ES2206410T3 - Procedimiento y dispositivo para la relajacion de laminas de union intercapa. - Google Patents

Procedimiento y dispositivo para la relajacion de laminas de union intercapa.

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ES2206410T3 ES01913796T ES01913796T ES2206410T3 ES 2206410 T3 ES2206410 T3 ES 2206410T3 ES 01913796 T ES01913796 T ES 01913796T ES 01913796 T ES01913796 T ES 01913796T ES 2206410 T3 ES2206410 T3 ES 2206410T3
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Abstract

Procedimiento para la relajación de láminas de unión intercapa, que comprende: (a) calentar la lámina de unión intercapa (1) a una temperatura comprendida entre 30ºC y 75ºC aproximadamente; (b) llevar la lámina de unión intercapa desde (a) sobre una mesa con amortización por aire (3), para inducir así la relajación y enfriamiento, en el que la temperatura de salida de la lámina está en el intervalo desde 20ºC a 45ºC; (c) regular la tensión de la lámina de unión intercapa sobre la mesa con amortización por aire variando el peso del bucle catenario (5) con la ayuda de una medición de profundidad continua (6), y (d) enfriar la lámina de unión intercapa relajada (8) desde (c) a una temperatura que pueda requerirse considerando el ulterior uso de la lámina relajada, habitualmente a una temperatura superior a 25ºC.

Description

Procedimiento y dispositivo para la relajación de láminas de unión intercapa.
La presente invención se refiere a un procedimiento para la relajación de láminas de unión intercapa que comprende el calentamiento suave de la lámina seguido de la relajación de la lámina de unión intercapa así calentada sobre una mesa con amortización por aire. La tensión de la lámina sobre la mesa se regula por medio de un bucle catenario, cuyo peso se ajusta con la ayuda de una medición de profundidad continua. A continuación, la lámina así relajada, procedente de la mesa con amortización por aire, se enfría y se caracteriza por una contracción prácticamente cero. Aunque la lámina de unión intercapa suele transportarse sobre rodillos cilíndricos, se entiende que la sustitución de los rodillos cilíndricos por rodillos cónicos también puede servir para la relajación beneficiosa de láminas de butiral polivinílico moldeadas. La presente invención se refiere asimismo a un dispositivo que comprende una sección de calentamiento, una mesa con amortización por aire, una sección de control de tensión y una sección de enfriamiento. La sección control de tensión conforma un bucle catenario intercapas capaz de proporcionar una tensión suficiente para mantener la lámina de unión intercapa plana y recta sobre la mesa con amortización por aire. El dispositivo puede ser beneficioso para reducir las propiedades de contracción de las láminas de unión intercapa.
Los inconvenientes asociados a los fenómenos de contracción entre capas se conocen desde hace mucho tiempo y no se ha dispuesto hasta ahora de soluciones comercialmente viables. La técnica de relajación entre capas ha sido intencionadamente aplicada a láminas de PVB, según se describe en el documento EP-A-0 060 759. En particular, la lámina entre capas es diferencialmente calentada para crear así un gradiente de temperatura a través de lo ancho de la lámina. La lámina es posteriormente estirada (20-40%) y a continuación enfriada. A continuación, la lámina se almacena, generalmente a una temperatura inferior a 10ºC, hasta inmediatamente antes de su uso. Antes de la aplicación al vidrio, la lámina de unión intercapa se corta y se permite su relajación. Los materiales cortados presentan una contracción proporcional a los esfuerzos engendrados por el perfil de temperatura aplicado durante el estirado. Las propiedades de contracción de las láminas de unión intercapa así obtenidas no pueden controlarse de forma óptima y requieren grandes sobredimensionados. En el documento US-A-4 954 306 se describe un tratamiento de relajación de láminas de PVB que consiste secuencialmente en impulsar la película a través de una batería de humidificación y calentamiento, para uniformar así las tensiones de extrusión, seguida de una etapa de relajación en la que se permite a la lámina de PVB formar por lo menos un bucle libre; es decir, la lámina solamente está sujeta a su propio peso y a continuación se completa el tratamiento por medio de una etapa de enfriamiento convencional. Este procedimiento es deficiente por cuanto que solamente puede proporcionar una relajación limitada debido a las diferencias de contracción entre la parte central y los bordes de la lámina de PVB extruida.
