ES2334942T3 - Material en banda compuesto para espaciadores. - Google Patents
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Abstract
Un material compuesto de espaciador en banda para la fabricación de espaciadores para unidades de ventana laminación mediante rodillos de la banda en un espaciador en forma de U cuyo material compuesto de espaciador en banda es adecuado para ser bobinado en un carrete, que comprende: una primera capa (1) hecha de un material de plástico o resina elástica-plásticamente deformable, y al menos una segunda capa (2, 3, 4, 4, 2c, 2g, 2o, 2oc, 2m, 2ou, 2ol) hecha de un material plásticamente deformable, cuya al menos una segunda capa está conectada materialmente a la primera capa para formar el material compuesto de espaciador en banda, cuyo material compuesto de espaciador en banda se extiende en una dirección longitudinal (Z) que tiene una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal con una anchura predeterminada en una dirección (Y) de la anchura perpendicular a la dirección longitudinal (Z) y un espesor predeterminado en una dirección del espesor (X) perpendicular a las direcciones longitudinal y de anchura, donde la primera capa (1) se extiende sobre toda la anchura en la dirección de la anchura (Y), y donde al menos una segunda capa (2, 3, 4, 4, 2c, 2g, 2o, 2oc, 2m, 2ou, 2ol) se extiende sobre al menos una parte de la anchura en la dirección de la anchura.
Description
Material en banda compuesto para
espaciadores.
La presente invención se refiere a un material
en banda compuesto, que puede ser utilizado preferiblemente para
fabricar espaciadores, particularmente espaciadores para aislante
unidades de cristal (en lo sucesivo unidades de IG). Los
espaciadores compuestos son bien conocidos, por ejemplo a partir de
los documentos US 6339909B1, WO 99/41481 y DE 19535976 A1.
Como la mayoría de los participantes y
observadores de la industria de las ventanas en Norteamérica sabe.
Las unidades de IG Intercept son un componente significativo en el
proceso de fabricación de las ventanas. De manera comprensible, el
espaciador de IG es un elemento principal de cualquier construcción
de IG, y la tecnología Intercept para la fabricación de
espaciadores ha tenido un impacto importante en la economía de las
unidades IG y en su calidad durante más de diez años. El proceso de
fabricación de los espaciadores implica usar una banda de material,
habitualmente acero estañado como se muestra en una vista en corte
transversal en la Fig. 14, y la conformación por laminación de la
banda en un espaciador en forma de "U". Típicamente, el
material en banda se suministra al fabricante de la unidad de IG en
un gran carrete o bobina con una anchura de banda designada para un
tamaño particular de la anchura del espaciador. No es inusual que un
fabricante de unidades de IG tenga varias bobinas de diferentes
anchuras de banda a mano. Después del proceso de conformación del
espaciador, se extrusiona un material de matriz desecado en el
canal. En una industria sensible al costo, tal como la de
fabricación de ventanas, el proceso de Intercept ha demostrado ser
un proceso muy competitivo, de bajo costo para la fabricación de
unidades de IG. Notablemente, Glass Equipment Development
Incorporated de Twinsburg, Ohio es un proveedor de equipo para este
proceso particular de fabricación de espaciadores. Durante años,
pocas variaciones han tenido lugar en la selección del material en
banda. Sin embargo, incluso hoy, el material básico para los
espaciadores sigue siendo un acero estañado de 2,54 x 10^{-4} m
(0,010 pulgadas) de espesor.
Con respecto al comportamiento de en sus
características térmicas del acero estañado y de otros materiales
de los espaciadores, se encuentran resultados de ensayos bien
documentados durante más de diez años. Los ensayos de conductividad
en borde demuestran que el espaciador de acero estañado es una
"tecnología de borde caliente", y mucho mejor que el
espaciador de caja de aluminio.
El objeto de esta invención es proporcionar un
material de espaciador más competitivo con respeto a los
características térmicas y costos del material, pero que conserve
todavía la favorable economía del proceso de fabricación.
Este objeto se logra por el material compuesto
en banda de espaciador según la reivindicación 1.
En las reivindicaciones subordinadas se ofrecen
otros progresos de la invención.
