ES2208836T3 - Acristalamiento estratificado e imprimacion utilizada para su fabricacion. - Google Patents
Acristalamiento estratificado e imprimacion utilizada para su fabricacion.Info
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UNA LUNA LAMINADA QUE COMPRENDE AL MENOS UNA LAMINA DE VIDRIO Y AL MENOS UNA LAMINA TRANSPARENTE DE RESINA IONOMERA, HACIENDOSE LA ALDHESION DE LA LAMINA DE RESINA IONOMERA, EN AL MENOS UNA O PARTE DE UNA DE SUS CARAS, MEDIANTE AL MENOS UN QUELATO DE METAL. LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE TAMBIEN A UN PRIMARIO UTILIZADO PARA REALIZAR ESTA LUNA LAMINADA.
Description
Acristalamiento estratificado e imprimación
utilizada para su fabricación
La presente invención se refiere a un vidrio -o
"acristalamiento"- estratificado que comprende al menos una
lámina de vidrio y al menos una lámina transparente de resina
ionómera, estando una de estas láminas revestida, al menos en
parte, por una imprimación. La invención se refiere igualmente a la
imprimación utilizada para realizar este acristalamiento
estratificado.
Los vidrios estratificados se utilizan
generalmente en la construcción y en los medios de transporte como
acristalamientos que presentan características de "protección y
seguridad" y que permiten reducir la probabilidad de fracturas y
de siniestros por choque. Como ejemplos de vidrios estratificados
particularmente resistentes a los choques, se encuentran
principalmente los vidrios estratificados que comprenden al menos
una lámina de vidrio y al menos una lámina de policarbonato. Sin
embargo, dichos acristalamientos plantean problemas principalmente
de adhesión del policarbonato al vidrio o de fisuración (debido a
las diferencias entre los coeficientes de dilatación térmica) cuando
el vidrio y el policarbonato están asociados directamente. Es
conocido, para remediar estos problemas, intercalar entre el vidrio
y el policarbonato al menos una lámina de poliuretano, pero la
utilización de dichas materias aumenta considerablemente el coste
de los productos.
Otro vidrio estratificado utilizado en el mismo
tipo de aplicaciones y que presenta un coste menor comprende al
menos una lámina de vidrio y al menos una lámina transparente de
resina ionómera, describiéndose dicho vidrio estratificado
principalmente en las patentes EP-0191088,
US-4.619.973, US-4.732.944,
US-4.906.703 y EP-0483087. Con el
fin de mejorar la adhesión entre el vidrio y la lámina de resina
ionómera, es conocido imprimar la superficie del vidrio con un
agente de acoplamiento de tipo silano o amina orgánica (amina
alifática, etanolamina, ...) o diisocianato antes de fijar en ella
la lámina de resina ionómera. Sin embargo, principalmente con el fin
de eliminar cualquier problema de desestratificación, por ejemplo
durante operaciones de corte del acristalamiento estratificado
obtenido, puede ser interesante aumentar además la adhesión entre
las láminas de resina ionómera y los sustratos, principalmente los
sustratos de vidrio, que están asociados a ellos en el seno de los
acristalamientos estratificados.
El objetivo de la presente invención es
proporcionar un acristalamiento estratificado mejorado en relación a
las dos categorías de acristalamientos estratificados mencionados
anteriormente, siendo este acristalamiento económico, presentando
buenas propiedades de resistencia a los choques, buenas propiedades
ópticas y una resistencia a la desestratificación aumentada.
Este objetivo se alcanza gracias al
acristalamiento según la invención, comprendiendo este
acristalamiento al menos una lámina de vidrio y al menos una lámina
transparente de resina ionómera, haciéndose la adhesión de la lámina
de resina ionómera a otra lámina de acristalamiento, en al menos
una o parte de una de sus caras, por medio de al menos un quelato
de metal.
