ES2227617T3

ES2227617T3 - Conjunto aislado que incorpora un elemento de barrera termoplastico y espaciador adaptado para su utilizacion como dicho elemento de barrera.

Info

Publication number: ES2227617T3
Application number: ES96939781T
Authority: ES
Inventors: Luc Lafond
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-12-06
Filing date: 1996-12-03
Publication date: 2005-04-01
Anticipated expiration: 2016-12-03
Also published as: DE69633132T2; JP4121150B2; MX9804384A; DE69633132D1; JP2000501467A; EP0865560A1; US6001453A; US5759665A; EP0865560B1; WO1997021016A1; ATE273435T1; AU7688496A

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN SEPARADOR AISLANTE PARA CONJUNTOS DE ACRISTALAMIENTO. EL SEPARADOR SE COMPONE DE UN CUERPO AISLANTE ESPUMADO Y DE UN SEGUNDO MATERIAL SELLANTE. CUANDO SE UTILIZA EN UN CONJUNTO DE ACRISTALAMIENTO, EL CUERPO AISLANTE Y EL MATERIAL DE SELLADO ESTABLECEN CONTACTO PARCIALMENTE CON LOS SUSTRATOS, PROPORCIONANDO DE ESTA MANERA UN DOBLE SELLADO. EN OTRAS REALIZACIONES, EL SEPARADOR ES UN COMPOSITE FORMADO POR ESPUMA, MATERIAL SELLANTE, PLASTICO RIGIDO Y AGLOMERANTES DESECADOS. EN OTRA REALIZACION SE DESCRIBE UN SEPARADOR DE ESPUMA ONDULADO, QUE PERMITE UNA FACIL MANIPULACION DE LAS ESQUINAS EN LOS CONJUNTOS DE ACRISTALAMIENTO. EL RESULTADO DE LA INCORPORACION DE LA ESPUMA ES UN SEPARADOR Y UN CONJUNTO ENERGETICAMENTE EFICIENTES EN GRADO SUSTANCIAL.

Description

Conjunto aislado que incorpora un elemento de barrera termoplástico y espaciador adaptado para su utilización como dicho elemento de barrera.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un espaciador compuesto para utilizar en un conjunto de substratos aislados y además se refiere a un conjunto de cristales aislados que incorpora dicho espaciador.

Antecedentes de la invención

Los conjuntos aislados actualmente conocidos en la técnica incorporan la utilización de varias sustancias poliméricas en combinación con otros materiales. Uno de estos conjuntos incluye un polímero butilado en el cual se ha incrustado un espaciador metálico ondulado. Aunque resulta útil, este tipo de banda selladora está limitada por el hecho de que el espaciador metálico está expuesto a substratos a lo largo del tiempo y se produce una disminución drástica de la eficiencia de la banda. La principal dificultad surge con la transmisión de vapores húmedos cuando el espaciador se expone o entra en contacto con los mismos.

Además, muchos de los polímeros butilados utilizados actualmente en los conjuntos de cristales aislados están impregnados de un deshidratador. Esto genera un nuevo problema, ya que reduce la adhesividad del obturador butilado.

En la patente US nº 4.950.344, Glover et al. dan a conocer un conjunto espaciador para separar substratos en un conjunto acristalado aislado que incluye un cuerpo de espuma separado por una barrera antivapor y además incluye medios selladores alrededor del perímetro del conjunto; este espaciador de la técnica anterior corresponde al preámbulo de la reivindicación 1. Aunque esta disposición es particularmente eficiente desde el punto de vista energético, una de las limitaciones clave es que el conjunto debe fabricarse en varias etapas. Generalmente, el sellador debe proyectarse alrededor del perímetro en una etapa posterior a la colocación inicial del espaciador. Esto presenta ramificaciones durante la fase de fabricación y está directamente relacionado con el incremento de los costes de producción y, por lo tanto, el aumento de los costes del propio conjunto.

Uno de los principales puntos débiles de los cuerpos espaciadores y conjuntos espaciadores existentes está relacionado con la transmisión de energía a través del espaciador. Normalmente, en las disposiciones existentes, el trayecto del flujo de energía térmica a través del espaciador es simple, opuestamente a lo que ocurre con los trayectos tortuosos y, en el primer caso, el resultado es la fácil transmisión de energía de una sustancia a otra a través del espaciador. En la técnica anterior, esta dificultad se agrava por el hecho de que se utilizan materiales que presenta una fuerte tendencia a conducir energía térmica.

