ES2163354B2 - Cristal laminado de seguridad. - Google Patents
Cristal laminado de seguridad.Info
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Abstract
Cristal laminado de seguridad. La invención concerniente a un cristal laminado constitutivo al menos de un panel transparente asociado a una película compuesta constituida al menos de una capa de un material orgánico termoplástico o termo endurecido. Según la invención, el cristal laminado es tal que al menos una capa de película compuesta desborda sobre al menos una parte del lado o costado del panel transparente.
Description
Cristal laminado de seguridad.
La invención se refiere a un cristal laminado
constituido por al menos un panel transparente asociado a una
película compuesta constituida por al menos una capa de un material
orgánico termoplástico o termoendurecible, y su fijación a una
estructura portante y/o a un cristal vecino, estando el cristal
destinado a proteger los edificios y los vehículos.
La invención se describirá más particularmente
para un cristal laminado de seguridad destinado a constituir la
fachada de edificios, pero no se limita a este tipo de aplicación,
ya que entran igualmente en el marco de la invención todos los tipos
de cristal laminado fijados a una estructura portante y/o a un
cristal vecino.
Los cristales laminados de seguridad constituidos
por al menos un panel transparente, en particular por al menos un
panel de vidrio, van asociados a una resina en general transparente.
Se obtienen por capa colada en frío, bien sea por la asociación de
hojas termoplásticas como, por ejemplo, de polivinilbutiral
(PVB).
Se conoce igualmente la asociación de una
película compuesta constituida por al menos una capa de un material
orgánico termoplástico o termoendurecible y por al menos otra capa
de un material, orgánico o no, aportando entonces la citada película
compuesta otra función, por ejemplo, del tipo de protección mecánica
reforzada, decoración o control solar.
La fijación de elementos acristalados sobre
estructura portante se realiza generalmente bien sea por su
contorno, con ayuda de perfiles periféricos, o bien por puntos de
enganche mecánicos situados habitualmente en cada una de las
esquinas del cristal.
La invención se interesa más particularmente por
el primer tipo de fijación de los cristales, es decir, por su
contorno y, en particular, por una parte de su contorno, con ayuda
de perfiles periféricos. Este tipo de fijación presenta, con
relación a los puntos de enganche mecánico, la ventaja de evitar el
taladro de los cristales, ya que una perforación así aumenta la
fragilidad del cristal y exigiría acto seguido el diseño de una
unión por puntos, que debe tener en cuenta diferentes exigencias
desde el punto de vista mecánico y de la seguridad.
No obstante, una fijación por el contorno del
cristal, y en particular por una parte de su contorno, debe
responder igualmente a diferentes exigencias desde el punto de vista
mecánico, de la seguridad y de la estética. Por ejemplo, cuando se
trata de una fijación por encolado de un perfil que sirve de pieza
de fijación, es necesario que el encolado garantice una fijación
sólida y eficaz y, en particular, soporte sin riesgo de rotura el
peso del cristal. Estas fijaciones son ya conocidas para el
entendido en la técnica, gracias a las numerosas colas existentes en
el mercado.
La invención trata igualmente de un tipo de
fijación de los cristales por puntos, es decir, por medio de un
taladro del cristal, y en particular por un sistema de uniones
puntuales (Cristal Exterior Fijado, CEF), con o sin sujeción lateral
del cristal, encontrándose cada fijación puntual articulada a una
estructura portante.
Por otra parte, con motivo de ciertas
aplicaciones, tales como la constitución de fachadas de edificio, es
necesario poder asegurar una retención del cristal en caso de rotura
de uno de los paneles transparentes. Ahora bien, este tipo de
fijación no está particularmente adaptado para cumplir dicha
seguridad, en particular cuando la fijación se realiza en una parte
de la periferia del cristal como, por ejemplo, en los lados
laterales del mismo. En efecto, cuando se rompe el cristal, se
modifica la distribución de los esfuerzos a la altura de las piezas
de fijación, debido a que es la película compuesta la que retiene
los trozos gracias a dichas propiedades de adherencia. La
resistencia que hay que proporcionar queda así notablemente
aumentada, de donde se deriva un importante riesgo de caída del
cristal.
