ES2864899T3

ES2864899T3 - Vidrio laminado con al menos una hoja químicamente templada

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Publication number: ES2864899T3
Application number: ES14755367T
Authority: ES
Inventors: Sandra Sienerth; Stephan Kremers; René Gy
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2021-10-14
Anticipated expiration: 2034-08-22
Also published as: EP3060392A1; HUE054297T2; CN105636778A; US20160279904A1; PL3060392T3; KR101870545B1; JP2016539894A; WO2015058885A1; EA201690830A1; EP3060392B1; CN105636778B; MX385454B; CA2925022C; BR112016005950A2; MX2016005192A; KR20160060113A; CA2925022A1

Abstract

Vidrio laminado con al menos una hoja templada químicamente, que comprende al menos una primera hoja (1) y una segunda hoja (2), que están unidas entre sí mediante una capa intermedia (3), en donde - la primera hoja (1) es una hoja de vidrio templada químicamente con un espesor inferior o igual a 2,1 mm, - la capa intermedia (3) contiene al menos una capa termoplástica (6) de unión y una capa termoplástica (4) de soporte y - la capa (4) de soporte presenta un revestimiento funcional (5) o inclusiones funcionales, estando la capa (4) de soporte con el revestimiento funcional (5) o las inclusiones funcionales dispuesta en la capa intermedia (3), y (i) presentando la capa (4) de soporte un revestimiento funcional (5), que es un revestimiento reflectante o absorbente de IR, un revestimiento reflectante o absorbente de UV, un revestimiento colorante, un revestimiento de baja emisividad, un revestimiento calentable, un revestimiento con función de antena, un revestimiento fijador de astillas o un revestimiento de protección contra la radiación electromagnética, o (ii) presentando la capa (4) de soporte inclusiones funcionales con propiedades absorbentes de IR, absorbentes de UV o colorantes, preferiblemente iones, compuestos, agregados, moléculas, cristales, pigmentos o colorantes orgánicos o inorgánicos.

Description

DESCRIPCIÓN

Vidrio laminado con al menos una hoja químicamente templada

La invención se refiere a un vidrio laminado con al menos una hoja químicamente templada y propiedades funcionales, a un método para su producción y al uso de una capa de soporte en tal vidrio laminado.

Los vidrios laminados son bastante conocidos como acristalamientos en el sector de los vehículos. Suelen estar formados por dos hojas de vidrio con un espesor de 2 mm a 3 mm, que están unidas entre sí mediante una capa intermedia termoplástica. Los vidrios laminados de este tipo se utilizan en particular como parabrisas y lunas de techo, pero cada vez más también como lunas laterales y lunas traseras.

Actualmente, la industria de la fabricación de vehículos se esfuerza por reducir el peso de los vehículos, lo que va acompañado de un consumo reducido de combustible. A ello se puede contribuir de forma significativa reduciendo el peso de los acristalamientos, lo que se puede conseguir en particular reduciendo el espesor de las hojas. Estas hojas delgadas presentan, en particular, espesores inferiores a 2 mm. Sin embargo, a pesar del espesor reducido de las hojas, deben garantizarse los requisitos de estabilidad y resistencia a la rotura de las hojas.

Las hojas de vidrio se pueden templar para aumentar su estabilidad. En la mayoría de los casos, en el sector de los vehículos las hojas se templan térmicamente, produciéndose el templado mediante un enfriamiento adecuado de las hojas. En el caso del templado térmico de hojas con espesores pequeños, sin embargo, los templados resultantes son menores por razones físicas. En el sector de los vehículos se conocen también hojas templadas químicamente, por ejemplo, por el documento DE1946358A1. Habitualmente, en este contexto se modifica la composición química del vidrio en la zona de la superficie por intercambio de iones. Como se explica, por ejemplo, en el documento GB1339980A, en este contexto se pueden lograr mayores templados y, por lo tanto, una mejor estabilidad que mediante el templado térmico. Dado que el intercambio iónico por difusión está limitado a una zona superficial, el templado químico es además particularmente adecuado para hojas delgadas. También se conocen vidrios laminados con hojas delgadas templadas químicamente por el documento WO2012/051038A1.