Aplicabilidad industrial

Ya se ha encontrado especialmente conveniente la incorporación, como componente principal del espaciador, de un cuerpo aislado elástico, ligero o razonablemente ligero, de un material que presente una baja conductividad térmica. Los ejemplos de materiales considerados potencialmente útiles incluyen los elastómeros naturales y sintéticos (caucho), corcho, EPDM, siliconas, poliuretanos y polisiliconas expandidas, uretanos y otros materiales de espuma adecuados. La elección de estos materiales genera beneficios importantes, ya que no sólo son excelentes aislantes desde el punto de vista energético, sino que además, dependiendo del material utilizado, todo el espaciador puede mantener un cierto grado de elasticidad, Esto es importante, por ejemplo, en el caso de ventanas unidas con bandas de esta clase que experimentan fuerzas compresoras fluctuantes, así como contracción y expansión térmica. Utilizando una resina elástica, estas tensiones se amortiguan y, por consiguiente, la tensión no se transfiere a los substratos, como sería el caso, por ejemplo, en conjuntos que incorporan espaciadores rígidos.

Cuando el cuerpo aislante está formado por un material de espuma, el cuerpo de espuma puede fabricarse de plásticos termoplásticos o termoendurecibles. Los ejemplos adecuados de materiales termoendurecibles incluyen la silicona y el poliuretano. En lo que se refiere a termoplásticos, los ejemplos incluyen la espuma de silicona o los elastómeros, siendo el SANTOPRENE^{TM}, un ejemplo de los últimos. Las ventajas que pueden adjudicarse a los compuestos anteriormente citados comprenden, además de lo ya mencionado, larga durabilidad, mínimo desprendimiento de gases, baja compresión, alta elasticidad y estabilidad a la temperatura, entre otras.

Se utilizan especialmente las espumas de silicona y de poliuretano. Este tipo de materiales presenta una elevada resistencia y proporciona una integridad estructural del conjunto. El material de espuma es particularmente conveniente para uso en acristalamientos o conjuntos de cristal aislantes, ya que puede incorporarse un elevado volumen de aire al interior del material sin sacrificar la integridad estructural del cuerpo. Esto resulta conveniente, ya que es conocido que el aire es un buen aislante y cuando la utilización de espuma se combina con un material que presenta una baja conductividad térmica junto con las características adicionales del espaciador que debe fijarse después, el resultado es un espaciador compuesto de elevada eficiencia. Además, la espuma no es susceptible a la contracción o expansión importantes en situaciones en que se producen fluctuaciones de temperatura. Este hecho es evidentemente beneficioso para mantener un sellado fiable durante largo tiempo en un conjunto de substratos aislados. El cuerpo aislante puede seleccionarse entre gran cantidad de materiales adecuados como se ha expuesto aquí y, además, se entenderá que serán de utilidad los materiales adecuados que presenten intersticios producidos naturalmente o los materiales creados sintéticamente que presenten intersticios.

Sería deseable disponer de un espaciador compuesto que supere las limitaciones del butilo deshidratado utilizado anteriormente y que además supere las limitaciones energéticas que actualmente presentan los espaciadores de la técnica actual. La presente invención está destinada a satisfacer estas limitaciones.

Exposición de la invención

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un espaciador perfeccionado para su uso en substratos, cristales, o conjuntos aislados.

Según un aspecto de la presente invención, se proporciona un espaciador para separar substratos en un conjunto aislado, según la reivindicación 1, que comprende esencialmente un cuerpo celular aislante que presenta un canal de abertura continua que se extiende longitudinalmente en toda su longitud por el interior de dicho cuerpo y presenta una sección transversal uniforme alojada en el interior de la cara frontal del mismo, separando suficientemente dicho canal dichos brazos para evitar el contacto entre ellos.

Según otro aspecto de la presente invención, se proporciona un conjunto de cristal aislado con una atmósfera interior, que comprende un par de substratos de cristal y un espaciador según la reivindicación 1, estando el espaciador adaptado de modo que el canal continuo abierto separa los brazos suficientemente para evitar el contacto entre los mismos durante la deformación de dichos brazos.

Como ventaja adicional, se ha encontrado que la matriz deshidratada, el cuerpo aislante y el material sellador pueden extruirse simultáneamente en un espaciador integral de una pieza dependiendo del tipo de material elegido para el cuerpo aislante. Esto resulta útil porque evita el posterior procesamiento referido al material sellador de relleno o de proyección en una unidad de acristalamiento y otras etapas similares. De este modo, una vez extruido, el espaciador puede utilizarse inmediatamente en una unidad de acristalamiento.

