.
y 4 mm.
En una ejecución práctica de la invención el
acristalado 1 se constituye exactamente por una hoja exterior 2 de
vidrio templado térmico con un espesor de 3,0 a 3,2 mm.
una primera lámina de poliuretano alifático 3
transparente, una capa de policarbonato 4 con un espesor de 0,5 mm.,
una segunda lámina de poliuretano alifático 5 transparente, y una
hoja interna 6 de vidrio templado químicamente con un espesor de 2
mm., de forma que se obtiene un acristalado con un peso superficial
de 15 Kg/m^{2}, capaz de resistir, sin penetración, un impacto de
una energía de 290 Julios.
De esta forma, se obtiene un acristalado de un
mínimo peso con una alta resistencia a la penetración, lo cual
adquiere una gran importancia en la industria de la automoción y, en
especial, ferroviaria.
Las láminas de poliuretano alifático tienen la
misión de adherir las placas de vidrio y policarbonato de manera
permanente, utilizándose de forma general láminas de poliuretano de
grosor comprendido entre 0,38 mm. y 1,25 mm.
La característica principal del acristalado 1 de
vidrio laminado de seguridad objeto de la invención consiste en
incorporar, una capa de policarbonato 4 de pequeño espesor que
aumenta considerablemente la resistencia a penetración del
conjunto.
Así, el acristalado 1 de vidrio laminado
desarrollado es capaz de soportar, sin penetración, el impacto de un
proyectil de acero de 10 Kg. lanzado desde una altura superior a los
3 m. de altura, lo que supone una energía de impacto superior a los
290 J (julios).
De esta forma, la novedosa incorporación de una
capa de policarbonato 4 muy delgada, del orden de 0,5 mm., aporta
una gran resistencia a penetración sin penalizar el peso específico
superficial del acristalamiento.
Asimismo, el acristalado 1 de vidrio laminado de
alta seguridad frente a impacto, presenta características
inalterables con un rango de temperaturas de funcionamiento muy
amplio, y siendo su peso específico superficial muy ligero al estar
comprendido entre 9 y 20 Kg/m^{2}.
Igualmente, el acristalado 1 descrito
proporciona también una gran resistencia mecánica gracias a la
utilización de la hoja exterior e interior de vidrio templado
térmico o químico.
Este refuerzo es esencial para alcanzar los
requisitos de resistencia a las ondas de presión provocadas en el
cruce de trenes.
Otra de las ventajas obtenidas mediante el
acristalado de vidrio laminado de seguridad de la presente invención
es que la capa de policarbonato queda encapsulada mediante el uso de
dos láminas de poliuretano alifático 3 y 5 transparente entre dos
hojas de vidrio de manera que está permanentemente protegida frente
a la abrasión que provocaría un rayado de la superficie del
policarbonato.
Asimismo, para obtener mejores prestaciones de
control solar y luminoso es posible utilizar hojas de vidrio o
láminas de poliuretano alifático que posean absorbentes de radiación
solar en su masa.
El acristalado de vidrio laminado puede
incorporar tratamientos de delgadas capas metálicas en una de las
superficies de las hojas de vidrio, de forma que estas delgadas
capas actúan como control luminoso y solar.
Como ejemplo de aplicación practica podemos
indicar la aplicación de una delgada capa metálica de acero
inoxidable de espesor comprendido entre los 5 nm. y los 30 nm.
(nanómetros), que permite la graduación de la transmisión luminosa
entre el 50 y el 5%. Esta delgada capa metálica puede ser protegida
por una capa de mayor dureza, como, por ejemplo, nitruro de
titanio.
El acristalado de vidrio laminado de seguridad y
bajo peso descrito se puede ensamblar en unidades de doble
acristalamiento aislante, con el fin de mejorar las prestaciones de
aislamiento térmico.
De esta forma, en la figura 2 de los diseños se
describe esta aplicación práctica, en la que una de las caras del
doble acristalamiento esta definida por el acristalado objeto de la
invención y la otra cara esta definida por un vidrio templado
térmico 7, creando entre ambas caras una cámara de aire 8 por un
perfil metálico o termoplástico sellada mediante el uso de cordones
9 de butilo o isobutileno y sellantes externos de silicona,
polisulfuro o poliuretano. Esta cámara de aire puede tener espesores
comprendidos entre 6 y 16 mm.
Asimismo, en una de las superficies de la cara
interna del doble acristalamiento definida por un vidrio templado
térmico 7 es posible incorporar delgadas capas metálicas de baja
emisividad y/o sustituir el aire de la cámara 8 por un gas de menor
conductividad térmica como puede ser argón o criptón, consiguiendo
mejorar el aislamiento térmico de la ventana.