El documento US-A-4 329 315 se refiere a un procedimiento para la fabricación de láminas de PVB relajadas que consiste en una sección de calentamiento seguida de una etapa de relajación y una posterior sección de enfriamiento. La etapa de relajación se realiza con la ayuda de una cinta transportadora perforada, en la que la primera sección de la cinta se desplaza sobre una caja de suministro de aire, para ejercer tracción a lo largo de la lámina, mientras que en las posteriores secciones la lámina se hace flotar con la ayuda de aire caldeado que se sopla a través de las perforaciones. Este procedimiento es deficiente por cuanto que sólo puede proporcionar una relajación muy limitada en torno al 5% en comparación con una contracción de menos del 1% según la disposición reivindicada.
El documento US-A-3 696 186 se refiere a un procedimiento para la fabricación de materiales cortados (intercapas) caracterizado por una sección de relajación implícita dispuesta después de un rodillo cónico ajustable (28). La relajación resultante es parcial y el esfuerzo remanente produce una relajación incontrolada durante la aplicación de la lámina de unión intercapa al vidrio, con la consiguiente necesidad de un recorte adicional. Aunque la tecnología según el documento EP-A-0 685 316 presenta ventajas de utilización en comparación con las tecnologías anteriores, y las láminas fabricadas según esta última tecnología presentan una contracción muy reducida, se requiere todavía algún recorte final.
Es un objetivo principal de esta invención proporcionar un procedimiento para la relajación de láminas de unión intercapa para obtener así una contracción significativamente reducida. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo que puede utilizarse para reducir las propiedades de contracción de la lámina de unión intercapa. Otro objetivo de esta invención es un procedimiento para la obtención de láminas de unión intercapa caracterizado por una contracción prácticamente nula. Asimismo, otro objetivo de la invención se refiere a un dispositivo que pueda insertarse en una línea de conformación intercapas para reducir las propiedades de contracción del material sin tratar. Los anteriores y otros objetivos de esta invención pueden conseguirse ahora por medio de un procedimiento que comprende una etapa de calentamiento de láminas, seguida de una etapa de relajación con enfriamiento gradual. La relajación es inducida llevando la lámina calentada sobre una mesa con amortización por aire, mientras se ajusta la tensión de la lámina sobre dicha mesa por medio de un bucle catenario, cuyo peso se controla con la ayuda de una medición de profundidad continua.
La invención se refiere a un procedimiento para la relajación de láminas de unión intercapa (1,8) que comprende una etapa de calentamiento durante la cual la lámina se calienta a una temperatura comprendida entre 30ºC y 75ºC aproximadamente, seguida de la conducción de la lámina así obtenida sobre una mesa con amortización por aire (3) para inducir así fenómenos de relajación y enfriamiento, donde la temperatura de la lámina a la salida de la mesa (4) está en el intervalo de 20ºC a 45ºC y regulando la tensión de la lámina sobre la mesa de amortización por aire, con la ayuda de un posterior bucle catenario (5) y controlando el peso del bucle con una medición de profundidad continua (6) para asegurar así una superficie de lámina prácticamente plana, libre de arrugas y libre de burbujas. Después del bucle catenario, la lámina se enfría todavía más a una temperatura que pueda requerirse para el posterior uso de la lámina relajada (8), generalmente una temperatura inferior a 25ºC. La invención contempla también un dispositivo que puede utilizarse ventajosamente para la relajación y para reducir las propiedades de la contracción de láminas de unión intercapa que comprende, en secuencia, una sección de calentamiento (2), una mesa con amortización por aire (3), una sección de control de tensión que conforma un bucle catenario intercapas (5) y una medición de profundidad continua (6), para regular así el peso y la tensión sobre la lámina inducido por el bucle catenario y una sección de enfriamiento (7).
