MXPA00005968A - Encristalado en hojas que refleja las radiaciones del sol y las radiaciones termicas - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un encristalado de vidrio en hojas o laminado transparente, de al menos dos vidrios unidos por una hoja intercalar transparente de tipo termoplástico, y de una capa de protección solar que refleja esencialmente las radiaciones fuera del espectro visible de las radiaciones solares, en particular las radiaciones infrarrojas. El encristalado de vidrio en hojas se caracteriza porqueéste es aplicado sobre la superficie volteada hacia la cabina, de una capa transparente que refleja esencialmente las radiaciones térmicas del tipo de baja emisividad. Esta posee, además de su función de protección solar, una función aislante.

Description

ENCRISTALADO EN HOJAS QUE REFLEJA LAS RADIACIONES DEL SOL Y LAS RADIACIONES TÉRMICAS DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un encristalado en hojas o laminado con las características del preámbulo de la reivindicación 1. Los encristalados de vidrio laminado que tienen estas características son conocidos desde hace mucho tiempo, y son utilizados en numerosas formas y en numerosas aplicaciones, principalmente en automóviles, pero también en edificios como encristalado de seguridad o de protección solar. Al momento de la utilización de los encristalados de vidrio en hojas, con una capa que refleja un cierto espectro de rayos solares, es necesario que ésta sea protegida desde el interior del laminado, puesto que las capas de protección solar fabricadas a la fecha en serie, no resisten la intemperie y los ataques mecánicos . Particularmente para los automóviles que tienen una gran superficie encristalada, se reduce el calentamiento en el interior de las cabinas utilizando vidrios en hojas con una función de protección solar. Se aumenta de este modo la comodidad para los pasajeros, y se puede además economizar en los costos de energía, de peso y costos de fabricación: los grupos de ventilación y de aire acondicionado habitualmente utilizados pueden ser ajustados dimensionalmente de manera para tener una potencia más pequeña. Otra utilización prevista por la ley de los vidrios en hojas como parabrisas, se utiliza cada vez más frecuentemente encristalado de vidrios en hojas para los cristales laterales, el medallón posterior y los vidrios de quemacocos. Estos encristalados pueden en este caso estar equipados de una capa que refleja principalmente las radiaciones situadas fuera del espectro visible de los rayos del sol, en particular las radiaciones infrarrojas. Utilizando los vidrios en hojas de protección solar, se evita efectivamente el calentamiento excesivo del interior de las cabinas, de manera muy satisfactoria, incluso cuando el automóvil tiene una gran superficie encristalada. Pero la mayor parte de las personas consideran que las grandes superficies encristaladas dan una sensación desagradable de frío, en virtud de su absorción calorífica cuando las temperaturas en el exterior son más bajas que las temperaturas en el interior. Por lo tanto, se ve afectado el bienestar de los pasajeros. La invención tiene entonces por objetivo perfeccionar un encristalado de vidrio en hojas, con propiedades de protección solar, de tal suerte que la absorción calorífica de una gran superficie encristalada sea fuertemente disminuida, en el caso de temperaturas exteriores bajas. El objetivo es pues procurar un encristalado de vidrio en hojas que, además de su función de protección solar, posea también una función calorífica aislante, sin tener que recurrir a la utilización de cristales múltiples de tipo encristalado aislante. Este objetivo es logrado de acuerdo a la invención por el objetivo de la reivindicación 1 y las reivindicaciones siguientes. El encristalado de vidrio en hojas o laminado de acuerdo a la invención está equipado sobre su superficie orientada hacia el interior de la cabina, de una capa transparente, que refleja principalmente las radiaciones térmicas, y mecánicamente resistente. Las capas de este tipo son igualmente denominadas capas de Baja-E (baja emisividad) puesto que poseen una emisividad pequeña, de aproximadamente 0.1 a 0.25, con una transmisión luminosa de 55% a 85% (longitud de onda de 380 nm a 780 nm) . Una emisividad comprendida entre 0.1 y 0.25 significa que entre 90% y 75% de la radiación de ondas largas en el intervalo superior a 1100 nm, es reflejada por la capa. Sin una capa de este tipo, esta radiación térmica, que proviene de las radiaciones reemitidas por ejemplo por las superficies interiores en el vehículo o de la radiación corporal de una persona, sería absorbida por el encristalado y evacuada hacia el exterior por convección vía el viento relativo durante el funcionamiento del vehículo. El encristalado actúa en este caso como un pozo de calor, y, para la persona que se encuentra en su campo de acción, produce una impresión de cuerpo radiante de frío. En todo el presente texto, por "capa" se entiende, una capa delgada ( interferencial) o un apilamiento de capas delgadas . El encristalado de vidrio en hojas de acuerdo a la invención se caracteriza igualmente por una doble selectividad para diferentes longitudes de ondas provenientes de diferentes direcciones de radiaciones. Por otra parte, las fracciones de radiaciones solares que vienen del exterior, que poseen una longitud de onda superior a 780 nm son en gran parte reflejadas. Por otra parte, la radicación infrarroja térmica de longitudes de onda superiores a 1100 nm, que es re-emitida por el interior sobre el encristalado, es reflejada igualmente. Las características de las reivindicaciones dependientes 2 a 14 indican los perfeccionamientos ventajosos de este objetivo. En una forma