En tal sentido puede citarse la patente ES
2066017, referente a un procedimiento o dispositivo para la
fabricación de vidrio compuesto de seguridad de varias capas, y
vidrio compuesto de seguridad fabricado según el procedimiento,
basándose en la disposición de dos paneles transparentes y entre
ellos intercalada una lámina compuesta que en parte sobresale
respecto del conjunto del panel, cuya parte sobresaliente la forma
una capa central complementada con una capa transparente,
complementándose con otras dos capas que no sobresalen del bloque
que forman los dos paneles de vidrio transparente. En esta patente
la fijación a un soporte del conjunto del panel se realiza mediante
una pareja de piezas entre las que queda emparedada la parte
sobresaliente de la capa intermedia.
También puede citarse el documento
correspondiente a la patente británica GB 1138619, referente a unas
mejoras en conjunto de laminados transparentes o relacionadas con
ellos, estando previsto este laminado para su aplicación en
parabrisas de aeronaves, con medios previstos para que el parabrisas
soporte altas temperaturas y grandes cargas e incluso impactos
violentos, para lo cual se incluyen también dos paneles de vidrio y
entre ellos una capa intermedia de notable grosor, con el
complemento de un adhesivo y un soporte resistente, así como la
inclusión de insertos de rigidización.
Igualmente puede citarse el documento
correspondiente a la patente US 2991207 referente a un parabrisas
laminado con la misma finalidad y características muy similares a
las del documento referido con anterioridad.
Finalmente, en la patente US 2758042, se describe
una forma de construcción de un vidrio de seguridad, formado por
una pluralidad de láminas de vidrio adheridas a los lados opuestos
de una capa intermedia o plástica y en especial una en la que se
contempla la prevención del astillado a las superficies de vidrio
adyacentes o las capas intermedias debido al grado de contracción
relativamente elevado de la capa intermedia plástica en comparación
con el del vidrio, incorporando un marco reforzado adosado a una de
las caras de la citada capa intermedia, e incluso unas tiras
incrustadas para reforzar la citada capa o lámina intermedia y
conseguir con ello aumentar la resistencia del panel de vidrio de
seguridad.
El objeto de la invención es, pues, el de paliar
estos inconvenientes, proponiendo un nuevo tipo de cristal cuyo
``enganche'' a una estructura portante y/o cristal vecino sea
seguro, y, además, pueda aportar otras ventajas.
La invención tiene por objeto un cristal
constituido por al menos un panel transparente asociado a una
película compuesta constituida por al menos una capa de un material
orgánico termoplástico o termoendurecible, siendo tal el citado
cristal que al menos una capa de película compuesta sobresalga en al
menos una parte de al menos un lado o taladro del panel
transparente. Por panel transparente se entiende cualquier tipo de
panel de vidrio plano o abombado, con o sin finas capas inorgánicas
u orgánicas en cada una de las caras del panel como, por ejemplo,
panel de cristal laminado, de cristal armado, de cristal templado,
así como cualquier otro tipo de panel transparente, coloreado o no,
dotado o no de capas funcionales del tipo, por ejemplo,
anti-suciedad, reflectante o
anti-reflectante, o cualquier tipo de cristal activo
como, por ejemplo, un cristal a base de cristales líquidos.
Para constituir la capa de material orgánico
termoplástico o termoendurecible convienen perfectamente para ello
los plásticos polivinilbutiral (PVB), poliuretano (PU), polietileno
(PE), poliestireno (PS), cloruro de polivinilo (PVC), poliacrilato
(PA), polimetacrilato (PMA), óxido de polietileno (PEO),
polidifluorvinilideno (PVDF), polivinilfluorado (PVF),
politereftalto de etileno (PET), polipropileno (PP), poliacetato de
vinilo (PAV), copolímero de etileno/acetato de vinilo (PEVA o EVA),
policicloolefinas (PCO), poliésteres (PES), poliacrilamida (PAM),
policarbonato (PC), resinas acrílicas, así como todos los
copolímeros correspondientes, resinas cargadas de partículas
inorgánicas, resinas conductoras tales como resinas acrílicas o
epoxídicas dopadas con iones conductores. La capa puede incluir una
capa de decoración de al menos un color y/o de enmascarado de la
totalidad o parte de su superficie. Cada una de estas capas puede
estar o no perforada por orificios de formas variables o
idénticas.