Los acristalamientos modernos presentan a menudo un revestimiento funcional. Ejemplos de tales revestimientos funcionales son, por ejemplo, revestimientos reflectantes de infrarrojos o revestimientos calentables. Se conocen revestimientos que reflejan la radiación térmica, por ejemplo, por los documentos EP 2141 135 A1, WO 2010115558 A1 y WO 2011105991 A1 y revestimientos calentables, por ejemplo, por los documentos WO 03/024155 A2, US 2007/0082219 A1 y US 2007/0020465 A1. Estos revestimientos se aplican habitualmente a una de las hojas de vidrio de una luna laminada, en particular mediante atomización catódica (pulverización catódica).

Sin embargo, no es fácilmente posible trasladar tales revestimientos conocidos para hojas templadas térmicamente o no templadas a hojas templadas químicamente. El revestimiento tendría que aplicarse después del templado químico, porque de lo contrario el revestimiento interferiría en el proceso de difusión durante el intercambio iónico. Sin embargo, debido a las altas temperaturas durante la pulverización catódica, el templado definido se modificaría por difusión. Además, se introducirían tensiones térmicas no deseadas en la hoja. Por la misma razón, una hoja debe presentar su curvatura final ya durante el templado químico, dado que el proceso de curvado también tiene lugar a temperaturas elevadas. Sin embargo, la pulverización catódica en hojas curvadas es técnicamente muy complicada y, por lo tanto, costosa.

El documento DE 202010008729 U1 muestra un vidrio laminado con una hoja templada químicamente.

Por tanto, existe la necesidad de vidrios laminados que presenten hojas templadas químicamente y revestimientos funcionales. El objetivo de la presente invención consiste en proporcionar tal vidrio laminado mejorado.

El objetivo de la presente invención se consigue según la invención mediante un vidrio laminado con al menos una hoja templada químicamente según la reivindicación 1. De las reivindicaciones subordinadas se desprenden realizaciones preferidas.

El vidrio laminado según la invención con al menos una hoja templada químicamente comprende al menos una primera hoja y una segunda hoja, que están unidas entre sí mediante una capa intermedia,

- siendo la primera hoja una hoja de vidrio templada químicamente con un espesor inferior o igual a 2,1 mm,

- conteniendo la capa intermedia al menos una capa termoplástica de unión y una capa termoplástica de soporte y

- presentando la capa de soporte un revestimiento funcional o inclusiones funcionales.

El vidrio laminado según la invención está previsto preferiblemente para, en una abertura, por ejemplo, una abertura de ventana de un vehículo o de un edificio, separar del entorno exterior el espacio interior. La hoja del vidrio laminado que mira hacia el interior se denomina en este contexto hoja interior. La hoja que mira hacia el entorno exterior se denomina hoja exterior.

La ventaja del vidrio laminado según la invención reside en la capa de soporte con el revestimiento funcional o las inclusiones funcionales en la capa intermedia. Como resultado, la capa de soporte presenta una funcionalidad (o propiedades funcionales). Por tanto, mediante la capa de soporte según la invención, el vidrio laminado puede dotarse de una funcionalidad adicional (o propiedades funcionales adicionales) sin que sea necesario aplicar un revestimiento a la primera hoja o a la segunda hoja. Por tanto, se pueden evitar las desventajas descritas anteriormente.

En el contexto de la invención, se entiende por funcionalidad adicional (o propiedades funcionales adicionales) las propiedades del vidrio laminado que van más allá de la función convencional como luna de ventana que permite ver a través de la misma. En particular, debe entenderse como un efecto (tal como un efecto absorbente, amortiguador o reflectante) sobre regiones de la radiación electromagnética, una función de calentamiento, una función de antena o un efecto de protección contra astillas.

El revestimiento funcional está dispuesto en el vidrio laminado acabado entre la capa de soporte y una capa de unión. El revestimiento funcional puede ser, en principio, cualquier revestimiento funcional conocido por el experto en la técnica que sea adecuado para su aplicación sobre una lámina de soporte. Según la invención, el revestimiento funcional es un revestimiento reflectante o absorbente de IR, un revestimiento reflectante o absorbente de UV, un revestimiento colorante, un revestimiento de baja emisividad (así llamado, revestimiento low-E), un revestimiento calentable, un revestimiento con función de antena, un revestimiento con efecto de fijación de astillas (revestimiento fijador de astillas) o un revestimiento de protección contra la radiación electromagnética, por ejemplo radiación de radar.

En el contexto de la invención, se denomina revestimiento de baja emisividad en particular un revestimiento que dota al vidrio laminado de una emisividad inferior o igual al 50 %, preferiblemente inferior o igual al 25 %. En el contexto de la invención se entiende por emisividad el grado de emisión normal a 283 K según la norma EN 12898.