de realización del encristalado de vidrio en hojas de acuerdo a la invención, la capa que refleja las radiaciones térmicas está por ejemplo basada en óxido de estaño impurificado con flúor. Las capas de este tipo son aplicadas mediante pirólisis al momento de la fabricación del vidrio plano, enseguida después del proceso de flotación directamente sobre el vidrio ya caliente. Se conocen diferentes procesos, en los cuales las mezclas pulverulentas, líquidas y gaseosas de los compuestos (del tipo órgano-metálicos o halogenuros metálicos) son pulverizadas sobre la hoja de vidrio flotada. El óxido de estaño impurificado con flúor se forma sobre el vidrio como producto de la descomposición térmica de estos compuestos. Las capas de este tipo pueden ser fabricadas en grandes cantidades a un precio ventajoso, de forma industrial. Los encristalados que están así equipados pueden además ser templados y abombados o hechos convexos en las etapas ulteriores del proceso. Las capas de este tipo, aplicadas mediante pirólisis, pueden también ser colocadas sobre superficies vidriadas, desacopladas sin riesgo de degradación, porque éstas son muy resistentes al desgaste desde un punto de vista mecánico, en particular a las rayaduras . No obstante, otros sistemas de capa aplicados por ejemplo mediante pulverización pueden también ser dotados de una resistencia mecánica suficiente para el desgaste deseado, por ejemplo cuando éstos incorporan una sobrecapa dura de nitruro de silicio. En el sentido de "capa", hay que comprender la capa de baja emisividad eventualmente asociada al menos a una subcapa y/o al menos a una sobrecapa. Estas capas pueden tener un papel óptico, un papel de protección frente a la migración de los materiales alcalinos del vidrio para la subcapa, un papel de protección mecánica/química para la sobrecapa. La subcapa y/o la sobrecapa pueden por ejemplo ser derivadas de silicio del tipo Si02, SiOC, SiON, Si3N4, y pueden también ser depositadas en el vidrio sobre la línea de flotación mediante técnicas de pirólisis. Un apilamiento de capas preferido es así la pila: vidrio/SiOC/Sn02 : F. Por supuesto, se puede sustituir el óxido de estaño impurificado con flúor por otros óxidos impurificados, o un óxido de estaño impurificado con otro elemento. Se puede tratar de ITO (óxido de indio impurificado con estaño), de óxido de zinc impurificado, etc. Como se mencionó anteriormente, se pueden también elegir capas de baja emisividad colocadas mediante pulverización catódica y protegidas al menos por una sobrecapa. Se puede tratar de capas de óxido impurificado, o de capas metálicas de plata, por ejemplo. Para más detalles, se podrá hacer referencia, a las patentes EP-648,196 y FR-2 , 701 , 474. La capa de protección solar del encristalado de vidrio en hojas de acuerdo a la invención, está constituida de al menos una capa fina funcional, metálica, transparente, que es incorporada entre al menos una capa dieléctrica del tipo óxido metálico o nitruro de silicio cada vez. La plata es impuesta como metal para la capa funcional, puesto que actúa relativamente poco sobre los colores y refleja de manera selectiva la radiación infrarroja situada fuera del dominio visible de la radiación solar. Las capas de óxido que están por sí mismas asociadas tienen por objetivo mejorar, mediante la desviación de su índice de refracción, las propiedades ópticas del vidrio sobre el cual éstas son aplicadas y proteger la capa funcional metálica de la oxidación. Las capas de protección solar de ese tipo, que pueden por ejemplo ser fabricadas con el proceso de pulverización reactiva, son utilizadas en una gran medida en los encristalados de edificios, pero también ya en los automóviles. En la mayor parte de estos casos, se utilizan sistemas de capas con dos capas funcionales de plata de espesores diferentes, puesto que su rendimiento y la reflexión de la radiación infrarroja situada fuera del dominio visible con relación a la transmisión de la radiación visible, son más grandes. Se tienen pues apilamientos del tipo dieléctrico (s) /Ag/dieléctrico (s) /Ag/dieléctrico (s) , con cada uno de los dieléctricos que puede ser una o varias capas de óxido metálico del tipo Sn02, ZnO, Nb205, Ti02, Ta0 , Si02 o de nitruro del tipo A1N y/o Si3N4. Además, por arriba y/o por debajo de cada una de las capas de plata, se pueden tener capas finas de metal eventual y parcialmente oxidado, destinadas a servir de capas de nucleación o de capas de sacrificio. Éstas pueden ser de Sn, Zn, Ti, Ni, Cr, NiCr, Nb, etc. Para más detalles, se podrá hacer referencia, por ejemplo, a las patentes EP-638,528, EP-844,219, EP-847,965. La posición respectiva de dos tipos de capas utilizadas en la invención (baja emisividad por una parte, y antisolar por otra parte) , en el encristalado en hojas, es también importante. Convencionalmente, se numeran las caras de los vidrios comenzando por la cara exterior del vidrio dirigida hacia el exterior. La capa de protección solar puede ser colocada sobre la cara interior del vidrio exterior (cara 2), o eventualmente sobre la cara exterior del vidrio interior (cara 3) . Una tercera posibilidad consiste en sustituir por la hoja termoplástica intercalar del tipo PVB o EVA, un apilamiento de dos hojas termoplásticas del tipo PVB o EVA entre las cuales se coloca una hoja de polímero del tipo politereftalato de etileno (PET) que se proporciona sobre una de sus caras del apilamiento con capas que reflejan las radiaciones infrarrojas. Las hojas de PVB tienen habitualmente un espesor del orden de 0.38 mm, mientras que la hoja de PET tiene de preferencia un espesor del orden de 60 µm. Otras propiedades del encristalado de vidrio en hojas pueden ser influenciadas por el espesor de las diferentes hojas.

