MX2007008628A - Ventanas que tienen capas multiples de polimero. - Google Patents

Abstract

La presente invencion esta en el campo de ventanas que tienen polimeros de capa multiples dispuestos sobre estos y mas especificamente la presente invencion esta en el campo de ventanas de multiples paneles teniendo polimeros de capa multiple dispuestos en uno o mas paneles.

Description

VENTANAS QUE TIENEN CAPAS MÚLTIPLES DE POLÍMERO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención es en el campo de ventanas que tienen capas múltiples de polímeros dispuestas sobre éstas y más específicamente la presente invención está en el campo de ventanas de múltiples paneles que tienen capas múltiples de polímero dispuestas en uno o más paneles.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El polivinil butiral (PVB) se utiliza comúnmente en la fabricación de hojas de polímero que pueden utilizarse como capas intermedias en laminados transmisores de luz como vidrios de seguridad o laminados poliméricos. El vidrio de seguridad típicamente se refiere a un laminado transparente que comprende una hoja de polivinil butiral dispuesta entre dos paneles de vidrio. El vidrio de seguridad frecuentemente se utiliza para proporcionar una barrera transparente en aberturas arquitectónicas y automotrices. Su función principal es absorber energía, como la ocasionada por un golpe de un objeto, sin permitir la penetración a través de la abertura. Las unidades de vidrio aislado (IGU), que se utilizan comúnmente en ventanas arquitectónicas, pueden comprender dos paneles de vidrio separados por un espacio cerrado. El espacio cerrado, que puede ser sellado y llenado con un gas aislante, sirve para mejorar las propiedades de transferencia de calor en la ventana, que pueden llevar a un mejor desempeño térmico de la ventana. Las películas de desempeño como las producidas con tereftalato de políetileno pueden además añadirse a uno o a ambos paneles de vidrio en una unidad de vidrio aislado para mejorar las propiedades ópticas y térmicas de la ventana. Las unidades de vidrio aislado pueden hacerse con laminados de vidrio de seguridad convencionales en lugar de uno o más paneles individuales. Sin embargo, estas configuraciones añaden peso a la unidad porque requieren un panel adicional de vidrio. Adicionalmente, el diseño de bastidor de ventana generalmente deberá alterase para adaptarse al incremento significativo en el espesor de 1 o más de los paneles. También el valor de aislamiento de la unidad puede verse impactado negativamente mediante la inclusión de paneles adicionales de vidrio. Como una alternativa a vidrios de seguridad convencional, las unidades de vidrio aislado también pueden adaptarse con películas de ventana. Estas películas de ventana, que pueden comprender tereftalato de políetileno por ejemplo, pueden aplicarse a la superficie de vidrio de la unidad que está expuesta al lado del espacio habitable de la ventana, en donde pueden funcionar para mejorar la resistencia al impacto, transmisión de luz y/o propiedades térmicas de la unidad y ofrecer mayor resistencia al impacto aunque no necesariamente disminuye las propiedades térmicas. Tales películas, sin embargo, no necesariamente proporcionan la resistencia deseada en impacto y son propensas al daño físico como rayones y deterioro debido a la exposición a químicos de limpieza. Revestimientos duros que algunas veces se aplican sobre películas, añaden una medida extra de resistencia a rayones, pero el paso del tiempo incluso éstas no logran evitar los rayones y defectos superficiales. En consecuencia, se necesitan composiciones mejoradas adicionales y métodos de fabricación para mejores unidades de ventana que sean capaces de ofrecer mayor resistencia al impacto y propiedades térmicas sin sumar significativamente peso y reducir el valor de aislamiento.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Ahora, de conformidad con la presente invención, se proporcionan ventanas de múltiples paneles que incorporan capas múltiples poliméricas sobre una o más superficies interiores de vidrio. Además provistos son métodos de fabricar tales ventanas. La presente invención incluye una ventana de múltiples paneles, que comprende: un primer panel de vidrio que tiene una superficie interior; un segundo panel de vidrio que tiene una superficie interior; en donde dicho segundo panel de vidrio está dispuesto en relación con dicho primer panel de vidrio para formar un espacio de dicho primer panel de vidrio y dicho segundo panel de vidrio; una capa de hoja de polímero dispuesta en contacto con dicha superficie interior de dicho primer panel de vidrio, en donde dicha capa de hoja de polímero tiene un espesor de 0.2 a 3.0 y comprende al menos una hoja de polímero; y una película de polímero dispuesta en contacto con dicha capa de hoja de polímero. La presente invención incluye una ventana de múltiples paneles, que comprende: un primer panel de vidrio que tiene una superficie interior; un segundo panel de vidrio que tiene una superficie interior en donde dicho segundo panel de vidrio está dispuesto en relación con dicho primer panel de vidrio para formar un espacio entre dicho primer panel de vidrio y dicho segundo panel de vidrio; una capa de hoja de polímero dispuesta en contacto con dicha superficie interior de dicho primer panel de vidrio, en donde dicha capa de hoja de polímero comprende al menos una hoja de polímero; y una película de polímero dispuesta en contacto con dicha hoja de polímero, en donde la resistencia al impacto de dicho primer panel de vidrio con dicha capa de hoja de polímero y dicha película de polímero es de al menos 3 metros.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una ilustración transversal esquemática de dos paneles de vidrio. La figura 2 es una ilustración transversal esquemática de un panel individual de vidrio que tiene una capa múltiple de polimero dispuesta sobre ésta.