La presente invención se refiere igualmente a la
imprimación que comprende el quelato anteriormente definido y que
permite mejorar la adhesión de la o las láminas de resina ionómera
a la o a las láminas adyacentes en el seno de un acristalamiento
estratificado, pudiendo ser utilizada esta imprimación
ventajosamente para obtener el acristalamiento según la
invención.
En la presente invención, la expresión "resina
ionómera" designa una resina que puede ser extruida y que
comprende copolímeros de ácido carboxílico-etileno o
ácido carboxílico-alfa olefina, siendo reticulados
estos copolímeros por reacción iónica. Este tipo de resina se
describe principalmente en las patentes EP-0483087,
EP-0191088, US-4.619.973,
US-4.732.944, US-4.906.703 a las
cuales se hará referencia para la elección de resinas ionómeras
adaptadas a la realización de los vidrios estratificados según la
invención. Como resina ionómera se pueden utilizar principalmente
resinas a base de copolímeros reticulados por reacción iónica y
obtenidos por combinación de monómeros de etileno, de estireno o de
propileno y de monómeros de ácido acrílico o metacrílico o
metacrílico o de anhídrido maleico. La(s) resina(s)
ionómera(s) utilizada(s) en el acristalamiento
estratificado según la invención es (son) generalmente a base de
copolímero(s) de ácido acrílico (o metacrílico)/etileno (o
alfa olefina), reticulados por reacción iónica. Las resinas
ionómeras disponibles en el comercio comprenden generalmente los
copolímeros ácidos anteriormente mencionados, parcialmente
neutralizados o no, o sales metálicas o amínicas de dichos
copolímeros ácidos (se encuentran principalmente ionómeros de sodio
o de zinc).
Las láminas de resina ionómera se obtienen
generalmente por colada, extrusión, etc. Se pueden considerar varias
estructuras de acristalamiento según la invención tales como las
estructuras descritas en las patentes EP-0191088 o
EP-0483087. Los acristalamientos según la invención
pueden comprender así una o varias láminas de vidrio, estando cada
lámina de vidrio revestida o no por una o varias capas que actúan,
por ejemplo, sobre la transmisión energética o luminosa de los
acristalamientos, comprendiendo los acristalamientos además una o
varias láminas de resina ionómera y, eventualmente, una o varias
láminas de otra u otras materias plásticas (poliuretano,
policarbonato, poli(metacrilato de metilo) u otro plástico
acrílico, polivinilbutiral, ...), etc. Las resinas ionómeras se
adhieren más o menos bien a las otras materias plásticas
utilizables para realizar acristalamientos estratificados y, llegado
el caso, pueden ser co-extruidas con dichas
materias. Preferentemente, cada lámina de resina ionómera del
acristalamiento según la invención se encuentra entre dos láminas de
vidrio o dos láminas de materia plástica, o entre una lámina de
vidrio y una lámina de materia plástica.
El quelato según la invención utilizado para
mejorar la adhesión entre la lámina de resina ionómera y al menos
una lámina adyacente, en particular una lámina de vidrio, puede
intervenir, en el acristalamiento estratificado según la invención,
bajo diferentes formas. Puede formar parte principalmente de una
imprimación utilizada para recubrir al menos una parte de al menos
una cara de la lámina de resina ionómera y/o al menos una parte de
al menos una lámina adyacente, principalmente una lámina de vidrio
provista o no de capa(s) o una lámina de otra materia
plástica, antes del ensamblaje de las dos láminas; también se
puede incorporar a la composición de una de las láminas,
principalmente una lámina de resina ionómera, con el fin de hacerla
autoadhesiva.