Se debería observar que este concepto de una
banda compuesta para su uso en la fabricación del espaciador no se
limita al enfoque correspondiente a los espaciadores de IG de
Intercept, sino que la banda se podría utilizar en una gran
variedad de diseños y formas de espaciador.
El material compuesto de espaciador en banda
resulta ventajoso, por ejemplo, porque
- -
- el material en banda se puede laminar en una línea de producción convencional de Intercept r o en otro equipo de fabricación de espaciadores,
- -
- un espaciador fabricado del nuevo material en banda proporciona unas características de funcionamiento térmicas mejoradas para una unidad de IG y de ventana,
- -
- el material en banda se puede hacer disponible en diversas anchuras de banda, y
- -
- el material en banda es de costo más bajo o equivalente al del acero inoxidable y los espaciadores compuestos complejos.
Otras características y ventajas de la invención
llegarán a ser evidentes a partir de la siguiente descripción de
realizaciones, en la que se hace referencia a los dibujos, los
cuales muestran vistas en corte transversal perpendicular a la
dirección longitudinal del material en banda de espaciador como
sigue:
Fig. 1 un material compuesto de espaciador en
banda hecho de plástico y acero inoxidable según una primera
realización;
Fig. 2 un material compuesto de espaciador en
banda hecho de plástica y cinta de capas múltiples según una
segunda realización;
Fig. 3 un material compuesto de espaciador en
banda hecho de plástico y una matriz curable según una tercera
realización;
Fig. 4 un material compuesto de espaciador en
banda hecho de plástico y una capa de metal corrugado según una
cuarta realización;
Fig. 5 un material compuesto de espaciador en
banda hecho de una capa de plástico y encajado entre una capa de
matriz y una capa de metal según una quinta realización;
Fig. 6 un material compuesto de espaciador en
banda hecho de capas de plástico y de metal según una sexta
realización;
Fig. 7 un material compuesto de espaciador en
banda hecho de capas de plástico y metal según una séptima
realización;
Fig. 8 un material compuesto en banda de
espaciador hecho de capas de plástico y de metal según una octava
realización;
Fig. 9 un material compuesto de espaciador en
banda hecho de capas de plástico y de metal según una novena
realización;
Fig. 10 un material compuesto de espaciador en
banda hecho de capas de plástico y de metal según una décima
realización; en el que una segunda capa de metal, la cual se
encuentra también interrumpida, solapa los huecos de la primera
capa de acero inoxidable;
Fig. 11 un material compuesto de espaciador en
banda hecho de capas de plástico y metal y una capa de metal
corrugado según una undécima realización;
Fig. 12 un material compuesto de espaciador en
banda hecho de capas de plástico y metal según una duodécima
realización, donde una segunda capa de metal, la cual se encuentra
también interrumpida,, solapa los huecos de la primera capa de
acero inoxidable;
Fig. 13 un material compuesto de espaciador en
banda hecho de capas de plástico y metal según una decimotercera
realización; y
Fig. 14 un material en banda de espaciador hecho
de una sola capa de metal según la técnica anterior.
A continuación, se describen realizaciones
preferidas de la invención haciendo referencia a los dibujos. La
Fig. 1 muestra una vista en corte transversal perpendicular a la
dirección longitudinal (Z) del material compuesto de espaciador en
banda según una primera realización de la invención, es decir una
sección transversal por el plano de la
anchura-espesor (plano Y-X). El
material compuesto de espaciador en banda consiste en dos capas,
una primera capa 1 hecha de plástico y hay una capa 2 o segunda (de
refuerzo y/o barrera) hecha de metal, preferiblemente acero
inoxidable. El material La compuesto de espaciador en banda consiste
en una combinación de materiales que son extrusionados
conjuntamente o que son extrusionados y/o laminados o pegados para
formar una banda de baja conductividad que se puede bobinar sobre
un carrete. Se prefiere el proceso de coextrusión.
El material plástico es preferiblemente un
material deformable elástica-plásticamente (por
ejemplo, un material plástico o de resina) que tiene una
conductividad térmica relativamente baja. La capa de metal se hace
de acero inoxidable, pero se podría hacer también de otro material
de refuerzo deformable o de una capa que sea apropiada para ser
acoplada al material elástica-plásticamente
deformable de la capa 1.