De este modo, las hojas de PVB un poco más gruesas dan un mejor aislamiento al sonido, una resistencia acrecentada del encristalado de vidrio en hojas a las agresiones, y también una protección más grande contra la radiación ultravioleta (protección UV) . Para los ejemplos de este tipo de estructura, se puede hacer referencia, principalmente a las patentes EP-724,955, EP-758,583, O98/00808, EP- 99/ 403146.6 depositada el 15 de diciembre de 1999. La capa de baja emisividad, cuando existe, está de preferencia sobre la cara 4 del encristalado, la cara volteada hacia el interior del vidrio interior. En otro perfeccionamiento ventajoso del encristalado en hojas de acuerdo a la invención, las hojas que se encuentran delante de la capa de protección solar con relación al sol, son esencialmente, si no es que totalmente, transparentes. En el caso donde la capa de protección solar está colocada en la cara 2, el vidrio exterior está de preferencia constituido de vidrio denominado "blanco", pobre en óxido de hierro. Éste no está por lo tanto teñido o coloreado. En el caso donde se tiene una hoja de PET situada en el interior del laminado y provista de una capa de protección solar, es preferible que el vidrio exterior y las hojas que se encuentran delante de la capa de protección solar sean esencialmente, si no es que totalmente, transparentes. Utilizando las capas totalmente transparentes delante de la capa de protección solar, la capacidad de la capa de protección solar para reflejar las radiaciones infrarrojas puede ser considerablemente aumentada, puesto que no existe, o existe poca absorción de la radiación solar. Se puede desear un confort visual, por ejemplo para los vidrios laterales y los medallones posteriores, a la manera de aquella denominada el encristalado "de cola oscura" o para los cristales de techo o quemacocos de gran superficie. En este caso, un vidrio o una hoja, que se encuentra detrás de la capa de protección solar cuando se considera en la dirección de donde viene la radiación solar, es de preferencia elegido teñido en la masa o impreso. Debido a la absorción de la radiación solar no reflejada, el encristalado en hojas se calentará ciertamente de manera global, gracias a la capa de Baja-E sobre la cara orientada hacia el interior (cara 4) . Pero el calentamiento del interior por la emisión del calor puede ser considerablemente reducida con relación a un encristalado en hojas sin capa de Baja-E debido al hecho de la reducción de la emisividad. El recalentamiento del interior es así disminuido limitando la radiación secundaria, de manera contraria a un encristalado en hojas sin la capa de Baja-E. Los dos vidrios del laminado están constituidos de vidrio flotado de un espesor en general comprendido entre 1 mm y 4 mm. Un espesor de vidrio de 2.1 mm representa un buen compromiso entre la estabilidad y el peso. Si el encristalado en hojas debe ser abombado o hecho convexo, los dos vidrios son, de manera conocida, abombados por pares mediante gravedad y enseguida asociados uno con el otro por la hoja termoplástica bajo la acción de la presión y/o el calor. En este proceso de abombado, los dos vidrios pueden igualmente tener espesores diferentes. Antes de laminarlos, huelga decir que es necesario depositar la capa que refleja las radiaciones térmicas y la capa de protección solar. Cuando la resistencias elevadas a la flexión son deseadas, es igualmente posible utilizar vidrios parcial o completamente templados. Los dos vidrios son entonces (parcialmente) templados y abombados separadamente. En este caso, los dos vidrios deben poseer espesores semejantes, con el fin de que sus líneas de curvatura tengan la forma más parecida posible . La capa de protección solar puede también ser utilizada para otras aplicaciones (conjuntamente con su función térmica) : en calidad de dispositivo de calentamiento de vidrio o en calidad de antena de recepción para las radiaciones electromagnéticas. La capa que refleja las radiaciones infrarrojas es en efecto conductora de la electricidad. Falta simplemente proporcionarle conducción de la corriente. La capa puede, según el caso, estar adaptada en su forma de acuerdo a la aplicación considerada. Ésta puede, por ejemplo, tener la forma de antena hendida. Otros detalles y ventajas del objetivo de la invención surgirán del siguiente ejemplo, no limitante, de un encristalado en hojas utilizado en el techo de un auto.