El quelato del metal utilizado según la invención
puede ser un quelato de titanio, de zirconio, de cromo, etc. y es
preferentemente un quelato de titanio. Los sustituyentes (o
ligandos) de este quelato generalmente son grupos que presentan una
función alcoxi unida al átomo central del quelato, presentando
algunos de estos sustituyentes al menos un segundo átomo portador
de un(os) par(es) de electrones libres. El quelato del
metal utilizado puede comprender por ejemplo como sustituyentes
grupos elegidos entre los siguientes grupos: trietanolamina,
acetilacetonato, octilenglicol, isopropoxilo, butoxilo, etc.
Preferentemente, el quelato utilizado es un quelato de metal que
comprende al menos un (preferentemente dos) grupo(s)
acetilacetonato y que presenta al menos un (preferentemente dos)
grupo(s) alcoxi (tal(es) como un (varios)
grupo(s) propoxilo, butoxilo, etc.). Este quelato es por
ejemplo un diisopropoxi-bis[acetilacetonato]
de titanio (comercializado con la referencia TIACA 75 por la
sociedad HÜLS) o un
isopropoxi-butoxi-bis[acetilacetonato]
de titanio, etc. (designándose estos productos simplemente como
"acetilacetonato de titanio").
La utilización del quelato para mejorar la
adhesión entre la(s) lámina(s) de resina ionómera y
al menos una (las) lámina(s) adyacente(s) en el seno
del acristalamiento estratificado permite obtener acristalamientos
estratificados que presentan una resistencia aumentada a la
desestratificación, conservándose esta resistencia en el tiempo.
Esta resistencia es particularmente interesante en el caso en el que
los acristalamientos estratificados realizados son de grandes
dimensiones y se destinan a ser serrados. Cualquier
desestratificación durante la aserradura se evita así para los
acristalamiento según la invención.
La resistencia a la desestratificación de los
acristalamientos según la invención debida a la adhesión mejorada
entre la(s) lámina(s) de resina y la(s)
lámina(s) adyacente(s) se caracteriza principalmente
por un valor de al menos 3 unidades Pummel cuando los
acristalamientos se someten al ensayo Pummel, descrito
posteriormente en los ejemplos de realización de la invención,
mientras que la resistencia a la desestratificación de los
acristalamientos estratificados que utilizan una imprimación a base
de uno o varios silanos no excede generalmente de 1 unidad Pummel.
En la mayoría de los casos, la resistencia a la desestratificación
de los acristalamientos según la invención es de al menos 5
unidades Pummel.
Además de una resistencia a la desestratificación
considerablemente mejorada, los acristalamientos según la invención
presentan una buena resistencia al choque, buena rigidez, permiten
minimizar las proyecciones de astillas en caso de fractura,
presentan buenas propiedades ópticas, son de fabricación sencilla y
económica y se pueden utilizar para la realización de
acristalamientos en numerosos tipos de aplicaciones
(comparativamente, los acristalamientos a base de policarbonato y de
poliuretano son menos fáciles y más costosos de realizar y no
convienen a ciertos tipos de aplicaciones tales como la fabricación
de parabrisas).
Los acristalamientos según la invención se
obtienen según procedimientos bien conocidos por el profesional,
principalmente mediante un ensamblaje de las diferentes láminas del
acristalamiento en caliente y a presión. El quelato utilizado se
puede sintetizar a partir del cloruro del metal correspondiente que
se hace reaccionar en alcoholes o acetilacetona, siendo seguida la
reacción eventualmente por una
trans-esterificación. Algunos quelatos utilizables
están también disponibles comercialmente.
Con el fin de realizar acristalamientos
estratificados según la invención, se utiliza preferentemente una
imprimación que contiene el quelato definido según la invención.
Esta imprimación se puede aplicar sobre la lámina de resina ionómera
por medio de un rodillo justo después de la operación de extrusión
o se puede aplicar o pulverizar posteriormente, sobre la lámina de
resina ionómera o sobre otra lámina que debe entrar en contacto con
la lámina de resina ionómera.