Así, el cristal según la invención presenta, al
menos en una parte de su periferia, partes salientes de la película
compuesta, estando dichas partes constituidas, en su totalidad o en
parte, por diferentes capas que constituyen la película compuesta.
De esta manera, el espesor de las partes salientes es inferior o
igual al espesor de la película compuesta.
Según una realización preferida de la invención,
la película compuesta incluye al menos una capa rígida asociada al
panel transparente, a través de la capa de material orgánico. Esta
capa rígida se caracteriza por un módulo de Young más elevado que el
de las restantes capas del compuesto, por ejemplo, utilizadas como
adhesivos al panel transparente. El espesor de esta capa rígida es,
preferentemente, del orden de 0,1 a 25 mm.
Según una realización ventajosa de la invención,
la capa rígida tiene una resistencia al alargamiento comprendida
entre el 1 y el 500%, según el material utilizado, con un módulo de
Young al menos igual a 0,1 MPa. De esta manera, se refuerza la
resistencia mecánica general del cristal.
Según una variante de la invención, la capa
rígida está constituida por una lámina de material termoplástico,
por ejemplo, a base de politereftalato de etileno (PET) o de
polipropileno (PP). Estos materiales permiten obtener una elevada
resistencia mecánica, por ejemplo, una resistencia al desgarre, en
el sentido de la invención.
Según otra variante de la invención, la capa
rígida está constituida por una lámina metálica, perforada o no con
orificios de formas variables o idénticas. Esta capa rígida puede
estar constituida por uno o varios hilos, tejidos o no tejidos.
Según una realización preferida de la invención,
sólo la capa rígida sobresale del panel transparente. De esta
manera, la parte saliente de la película presenta un menor espesor
que el espesor total de la película compuesta, y presenta una
elevada resistencia mecánica en el sentido de la invención.
Según una realización de la invención, la parte
de la película compuesta que sobresale del panel transparente está
comprendida entre 2 y 2.000 mm y, preferentemente, entre 4 y 25
mm.
De acuerdo con una realización preferida de la
invención, el cristal está constituido por al menos dos paneles
transparentes separados por la película compuesta.
La invención propone igualmente el cristal, tal
como se ha descrito anteriormente, dotado de al menos una pieza de
fijación, para enganchar dicho cristal a una estructura portante y/o
a un cristal vecino.
Según una realización de la invención, al menos
una pieza destinada a la fijación, que conecta dicho cristal a una
estructura portante y/o a un cristal vecino va fijada al menos a las
partes salientes de la película compuesta.
De esta manera, la película compuesta recibe el
peso de los paneles transparentes por las partes salientes. Así, por
ejemplo, es posible reforzar la estanqueidad entre los cristales y
la estructura portante, por ejemplo la de la estructura básica, o
entre los mismos cristales, colocando una pieza de fijación sobre
dos partes salientes vecinas de películas compuestas.
Existe igualmente la posibilidad de fijar los
cristales por puntos de enganche puntuales, que fijan la película
compuesta saliente al interior de perforaciones realizadas en los
paneles transparentes. Este tipo de fijación presenta la ventaja, en
relación con los puntos de conexión puntuales sin recuperación de
una película intercalada, de aumentar la resistencia mecánica del
conjunto, que debe tener en cuenta diferentes exigencias, tanto
desde el punto de vista mecánico como de la seguridad.
Según una realización preferida de la invención,
la pieza de fijación va fijada, además, al menos sobre un borde de
al menos un panel transparente.