La figura 3 es una ilustración transversal esquemática de paneles de vidrio y capas múltiples de polímero durante el procesamiento y antes de su uso en una ventana.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención se dirige a ventanas de múltiples paneles que tiene capas múltiples de polímeros fijadas a éstas sobre una superficie interior de uno o más de los paneles de vidrio en la ventana de múltiples paneles. Tales configuraciones pueden proporcionar tanto una mayor resistencia al impacto como mejores propiedades térmicas. Como se utiliza en la presente, una "ventana de múltiples paneles" se refiere a cualquier ventana para uso en aplicaciones arquitectónicas que tiene dos o más paneles de vidrio dispuestos en un bastidor o de que otra manera se fijan en posición relativa, en donde al menos dos de los paneles de vidrio se separan por un espacio que puede ser llenado con un gas apropiado incluyendo por ejemplo aire. En varias modalidades la ventana de múltiples paneles comprende o es una unidad de vidrio aislado que tienen dos paneles de vidrio organizados en una forma plana paralela y separadas por un espacio. Estas ventanas pueden utilizarse en aplicaciones residenciales y comerciales en vez de ventanas con paneles individuales estándares. Adicionalmente a dos unidades de vidrio aislado de panel, las ventanas de múltiples paneles de la presente invención también incluyen ventanas que tienen más de dos paneles de vidrio. Por ejemplo una configuración en la cual tres paneles de vidrio dispuestos en una disposición separada y plana paralela podría comprender capas múltiples poliméricas de conformidad con la presente invención. Para modalidades de la presente invención en las cuales se utiliza una unidad de vidrio aislado de dos paneles, cualquier unidad convencional puede utilizarse que pueda adaptarse a las capas de polímero de la presente invención sobre al menos una superficie interior. Como se muestra en la sección transversal esquemática de la figura 1 generalmente con el 10, para una unidad de vidrio integrada de dos paneles convencional, un primer panel de vidrio 12 se dispone en una orientación aproximadamente plana y paralela a un segundo panel de vidrio 14 para crear un espacio 16 entre los paneles. Los dos paneles de vidrio 12, 14 generalmente serán dispuestos en un bastidor de vidrio (que no se muestra) para que se mantenga una distancia fija uno de otro. En otras modalidades, dos o más paneles de vidrio pueden mantenerse a una distancia fija uno de otro con separadores y sellados opcionalmente para formar una ventana de múltiples paneles que puede insertarse en una abertura de tamaño apropiado. Los dos paneles de vidrio 12, 14 pueden sellarse al bastidor para prevenir el ingreso y salida de gases contaminantes entre el espacio 16 y entorno a cualquier lado de la ventana. El espacio 16 puede contener cualquier aire o gas que se utilice convencionalmente en la técnica. Los paneles de vidrio 12, 14 pueden ser cualquiera que se utilicen en la técnica en ventanas de múltiples paneles, incluyendo paneles de tipo loE, paneles de control solar y otros paneles diseñados específicamente para mejorar el desempeño térmico de la ventana. En referencia nuevamente a la figura 1 , el primer panel de vidrio 12 y el segundo panel de vidrio 14 cada uno tienen una superficie interior 18. Como se utiliza en la presente una "superficie interior" de un panel de vidrio en una ventana de múltiples paneles es una superficie que está expuesta a la región de espacio 16 de la ventana y no al exterior. En una ventana de dos paneles, cada panel tendrá una superficie interior. En una ventana de tres paneles, el panel de en medio puede tener dos superficies que serían "superficies interiores". La presente invención proporciona ventanas mejoradas de múltiples paneles al añadir a la superficie interior de al menos un panel de vidrio una estructura de capa de polímero múltiple que ofrece, entre otras mejoras, una mejor resistencia al impacto. Adicionalmente, debido a que el diseño de la presente invención coloca las capas poliméricas en el interior de una ventana de múltiples paneles, las capas poliméricas no están sometidas al daño físico, como rayones, que puede ocurrir cuando las capas de polímero se exponen al ambiente interior en el cual se dispone la ventana. Como se muestra en la sección transversal esquemática de la figura 2, el primer panel de vidrio 12, por ejemplo, puede tener una hoja de polímero 24 dispuesta en la superficie interior 18, y una película de polímero 26 dispuesta sobre la hoja de polímero 24. En conjunto la hoja de polímero 24 y la película de polímero 26 forman una capa múltiple de polímero 28. Como se discutirá en detalle a continuación, la hoja de polímero 24 puede ser cualquier polímero adecuado que tenga adecuadas cualidades de absorción de impacto, óptica y adhesiva. Como también se discutirá en detalle a continuación, la película de polímero 26 puede ser cualquier polímero que tenga propiedades ópticas y físicas adecuadas. Además de la modalidad mostrada en la figura 2, capas adicionales pueden incorporarse en la capa múltiple de polímero 28 de conformidad con la presente invención. Por ejemplo, capas adicionales de hoja de polímero pueden añadirse entre el vidrio y película de polímero. Otras modalidades incluyen construcciones que tengan la siguiente disposición de capas: vidrio/hoja de polímero/película de polímero/hoja de polímero/película de polímero. Modalidades adicionales incluyen disponer dos o más capas de una hoja de polímero termoplástíco entre el vidrio o sustrato rígido y la película de polímero. En estas modalidades, por ejemplo en una modalidad de hoja de polímero doble, las hojas de polímero pueden tener diferentes composiciones que pueden llevar a propiedades deseables, por ejemplo supresión de ruido. En modalidades adicionales, el sustrato rígido puede ser cualquier plástico o vidrio convencional y en modalidades particulares el vidrio puede ser vidrio templado o vidrio tratado al calor, el uso del cual añadiría mayor resistencia a una ventana. En otras modalidades, vidrio de control solar, o vidrio solar es utilizado para uno o más paneles de vidrio laminado de la presente invención.