Como apreciarán los expertos en la materia, en el conjunto puede extenderse poliisobutileno (PIB), butilo u otro material sellador o butilado adecuado alrededor del perímetro y por lo tanto proporcionar otra superficie sellada. El sellado u otra adhesión para el cuerpo aislante pueden obtenerse mediante el suministro de adhesivos especiales, por ejemplo adhesivos acrílicos, adhesivos sensibles a la presión y de fusión en caliente entre otros. Además, el cuerpo aislante puede comprender, por lo menos en la zona de las superficies de unión de los substratos, material no vulcanizado, de modo que al aplicar calor, el cuerpo puede adherirse directamente al substrato. En una forma de realización de esta clase, el cuerpo de material aislante estaría compuesto, por ejemplo, de material vulcanizado a los rayos ultravioleta.

Una de las ventajas principales para proporcionar un cuerpo celular que presente por lo menos un canal en su interior puede concebirse considerando la transmisión de energía. Generalmente, como es conocido por los expertos en la técnica, cuanto más tortuoso es el trayecto desde una cara del espaciador a la otra entre substratos, mayor es la disipación o transmisión de energía desde una cara a la otra. Con este fin, se ha encontrado que en una disposición en canal que presente una variedad de perfiles, el trayecto es tal que la transmisión de energía se mantiene en un mínimo absoluto. Cuando esta característica se combina con selladores de alta calidad y superficies de sellado múltiples proporcionadas con la presente invención, el resultado es un espaciador de elevada eficiencia térmica de alta calidad.

Para aumentar en mayor medida el rendimiento del espaciador, puede incluirse por lo menos una proyección dentro del canal para incrementar más la complejidad del trayecto de transmisión de energía. En una forma de realización de la presente invención, el trayecto puede presentar forma ondulada o incluir algunas proyecciones en forma de "dedo". Otra ventaja adicional es que la matriz deshidratada se configurará para ajustarse y cooperar con el perfil del canal. De esta ventaja adicional pueden derivarse otras muchas, a saber, previendo una matriz deshidratada de la misma forma se añade integridad estructural al espaciador, lo cual, por lo tanto, permite la incorporación de un mayor volumen de material celular a la banda o espaciador; además, la diferencia de densidad de la matriz deshidratada respecto al cuerpo de espuma reduce la transmisión de energía a través del espaciador desde una cara a la otra; y las propiedades higroscópicas del material deshidratante ayudan a mantener una atmósfera árida entre los substratos. Los materiales deshidratantes adecuados son bien conocidos en la técnica y pueden incluir, por ejemplo, perlas de zeolita, gel de sílice, cloruro cálcico entre otros, todos los cuales pueden matrizarse dentro de un material elástico semipermeable, como polisilicona u otras sustancias semipermeables adecuadas.

Una vez efectuada una descripción general de la invención, a continuación se hará referencia a los dibujos adjuntos que ilustran unas formas de realización preferidas.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra una vista en perspectiva de una forma de realización de la presente invención;

la figura 2 muestra una vista en alzado lateral de la figura 1 que ilustra una forma despiezada con una matriz deshidratante;

la figura 3 es una vista en despiece de una forma de realización alternativa del espaciador;

la figura 4 es una vista en perspectiva del espaciador en posición situado entre substratos; y

las figuras 5A a 5I muestran unas formas de realización alternativas del espaciador.

Los números iguales en los dibujos designan los mismos elementos.

Modos de poner en práctica la invención

Con referencia a la figura 1, se muestra una forma de realización de la presente invención, en la cual la referencia 10 corresponde al espaciador de forma global. En la forma de realización mostrada, el espaciador incluye un par de superficies 12 y 14 que unen los substratos, separadas entre sí y adaptadas cada una para alojar un substrato (no representado). El cuerpo espaciador incluye una cara posterior 16 y una cara frontal 18, presentando la cara frontal 18 un canal 20 que se extiende por el interior de la cara 18 y del cuerpo espaciador 10. En la forma de realización mostrada, el canal 20 comprende una configuración general de punta de flecha, Con referencia al cuerpo del espaciador 10, estará compuesto de un material celular que puede ser sintético o natural. Si el material celular está compuesto de un material natural, el corcho y la esponja pueden ser ejemplos adecuados, y en la versión sintética son ejemplos convenientes los polímeros adecuados incluyendo, sin que ello signifique una limitación, los cloruros de polivinilo, polisilicona, poliuretano, poliestireno entre otros. Se utiliza material celular porque dichos materiales, al mismo tiempo que suministran una integridad estructural, proporcionan un alto grado de intersticios o vacíos entre el material. De este modo, la estructura incluye un elevado volumen de aire, y cuando éste se combina con un material aislante en conjunto, los huecos con aire aumentan la efectividad del aislamiento.