De esta manera, el conjunto del cristal va
soportado por el panel o los paneles transparentes, pudiéndose
sujetar la pieza de fijación al panel transparente por cualquier
medio conocido por el entendido en la técnica como, por ejemplo, por
encolado. De este modo, la película compuesta permite reforzar el
mantenimiento y asegurar una función de seguridad
anti-caída, en caso de rotura del cristal.
En efecto, en caso de rotura, la película
compuesta retiene los trozos del panel transparente, gracias a sus
propiedades de adherencia, y queda fijada mecánicamente sobre los
bordes del cristal gracias a las piezas de fijación.
Según una realización ventajosa de la invención,
la parte saliente de la película compuesta no está en tensión, es
decir, entre la fijación de la parte saliente de la película
compuesta a la pieza de fijación y el borde del panel transparente,
la película compuesta no está sometida a solicitaciones,
encontrándose la pieza de fijación unida igualmente al menos a un
borde de al menos un panel transparente, por ejemplo por encolado.
De este modo, dicha realización permite evitar un rápido
envejecimiento de la película compuesta y aumenta su longevidad,
cuando ésta sea sometida a esfuerzos o solicitaciones, por ejemplo,
cuando se rompe uno de los paneles transparentes y/o se pierde la
adherencia del encolado entre el panel transparente y la pieza de
fijación, permitiendo entonces la película solicitada el
mantenimiento en su lugar del cristal, y evitando así su caída.
Según una variante preferida de la invención, la
pieza de fijación está constituida por dos piezas complementarias
colocadas a una y otra parte de la parte saliente de la película
compuesta, y al menos una de las dos piezas va encolada al borde de
un panel transparente. De esta manera, la parte saliente de la
película compuesta se coloca en emparedado entre ambas piezas
complementarias que constituyen la pieza de fijación y puede ser
mantenida, por ejemplo, por simple presión, por taladro o por
encolado.
La invención tiene igualmente por objeto la
aplicación del cristal arriba expuesto.
Una primera aplicación se refiere a la
constitución de fachadas de edificios. Este tipo de aplicación
presenta la ventaja de realizar una fachada de alta seguridad, y en
particular, en lo que se refiere a la caída de cristales en caso de
rotura o de debilitamiento de la fijación de los paneles
transparentes.
Una segunda aplicación se refiere a la
constitución de cristales para vehículos automóviles.
Las características ventajosas de la invención
aparecen más claramente en la descripción detallada que sigue de
ejemplos de realización de la invención, no limitativos, ilustrados
por las figuras, que representan:
- Fig. 1: vista de frente de un cristal laminado
según la invención.
- Fig. 2: sección siguiendo la línea
A-A del cristal laminado de la figura 1.
- Fig. 3: sección vertical de un primer modo de
realización de un cristal laminado según la invención.
- Fig. 4: sección vertical de un segundo modo de
realización de un cristal laminado según la invención.
- Fig. 5: sección vertical de un tercer modo de
realización de un cristal laminado según la invención.
- Fig. 6: sección vertical de un cuarto modo de
realización de un cristal laminado según la invención.
Precisamos que las proporciones entre los
diversos elementos representados no se respetan rigurosamente en
estas figuras, con el fin de facilitar su lectura.
El cristal laminado 1 está constituido por dos
hojas de vidrio 2 y 3, de 4 mm de espesor cada una, y montadas por
mediación de una película compuesta 4. La película compuesta 4 se
obtiene por superposición de una capa de PVB de 0,76 mm de espesor,
una capa de PET de 0,4 mm de espesor y otra capa de PVB de 0,76 mm
de espesor. El cristal laminado se realiza de acuerdo con los
procedimientos habituales de laminado de cristales, es decir, por
calandrado y autoclave.
Las figuras 1 y 2 representan un cristal laminado
según la invención. De acuerdo con estas representaciones, se
observa que una parte de la película compuesta 4 sobresale en cuatro
partes 5 del contorno de las hojas de vidrio 2 y 3. El espesor de
las partes 5 es inferior al espesor de la película compuesta 4,
situada en emparedado entre las dos hojas 2 y 3.