Esta imprimación contiene al menos un quelato tal
como se ha mencionado anteriormente y al menos un disolvente del
quelato, tal como un alcohol, por ejemplo isopropanol. Siendo la
disolución de quelato relativamente estable, la imprimación se
puede conservar durante algunos días antes de la aplicación. La
utilización de dicha disolución de quelato permite también una
aplicación sobre las láminas que se van a pegar, eliminándose el
disolvente de forma ventajosa, por ejemplo mediante secado, antes
del ensamblaje de la lámina imprimada y de la lámina que debe unirse
por medio de la imprimación.
También se pueden utilizar como disolvente del
quelato mezclas de agua-alcohol en proporciones
respectivas que permitan obtener una disolución transparente
(principalmente mezclas de al menos 50% en peso de alcohol).
Según un modo de realización particularmente
interesante de la invención, el (o los) quelato(s)
utilizado(s) para mejorar la adhesión en el seno del vidrio
estratificado se asocia(n) al menos a un silano, por ejemplo
y ventajosamente un epoxisilano, tal como un gamma
glicidoxi-propil-trimetoxi-silano.
La combinación de al menos un quelato y un silano permite mejorar
en ciertos casos los resultados obtenidos en relación a la
utilización de un único quelato. Preferentemente según la
invención, cuando se utiliza una imprimación que comprende al menos
un quelato tal como se ha definido anteriormente y al menos un
silano, esta imprimación comprende una mezcla de agua y un
disolvente del quelato por ejemplo una mezcla de
agua-alcohol, principalmente una mezcla de
agua-isopropanol.
La imprimación según al invención comprende
preferentemente de 0,05 a 3% en peso de quelato definido según la
invención y de 95 a 99,95% de una mezcla
agua-alcohol que comprende de 50 a 100% de alcohol.
La imprimación puede comprender igualmente un silano de tasas
comprendidas entre 0 y 3% en peso, estando entonces la relación
entre la tasa de silano utilizado y la tasa de quelato
preferentemente comprendida entre 1/3 y 3, comprendiendo entonces la
imprimación ventajosamente al menos 1% y preferentemente al menos
5% en peso de agua. El extracto seco de la imprimación está
comprendido entre 0,05 y 5% en peso y es preferentemente inferior a
3% en peso.
Los ejemplos siguientes ilustran, aunque sin
limitarla, la presente invención y dan resultados obtenidos en el
ensayo Pummel sobre acristalamientos según la invención.
Se realiza un acristalamiento estratificado de la
siguiente forma: se obtiene una lámina de resina ionómera a base de
copolímeros de etileno-metacrilato por extrusión,
luego se intercala entre dos láminas de vidrio idénticas, siendo
inducidas previamente las caras de las láminas de vidrio en
contacto con la lámina de resina ionómera por una imprimación y
luego se secan. El apilamiento de láminas se calandra a
continuación antes del ensamblaje definitivo en caliente y a
presión.
Se efectúa a continuación un ensayo de Pummel
sobre muestras del acristalamiento estratificado obtenido,
comprendiendo el ensayo las siguientes etapas:
\bullet Las muestras se colocan en el
congelador a -18ºC durante al menos dos horas. Luego se retiran las
muestras y se las golpea con un martillo electromagnético,
ensayándose las probetas en los segundos que siguen a su retirada
del congelador. Cada muestra se golpea progresivamente con
incrementos de 10 mm de ancho sobre una altura de 15 mm con
respecto al borde inferior de la muestra, estando la muestra
inclinada de 5 a 10º.
\bullet Cuando el borde inferior ha sido
completamente pulverizado, se golpean los 15 mm siguientes. Este
proceso se repite hasta la pulverización de aproximadamente 10 cm
de probeta. Se tendrá cuidado de pulverizar la totalidad del vidrio
en las dos caras.
\bullet A continuación se llevan las muestras
ensayadas a temperatura ambiente y se da tiempo para que la humedad
condensada se evapore antes de proceder a la evaluación.