Con referencia a la figura 2, dicha figura muestra una vista lateral en despiece del espaciador 10, en la cual se proporciona una matriz deshidratada 22. La matriz 22 está configurada para que su forma corresponda al canal 20 y puede adherirse al mismo o coexstruirse con el cuerpo 10. Las matrices deshidratadas son bien conocidas en la técnica y los materiales deshidratantes adecuados incluyen perlas de zeolita, cloruro cálcico, cloruro potásico, gel de sílice entre otros matrizados dentro de un material semipermeable como polisiliconas, etc.

En la forma de realización mostrada en la figura 2, el espaciador 10 puede colocarse entre substratos (no representados) poniendo en contacto las superficies que unen substratos (12, 14) con un substrato respectivo (no representado). Con este fin, las superficies 12 y 14 pueden incluir adhesivos adecuados incluyendo adhesivos acrílicos, adhesivos sensibles a la presión, de fusión en caliente, poliisobutileno u otros materiales butílicos adecuados que conocidamente pueden utilizarse para unir dichas superficies. La cara posterior 16, en un conjunto, debería estar orientada al exterior del conjunto y, por consiguiente, la cara posterior 16 puede incluir alguna forma de un sellador perimetral, como por ejemplo adhesivo de fusión en caliente.

Con referencia a la figura 3, se muestra una forma de realización alternativa del espaciador. En la forma de realización mostrada, las superficies que unen los substratos, 12 y 14 se amplían con un adhesivo, indicándose las capas de adhesivo con los números 24 y 26 respectivamente. Los ejemplos de adhesivos adecuados ya se han mencionado previamente con respecto a la figura 2. Como característica adicional de la forma de realización que muestra la figura 3, la misma incluye una barrera antivapor 28 la cual puede comprender cualesquiera otros materiales adecuados para este fin, los ejemplos de los cuales incluyen películas de poliéster, películas de fluoruro de polivinilo, etc. Además, la barrera antivapor 28 puede ser metalizada. Un ejemplo de utilidad para este fin es la película Mylar^{TM} metalizada. Para aumentar la efectividad de la disposición, en la barrera antivapor 28 se proporcionan superficies de sellado diferentes de las superficies proporcionadas mediante adhesivo 24 y 26. Con este fin, puede colocarse poliisobutileno sobre el substrato que se encuentra en contacto con las superficies de Mylar^{TM}, indicándose el poliisobutileno mediante los números 30 y 32.

Unido con la barrera antivapor 28, se incluye además un segundo cuerpo aislante celular, designado en general con el número 34, el cual puede comprender un material similar al del primer cuerpo aislante o puede ser un material celular completamente diferente seleccionado entre material celular sintético y natural del modo citado anteriormente. El cuerpo 34 incluye superficies de unión de substratos 36 y 38 y una cara posterior 40. La cara posterior 40 y más particularmente el segundo cuerpo aislante 34, cuando se encuentra situado entre substratos 42 y 44 en la forma ilustrada en la figura 4, se orienta hacia el exterior o el perímetro exterior del conjunto aislado de forma opuesta a estar dirigida hacia la atmósfera interior contenida entre los substratos. Como tal, otro sellador que puede presentar la forma de un sellador en C indicado por el número 46 puede rodear el cuerpo 34 para completar el conjunto espaciador. Un material adecuado para este fin podría incluir cualquiera de los materiales adecuados conocidos, un ejemplo de los cuales es el adhesivo de fusión en caliente.

Con referencia a las figuras 5A a 5I, se muestran otras formas de realización del espaciador ilustrado en la figura 1. En particular, la figura 5A ilustra un canal en forma de flecha truncada, la figura 5B ilustra una forma de punta de flecha cuadrada, L figura 5C proporciona una superficie interior redondeada en un canal rectangular. La figura 5D proporciona un canal interior poligonal. La figura 5E introduce un canal similar al de la figura 1, con una proyección en el mismo. La figura 5F proporciona otra variación de la proyección ilustrada en la figura 5E, la figura 5G ilustra un perfil en forma de ondas u ondulado. La figura 5H ilustra un canal rectangular, mientras que la figura 5I proporciona un canal en forma de ondas puntiagudas. Las personas expertas en la técnica considerarán también otros perfiles de canal.

Se entenderá que las selecciones de material celular pueden variar y que el primer o el segundo materiales pueden comprender mezclas de materiales celulares para aumentar la capacidad aislante de la banda.