En la representación de la figura 2, sólo la capa
de en medio, es decir, la capa de PET, sobresale de las hojas de
vidrio 2 y 3. La puesta en forma de las capas que constituyen la
película compuesta se realiza ventajosamente en el momento del
montaje de los constituyentes del cristal. De hecho, según la
elección de las capas, salientes o no, pueden cortarse una o varias
capas antes del calandrado, después del calandrado o del paso por
autoclave.
De acuerdo con el modo de realización
representado, sólo sobresale la capa rígida de la película compuesta
4, la cual presenta una resistencia al alargamiento del 8% y un
módulo de Young de 15 MPa.
Las figuras 3, 4, 5 y 6 representan diferentes
modos de realización de la invención.
La figura 3 representa dos cristales laminados 1
fijados entre sí. Según esta representación, el espesor de las
partes salientes 6 de la película compuesta 4 es igual a la mitad
del espesor total de la película compuesta 4 y las partes salientes
6 están al ras con la hoja de vidrio 2. Los cristales laminados 1 se
montan de manera que las partes salientes 6 se superpongan y que los
dos cristales 1 se encuentren en un único plano.
Las partes salientes se fijan entonces entre sí,
a través de una pieza metálica 7, constituida por dos elementos
complementarios 8 y 9, y se fijan entre sí por medio de un tornillo
10. Las piezas 8 y 9 son de dimensiones tales que hacen que la pieza
metálica 7 se encuentre al ras con los bordes de los cristales
laminados 1, y unas juntas 11, del tipo de la silicona o el
polisulfuro, se disponen entre los elementos 8 y 9 de la pieza
metálica 7 y los bordes de las hojas de vidrio 2 y 3, a fin de dar
estanqueidad al conjunto.
De esta manera, existe la posibilidad de fijar
dos cristales entre sí, ya que las películas compuestas 4 reciben el
peso de los cristales laminados 1 a través de las partes salientes
6.
Las figuras 4 y 5 representan un cristal laminado
1, destinado a ser fijado a una estructura portante 12 del tipo de
chasis o estructura básica. Según estas representaciones, el espesor
de la parte saliente 13 es igual al espesor total de la película
compuesta.
De acuerdo con la representación de la figura 4,
la parte saliente 13 se aplica sobre la estructura portante 12,
fijándose a ella a través de una pieza metálica 14, enroscada
directamente sobre la estructura portante 12. Con el fin de dar
estanqueidad al montaje, se disponen unas juntas 15, del tipo de la
silicona o el polisulfuro, entre los bordes de las hojas de vidrio 2
y 3, la estructura portante 12 y la pieza metálica 14.
Según la representación de la figura 5, la parte
saliente 13 se coloca en emparedado dentro de una pieza metálica 16
constituida por dos elementos 17 y 18, encolados a los bordes de las
hojas de vidrio 2 y 3, respectivamente. El encolado se realiza, por
ejemplo, con ayuda de juntas 19 de silicona. La pieza metálica 16 se
coloca de manera que no se ponga en tensión la parte saliente 13 que
sale del conjunto laminado, y de forma que se mantenga por presión
la parte saliente 13 situada entre los dos elementos 17 y 18. La
pieza metálica 16 sirve entonces de conexión entre el cristal 1 y la
estructura portante aquí no representada.
La figura 6 representa un cristal laminado 1 del
tipo de Cristal Exterior Fijado (CEF) con sistemas de conexión
puntuales, encontrándose cada conexión puntual articulada a una
estructura portante aquí no representada.
Según esta representación, las hojas de vidrio 2
y 3 están taladradas de manera que los taladros coincidan en el
momento del montaje del cristal laminado 1, y la película compuesta
4 sobresale en el interior del taladro.
La parte que sobresale en el taladro se coloca
entonces en emparedado dentro de una pieza metálica 20 de fijación,
representada aquí solamente en parte. Esta pieza metálica 20 está
constituida por dos elementos 21 y 22, dispuestos a la altura de los
taladros de las hojas de vidrio 2 y 3, respectivamente, y montados
con ayuda de un tornillo 23, que permite sujetar por compresión la
película intermedia saliente 4. La estanqueidad a la altura de los
bordes de los taladros se realiza con ayuda de juntas 24 del tipo de
la silicona o el polisulfuro.