El revestimiento funcional puede estar aplicado sobre toda la superficie de la lámina de soporte. Sin embargo, el revestimiento funcional también puede estar aplicado a la lámina de soporte de una manera estructurada, por ejemplo, como un conductor de antena impreso o como campos de calentamiento.

El revestimiento funcional puede constar de una única capa homogénea. Sin embargo, el revestimiento también puede comprender varias capas individuales que estén dispuestas una encima de otra de manera plana sobre la lámina de soporte.

En una configuración preferida, el revestimiento según la invención es un revestimiento conductor de la electricidad. De esta manera, se puede realizar en particular un revestimiento de baja emisividad, un revestimiento reflectante de IR o un revestimiento calentable. Un revestimiento conductor de la electricidad de este tipo presenta al menos una capa conductora de la electricidad. El revestimiento puede presentar adicionalmente capas dieléctricas que sirvan, por ejemplo, para regular la resistencia de las capas, para la protección contra la corrosión o para reducir la reflexión. La capa conductora contiene preferiblemente plata o un óxido conductor de la electricidad (transparent conductive oxide, TCO) tal como óxido de indio y estaño (indium tin oxide, ITO). La capa conductora presenta preferiblemente un espesor de 10 nm a 200 nm. Las capas dieléctricas típicas contienen óxidos o nitruros, por ejemplo, nitruro de silicio, óxido de silicio, nitruro de aluminio, óxido de aluminio, óxido de zinc u óxido de titanio. La conductividad eléctrica del revestimiento depende del uso en el caso individual y puede ser seleccionada y ajustada correspondientemente por el experto en la técnica. La resistencia específica es preferiblemente menor de 5 Qm, por ejemplo aproximadamente 3 Qm para revestimientos reflectantes de IR. Para revestimientos calentables eficaces, la resistencia específica es preferiblemente menor de 1 Qm, con especial preferencia menor de 0,7 Qm, con muy especial preferencia menor de 0,5 Qm.

Como alternativa al revestimiento funcional, la lámina de soporte también puede estar provista de inclusiones funcionales. Las inclusiones funcionales presentan propiedades absorbentes de infrarrojos, absorbentes de rayos ultravioleta o colorantes. Las inclusiones funcionales pueden ser en particular iones, compuestos, agregados, moléculas, cristales (por ejemplo nanocristales), pigmentos o colorantes orgánicos o inorgánicos.

La capa de soporte está formada preferiblemente por una lámina termoplástica. La lámina termoplástica se pone a disposición con el revestimiento funcional o las inclusiones funcionales y, para la producción del vidrio laminado, se dispone entre la primera y la segunda hojas y se incluye en la capa intermedia por laminación. La lámina termoplástica puede ser una lámina plástica monolítica o constar de varias capas individuales (sándwich de láminas).

La capa de soporte contiene preferiblemente al menos tereftalato de polietileno (PET), polietileno (PE) o mezclas o copolímeros o derivados de los mismos. Esto es particularmente ventajoso para la manipulación, la estabilidad y las propiedades ópticas de la capa de soporte.

La capa de soporte presenta preferiblemente un espesor de 5 gm a 1 mm, con especial preferencia de 5 gm a 500 gm, con muy especial preferencia de 10 gm a 200 gm y en particular de 12 gm a 75 gm. Las capas de soporte con estos espesores pueden ponerse a disposición ventajosamente en forma de láminas flexibles y al mismo tiempo estables, que se pueden manipular fácilmente.

Además de la capa de soporte, la capa intermedia contiene al menos una capa termoplástica de unión. La capa de unión causa una adhesión estable permanente de la primera hoja y la segunda hoja. La capa de unión está formada preferiblemente por una lámina termoplástica. La capa de unión contiene preferiblemente al menos polivinilbutiral (PVB), etilenvinilacetato (EVA), poliuretano (PU) o mezclas o copolímeros o derivados de los mismos. La capa de unión presenta preferiblemente un espesor de 0,2 mm a 1 mm, con especial preferencia de 0,3 mm a 0,9 mm, por ejemplo, de 0,38 mm, 0,76 mm o 0,86 mm. Esto es ventajoso en términos de resistencia a la rotura y un espesor total pequeño del vidrio laminado.

En una configuración de la invención, la capa de soporte está provista de una capa adhesiva de un adhesivo, por ejemplo, adhesivo de silicona, y se fija a la primera hoja o a la segunda hoja mediante este adhesivo. En una configuración alternativa, la capa de soporte está dispuesta entre una primera y una segunda capas termoplásticas de unión.