Los materiales
elástica-plásticamente deformables preferidos
incluyen materiales sintéticos o naturales que experimentan una
deformación plástica irreversible después de que se hayan superado
las fuerzas de recuperación elástica del material doblado. En tales
materiales preferidos, no se encuentran activas sustancialmente las
fuerzas de recuperación elástica después de la deformación (doblado)
del material más allá de su punto de límite elástico aparente. Los
materiales plásticos representativos presentan también
preferiblemente una conductividad térmica relativamente baja (es
decir, los materiales preferidos son materiales aislantes
térmicamente), con conductividades térmicas de menos de unos 5
W/(m*K), preferiblemente menos de aproximadamente 1 W/(m*K), y aún
más preferiblemente menos de unos 0,3 W/(m*K). Materiales
particularmente preferidos para el perfil de cuerpo son los
materiales sintéticos termoplásticos incluyendo, pero sin limitarse
a ellos, polipropileno, tereftalato de polietileno, poliamida y/o
policarbonato. Este(os) material(es)
plástico(s) puede(n) contener también cargas de uso
general (por ejemplo, materiales fibrosos), aditivos, tintes,
agentes de protección para rayos UV, etc.
Los materiales plásticamente deformables
preferidos para la(s) segunda(s) capa(s)
incluye(n) metales que no proporcionan sustancialmente
ninguna fuerza de recuperación elástica después de ser doblados más
allá del punto de límite elástico aparente del metal. Los
materiales preferidos para el perfil del cuerpo exhiben
opcionalmente un valor de conducción térmica que es a1 menos de
unas 10 veces inferior al valor de la conducción térmica del
material de refuerzo, más preferiblemente de unas 50 veces inferior
al valor de la conducción térmica del material de refuerzo y más
preferiblemente todavía de unas 100 veces inferior al valor de
conducción térmica del material de
refuerzo.
refuerzo.
La primera capa 1, es decir preferiblemente la
porción de plástico, del material compuesto de espaciador en banda,
está acoplada permanentemente (o conectada materialmente) a
la(s) segunda(s) capa(s) por los procesos de
fabricación anteriormente mencionados, preferiblemente por
coextrusión de la primera capa 1 con la(s) segunda(s)
capa(s) 2 o laminando las mismas. Para hacer el material se
puede utilizar una variedad de técnicas de fabricación adicionales,
que no se mencionan explícitamente.
Preferiblemente, el material plástico puede
comprender polipropileno Novolen 1040 K. Una alternativa es el
polipropileno MC208U que comprende un 20% de talco, o el
polipropileno BAll0CF, que es un copolímero heterofásico,
encontrándose ambos disponibles en Borealis A/S de Kongens, Lyngby,
Dinamarca. Alternativamente, el material plástico puede comprender
Adstif® HA840K, que es un homopolímero de polipropileno disponible
en Basell Polyolefins Company NV.
El material de refuerzo puede ser una hoja de
metal o un material de placa delgada de metal, por ejemplo
AndralytE2, 8/2, 8T57 y puede tener un espesor de aproximadamente
0,1 mm (aproximadamente 4x10^{-3} pulgadas). El material de
la(s) segunda(s) capa(s) 2 puede ser
extrusionado o laminado conjuntamente sobre la primera capa 1, por
ejemplo, adhiriéndolo a la porción de plástico usando una capa de 50
\mum (aproximadamente 2x10^{-3} pulgadas) de un agente de
pegado (adhesivo) tal como un poliuretano y/o un polisulfuro. Por
supuesto, si la segunda capa se hace de un material susceptible de
corrosión, se puede tratar la segunda capa correspondiente para
prevenir la corrosión. El material de la(s)
segunda(s) capa(s) 2 es preferiblemente acero inoxidable pero puede ser también una hoja de hierro estañada, tal como una hoja de hierro estañada que tiene una composición química de: carbono 0,070%, manganeso al 0,400%, silicio 0,018%, aluminio 0,045%, fósforo 0,020%, nitrógeno 0,007%, siendo el resto hierro. La capa de estaño tiene una relación peso/superficie de 2,8 g/m^{2} y se aplica a la porción de base con un espesor de aproximadamente 0,38
micras.