El vidrio solar puede ser cualquier vidrio convencional que incorpore uno o más aditivos para mejorar las calidades ópticas del vidrio, específicamente, al vidrio solar típicamente se formulará para reducir o eliminar la transmisión de longitudes de onda de radiación indeseables, como casi infrarrojo y ultravioleta. El vidrio solar también puede ser pintado, que resulta en, para algunas aplicaciones, una reducción deseable de transmisión de luz visible. Ejemplos de vidrio solar que son útiles en la presente invención son vidrio de bronce, vidrio gris, vidrio loE y paneles de vidrio solar como se conocen en la técnica, incluyendo los descritos en las patentes de los Estados Unidos 6,737,159 y 6,620,872. La presente invención incluye cualesquiera ventanas de múltiples paneles que tienen cualquiera de las capas múltiples de polímeros descritos aquí dispuestas en al menos una superficie interior. En varias modalidades, la presente invención comprende ventanas de múltiples paneles teniendo dos superficies interiores, cada una dispuesta sobre esta una construcción de capa de polímero múltiple de la presente invención. En estas modalidades, las capas múltiples de polímero pueden ser las mismas o diferentes en cada panel de vidrio. Modalidades adicionales incluyen tres o más capas múltiples de polímero sobre tres o más superficies interiores. Para cualquiera de las modalidades de la presente invención es deOseable para un panel de múltiples capas de vidrio, como una construcción de vidrio/hoja de polímero/película de polímero, tener suficiente "resistencia al impacto", como se define en otra parte aquí, para proporcionar un nivel deseado de seguridad. En varias modalidades de la presente invención, un panel de vidrio teniendo laminado sobre este cualquiera de las construcciones múltiples de polímero descritos aquí puede tener una resistencia al impacto de al menos 3 metros, al menos 4 metros, al menos 5 metros, al menos 6 metros, al menos 7 metros, al menos 8 metros, al menos 9 metros o al menos 10 metros. En modalidades en las cuales más de un panel de vidrio tiene tal construcción laminada sobre éste, paneles adicionales pueden tener las mismas resistencias al impacto en cualquier combinación. Por ejemplo, en la modalidad en la cual dos capas de vidrio en una unidad de vidrio aislado cada una tiene una capa múltiple de polímero sobre su superficie interior, cada vidrio/capa múltiple de polímero puede tener una resistencia al impacto de al menos 5 metros.

Película de polímero Como se utiliza aquí, una "película de polímero" quiere decir una capa de polímero relativamente delgada y rígida que funciona como una capa de mejoramiento de desempeño. Las películas de polímero difieren de las hojas de polímero, como se utiliza aquí, en que las películas de polímero no proporcionan en si la resistencia a la penetración necesaria y propiedades de retención de vidrio a una estructura de acristalado de múltiples capas, sino más bien proporcionar mejoras de desempeño, como un carácter de absorción infrarrojo. El tereftalato de polietileno es más comúnmente usado como una película de polímero.

La película de polímero 26 mostrada en la figura 2 puede ser cualquier película adecuada que sea suficientemente rígida para proporcionar una superficie estable relativamente plana, por ejemplo aquellas películas de polímero convencionalmente usadas como una capa de mejoramiento de desempeño en paneles de vidrio de múltiples capas. La película de polímero es preferiblemente ópticamente transparente (es decir objetos adyacentes a un lado de la capa pueden ser vistos cómodamente por el ojo de un observador en particular que vea a través de la capa desde el otro lado), y usualmente tiene un mayor, en algunas modalidades significativamente mayor, módulo de tensión sin importar la composición que la de la hoja de polímero adyacente. En varias modalidades, la película de polímero comprende un material termoplástico. Entre materiales termoplásticos que tienen propiedades adecuados están los nylons, poliuretanos, acrílicos, policarbonatos, políolefinas como polipropileno, acetatos de celulosa y triacetatos, polímeros de cloruro de vinilo y copolímeros y similares. En varias modalidades, la película de polímero comprende materiales como películas termoplásticas reestiradas teniendo las propiedades notadas, que incluyen poliésteres. En varias modalidades la película de polímero comprende o consiste en tereftalato de polietileno y en varias modalidades el tereftalato de polietileno se ha estirado biaxialmente para mejorar la resistencia y/o se ha estabilizado el color para proporcionar bases características de encogimiento cuando se somete a temperaturas elevadas (por ejemplo menos de 2% de encogimiento en ambas direcciones después de 30 minutos a 150°C). En varias modalidades, la película de polímero puede tener un espesor de 0.013 mm a 0.20 mm, 0.025 mm a 0.1 mm, ó 0.04 a 0.06 mm. La película de polímero puede opcionalmente ser tratada superficialmente o revestida con una capa de desempeño funcional para mejorar una o más propiedades, como la adhesión o reflexión de radiación infrarroja. Estos campos de desempeño funcionales incluyen, por ejemplo, una pila de capas múltiples para reflejar radiación solar infrarroja y transmitir luz visible cuando se expone a la luz del sol. Estas pilas de capas múltiples se conoce en la técnica (ver por ejemplo WO 88/01230 y Patente de los Estados Unidos 4,799,475) y puede comprender, por ejemplo, una o más capas de metal con espesor en Ángstrom y una o más (por ejemplo dos) capas dieléctricas que cooperan óptimamente secuencialmente depositadas. Como también se sabe (ver, por ejemplo las patentes de los Estados Unidos 4,017,661 y 4,786,783), la(s) capa(s) de metal puede(n) opcíonalmente ser calentadas con resistencia eléctrica para descongelar o desempeñar cualesquiera capas de vidrio asociadas. Varias técnicas de tratamiento de revestimiento y superficial para película de tereftalato de polietileno y otras películas de polímero que pueden utilizarse con la presente invención se describen en la solicitud europea publicada No. 0157030. Películas de polímero de la presente invención también pueden incluir un revestimiento duro y/o una capa anti-neblina como se conocen en la técnica.