Mediante la selección de los materiales adecuados, junto con la provisión de la disposición en canal, puede mantenerse la elasticidad del conjunto espaciador presentado. Este hecho resulta particularmente conveniente en los casos en que no puede mantenerse la elasticidad entre substratos, cuando dichos substratos se encuentran sometidos a contracción o expansión, o a fluctuaciones por la acción del viento, como sucedería en aplicaciones a gran altura; todo el conjunto puede flexionarse sin que se interrumpa el contacto entre las superficies y los substratos.

Como apreciarán los expertos en la materia, estos detalles preferidos ilustrados pueden estar sujetos a variaciones sustanciales sin afectar la función de las formas de realización ilustradas. Aunque anteriormente se han descrito unas formas de realización de la invención, ésta no está limitada a las mismas y resultará evidente para los expertos en la materia que forman parte de la presente invención numerosas modificaciones en la medida en que no se aparten del alcance de la invención reivindicada.

Claims

1. Espaciador para separar substratos en un conjunto aislado, que comprende:

un primer cuerpo aislante celular (10) que comprende un material aislante, presentando una primera superficie de unión de los substratos (12) separada de una segunda superficie de unión de los sustratos (14), presentando además una cara frontal (18) orientada hacia el interior de una cavidad sellada, definida en uso entre el primer y el segundo substratos de un conjunto aislante, y una cara posterior (16) que se extiende sobre un lado de dicho cuerpo opuesto a dicha cara frontal (18), extendiéndose tanto dicha cara frontal como dicha cara posterior (16, 18) transversalmente entre las superficies (12, 14) de unión de los substratos; y

caracterizado por

un canal abierto continuo (20) que se extiende longitudinalmente a lo largo de toda la longitud de dicho cuerpo y presenta una sección transversal uniforme ahuecada por la cara frontal (18) del mismo, estando situado dicho canal (20) entre las superficies de unión de los substratos (12, 14) y dispuesto paralelamente a los mismos, y por unos brazos de unión de los substratos separados entre sí, uno a cada lado del hueco formado por dicho canal (20), constituyendo la cara exterior de cada uno de dichos brazos por lo menos una parte de la respectiva superficie de unión de los substratos, estando adaptado dicho espaciador de modo que cuando se utilizan cristales de separación en un conjunto de cristales aislado, como resultado del canal interpuesto (20), dichos brazos están suficientemente separados para permanecer sin contacto en condiciones operativas normales.

2. Espaciador según la reivindicación 1, en el que dicho material aislante comprende material de espuma.

3. Espaciador según la reivindicación 2, en el que dicho material de espuma incluye un solo material.

4. Espaciador según la reivindicación 2, en el que dicho material de espuma comprende una espuma de múltiples materiales.

5. Espaciador según la reivindicación 1, en el que dicha cara posterior incluye una barrera antivapor.

6. Espaciador según la reivindicación 1, en el que dicho canal incluye una matriz deshidratante en su interior configurada para unir cooperativamente dicho canal.

7. Espaciador según la reivindicación 5, en el que dicha barrera antivapor incluye además un segundo cuerpo (34) de material celular aislante.

8. Espaciador según la reivindicación 7, en el que dicho primer cuerpo (10) de material celular aislante y dicho segundo cuerpo (34) de material celular aislante comprenden materiales similares.

9. Espaciador según la reivindicación 7, en el que dicho primer cuerpo (10) de material celular aislante y dicho segundo cuerpo (34) de material celular aislante comprenden materiales diferentes.

10. Espaciador según la reivindicación 7, en el que dicho primer cuerpo (10) de material celular aislante y dicho segundo cuerpo (34) de material celular aislante comprenden cada uno una mezcla de materiales de espuma.

11. Espaciador según la reivindicación 1 en el que dicho canal presenta una forma seleccionada de entre el grupo que comprende las formas en C, poligonales, de olas, parabólicas y onduladas.

12. Conjunto de cristales aislados, que comprende:

un espaciador según la reivindicación 1;

un par de substratos de cristal (42, 44); estando cada uno de dichos substratos de cristal (42, 44) unido con una superficie respectiva de unión del substrato (12, 14) de dicho espaciador; y

separando dicho canal dichos brazos en dicho espaciador, de forma suficiente para evitar el contacto entre ellos durante la deformación de dichos brazos.

13. Conjunto según la reivindicación 12, en el que dichas superficies de unión de substratos de dicho cuerpo aislante, dicha barrera antivapor y dicha capa adicional de material celular se unen cada una de ellas independientemente al substrato respectivo.

14. Conjunto según la reivindicación 13, en el que dichas superficies de unión de substratos incluyen un material adhesivo.

15. Conjunto según la reivindicación 14, en el que dicha capa adicional de material celular está rodeada por un material sellador.