La capa de soporte puede presentar la misma área que el vidrio laminado y extenderse hasta los bordes laterales del vidrio laminado. Sin embargo, la capa de soporte también puede presentar un área más pequeña que el vidrio laminado, de modo que una zona de borde periférica con una anchura de preferiblemente 5 mm a 20 mm no esté provista de la capa de soporte. De este modo, la capa de soporte está protegida del contacto con la atmósfera circundante dentro de la capa intermedia, lo que es particularmente ventajoso para revestimientos funcionales sensibles a la corrosión.

Una zona de borde periférica de una de las hojas del vidrio laminado, en particular la hoja exterior, puede estar provista de una impresión de cubrimiento opaca, preferiblemente una serigrafía. Tales serigrafías se presentan en particular en el sector de los vehículos, mediante lo cual se protege de la radiación UV un adhesivo con el que el vidrio laminado está unido a la carrocería del vehículo. También se puede desear por razones estéticas, por ejemplo, para ocultar de la vista de un observador del vidrio laminado el borde lateral de la capa de soporte o en caso dado conexiones eléctricas del revestimiento funcional.

En principio, la primera hoja puede presentar cualquier composición química conocida por el experto en la técnica. La primera hoja puede contener, por ejemplo, vidrio al sodio y a la cal o vidrio al borosilicato o componerse de estos vidrios. Por supuesto, la primera hoja debe ser adecuada para templarla químicamente y, en particular, debe presentar una proporción adecuada para ello de elementos alcalinos, preferiblemente sodio. La primera hoja puede, por ejemplo, contener de un 40 % en peso a un 90 % en peso de óxido de silicio (SiO²), de un 0,5 % en peso a un 10 % en peso de óxido de aluminio (ALO³), de un 1 % en peso a un 20 % en peso de óxido de sodio (Na²O), de un 0,1% en peso a un 15 % en peso de óxido de potasio (K²O), de un 0 % en peso a un 10 % en peso de óxido de magnesio (MgO), de un 0 % en peso a un 10 % en peso de óxido de calcio (CaO) y de un 0 % en peso a un 15 % en peso de óxido de boro (B²O³). La primera hoja puede contener además otros componentes e impurezas.

Sin embargo, se ha descubierto sorprendentemente que determinadas composiciones químicas de la primera hoja son particularmente adecuadas para someterlas a un templado químico. Esto se manifiesta en una alta velocidad del proceso de difusión, lo que conduce a un gasto de tiempo ventajosamente pequeño para el proceso de templado, y grandes profundidades de templado (profundidades de tensión de compresión), lo que lleva a vidrios estables y resistentes a la rotura. Estas composiciones se prefieren en el contexto de la invención.

La primera hoja contiene ventajosamente un vidrio de aluminosilicato. La primera hoja contiene preferiblemente de un 50 % en peso a un 85 % en peso de óxido de silicio (SiO²), de un 3 % en peso a un 10 % en peso de óxido de aluminio (ALO³), de un 8 % en peso a un 18 % en peso de óxido de sodio (Na²O), de un 5 % en peso a un 15 % en peso de óxido de potasio (K²O), de un 4 % en peso a un 14 % en peso de óxido de magnesio (MgO), de un 0 % en peso a un 10 % en peso de óxido de calcio (CaO) y de un 0 % en peso a un 15 % en peso de óxido de boro (B²O³). La primera hoja puede contener además otros componentes e impurezas.

La primera hoja contiene con especial preferencia al menos de un 55 % en peso a un 72 % en peso de óxido de silicio (SiO²), de un 5 % en peso a un 10 % en peso de óxido de aluminio (AbO3), de un 10 % en peso a un 15 % en peso de óxido de sodio (Na²O), de un 7 % en peso a un 12 % en peso de óxido de potasio (K²O) y de un 6 % en peso a un 11 % en peso de óxido de magnesio (MgO). La primera hoja puede contener además otros componentes e impurezas.

La primera hoja contiene con muy especial preferencia al menos de un 57 % en peso a un 65 % en peso de óxido de silicio (SiO²), de un 7 % en peso a un 9 % en peso de óxido de aluminio (AbO3), de un 12 % en peso a un 14 % en peso de óxido de sodio (Na²O), de un 8,5 % en peso a un 10,5 % en peso de óxido de potasio (K²O) y de un 7,5 % en peso a un 9,5 % en peso de óxido de magnesio (MgO). La primera hoja puede contener además otros componentes e impurezas.