\bullet Las muestras se comparan a continuación
con patrones "Pummel" viendo si el patrón o la muestra
presenta más resina exenta de vidrio. Este procedimiento se repite
hasta que se obtenga una concordancia.
\bullet Se da la vuelta a la muestra se
devuelve y es objeto de una nueva evaluación como
anteriormente.
El ensayo Pummel se considera bueno cuando los
valores observados se sitúan en el campo de 3 a 8 unidades Pummel
(preferentemente 3 a 6 para las aplicaciones para automóviles y 5 a
8 para aplicaciones de arquitectura). No se debe sobrepasar,
preferentemente, 8 unidades Pummel con el fin de conservar ciertas
propiedades tales como la resistencia al impacto del
acristalamiento. A menos de 3 unidades Pummel, pueden aparecer con
el tiempo riesgos de desestratificación.
En el presente ejemplo, la imprimación utilizada
es a base de un acetilacetonato de titanio (añadido en forma de una
disolución al 75%, comercializado con la referencia TIACA 75 por la
sociedad HÜLS) y de isopropanol. La composición en peso de la
imprimación se recoge en la tabla 1 así como el valor obtenido en el
ensayo Pummel.
Ejemplos 2, 3, 4, 5 y
6
En estos ejemplos, se reemplaza respectivamente
la imprimación utilizada en el ejemplo 1 por cada una de las
imprimaciones cuya composición se recoge en la tabla 1. Los
resultados se recogen en la tabla 1. El silano utilizado es un
gamma glicidoxi-trimetoxi-silano
comercializado con la referencia SILQUEST A187 por la sociedad
OSI.
Ejemplo de
referencia
En este ejemplo, se reemplaza la imprimación
utilizada en el ejemplo 1 por un imprimación que no contiene quelato
pero que contiene un aminosilano comercializado con la referencia
SILQUEST A1100 por la sociedad OSI. La composición de esta
imprimación y los resultados obtenidos se recogen en la tabla
1.
Se observa una mejora de la adhesión utilizando
una imprimación a base de quelato según la invención. Los
acristalamientos según la invención presentan una resistencia
aumentada de la desestratificación.
Los acristalamientos estratificados según la
invención se pueden utilizar en la construcción o en vehículos
automóviles, por ejemplo para realizar vehículos blindados,
acristalamientos para prisiones o bancos, etc.
TIACA | Silano A187 | Agua | Isopropanol | Silano | Valor | |
(en g) | (en g) | (en g) | (en g) | A1100 | Pummel | |
Ejemplo 1 | 1,33 | 98,7 | 5 | |||
Ejemplo 2 | 1,33 | 10 | 88,7 | 5 | ||
Ejemplo 3 | 0,13 | 0,3 | 99,6 | 5 | ||
Ejemplo 4 | 0,67 | 1,5 | 97,8 | 6 | ||
Ejemplo 5 | 0,13 | 0,3 | 10 | 89,6 | 7 | |
Ejemplo 6 | 0,67 | 1,5 | 10 | 86,8 | 7 | |
Ej. Ref. | 49,5 | 49,5 | 1,00 | 0-1 |
Claims (6)
1. Acristalamiento que comprende al menos una
lámina de vidrio y al menos una lámina transparente de resina
ionómera, caracterizado porque la adhesión de la lámina de
resina ionómera se hace, en al menos uno o parte de una de sus
caras, por medio de al menos un quelato de metal.
2. Acristalamiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el quelato es un quelato de
titanio.
3. Acristalamiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque el quelato es un acetilacetonato de
titanio.
4. Acristalamiento según una de la
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el quelato está
combinado con al menos un silano.
5. Acristalamiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el quelato
forma parte de una imprimación aplicada en al menos una parte de al
menos una cara de la lámina de resina ionómera y/o al menos una
parte de al menos una lámina adyacente.
6. Acristalamiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comprende
además al menos una lámina de otra materia plástica.
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