segunda(s) capa(s) 2 es preferiblemente acero inoxidable pero puede ser también una hoja de hierro estañada, tal como una hoja de hierro estañada que tiene una composición química de: carbono 0,070%, manganeso al 0,400%, silicio 0,018%, aluminio 0,045%, fósforo 0,020%, nitrógeno 0,007%, siendo el resto hierro. La capa de estaño tiene una relación peso/superficie de 2,8 g/m^{2} y se aplica a la porción de base con un espesor de aproximadamente 0,38
micras.
Un ejemplo de hoja de acero inoxidable es, por
ejemplo, Krupp Verdol Aluchrom I SE, que tiene un espesor de
aproximadamente 0,05-0,2 mm (aproximadamente
2x10^{-3}-8x10^{-3} pulgadas), y más
preferiblemente de aproximadamente 0,1 mm (aproximadamente
4x10^{-3} pulgadas). La composición química de este acero
inoxidable puede ser aproximadamente: cromo 19-21%,
carbono 0,03% como máximo, manganeso 0,50% como máximo, silicio
0,60% como máximo, aluminio 4,7-5,5%, siendo el
resto hierro.
Alternativamente, el material de la(s)
segunda(s) capa(s) puede comprender metal de aluminio
con un espesor de aproximadamente 0,2-0,4 mm
(aproximadamente 8x10^{-3}-1,6x10^{-2}
pulgadas). Otra alternativa es una hoja de hierro/acero galvanizado
que tenga un espesor de aproximadamente 0,1-0,15 mm
(aproximadamente 4x10^{-3}-6x10^{-3} pulgadas)
como material de la(s) segunda(s) capa(s)
2.
Los ejemplos anteriormente mencionados para
materiales de la primera capa 1 y de la(s) segunda(s)
capa(s) 2 son solamente ejemplos. Se seleccionan atributos
favorables de los materiales de tal modo que el material en banda
proporcione características de barrera para la transmisión de la
humedad y propiedades de retención del argón para el espaciador a
utilizar en un producto terminado de unidad IG.
Un material compuesto de espaciador en banda
preferible tiene un espesor en la dirección del grosor (X) de
aproximadamente 0,010 pulgadas (2,54x10^{-4} m) de tal manera que
se puede utilizar el equipo de conformación por rodillos
actualmente usado para los espaciadores Intercept. Por supuesto, es
posible seleccionar otros espesores y anchuras, dependiendo de los
tamaños deseados del espaciador y de otras características. La
anchura en la dirección de la anchura (Y) se puede variar
perceptiblemente en un proceso de fabricación, ya que se fabrica
una hoja ancha (por extrusión, laminación u otros medios) y la hoja
ancha se parte posteriormente a las anchuras deseadas para
conformarla en espaciadores de IG. Por ejemplo, la hoja ancha
tendría aproximadamente 1,52 m (60 pulgadas) de ancho en la
dirección de la anchura (Y) y se partiría en bandas de
aproximadamente 1,5 pulgadas de ancho.
En los ejemplos mostrados en las Figs. 1 a 13,
el espesor de la banda en la dirección del espesor (X) es de
aproximadamente 2,54x10^{-4} m (0,010 pulgadas) y la anchura en la
dirección de la anchura (Y) es de aproximadamente 3,81x10^{-2} m
(1,5 pulgadas).
En la Fig. 2 se muestra una segunda realización
de la invención, donde una (primera) capa de plástico 1 y una cinta
de múltiples capas (segunda capa) 3 son los componentes de la banda
compuesta de material de espaciador. La cinta de múltiples capas
puede incluir materiales de plástico y/o metal.
En la Fig. 3 se muestra una tercera realización
de material compuesto de espaciador en banda, en la que se
proporcionan una primera capa de plástico 1 y una capa de matriz
curable (segunda capa) 4.
La Fig. 4 muestra una cuarta realización de
material compuesto de espaciador en banda, en la que una (segunda)
capa corrugada 2c de metal se encaja en una (primera) capa de
plástico 1 ó sobre la misma.