Los elementos 21 y 22 pueden ser dimensionados de
manera que la pieza metálica 20 esté al ras con la hoja de vidrio 2.
Estos elementos pueden ser igualmente de forma cónica. En este caso,
el taladro de las hojas se realiza de manera cónica, y la
estanqueidad se obtiene con ayuda de arandelas cónicas.
De esta manera, se aumenta la resistencia
mecánica de la unión, gracias a la actuación del hilo compuesto 4.
Los diferentes modos de realización anteriormente descritos permiten
ventajosamente obtener cristales laminados de seguridad, cuya
principal característica consiste en evitar la caída del cristal en
caso de rotura de una de las hojas de vidrio 2 ó 3 y/o de
debilitamiento de la fijación del cristal.
La invención no se limita a estos tipos
particulares de realización, y debe interpretarse de forma no
limitativa, englobando cualquier tipo de cristal laminado
constituido por al menos un panel transparente asociado a una
película compuesta, constituida por al menos una capa de un material
orgánico termoplástico o termoendurecible, siendo el cristal
laminado de un tipo que hace que al menos una capa de la película
compuesta sobresalga sobre al menos una parte de al menos un lado o
taladro panel del transparente.
Así, en el marco de la invención entra cualquier
tipo de panel transparente, tal como se ha especificado
anteriormente.
De la misma manera, la invención no se limita a
una aplicación a un cristal para la constitución de la fachada de un
edificio, sino que debe interpretarse de forma no limitativa,
incluyendo cualquier aplicación destinada a proteger los edificios y
los vehículos y, en particular, las aplicaciones que se refieren a
los refuerzos de la seguridad de los cristales laminados y al
control solar.
Claims (7)
1. Cristal laminado de seguridad, que estando
constituido por uno, dos o más paneles transparentes, asociados a
una película compuesta formada por al menos una capa de material
orgánico termoplástico o endurecible que puede incluir una capa
rígida, y en donde una parte de la película, compuesta por
únicamente una capa rígida, puede sobresalir respecto de al menos
una parte del panel o paneles transparentes, siendo dicho cristal
laminado susceptible de fijarse a una estructura portante y/o a un
cristal contiguo, se caracteriza porque la capa rígida está
asociada al panel o paneles transparentes, a través de la capa o
capas de material orgánico de la película compuesta, mientras que la
fijación a la estructura portante o cristal contiguo se efectúa
mediante una o más piezas atornilladas entre sí o a la estructura
portante, con interposición de la parte saliente de la película
compuesta.
2. Cristal laminado de seguridad, según
reivindicación 1ª, caracterizado porque la capa rígida tiene
una resistencia al alargamiento comprendida entre el 1 y el 500% ,
con un módulo de Young al menos igual a 0,1 MPa.
3. Cristal laminado de seguridad, según
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa
rígida está constituida por una lámina metálica.
4. Cristal laminado de seguridad, según una de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
parte de la película compuesta que sobresale del panel o paneles
transparentes, está comprendida entre 2 mm y 2.000 mm y,
preferentemente entre 4 mm y 25 mm.
5. Cristal laminado de seguridad, según
reivindicación 1ª, caracterizado porque la pieza de fijación
a la estructura portante y/o a un cristal contiguo, va fijada,
además, al menos a un borde de uno o ambos paneles
transparentes.
6. Cristal laminado de seguridad, según
reivindicación 5ª, caracterizado porque la pieza de fijación
está constituida por dos piezas colocadas a uno y otro lado de la
parte saliente de la película compuesta, estando al menos una de
esas dos piezas vinculada al borde de una panel transparente.
7. Cristal laminado de seguridad, según
reivindicación 5ª, caracterizado porque la parte saliente de
la película compuesta no está sometida a tensión.
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