Los términos "lámina de unión intercapa", "lámina de butiral polivinílico" y "lámina de PVB" se utilizan de manera intercambiable a lo largo de la memoria descriptiva y las reivindicaciones de esta solicitud de patente. Aunque el PVB (butiral polivinílico) es un material polimérico intercapa de amplio uso y bien conocido, se entiende que también se pueden utilizar materiales poliméricos, distintos del PVB, como material intercapa posiblemente en combinación con PVB. Las láminas de unión intercapa se utilizan, por ejemplo, entre las capas de vidrio para aplicaciones arquitectónicas y/o del sector del automóvil. Los términos "mesa con amortización por aire" y "mesa de relajación" se utilizan también de manera intercambiable a lo largo de la memoria descriptiva y de las reivindicaciones.
La Figura 1 es una vista en alzado de la disposición según la tecnología inventiva de esta solicitud.
La Figura 2 es una vista en perspectiva de la disposición de la mesa con amortización por aire según la tecnología inventiva.
La Figura 3 es una vista en sección transversal de la parte superior de la mesa con amortización por aire de la Figura 1 que muestra, en particular, un canal de desaireación.
La invención se entenderá más claramente a partir de la siguiente descripción de algunas realizaciones preferidas. El procedimiento de relajación intercapa de la invención exige, para su iniciación, el calentamiento de la lámina de unión intercapa a una temperatura comprendida entre 30ºC y 75ºC, preferiblemente de 45ºC a 70ºC y más preferiblemente, de 52ºC a 60ºC. La lámina de unión intercapa así calentada sale de la sección de calentamiento hacia la mesa con amortización por aire para inducir así la relajación y el enfriamiento para la lámina. La superficie superior de la mesa con amortización por aire, sobre la cual se desplaza la lámina de unión intercapa, suele representarse por una capa metálica que presenta un grosor en el intervalo de 7 mm (milímetros) a 25 mm, frecuente y preferiblemente en el intervalo de 10 mm a 16 mm. Por cuanto que una funcionalidad adicional de la mesa con amortización por aire se refiere al enfriamiento de la lámina de unión intercapa, se estableció que una placa metálica que presenta una transferencia térmica superior (desde la lámina de unión intercapa a la superficie de la mesa) puede representarse por aluminio o metales y/o aleaciones de metales que tienen propiedades comparables. La superficie superior de la mesa con amortización por aire está provista de un número adecuado de orificios por metro cuadrado para proporcionar una capa de aire entre la superficie de la mesa y la lámina de unión intercapa que pasa sobre ella. El número de orificios por metro cuadrado suele estar en el intervalo de 100 a 3.000 y en una ejecución preferida desde 400 a 1400. Los orificios suelen presentar un diámetro en el intervalo de 1 mm a 4 mm, preferiblemente de 1,5 mm a 2,5 mm.
Los orificios están preferiblemente provistos de una salida de forma cónica para convertir así la energía cinética del aire que pasa a través de los orificios en una presión, para soportar así uniformemente la lámina de unión intercapa. La abertura de salida está conificada con un ángulo de 40º a 100º y más preferiblemente, de 50º a 70º.
La superficie superior de la mesa con amortización por aire, en una realización preferible, está anodinada en negro para mejorar sus propiedades de transferencia térmica así como su resistencia contra el desgaste. La mesa con amortización por aire está provista de un sistema de enfriamiento capaz de reducir eficientemente la temperatura de la lámina de unión intercapa caliente, que procede de la sección de calentamiento, durante su paso sobre la mesa con amortización por aire a una temperatura reducida, generalmente en el intervalo de 20ºC a 45ºC. A tal efecto, la temperatura de la mesa con amortización por aire suele mantenerse dentro del intervalo desde 0ºC a 15ºC, preferiblemente dentro del intervalo de 2ºC a 6ºC y todavía más preferiblemente en torno a 4ºC. El sistema de enfriamiento comprende unas serpentines de refrigeración incorporados en la parte inferior de la mesa entre las hileras de orificios. Los serpentines de refrigeración están rellenados con fluidos de enfriamiento bien conocidos, tales como glicol o mezclas de glicol/agua.
La parte inferior completa de la mesa con amortización por aire está encajada para formar una cámara de sobrepresión con numerosos orificios, según se describió anteriormente, para soplar aire frío hacia arriba, a través de los orificios, contra la lámina de unión intercapa, donde se suministra aire enfriado suficiente a la cámara de sobrepresión para mantener una presión en dicha cámara en el intervalo de 25 a 250 Pa, preferiblemente de 30 a 150 Pa y más preferiblemente de 50 a 100 Pa.