Hoja de polímero Como se utiliza en la presente una "hoja de polímero" quiere decir cualquier composición de polímero termoplástíca formada mediante cualquier método adecuado en una capa delgada que sea adecuada sola o en pilas con más de una capa, para uso como una capa intermedia que proporcione resistencia a la penetración adecuada y propiedades de retención de vidrio a paneles cristalizados laminados. El polivinil butiral plastificado es más comúnmente usado para formar hojas de polímero. Específicamente excluido de la definición de "hoja de polímero", son capas de polivinil butiral y materiales de tipo similar que se aplican en capas muy delgadas para propósitos de adhesión únicamente. Estas capas muy delgadas que se aplican para el propósito de adherir dos capas no adherentes juntas (por ejemplo tereftalato de polietileno y vidrio) típicamente son menores que 0.2 milímetros de espesor. En varias modalidades de la presente invención la capa de hoja de polímero está entre 0.2 a 3.0 milímetros, 0.2 a 1.0 milímetros, 0.25 a 0.5 milímetros, ó 0.3 a 0.4 milímetros en espesor. Una o más hojas de polímero dispuestas en contacto una con otra forman, como se utiliza aquí, una "capa de hoja de polímero". Es decir, una capa de hoja de polímero puede comprender una o más hojas de polímero laminadas juntas para formar una capa de hoja de polímero individual. Tales construcciones son útiles, por ejemplo, sí dos hojas de polímero más delgadas teniendo diferentes características son laminadas juntas para formar una capa de hojas de polímero para uso entre un panel de vidrio y una capa de película de polímero. Las hojas de polímero de la presente invención pueden comprender cualquier polímero adecuado, y en una modalidad preferida, como se ejemplifica arriba, la hoja de polímero comprende polívinil butiral. En cualquiera de las modalidades de la presente invención dadas aquí que comprenden polivinil butiral como el componente polimérico de la hoja de polímero, otra modalidad es incluida en la cual el componente de polímero consiste en o consiste esencialmente en polivinil butiral. En estas modalidades, cualquiera de las variaciones en aditivos, incluyendo plastificantes, descritos aquí pueden utilizarse con la hoja de polímero teniendo un polímero consistiendo en o un polímero consistiendo esencialmente de polivinil butiral. En una modalidad la hoja de polímero comprende un polímero basado en alcoholes polivinílícos parcialmente acetalizados. En otra modalidad la hoja de polímero comprende un polímero seleccionado de un grupo que consiste en polivinibutiral, poliuretano, cloruro de polivinilo, vinilacetato de polietíleno, combinaciones de éstos y similares. En otras modalidades la hoja de polímero comprende polívinil butiral plastificado. En modalidades adicionales la hoja de polímero comprende polívinil butiral y uno o más otros polímeros. Otros polímeros teniendo una temperatura de transición vitrea adecuada también pueden utilizarse. En cualquiera de las secciones aquí en las cuales gamas, valores y/o métodos preferidos son dados específicamente para polivinil butiral (por ejemplo y sin restricción para plastificantes, porcentaje de componentes, espesores y aditivos que mejoran las características), estas gamas también aplican, cuando aplique, a los otros polímeros y mezclas de polímeros descritos aquí como útiles como componentes en hojas de polímero. Para modalidades que comprenden polivinil butiral, el políviníl butiral puede producirse mediante procedimientos de acetalizacíón conocidos que involucran hacer reaccionar el alcohol polivinílíco (PVOH) con butiraldehído en presencia de un catalizador ácido, seguido por la neutralización del catalizador, separación, estabilización y secado de la resina. En varias modalidades la hoja de polímero que comprende polivinil butiral comprende 10 a 35% en peso (% p) grupos hidroxilo calculados como PVOH, 13 a 30% en peso grupos hidroxilo calculado como PVOH, ó 15 a 22 grupos hidroxilo calculados como PVOH. La hoja de polímero también puede comprender menos de 15% en peso de grupos esteres residuales, 13% p, 1 1 % p, 9% p, 9% p, 7% p, 5% p, o menos de 3% en peso de grupos esteres residuales calculados como acetato de polivinilo, con el balance siendo un acetal, preferiblemente butiraldehído acetal, pero opcíonalmente incluyendo otros grupos acétales en una cantidad menor, por ejemplo un grupo 2-etil hexanal(ver por ejemplo la Patente de los Estados Unidos 5,137,954). En varias modalidades, la hoja de polímero comprende polivinil butiral teniendo un peso molecular de al menos 30,000, 40,000, 50,000, 55,000, 60,000, 65,000, 70,000, 120,000, 250,000, o al menos 350,000 gramos por mol (g/mol o Daltons). Cantidades menores de un dialdehído o trialdehído también pueden añadirse durante el paso de acetalizacíón para incrementar el peso molecular a al menos 350 g/m (ver, por ejemplo las Patentes de los Estados Unidos 4,902,464; 4,874,814, 4,814,529; 4,654,149). Como se utiliza en la presente el término "peso molecular" quiere decir el peso molecular promedio en peso. Varios agentes de control de adhesión pueden ser utilizados en hojas de polímero de la presente invención, incluyendo acetato de sodio, acetato de potasio y sales de magnesio. Sales de magnesio que pueden utilizarse con estas modalidades de la presente invención incluyen sin restricción aquellas descritas en la patente de los Estados Unidos 5,728,472, como salicilato de magnesio, nicotínato de magnesio, di-(2-aminobenzoato) de magnesio, di-(3-hidroxi-2-naftoato) de magnesio, y bis(2-etil butirato) de magnesio (resúmenes químicos número 79992-76-0). En varias modalidades de la presente invención la sal de magnesio es bis-(2-etil butirato) de magnesio. Aditivos pueden ser incorporados en la hoja de polímero para mejorar su desempleo en un producto final. Tales aditivos incluyen, sin restricción, los siguientes agentes: agentes antibloqueo, plastíficantes, colorantes, pigmentos, estabilizadores (por ejemplo estabilizadores ultravioleta), antioxidantes, retardantes de flama, absorbentes UV, absorbentes IR y combinaciones de los adictivos anteriores y similares como se conoce en la técnica.