La Fig. 5 muestra una quinta realización de
material compuesto de espaciador en banda, en la que una (primera)
capa 2 de plástico se encaja entre una (segunda) capa 1 de metal y
una (segunda) capa 5 de matriz.
En todas las realizaciones mostradas en las
Figs. 1 a 5, las capas se extienden en planos paralelos a las
direcciones Y-Z, es decir en los planos paralelos a
la dirección longitudinal del material compuesto de espaciador en
banda (dirección Z) y a la dirección de su anchura (dirección Y).
Preferiblemente, las capas se apilan en la dirección del espesor
(dirección X).
La Fig. 6 muestra una sexta realización del
material compuesto de espaciador en banda, en la que la segunda
capa que se hace preferiblemente de metal, tiene un hueco en su
centro en la dirección de la anchura. En la anchura queda
comprendida la dirección Y. El hueco sirve para proporcionar una
rotura térmica para la conductividad térmica, puesto que el
material de la primera capa 1 tiene una conductividad térmica mucho
más baja que el material de las segundas capas 2g.
La Fig. 7 muestra una séptima realización, en la
que se proporcionan tres segundas capas 2g separadas, las cuales
están separadas por huecos predeterminados en la dirección Y. En la
séptima realización mostrada en la Fig. 7, en los bordes del
material compuesto de espaciador en banda en la dirección Y, los
bordes de la capa 2g de refuerzo se encajan en el material de la
primera capa 1. Sin embargo, es también posible tener los bordes de
las segundas capas 2g que forman los bordes del material en banda en
la dirección Y, como en la Fig. 6.
La Fig. 8 muestra una octava realización, en la
que adicionalmente a las segundas capas plurales 2g dispuestas en
un lado en la dirección X del espesor de la primera capa 1, se
proporcionan segundas capas adicionales 2o de tal manera que
solapan, vistas en el plano correspondiente en la dirección X, los
huecos establecidos entre las segundas capas 2g en la dirección Y.
El número de segundas capas (de solape) 2o corresponde al número de
huecos. Preferiblemente, las capas 20 de solape se disponen frente a
las segundas capas 2g, vistas en la dirección X.
La Fig. 9 muestra una novena realización, que
presenta una modificación en la configuración del solape. Se
dispone una segunda capa 2g en un lado de la primera capa 1 en la
dirección X de tal manera que hay una cantidad significativa de
material (plástico) de la primera capa en la dirección Y a ambos
lados de la segunda capa 2g, y frente a estas áreas en la dirección
X, se proporcionan dos capas 2o de refuerzo de solape. Estos
componentes se colocan de tal modo que cuando se forma un
espaciador conformado, ambos componentes de metal son doblados y
forman así un solape en las esquinas del espaciador en forma de
"U".
La Fig. 10 muestra una décima realización, que
presenta otra modificación del concepto de solape, en la que se
proporciona una pluralidad de segundas capas 2g y 2o en ambos lados
de la primera capa 1 en la dirección X, cada una de las cuales
solapa un hueco en el lado opuesto correspondiente en la dirección
X.
La Fig. 11 muestra una undécima realización, la
cual muestra también una modificación del concepto de solape, en la
que una de las segundas capas solapadas es una segunda capa
corrugada 2c que corresponde a la segunda capa corrugada de la
cuarta realización.
La Fig. 12 muestra una duodécima realización,
que corresponde esencialmente a la octava realización, en la que
las segundas capas 2oc de solape son capas encapsuladas 2oc como se
muestra en la Fig. 12. Eso significa que, en los bordes de las
capas 2oc de solape en la dirección Y, se proporcionan unos
salientes que sobresalen en la dirección X hacia el lado opuesto de
la primera capa 1. Es también posible que las capas 2g tengan
salientes que sobresalgan en la dirección X hacia el lado opuesto
de la primera capa 1.
La Fig. 13 muestra una decimotercera realización
con otra modificación del concepto de solape, es decir un enfoque
de doble solape. Aproximadamente en el centro de la primera capa 1
en la dirección Y, se disponen (segundas) capas plurales centrales
2m con huecos entre las mismas. En ambos lados de estos huecos en la
dirección Y, se proporcionan (segundas) capas 2ou y 2ol de solape,
es decir con solape de las (segundas) capas superiores y de las
(segundas) capas inferiores 2ol.