La temperatura de la lámina, a la salida de la mesa con amortización por aire, suele estar en el intervalo de 20ºC a 45ºC y preferiblemente de 28ºC a 40ºC. El peso del bucle catenario determina la tensión en la lámina sobre la anterior mesa con amortización por aire. La tensión impide la presencia de una relajación no uniforme que llevaría a la formación de arrugas o burbujas y la lámina sale así de la mesa con amortización por aire relajada y prácticamente tan plana como entra en la mesa. Cualquier deformación no uniforme en la lámina, asociada con la relajación en curso, es compensada en la sección caliente de la lámina de relajación en el lado de entrada de la mesa con amortización por aire. La tensión de la lámina de unión intercapa, sobre la mesa con amortización por aire, se controla ajustando la medición de profundidad que determina el peso de la lámina que forma el bucle catenario y como tal, la tensión en la etapa de relajación. Después del bucle catenario, la lámina de unión intercapa se enfría todavía más mediante una sección de enfriamiento complementaria, normalmente uno o más rodillos enfriadores, a una temperatura que se requiere por el posterior uso de la lámina relajada, que suele ser una temperatura inferior a 25ºC y preferiblemente una temperatura de 20ºC o inferior.
El dispositivo de la invención se ilustra, de manera esquemática, en la Figura 1. Una lámina de butiral polivinílico estándar (1) se lleva a través de una sección de calentamiento (2), preferiblemente uno o más rodillos calentados consecutivos, para incrementar así la temperatura de la lámina para una relajación efectiva. Aunque es bien conocido que los rodillos de calentamiento incrementan la temperatura de la lámina, también pueden utilizarse convenientemente medios de calentamiento equivalentes tales como de radiación o convección. A continuación, la lámina se desplaza en sentido descendente, prácticamente sin tensión, sobre la mesa con amortización por aire (3). La mesa con amortización por aire comprende una caja plana generalmente rectangular, cuya superficie superior está provista de múltiples pequeños orificios, denominados toberas de aire, a través de los cuales puede soplarse aire. El suministro de aire suele atravesar la parte inferior de la caja plana. La configuración y las dimensiones de los orificios en la superficie superior de la mesa con amortización por aire pueden determinarse, de manera rutinaria y experimental, considerando así los parámetros pertinentes, en particular las propiedades físicas de la lámina de unión intercapa. Al fluir hacia abajo sobre la mesa con amortización por aire, la lámina de unión intercapa es soportada por el aire enfriado procedente de los orificios de la caja plana y se enfría simultáneamente para obtener así una resistencia suficiente cuando alcanza el rodillo de salida preferiblemente de baja fricción (4), considerando el peso del posterior bucle catenario (5). La tensión en la lámina se controla ajustando la medición de la profundidad (6) que determina el peso de la lámina de PVB que forma el bucle catenario y como tal, la tensión en la etapa de relajación de este procedimiento. La medición de la profundidad puede realizarse por medio de equipos convencionales, tales como los de medición de distancias por medios ultrasónicos o medición de posiciones por la luz. La salida del dispositivo de medición de la profundidad sirve para controlar la velocidad del desplazamiento de la lámina en la posterior sección de enfriamiento. Después del bucle catenario, la lámina se enfría todavía más en una sección de enfriamiento (7), preferiblemente con uno o más rodillos enfriadores, dando lugar a un flujo de salida de lámina intercapas relajada (8) con una contracción prácticamente nula a la temperatura deseada para, por ejemplo, la siguiente etapa de producción.
La Figura 2 es una vista en perspectiva de la mesa con amortización por aire (3) que materializa, de manera preferible, una caja de suministro de aire (11) capaz de proporcionar una presión de suministro de aire prácticamente uniforme a las toberas de aire (12) suministrando así aire de soporte para la lámina en movimiento.
La parte superior de la caja aspirante, es decir, la mesa con amortización por aire, está provista de las toberas de aire. El espaciamiento y la configuración de las toberas pueden determinarse de manera rutinaria y/o experimental. A modo de ejemplo práctico, la mesa con amortización por aire puede tener una longitud de 1 a 4 metros para permitir así el tiempo de relajación suficiente considerando también la operación rutinaria adicional y las variables relacionadas con la lámina. La anchura del amortiguador por aire debe ser preferiblemente algo mayor que la anchura de la lámina objeto de relajación. La mesa con amortización por aire tiene, en una realización, unas 600 toberas por metro cuadrado.