En varias modalidades de hoja de polímero de la presente invención, las hojas de polímero pueden comprender de 20 a 60, 25 a 60, 20 a 80, o 10 a 70 partes de plastíficante por cien partes de resina (phr). Por supuesto otras cantidades pueden ser usadas como sea apropiado para la aplicación en particular. En algunas modalidades el plastificante tiene un segmento de hidrocarburo de menos de 20, menor que 15, menor que 12 o menor que 10 átomos de carbono. La cantidad de plastificante puede ajustarse para afectar la temperatura de transición vitrea (Tg) de la hoja de polívinil butiral. En general mayores cantidades de plastifícante se añaden para disminuir Tg. Las hojas de polímero de polivinil butiral de la presente invención pueden tener un Tg de 40°C o menos, 35°C o menos, 30°C o menos, 25C° o menos, 20°C o menos, y 15°C o menos. Cualesquiera plastificantes adecuados pueden ser añadidos a las resinas de polímero de la presente invención para formar las hojas de polímero. Los plastificantes utilizados en las hojas de polímero de la presente invención pueden incluir esteres de un ácido polibásico o un alcohol polihídrico, entre otros. Plastificantes adecuados incluyen, por ejemplo, d¡-(2-etilbutirato) de trietilenglicol, di-(2-etilhexanoato) de trietilenglicol, diheptanoato de trietilenglicol, diheptanoato de tetraetílenglicol, dihexil adipato, dioctil adipato, hexíl ciciohexil adipato, mezcla de heptil y nonil adipatos, diisononil adipato, heptinonil adipato, dibutil sebacato, plastificantes poliméricos como alquidos sebácícos modificados con aceite y mezclas de fosfatos y adipatos como los descritos en la patente de los Estados Unidos No. 3,841 ,890, y adipatos como los descritos en la patente de los Estados Unidos No. 4,144,217, y mezclas y combinaciones de los anteriores. Otros plastíficantes que pueden utilizarse son adipatos mezclados hechos a partir de alcoholes alquílicos de C4 a C9 y cicloalcoholes de C4 a C-?0, como los que se describen en la patente de los Estados Unidos No. 5,013,779 y esteres adipato de C6 a C8 como hexil adipato. En varias modalidades, el plastifícante utilizado es diexíl adipato y/o di-2-etilhexanoato.de trietilenglicol. Como se utiliza en la presente "resina" se refiere al componente polimérico (por ejemplo polivinil butiral) que se remueve de la mezcla que resulta de la catálisis acida y posterior neutralización de los precursores poliméricos. La resina generalmente tendrá otros componentes además del polímero, por ejemplo políviníl butiral como acetatos, sales y alcoholes. Como se utiliza en la presente "fusión" se refiere a una mezcla fusionada de resina con unos plastificante y opcionalmente otros aditivos. Cualquier método adecuado puede ser usado para producir las hojas de polímero de la presente invención. Detalles de procedimientos adecuados para hacer polivinil butiral se conocen por los expertos en la técnica (ver por ejemplo las patentes de los Estados Unidos 2,282,057 y 2,282,026). En una modalidad el método solvente descrito en polímeros de vinil acetal en Encyclopedia of Polymer Science & Technology, 3a edición, Volumen 8, págs. 388-399, por B.E. Wade (2003), puede ser usado. En otra modalidad, el método acuoso descrito ahí puede ser usado. Pulívinil butiral está comercialmente disponible en varias formas a partir de, por ejemplo Solutía Inc., St. Louis, Missouri as como resina Butvar™. El polímero de polivinil butiral y aditivos plastificantes puede, por ejemplo, ser procesado térmicamente y configurado en una forma de hoja de conformidad con métodos conocidos por los expertos en la técnica. Un método de ejemplo para formar una hoja de polivinil butiral comprende extruír polivinil butiral fundido que comprende resina, plastíficante y aditivos (en lo sucesivos "fusión" al forzar la fusión a través de un dado de hoja (por ejemplo un dado que tenga una abertura que es sustancialmente mayor en una dimensión que en una dimensión perpendicular). Otro método de ejemplo para formar una hoja de polivinil butiral comprende colar una fusión de un dado a un rodillo, solidificar la resina y posteriormente remover la resina solidificada como una hoja.