Además, se ha descubierto sorprendentemente una ventaja adicional de las hojas con las composiciones preferidas. Tales hojas son adecuadas para curvarlas de forma congruente junto con hojas de vidrio al sodio y a la cal convencional (también llamado vidrio normal). De esto son responsables unas propiedades térmicas similares, de modo que los dos tipos de vidrio se pueden curvar en el mismo intervalo de temperatura, en concreto aproximadamente de 450 °C a 700 °C. Como es bien conocido por el experto en la técnica, los cristales curvados de manera congruente son particularmente adecuados para unirlos con el fin de formar un vidrio laminado en virtud de sus formas óptimamente adaptadas una a otra. Por tanto, una primera hoja con las composiciones químicas preferidas es particularmente adecuada para utilizarla en un vidrio laminado con una segunda hoja de una composición diferente, en particular de vidrio al sodio y a la cal.

La estabilidad de la primera hoja puede mejorarse mediante valores adecuados y distribuciones locales de las tensiones que se generan por la inclusión de iones durante el templado químico.

En una configuración ventajosa, la primera hoja presenta una tensión de compresión superficial superior a 100 MPa, preferiblemente superior a 250 MPa y con especial preferencia superior a 350 MPa.

La profundidad de la tensión de compresión de la primera hoja es preferiblemente superior a 40 gm, con especial preferencia superior a 100 gm y con muy especial preferencia está entre 100 gm y 150 gm. Esto es ventajoso con respecto a, por un lado, la resistencia a la rotura de la hoja y, por otro lado, un proceso de templado que requiera menos tiempo. La profundidad de la tensión de compresión de la primera hoja es en particular de al menos una décima parte del espesor de la primera hoja, preferiblemente al menos una sexta parte del espesor de la primera hoja, por ejemplo, aproximadamente una quinta parte del espesor de la primera hoja. En el sentido de la invención, la profundidad de la tensión de compresión indica la profundidad, medida desde la superficie de la hoja, hasta la cual la hoja está sometida a tensiones de compresión superiores a 0 MPa.

El espesor de la primera hoja es preferiblemente de 0,3 mm a 2,1 mm, con especial preferencia de 0,5 mm a 2,1 mm, con muy especial preferencia de 0,5 a 1,5 mm y en particular de 0,6 mm a 1,0 mm, por ejemplo, de aproximadamente 0,7 mm. La ventaja radica en una gran estabilidad y un bajo peso del vidrio laminado. El templado químico es de particular interés para hojas con espesores tan pequeños.

En una configuración de la invención, la segunda hoja también contiene vidrio y también está templada químicamente. De este modo se pueden conseguir vidrios laminados con espesores particularmente pequeños y valores de templado particularmente altos. El espesor de la hoja químicamente templada como segunda hoja es preferiblemente de 0,3 mm a 2,1 mm, con especial preferencia de 0,5 mm a 2,1 mm, con muy especial preferencia de 0,5 a 1,5 mm y en particular de 0,6 mm a 1,0 mm, por ejemplo, de aproximadamente 0,7 mm. Las composiciones químicas preferidas para la segunda hoja corresponden a las composiciones descritas anteriormente en relación con la primera hoja. La primera y la segunda hojas presentan preferiblemente la misma composición química, lo que es particularmente ventajoso con respecto a una producción sencilla y económica del vidrio laminado.

En una configuración adicional de la invención, la segunda hoja contiene vidrio, preferiblemente vidrio al sodio y a la cal o vidrio al borosilicato, y no está templada. Para mejorar la estabilidad, en esta configuración la segunda hoja es preferiblemente más gruesa que la primera hoja. El espesor de la segunda hoja es preferiblemente de 1,5 mm a 5 mm, con especial preferencia de 2 mm a 3 mm, por ejemplo, de 2,1 mm o 2,6 mm. En una realización, la primera hoja es la hoja interior del vidrio laminado y la segunda hoja es la hoja exterior. Esto es particularmente ventajoso con respecto a la resistencia de la luna a las piedras, en relación con una piedra puntiaguda. En una realización alternativa, la primera hoja es la hoja exterior del vidrio laminado y la segunda hoja es la hoja interior. Esto es particularmente ventajoso con respecto a la resistencia a los arañazos de la luna.