La Figura 3 es una vista en sección transversal de la parte superior de una mesa con amortización por aire preferida provista de un canal de desaireación (13). El diámetro de las toberas de aire se selecciona para proporcionar así suficiente flujo de aire para mantener en flotación la lámina de unión intercapa superyacente. En algunas realizaciones preferidas, las toberas de aire tienen un diámetro de 2 a 3 mm. La abertura de salida de la tobera de aire (15) es, en una realización preferida, un ángulo cónico en el intervalo desde 60 a 90 grados. Una finalidad de la abertura de salida cónica es distribuir el aire de una manera uniforme.
El canal de desaireación permite la evacuación uniforme del aire de soporte para admitir y promocionar así la planidad de la lámina relajante sobre la mesa con amortización por aire. Las dimensiones del canal de desaireación pueden seleccionarse y optimizarse de manera rutinaria. En una realización, la anchura de la entrada del canal de desaireación (16) puede estar en el intervalo de 3 a 10 y más preferiblemente de 4 a 5 mm. La mesa con amortización por aire está provista de medios de enfriamiento, por ejemplo de tubos de enfriamiento (14).

Claims (10)

1. Procedimiento para la relajación de láminas de unión intercapa, que comprende:
(a) calentar la lámina de unión intercapa (1) a una temperatura comprendida entre 30ºC y 75ºC aproximadamente;
(b) llevar la lámina de unión intercapa desde (a) sobre una mesa con amortización por aire (3), para inducir así la relajación y enfriamiento, en el que la temperatura de salida de la lámina está en el intervalo desde 20ºC a 45ºC;
(c) regular la tensión de la lámina de unión intercapa sobre la mesa con amortización por aire variando el peso del bucle catenario (5) con la ayuda de una medición de profundidad continua (6), y
(d) enfriar la lámina de unión intercapa relajada (8) desde (c) a una temperatura que pueda requerirse considerando el ulterior uso de la lámina relajada, habitualmente a una temperatura superior a 25ºC.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la lámina de unión intercapa, en la etapa (a), se calienta a una temperatura comprendida en el intervalo de 45ºC y 70ºC.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que la temperatura de salida, en la etapa (b), de la lámina está comprendida en el intervalo de 28ºC a 40ºC.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que la lámina relajada de la etapa (c) se enfría en la etapa (d) a una temperatura de 20ºC o inferior.
5. Dispositivo, particularmente adecuado para reducir las propiedades de contracción de láminas de unión intercapa (1) que comprende, en secuencia:
(a) una sección de calentamiento (2),
(b) una mesa con amortización por aire (3), cuya parte superior está provista de un canal de desaireación (13) que presenta una anchura de entrada (16) en el intervalo de 3 a 10 mm (milímetros);
(c) una sección de control de tensión que conforma un bucle catenario intercapa (5), capaz de proporcionar una tensión suficiente para mantener plana y recta la lámina de unión intercapa sobre la mesa con amortización por aire y una medición de profundidad continua (6) para regular así el peso del bucle catenario, y
(d) una sección de enfriamiento (7).
6. Dispositivo según la reivindicación 5, en el que la superficie de la mesa con amortización por aire se enfría a una temperatura de 40ºC o inferior.
7. Dispositivo según la reivindicación 5, en el que el aire utilizado para mantener en flotación la lámina de unión intercapa sobre la mesa con amortización por aire presenta una temperatura de 40ºC o inferior.
8. Dispositivo según las reivindicaciones 5 a 7, en el que los rodillos son cónicos.
9. Dispositivo según la reivindicación 5, en el que la mesa con amortización por aire comprende una caja de suministro de aire (11) y de 100 a 3.000 orificios cónicos (toberas de aire) (12) por metro cuadrado de la mesa.
10. Dispositivo según la reivindicación 9, en el que los orificios (toberas de aire) presentan un diámetro comprendido en el intervalo de 1 a 4 mm.
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