Ej emplo : El encristalado en hojas de acuerdo a la invención, previsto para el montaje sobre un techo de vehículo esta constituido (considerado desde el exterior hacia el interior) : > de un vidrio exterior de un espesor de 3 mm, > de una capa de protección solar transparente (cara 2 ) , de una hoja intercalar totalmente transparente de polibutiral de vinilo de un espesor de 0.76 mm, > de otra hoja intercalar de un espesor de 0.38 mm de polibutiral de vinilo teñido, > de un vidrio interior de un espesor de 3 mm, y de una capa de protección térmica transparente, mecánicamente resistente (cara 4), de tipo de capa de Baja-E. Las dos hojas de polibutiral de vinilo forman una capa adhesiva termoplástica para los dos vidrios. El laminado es efectuado con ayuda de un proceso habitual en la industria del vidrio, utilizando presión y/o calor. La hoja vecina al vidrio exterior posee un espesor elevado y protege pues a la otra hoja de PVB que está teñida, de las radiaciones UV que podrían destruir sus pigmentos. La capa de protección solar, que refleja esencialmente las radiaciones situadas fuera del espectro visible de las radiaciones s lares, y en particular por lo tanto las radiaciones infrarrojas, es depositada mediante pulverización catódica ayudada por campo magnético, de manera conocida. Esta capa comprende un apilamiento que tiene dos capas funcionales de plata de espesores diferentes, que están cada una rodeadas de capas de material dieléctrico de tipo óxido metálico y/o de nitruro de metal o de silicio. La reflexión en el infrarrojo se eleva ya a 50% por arriba de una longitud de onda de 900 nm y asciende a más de 80% para la radiación de longitud de onda más grande. La transmisión en el visible es por ejemplo de aproximadamente 78% para una luz que tiene una longitud de onda de 580 nm. El vidrio interior está provisto sobre su superficie orientada hacia el interior (cara 4) de una capa de Baja-E de Sn02 impurificada con flúor. Esta capa de baja-E, por ejemplo, puede ser fabricada mediante pirólisis directamente sobre la banda de vidrio flotante, proyectando un compuesto de estaño orgánico pulverulento y un compuesto de flúor pulverulento, que están en suspensión en una corriente portadora gaseosa, sobre el vidrio todavía caliente, a una temperatura de 400°C a 650°C. Esta capa posee un factor de Baja-E de 0.15 y esto significa que 85% de la radiación infrarroja de longitud de onda grande es reflejada. Ésta puede también ser depositada mediante pirólisis en fase gaseosa (CVD) y ser de preferencia depositada sobre una precapa de SiOC depositada por CVD. Huelga decir que las capas de protección solar y térmica deben ser depositadas antes del laminado de los dos vidrios. La transmisión luminosa del vidrio en hojas o laminado en su conjunto es igual a 31%, 69% de la radiación visible es reflejada o, según el caso, absorbida por la capa calorífica, la capa de Baja-E y la hoja de PVB teñida.