En una configuración adicional, la segunda hoja es una hoja de plástico que preferiblemente contiene al menos policarbonato (PC), polimetilmetacrilato (PMMA) o mezclas o copolímeros o mezclas de los mismos. El espesor de la hoja de plástico como segunda hoja es preferiblemente de 1,5 mm a 5 mm, con especial preferencia de 2 mm a 3 mm. Mediante una hoja de plástico puede conseguirse ventajosamente un peso pequeño del vidrio laminado a pesar de un mayor espesor. Aquí, también, la primera hoja puede ser la hoja interior o también las hojas exteriores, pudiendo preferirse la primera hoja como hoja exterior por razones de resistencia a los arañazos.

La primera hoja, la segunda hoja, la capa de soporte y/o la capa de unión pueden ser transparentes e incoloras, pero también estar tintadas o coloreadas. Por ejemplo, la capa de soporte o la capa de unión pueden contener pigmentos, colorantes o tintas orgánicos o inorgánicos.

El vidrio laminado según la invención puede ser plano. Los vidrios laminados planos se presentan en particular en el sector de la arquitectura y en acristalamientos de gran superficie de autobuses, trenes o tractores. Sin embargo, el vidrio laminado según la invención también puede estar curvado leve o fuertemente en una o más direcciones del espacio. Las hojas curvadas se presentan, por ejemplo, en acristalamientos en el sector del automóvil, con radios de curvatura típicos en el intervalo de aproximadamente 10 cm a aproximadamente 40 m.

La invención comprende además un procedimiento para producir un vidrio laminado como se ha descrito anteriormente con al menos una hoja templada químicamente, en donde

(a) se templa químicamente una primera hoja de vidrio con un espesor inferior o igual a 2,1 mm,

(b) se disponen de manera plana entre la primera hoja y una segunda hoja una capa termoplástica de soporte, provista de al menos un revestimiento funcional o inclusiones funcionales, y una capa de unión, y

(c) se unen entre sí la primera hoja y la segunda hoja mediante laminación, formando al menos la capa de soporte y la capa de unión una capa intermedia.

La hoja se produce preferiblemente como vidrio plano en un proceso de flotado y se corta al tamaño y la forma deseados.

Preferiblemente, a la primera hoja se le da su forma tridimensional definitiva antes del templado químico. Para ello, la primera hoja se somete a un proceso de curvado a temperaturas elevadas, por ejemplo de 500 °C a 700 °C. La primera hoja y la segunda hoja se curvan preferiblemente de forma congruente juntas (es decir, al mismo tiempo y con la misma herramienta), porque de este modo las formas de las hojas están adaptadas óptimamente una a otra para la laminación posterior.

Tras el curvado, se enfría la hoja lentamente. Un enfriamiento demasiado rápido crea tensiones térmicas en la hoja, que pueden provocar cambios de forma durante el templado químico posterior. La velocidad de enfriamiento es, preferiblemente hasta el enfriamiento a una temperatura de 400 °C, preferiblemente de 0,05 °C/seg a 0,5 °C/seg, con especial preferencia de 0,1-0,3 °C/seg. Mediante tal enfriamiento lento es posible evitar tensiones térmicas en el vidrio, que en particular conducen a defectos ópticos y afectan negativamente al templado químico subsiguiente. Luego se puede enfriar aún más, incluso a velocidades de enfriamiento más altas, porque por debajo de 400 °C el riesgo de generar tensiones térmicas es bajo.

El templado químico tiene lugar preferiblemente a una temperatura de 300 °C a 600 °C, con especial preferencia de 400 °C a 500 °C. La primera hoja se trata en este proceso con una sal fundida, por ejemplo, se sumerge en la sal fundida. Durante el tratamiento, en particular los iones de sodio del vidrio se intercambian por iones más grandes, en particular iones alcalinos más grandes, creándose las tensiones de compresión superficiales deseadas. La sal fundida es preferiblemente la masa fundida de una sal de potasio, con especial preferencia nitrato de potasio (KNO³) o sulfato de potasio (KSO⁴), con muy especial preferencia nitrato de potasio (KNO³).

El intercambio de iones está determinado por la difusión de los iones alcalinos. Por lo tanto, los valores deseados para las tensiones de compresión superficiales y las profundidades de las tensiones de compresión se pueden ajustar en particular mediante la temperatura y la duración del proceso de templado. Los tiempos habituales para la duración son de 2 horas a 48 horas.

Después del tratamiento con la sal fundida, se enfría la hoja hasta la temperatura ambiente. A continuación, se limpia la hoja, preferiblemente con ácido sulfúrico (H²SO⁴).