Para instalar este acristalamiento en una
ventana o directamente en la carrocería del vehículo una de las
caras de vidrio puede incluir una banda perimetral de pintura
cerámica, sobre esta zona se puede realizar un pegado del
acristalamiento a la ventana o a la carrocería utilizando polímeros
adhesivos tipo poliuretano, silicona, etc. Además en el caso de los
vidrios aislantes con cámara de aire es posible utilizar un diseño
en el que el vidrio exterior posea un mayor tamaño que el interior,
según se describe en la figura 3, de esta forma el pegado se realiza
sobre los dos vidrios que forman el doble acristalamiento,
asegurando una mayor superficie de adhesión.
En definitiva, el acristalado de vidrio laminado
de alta seguridad y poco peso objeto de la invención es de
aplicación en muy diferentes industrias y, así, es de especial
aplicación en el acristalamiento de vehículos de transporte urbano
(tranvías, autobuses, metro, etc.), y ferrocarril (trenes de
cercanías, media y larga distancia y trenes de alta velocidad) en
los que se requiera una gran resistencia a penetración por posibles
impactos externos de objetos, ya sea por lanzamiento deliberado de
proyectiles o por impactos accidentales (piedras, objetos metálicos,
etc.).
Así mismo, el acristalamiento resultante
presenta una gran resistencia mecánica frente a otras solicitaciones
como puede ser la carga de viento o la sobrepresión generada en el
cruce de trenes y en la entrada de estos en túneles a alta
velocidad.
El vidrio laminado puede así mismo incorporar
tratamientos de control solar. Una posibilidad consiste en la
utilización de compuestos absorbentes de la radiación solar en la
masa de las láminas intermedias de policarbonato y/o
poliuretano.
También se recoge la posibilidad de aplicar
estructuras de capas delgadas en una de las superficies interiores
del acristalamiento, estas capas delgadas actúan como protección
solar y atenuación de la transmisión de luz.
Claims (5)
1. Acristalado de vidrio laminado de seguridad,
siendo del tipo de acristalamientos que se constituyen por, al
menos, dos hojas de vidrio unidas por láminas plásticas de polivinil
butiral o similar, teniendo especial aplicación en vehículos de
transporte urbano y ferrocarril, caracterizado porque el
acristalado (1) se constituye por:
- \bullet
- una hoja exterior (2) de vidrio templado térmica o químicamente de espesor comprendido entre 1,5 y 4 mm.;
- \bullet
- una primera lámina de poliuretano alifático (3) transparente;
- \bullet
- una capa de policarbonato (4) de espesor comprendido entre 0,5 y 1,5 mm.
- \bullet
- una segunda lámina de poliuretano alifático (5) transparente, y;
- \bullet
- una hoja interna (6) de vidrio templado térmica o químicamente de espesor comprendido entre 1,5 y 4 mm.,
obteniendo un acristalado (1) con una
resistencia a la penetración de proyectiles superior a 290 J, una
resistencia a flexión superior a 150 MPa, y un peso superficial
entre 9 y 20 kg/m^{2}.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Acristalado de vidrio laminado de seguridad,
según reivindicación 1ª, caracterizado porque el acristalado
(1) se constituye exactamente por:
- \bullet
- una hoja exterior (2) de vidrio templado térmico con un espesor de 3.0 a 3.2 mm.;
- \bullet
- una primera lámina de poliuretano alifático (3) transparente;
- \bullet
- una capa de policarbonato (4) con un espesor de 0,5 mm.
- \bullet
- una segunda lámina de poliuretano alifático (5) transparente, y;
- \bullet
- una hoja interna (6) de vidrio templado químicamente con un espesor de 2 mm.
obteniéndose un acristalado con un peso
superficial de 15 Kg/m^{2}, capaz de resistir, sin penetración, un
impacto de una energía de 290 Julios.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Acristalado de vidrio laminado de seguridad,
según reivindicación 1ª ó 2ª, caracterizado porque, al menos,
una de las hojas (2-6) de vidrio incorpora
absorbentes de la radiación solar en su masa.
4. Acristalado de vidrio laminado de seguridad,
según reivindicación 1ª ó 2ª, caracterizado porque el
acristalado (1) de vidrio laminado conforma la cara externa de un
doble acristalamiento con cámara (8) de aire.
5. Acristalado de vidrio laminado de seguridad,
según reivindicaciones 1ª ó 2ª y 4ª, caracterizado porque en
una de las superficies de la cara interna de un doble
acristalamiento con cámara (8) de aire se aplican estructuras de
delgadas capas de control solar y/o baja emisividad.
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