Método para formar capas múltiples de polímero en vidrio Las ventanas de la presente invención pueden fabricarse mediante cualquier método conocido en la técnica. En varias modalidades un panel individual de vidrio y una capa múltiple de polímero se forman al apilarlos y luego laminar las siguientes capas: vidrio/hoja de polímero/película de polímero/vidrio. El laminado de esta pila puede realizarse mediante un procedimiento de laminado apropiado en la técnica, incluyendo procedimientos de autoclave conocidos. Después de laminado, el panel de vidrio que está en contacto con al película de polímero puede desprenderse de la película de polímero dejando un panel individual de vidrio teniendo una hoja de polímero dispuesto sobre ésta y una película de polímero dispuesto sobre la hoja de polímero dispuesto sobre la hoja de polímero. La presente invención también incluye métodos para fabricar un panel de vidrio teniendo dispuesto sobre éste cualquiera de las capas múltiples de polímero de la presente invención comprendiendo utilizar un procedimiento al vacío sin autoclave. En varias modalidades de la presente invención un panel de vidrio teniendo dispuesto sobre éste cualquiera de las capas múltiples de polímero de la presente invención se fabrica utilizando un procedimiento al vacío de extracción de aire sin autoclave descrito en la patente de los Estados Unidos 5,536,347. En varias otras modalidades, una modalidad de procedimiento sin autoclave con rodillo agarrador descrito en la solicitud publicada de los Estados Unidos US 2003/0148114 A1 es utilizada. De conformidad con la presente invención un procedimiento adicional - un procedimiento de "bicapa doble"- se describe con el cual una pila en capas teniendo dos construcciones completas de vidrio y polímero se forma y luego se lamina en cualquier manera adecuada para producir una pila laminada teniendo dos construcciones completas de vidrio/capa múltiple de polímero que puede ser separado en una interfaz de película de polímero/película de polímero para producir dos paneles de vidrio individuales teniendo dispuestos sobre ellos una capa múltiple de polímero. Este método es una mejora sobre métodos en los cuales un panel sacrificado de vidrio es utilizado durante el laminado de un panel de vidrio individual con una capal múltiple de polímero dispuesto sobre éste, porque la necesidad de una capa de vidrio sacrificada es eliminada y dos paneles completos pueden ser producidos con cada laminado. En varias modalidades dos construcciones son formadas en una pila para laminado, en donde cada una de las dos construcciones tiene una capa de vidrio en un lado una película de polímero en otro lado y una o más capas adicionales dispuestas entre la capa de vidrio y la capa de película de polímero. La pila se forma con las dos capas de película de polímero exteriores dispuestas a el contacto una con otra. Estas disposición de pila puede ser descrita de conformidad con lo siguiente: vidrio/(una o más capas adícionales)/película de polímero/película de polímero/(una o más capas adicionales)/vidrio. Después de lamina las dos construcciones pueden ser fácilmente separadas en la película de polímero/ínterfaz de película de polímero, produciendo así dos paneles laminados. En estas modalidades, los dos paneles producidos de conformidad con el método justamente descrito pueden ser iguales o diferentes, como cualquier capa individual. Por ejemplo, las películas de polímero pueden todas ser iguales o pueden tener diferentes propiedades. La una o más capas adicionales pueden ser cualquier combinación de hoja de polímero, película de polímero o capas cristalizadas. Ejemplos de las unas o más capas adicionales que incluyen, sin restricción: hoja de polímero; hoja de polímero/película de polímero/ hoja de polímero; hoja de polímero/ vidrio/hoja de polímero y variaciones de éstas.

Como se muestra en la figura 3 varias modalidades de este método de bicapa doble comprenden formar una pila de capas como se muestra teniendo la siguiente configuración: vidrio (30)/hoja de polímero (32)/película de polímero (34)/película de polímero (34')/ hoja de polímero (32')/vidrio (30'). Después de laminado, las dos construcciones de capa múltiple pueden ser fácilmente separadas en interfase entre las dos capas de película de polímeros 34, 34' que resulta en dos paneles de vidrio separados como el esquema que se muestra en la figura 2 teniendo una hoja de polímero dispuesta en un lado de un panel de vidrio y una película de polímero dispuesta en la hoja de polímero. En estas modalidades las capas correspondientes (es decir las dos hojas de polímero 32, 32') pueden ser ¡guales o diferentes. En incluso otras modalidades una o más capas de película de liberación se incorporan en la construcción que se muestra en la figura 3 entre las capas de película de polímero 34, 34' previo al laminado. Después de laminado, las dos bicapas pueden ser separadas en la unión entre la película de liberación y una capa de película de polímero (34 o 34') en modalidades en las cuales una película de liberación individual es usada o las dos bicapas pueden ser separadas en la unión entre dos películas de liberación en modalidades en las cuales más de una película de liberación es usada. Una o dos de las bicapas resultantes tendrán dispuestas sobre la superficie de la capa de película de polímero una película de liberación. Como se conoce en la técnica, las películas de liberación son útiles para proteger la capa subyacente o capa del daño mecánico, como rayones y/u otro daño. Después de la instalación de la bicapa, la película de liberación se formula tal que la remoción de la película de liberación es directa y puede completarse sin alterar las capas subyacentes. En varias modalidades del método de bícapa doble un procedimiento de rodillo agarrador sin autoclave como el descrito en US 2003/0148114 A1 o un procedimiento de bolsa de vacío sin autoclave como el descrito en la patente de los Estados 5,536,347 se utiliza para laminar las diversas capas. Por ejemplo, un prelaminado que tenga la disposición: vidrio/(una o más capas adicionales)/película de polímero puede formarse. Un segundo prelaminado que tenga la misma disposición puede entonces formarse y añadirse la primera pila de prelaminado con las películas de polímero contacto una con otra para formar una pila de bicapa doble. Alternativamente, una pila individual puede ser formada toda de una vez con todas las capas deseadas necesitadas para producir dos paneles después de laminado y separación. En cualquier caso, la pila completa puede entonces laminarse utilizando ya sea un procedimiento de rodillo agarrador sin autoclave, un procedimiento de bolsa de vacío sin autoclave o un procedimiento de autoclave convencional. En un procedimiento de rodillo agarrador, por ejemplo, en varias modalidades, el contenido de agua de las hojas de polímero se mantiene a no menos de 0.35% en peso, y más preferiblemente menos que alrededor de 0.30% o desde 0.01 % a 0.2% previo al laminado final, entonces puede llevarse a cabo alto calor y a presión atmosférica. Alternativamente, el contenido de humedad de las hojas de polímero puede ser mayor que 0.2% en peso o desde 0.4% a 0.6% en peso, y el laminado final puede ocurrir a una alta temperatura con la reducción constante de vacío y sin la necesidad de autoclave. La presente invención incluye cualquiera de los paneles de vidrio teniendo dispuestos sobre este capas múltiples de polímero que se producen de conformidad con el procedimiento de bicapa doble de la presente invención, así como ventanas y paneles de vidrio producidos a partir de tales paneles de vidrio y, específicamente, unidades de vidrio aislado que tienen capas múltiples de polímeros de la presente invención en por lo menos una superficie interior. Después de la fabricación de muchos de los paneles de vidrio con capas múltiples de polímeros descritas arriba pueden utilizarse medios convencionales para incorporar una o más de las construcciones en una ventana. Por supuesto, además del uso en ventanas de paneles múltiples, los paneles de vidrio teniendo capas múltiples de polímero que se producen mediante el método de bicapa doble pueden utilizarse en aplicaciones distintas a las aplicaciones de ventana de múltiples paneles en los cuales tales construcciones son útiles, por ejemplo en ventanas de paneles individuales para las cuales se desea una seguridad extra. Además de las modalidades dadas arriba, otras modalidades comprenden un substrato rígido distinto al vidrio. En estas modalidades, que pueden tener las mismas capas múltiples de polímero dadas arriba, el substrato rígido puede comprender acrílico Plexiglass®, Lexan® y otros plásticos que se utilizan convencionalmente como acristalados. La presente invención ventanas de múltiples paneles teniendo cualquiera de las construcciones de capa múltiple de polímero descritos aquí como parte de la presente invención. La presente invención también incluye paneles de despliegue de plasma teniendo cualquiera de las construcciones de capa de vidrio/polímero múltiple descritas aquí. La presente invención también incluye métodos para fabricar ventanas de múltiples paneles, comprendiendo formar cualquiera de las construcciones de vidrio/capa múltiple de polímero de la presente invención y luego disponer estás construcciones en un bastidor para formar una ventana de múltiples paneles.