La capa de soporte y la capa de unión se ponen a disposición preferiblemente como láminas.

La lámina que forma la capa de soporte puede, por ejemplo, estar dotada de una capa de adhesivo y pegarse sobre la primera hoja o la segunda hoja. Luego se dispone la lámina que forma la capa de unión sobre la capa de soporte y se dispone la segunda hoja sobre la capa de unión.

La lámina que forma la capa de soporte también se puede, por ejemplo, insertar entre dos capas termoplásticas de unión.

Por supuesto, la capa intermedia también puede comprender capas adicionales, que se insertan en el material compuesto antes de la laminación.

La producción del vidrio laminado por laminación se realiza utilizando métodos habituales en sí conocidos por el experto en la técnica, por ejemplo, procedimientos de autoclave, procedimientos de bolsa de vacío, procedimientos de anillo de vacío, procedimientos de calandrado, laminadores de vacío o combinaciones de los mismos. La unión de la primera hoja y la segunda hoja se realiza en este contexto habitualmente bajo la acción de calor, vacío y/o presión.

El vidrio laminado según la invención con al menos una hoja templada químicamente se utiliza preferiblemente en edificios, en particular en zonas de acceso o de ventanas, como parte integrante de mobiliario y equipamiento, o en medios de locomoción para circular por tierra, por aire o por agua, en particular en trenes, barcos y automóviles, por ejemplo, como parabrisas, luna de techo, luna trasera o luna lateral.

La invención comprende además el uso de una lámina termoplástica de soporte, provista de un revestimiento funcional o de una inclusión funcional, en la capa intermedia de un vidrio laminado según la invención con al menos una hoja templada químicamente, para dotar al vidrio laminado de propiedades funcionales. A continuación se explica la invención más detalladamente por medio de un dibujo y ejemplos de realización. El dibujo es una representación esquemática y no está a escala. El dibujo no restringe la invención en modo alguno.

Se muestran:

Figura 1 una sección transversal a través de una configuración del vidrio laminado según la invención,

Figura 2 una sección transversal a través de otra configuración del vidrio laminado según la invención y

Figura 3 un diagrama de flujo de una forma de realización del procedimiento según la invención.

La Figura 1 muestra un vidrio laminado según la invención, que consta de una primera hoja 1 y una segunda hoja 2, que están unidas entre sí mediante una capa intermedia 3. El vidrio laminado está previsto como luna de techo de un automóvil, siendo la primera hoja 1 en la posición instalada la hoja interior y la segunda hoja 2 la hoja exterior.

La primera hoja 1 y la segunda hoja 2 consisten en vidrio templado químicamente y cada una presenta un espesor de solo 0,7 mm. La tensión de compresión superficial de las hojas 1,2 es de aproximadamente 400 MPa y la profundidad de la tensión de compresión es de aproximadamente 150 pm. En virtud del templado químico, las hojas 1, 2 son suficientemente estables a pesar de su pequeño espesor. La composición química de las hojas 1, 2 se muestra en la Tabla 1, estando la parte que falta causada por aditivos e impurezas. La composición es particularmente adecuada para someterla a un templado químico.

Tabla 1

Debido al pequeño espesor de las hojas 1, 2, que es considerablemente más pequeño que los espesores del vidrio estándar habituales de aproximadamente 2,1 mm o 2,6 mm, el vidrio laminado presenta un peso considerablemente menor que los vidrios laminados convencionales. Sin embargo, las hojas 1, 2 templadas químicamente no pueden simplemente dotarse de un revestimiento funcional, por ejemplo, mediante pulverización catódica, como es habitual para las hojas no templadas y las templadas térmicamente.

La capa intermedia 3 comprende una capa termoplástica 6 de unión y una capa termoplástica 4 de soporte, que está provista de un revestimiento funcional 5. La capa de unión se compone de PVB y presenta un espesor de 0,76 mm. La capa 4 de soporte se compone de PET y presenta un espesor de 50 pm. El revestimiento funcional 5 es un revestimiento de baja emisividad (revestimiento low-E). El revestimiento funcional 5 contiene una capa conductora de la electricidad, que se compone de ITO y presenta un espesor de aproximadamente 100 nm. Mediante la capa 4 de soporte se dota el vidrio laminado de la función de baja emisividad, sin que sea necesario revestir una de las hojas 1,2.