En todas las realizaciones anteriormente
descritas, las segundas capas pueden ser capas de refuerzo y/o capas
de barrera y hechas de los materiales descritos con respecto a
la(s) segunda(s) capa(s) de la primera
realización, y la primera capa puede ser hecha del mismo material
según se describe con respecto a la primera realización.
El resto de las descripciones de modificaciones
y de procesos de fabricación también se refieren a todas las
realizaciones.
Se indica explícitamente que todas las
características recogidas en la descripción y/o las reivindicaciones
pretenden ser reveladas por separado e independientemente las unas
de las otras con el fin de proporcionar una descripción original
así como con el fin de restringir la invención reivindicada
independientemente de la composición de las características en las
realizaciones y/o reivindicaciones. Se indica explícitamente que
todos los intervalos de valor o indicaciones de grupos de entidades
incluyen cualquier valor intermedio posible o entidad intermedia
para fines de descripción original así como para fines de restringir
la invención reivindicada, particularmente en cuanto a los límites
de intervalos de valores.
Claims (5)
1. Un material compuesto de espaciador en banda
para la fabricación de espaciadores para unidades de ventana
laminación mediante rodillos de la banda en un espaciador en forma
de "U" cuyo material compuesto de espaciador en banda es
adecuado para ser bobinado en un carrete, que comprende:
una primera capa (1) hecha de un material de
plástico o resina elástica-plásticamente deformable,
y al menos una segunda capa (2, 3, 4, 4, 2c, 2g, 2o, 2oc, 2m, 2ou,
2ol) hecha de un material plásticamente deformable, cuya al menos
una segunda capa está conectada materialmente a la primera capa para
formar el material compuesto de espaciador en banda,
cuyo material compuesto de espaciador en banda
se extiende en una dirección longitudinal (Z) que tiene una sección
transversal perpendicular a la dirección longitudinal con una
anchura predeterminada en una dirección (Y) de la anchura
perpendicular a la dirección longitudinal (Z) y un espesor
predeterminado en una dirección del espesor (X) perpendicular a las
direcciones longitudinal y de anchura,
donde la primera capa (1) se extiende sobre toda
la anchura en la dirección de la anchura (Y), y donde al menos una
segunda capa (2, 3, 4, 4, 2c, 2g, 2o, 2oc, 2m, 2ou, 2ol) se extiende
sobre al menos una parte de la anchura en la dirección de la
anchura.
2. El material según la reivindicación 1, en el
que al menos una segunda capa está total o parcialmente encajada en
el material de la primera capa.
3. El material según la reivindicación 1 ó 2, en
el que se disponen al menos dos segundas capas adyacentes la una a
la otra en un plano que se extiende en las direcciones longitudinal
y de la anchura (Y, Z), con un hueco predeterminado en la dirección
de la anchura (Y) entre las mismas.
4. El material según la reivindicación 3, en el
que se proporciona al menos otra segunda capa, que se extiende en
un plano que es paralelo a las direcciones longitudinal y de la
anchura, y a una distancia predeterminada en la dirección del
espesor de las al menos dos segundas capas de tal modo que, vista en
la dirección del espesor, la segunda capa adicional solapa el hueco
predeterminado entre las al menos dos segundas capas.
5. El material según una de las reivindicaciones
1 a 4, en el que el material plásticamente deformable de la al
menos una segunda capa es un metal o matriz curable o una capa
compuesta o un material de múltiples capas.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US70450905P | 2005-08-01 | 2005-08-01 | |
| US704509P | 2005-08-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2334942T3 true ES2334942T3 (es) | 2010-03-17 |
Family
ID=37575138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES06776340T Active ES2334942T3 (es) | 2005-08-01 | 2006-07-21 | Material en banda compuesto para espaciadores. |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20080315024A1 (es) |
| EP (1) | EP1910638B1 (es) |
| JP (1) | JP2009503302A (es) |
| KR (1) | KR20080030620A (es) |
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