Técnicas de medición Varias características y técnicas de medición de hoja de polímero y/o vidrio laminado serán descritas ahora para uso con la presente invención. La claridad de una hoja de polímero, y particularmente una hoja de polivinil butiral puede determinarse al medir el valor de bruma que es una cuantificación de luz no transmitida a través de la hoja. La bruma en % puede medirse de conformidad con la siguiente técnica. Un aparato para medir la cantidad de bruma, un brumómetro, modelo D25, que está disponible con Hunter Associates (Reston, VA), puede utilizarse de conformidad con el procedimiento A de ASTM D1003-61 (Re-aprobado 1977) utilizando llluminant C, en un ángulo de observador de 2 grados. En varias modalidades de la presente invención, el por ciento de bruma es menor que 5%, menor que 3% y menor que 1%. La adhesión después de golpe puede medirse de conformidad con la siguiente técnica y en donde "golpe" se refiere aquí a cuantíficar la adhesión de una hoja de polímero al vidrio, la siguiente técnica es usada para determinar el golpe. Muestra de laminado de vidrio de dos hojas son preparadas con condiciones de laminado de autoclave estándares. Los laminados se enfrían a alrededor de -17°C (0°F) y se golpean manualmente con un martillo para romper el vidrio. Todo el vidrio roto que no se adhiere a la hoja de polivinil butiral es entonces removida y la cantidad de vidrio remanente adherido a la hoja de polivinil butiral es vísualmente comparada con un conjunto de estándares. Los estándares corresponden a una escala en la cual los diversos de vidrio permanecen adheridos a la hoja de polivinil butiral. En particular, en un estándar de golpe de cero, no queda vidrio adherido a la hoja de polivinil butiral. En un estándar de golpe de 10, 100% del vidrio permanece adherido a la hoja de polivinil butiral. Para paneles de vidrio laminados de la presente invención, varias modalidades tienen un golpe de al menos 3, al menos 5, al menos 8, al menos 9 ó 10. Otras modalidades tienen un golpe entre 8 y 10 inclusive.

El "índice de amarillo" de una hoja de polímero puede medirse de conformidad con los siguientes: discos moldeados transparentes de hojas desde polímero de un centímetro de espesor, teniendo superficies poliméricas lisas que son esencialmente planas y paralelas, son formadas. El índice se mide de conformidad con el método D 1925 ASTM, "Standard Test Method for Yellowness Index od Plastics" a partir de la transmisión de luz espectrofotométrica en el espectro visible. Los valores se corrigen a 1 cm de espesor utilizando espesor de espécimen medido. La "resistencia al impacto" de cualquiera de las construcciones de capa múltiple laminada de la presente invención puede determinarse de conformidad con la siguiente técnica: Un panel laminado de 305 mm x 305mm (el "espécimen de prueba" se mantiene a una temperatura de 21 °C a 29°C durante al menos 4 horas inmediatamente antes de la prueba para asegurar una temperatura de prueba uniforme. El espécimen de prueba es soportado en un bastidor de acero hecho de conformidad con ANSÍ Z26.1. El bastidor con el espécimen se posiciona en una posición sustancialmente horizontal. Una esfera de acero liso de 224 a 230g se deja caer de una posición de partida estacionaria y se deja caer libremente a una altura predeterminada, en cuyo punto la esfera golpea el espécimen dentro de 25 mm del centro del espécimen. El espécimen es posicionado tal que la esfera de acero golpeará la capa del espécimen representando la cara montada al exterior de la unidad de ventana. Pruebas en las cuales un espécimen se fractura suficientemente para permitir a la esfera pasar a través se registran como un no aprobado. Pruebas en las cuales el espécimen permanece intacto, o evita que la esfera pase a través de ésta, se registra como un aprobado. La "resistencia al impacto" del espécimen es equivalente a la altura de partida máxima en el cual el espécimen evitará que la esfera pase a través.

EJEMPLO 1 Seis paneles son probados para resistencia al impacto. El cuadro a continuación indica la composición de cana panel y el resultado de una prueba de resistencia al impacto. Hojas de polímero son hojas de polívinil butiral teniendo un contenido residual de alcohol polivinílíco de alrededor de 18.7% y de alrededor de 39 phr de bis-(2-etil)hexanoato de trietilenglícol. Las películas de polímero son formadas a partir de tereftalato de polietíleno. El espesor de capas se da en paréntesis.