Claims (18)

REIVINDICACIONES

1. Un encristalado en hojas transparente que comprende al menos dos vidrios unidos por una hoja intercalar termoplástica y una capa de protección solar que refleja esencialmente las radiaciones situadas fuera del espectro visible de radiación solar, en particular las radiaciones infrarrojas, caracterizado porque el encristalado en hojas o laminado comprende también una capa transparente que refleja esencialmente las radiaciones térmicas, del tipo de capa de baja emisividad que se coloca más hacia el interior que la capa de protección solar.

2. El encristalado en hojas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa que refleja las radiaciones térmicas es una capa de óxido metálico impurificada, principalmente de óxido de estaño impurificada con flúor, y de preferencia depositada por pirólisis.

3. El encristalado en hojas de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la capa que refleja las radiaciones térmicas está provista de al menos una subcapa y/o de al menos una sobrecapa, y principalmente de una capa de protección mecánicamente resistente.

4. El encristalado en hojas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de protección solar está constituida de una pila de capas que comprenden al menos una capa metálica incorporada entre dos capas de material dieléctrico del tipo óxido metálico o nitruro como A1N o Si3N4, en particular de al menos una capa a base de plata.

5. El encristalado en hojas de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la capa de protección solar está constituida de una pila de capas que comprenden dos capas de plata de espesores diferentes .

6. El encristalado en hojas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de protección solar es aplicada sobre la cara interior del vidrio exterior, en la cara 2, o sobre la cara exterior del vidrio interior, en la cara 3.

7. El encristalado en hojas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la hoja intercalar está equipada de una capa de protección solar.

8. El encristalado en hojas de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la hoja intercalar comprende al menos dos hojas de polímero termoplástico de tipo PVB y entre éstas una hoja de polímero de tipo PET provista de la capa de protección solar.

9. El encristalado en hojas de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la hoja provista de la capa de protección solar tiene un espesor comprendido entre 25 µm y 90 µm, y de preferencia de aproximadamente 60 µm.

10. El encristalado en hojas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa que refleja las radiaciones térmicas está colocada sobre la cara interior del vidrio interior, en la cara 4.

11. El encristalado en hojas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, con relación al exterior, las capas/hojas/vidrios del encristalado en hojas delante de la capa de protección solar, son esencial o totalmente transparentes.

12. El encristalado en hojas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, con relación al exterior, detrás de la capa de protección solar, al menos una de las capas/hojas/vidrios del encristalado está teñida o impresa.

13. El encristalado en hojas de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la hoja intercalar comprende varias hojas termoplásticas, donde una es transparente y una teñida en la mas o impresa, la hoja teñida está colocada más hacia el interior que la hoja transparente .

14. El encristalado en hojas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los dos vidrios tienen cada uno un espesor comprendido entre 1 mm y 4 mm, y de preferencia de aproximadamente 2.1 mm .

15. El encristalado en hojas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los dos vidrios son al menos parcialmente templados y/o abombados.

16. El encristalado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de protección solar sirve además de capa de calentamiento.

17. El encristalado en hojas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de protección solar sirve además de antena de recepción para las radiaciones electromagnéticas.

18. La aplicación del encristalado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en calidad de parabrisas, vidrio lateral, medallón posterior o quemacocos de vehículos de tipo automóvil.