Como se muestra en el cuadro, la construcción de vidrio/hoja de polímero/película de polímero probada tiene una resistencia al impacto de al menos 6 metros. En virtud de la presente invención, ahora es posible proporcionar ventanas de múltiples paneles y específicamente unidades de vidrio aislado de dos paneles que tiene excelente resistencia al impacto, propiedades térmicas y propiedades ópticas. Aunque la invención ha sido descrita con referencia a modalidades de ejemplo, queda entendido por los expertos en la técnica que varios cambios pueden ser hechos y equivalentes pueden ser sustituidos por elementos de éstos sin desviarse del alcance de la invención. Adicíonalmente, muchas identificaciones pueden ser hechas para adaptar una situación o material en particular a las enseñanzas a la invención sin desviarse del alcance esencial de ésta. Por ello se pretende que la invención no se ha limitado a las modalidades particulares descritas como el mejor modo contemplado para llevar a cabo esta invención sino que la invención incluirá todas las modalidades que caigan dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Será adicionalmente entendido que cualquiera de los rangos, valores o características dados para cualquier componente individual de la presente invención pueden utilizarse intercambiablemente con cualesquiera rangos, valores o características dados para cualquiera de los otros componentes de la invención, cuando sean compatibles, para formar una modalidad teniendo valores definidos para cada uno de los componentes, como se enseña aquí a través de ésta. Por ejemplo, una hoja de polímero puede ser formada comprendiendo polivinil butiral teniendo cualquiera de alcohol poli vinílico residual listado en cualquiera de las gamas dadas en adición a cualquiera de las gamas dadas para el plastificante para formar muchas permutaciones que están dentro del alcance de la presente invención. Las figuras se entienden no son dibujadas a escala a menos que se indique lo contrario. Cada referencia, incluyendo artículos de periódicos, patentes, solicitudes y libros referidos aquí son incorporados mediante referencia en su totalidad con la presente.

Claims (24)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Una ventana de múltiples paneles que comprende: un primer panel de vidrio que tiene una superficie interior, un segundo panel de vidrio que tiene una superficie interior en donde dicha segundo panel de vidrio está dispuesto en relación con dicho primer panel de vidrio para formar un espacio entre dicho primer panel de vidrio y dicho segundo panel de vidrio; una capa de hoja de polímero dispuesta en contacto con dicha superficie interior de dicho primer panel de vidrio, en donde dicha capa de hoja de polímero tiene un espesor de 0.2 a 3.0 milímetros y comprende al menos una hoja de polímero; y una película de polímero dispuesta en contacto con dicha capa de hoja de polímero.

2.- La ventana de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicha hoja de polímero comprende polivinil butiral plastificado.

3.- La ventana de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada además porque dicha hoja de polímero también comprende un agente seleccionado del grupo que consiste en agentes antibloqueo, plastificantes, colorantes, pigmentos, estabilizadores, antioxidantes, retardantes de flama, absorbentes UV, absorbentes IR y combinaciones de los anteriores.

4.- La ventana de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicha película de polímero comprende tereftalato de polietileno.

5.- La ventana de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada además porque dicha película de polímero comprende una capa reflectora de infrarrojo.

6.- La ventana de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicha hoja de polímero tiene un espesor de 0.25 a 1.0 milímetros.

7.- La ventana de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicha hoja de polímero tiene un espesor de 0.25 a 0.5 milímetros.

8.- La ventana de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicho primer panel de vidrio y dicho segundo panel de vidrio están dispuestos en una unidad de vidrio aislado de dos paneles.

9.- La ventana de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque también comprende una hoja de polímero dispuesta en contacto con dicha superficie interior de dicho segundo panel de vidrio.

10.- La ventana de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada además porque también comprende una película de polímero dispuesta en contacto con dicha hoja de polímero dispuesta en contacto con dicha superficie interior de dicho segundo panel de vidrio.

11.- La ventana de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicho primer panel de vidrio es vidrio templado, vidrio tratado al calor o vidrio solar.

12.- La ventana de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizada además porque dicho segundo panel de vidrio es vidrio templado, vidrio tratado al calor o vidrio solar.

13.- Una ventana de múltiples paneles que comprende: un primer panel de vidrio que tiene una superficie interior; un segundo panel de vidrio que tiene una superficie interior, en donde dicho segundo panel de vidrio está dispuesto en relación con dicho primer panel de vidrio para formar un espacio entre dicho primer panel de vidrio y dicho segundo panel de vidrio; una capa de hoja de polímero dispuesta en contacto con dicha superficie interior de dicho primer panel de vidrio, en donde dicha capa de hoja de polímero comprende al menos una hoja de polímero; y una película de polímero dispuesta en contacto con dicha hoja de polímeros, en donde la resistencia al impacto de dicho primer panel de vidrio con dicha capa de hoja de polímero y dicha película de polímero es de al menos tres metros.

14.- La ventana de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque dicha resistencia al impacto es de al menos cinco metros.

15.- La ventana de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque dicha resistencia al impacto es al menos de siete metros.

16.- La ventana de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque dicho polímero comprende polivinil butiral plastíficado.

17.- La ventana de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada además porque dicha hoja de polímero adicionalmente comprende un agente seleccionado del grupo que consiste en agentes antibloqueo, plastificantes, colorantes, pigmentos, estabilizadores, antioxidantes, retardantes de flama, absorbente UV, absorbente IR y combinaciones de los anteriores.

18.- La ventana de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque dicha película de polímero comprende tereftalato de polietileno.

19.- La ventana de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque dicha película de polímero comprende una capa reflectora de infrarrojo.

20.- La ventana de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque dicho primer panel de vidrio y dicho segundo panel de vidrio están dispuestos en una unidad de vidrio aislado de dos paneles.

21.- La ventana de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque también comprende una capa de hoja de polímero dispuesta en contacto con dicha superficie interior de dicho segundo panel de vidrio.

22.- La ventana de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizada además porque también comprende una película de polímero dispuesta en contacto con dicha capa de hoja de polímeros dispuesta en contacto con dicha superficie interior de dicho segundo panel de vidrio.

23.- La ventana de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada además porque dicho primer panel de vidrio es vidrio templado, vidrio tratado al calor o vidrio solar.

24.- La ventana de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada además porque dicho segundo panel de vidrio es vidrio templado, vidrio tratado al calor o vidrio solar.