En la producción del vidrio laminado, la capa 4 de soporte y la capa 6 de unión se pusieron a disposición en forma de lámina. La capa 4 de soporte está unida a la primera hoja 1 mediante un adhesivo (no representado). El revestimiento 5 está dispuesto sobre la superficie de la capa 4 de soporte que mira en dirección opuesta a la primera hoja 1. La capa 6 de unión causa la unión permanentemente estable entre la segunda hoja 2 y la primera hoja 1 con la lámina 4 de soporte.

Como alternativa al revestimiento 5, también es concebible dotar la capa 4 de soporte, por ejemplo, de propiedades reflectantes de IR mediante inclusiones funcionales.

La Figura 2 muestra otra configuración del vidrio laminado según la invención. La primera hoja 1 templada químicamente está configurada como en la Figura 1, con un espesor de 0,7 mm y la composición de la Tabla 1.

La segunda hoja 2, que es la hoja exterior, no es, a diferencia de la configuración de la Figura 1, una hoja delgada templada químicamente, sino una hoja no templada de vidrio al sodio y a la cal con un espesor estándar de 2,1 mm. Una ventaja particular de la primera hoja 1 con la composición química de la Tabla 1 es que se puede someter a un proceso de curvado junto con una hoja de vidrio al sodio y a la cal, lo cual es ventajoso en términos de una producción sencilla y económica del vidrio laminado.

La capa intermedia contiene la capa 4 de soporte con el revestimiento funcional 5. A diferencia de la Figura 1, la capa 4 de soporte no está dispuesta directamente sobre la primera hoja 1, sino que está dispuesta entre una primera capa termoplástica 6 de unión y una segunda capa termoplástica 7 de unión. Las capas 6, 7 de unión están formadas cada una a partir de una lámina de PVB de 0,76 mm de espesor.

La capa 4 de soporte está recortada en relación con el área del vidrio laminado. Esto significa que la capa 4 de soporte no se extiende hasta el borde lateral del vidrio laminado, sino que presenta una distancia periférica al borde lateral de, por ejemplo, 10 mm. De este modo, la capa 4 de soporte está protegida contra la corrosión por las capas 6, 7 de unión, que presentan la misma área que las hojas 1, 2 y están pegadas directamente entre sí en la zona del borde.

En el caso de una estructura asimétrica del vidrio laminado como en la Figura 2, es igualmente posible que la primera hoja 1 templada químicamente forme la hoja exterior. También es posible combinar la primera hoja 1 templada químicamente con una segunda hoja 2 de plástico.

La Figura 3 muestra un diagrama de flujo de un ejemplo de realización del procedimiento según la invención para producir un vidrio laminado según la invención. Se pone a disposición una primera hoja 1 en forma de un vidrio flotado plano con la composición química de la Tabla 1. En primer lugar se lleva la primera hoja 1 a su forma tridimensional definitiva mediante un proceso de curvado. Preferiblemente, se curva de forma congruente junto con la primera hoja 1 una segunda hoja 2, que está prevista para unirla a la primera hoja 1. Una ventaja particular de la hoja 1 con la composición indicada es que se puede curvar junto con la segunda hoja 2 incluso si la segunda hoja 2 no presenta la misma composición, sino que se compone, por ejemplo, de vidrio al sodio y a la cal convencional.

Después de curvarla, la primera hoja 1 se enfría lentamente para evitar tensiones térmicas. Una velocidad de enfriamiento adecuada es, por ejemplo, de 0,1 °C/seg. A continuación, la primera hoja 1 se trata durante un espacio de tiempo de algunas horas, por ejemplo, 4 horas, a una temperatura de 460 °C con una masa fundida de nitrato de potasio y se templa químicamente en el proceso. El tratamiento provoca un intercambio en las superficies del vidrio, impulsado por difusión, de iones de sodio por iones de potasio más grandes. Esto crea tensiones de compresión superficiales. A continuación, la primera hoja 1 se enfría y luego se lava con ácido sulfúrico para eliminar los residuos del nitrato de potasio.

Se coloca una primera lámina termoplástica hecha de PVB, que forma una primera capa 6 de unión en el vidrio laminado, sobre la superficie de la primera hoja 1 que está prevista para mirar hacia la segunda hoja 2 en el vidrio laminado. A continuación, se coloca una lámina provista de un revestimiento funcional 5 sobre la primera capa 6 de unión. Mediante la lámina, se forma en el vidrio laminado una capa 4 de soporte.

Se coloca sobre la capa 4 de soporte una segunda lámina termoplástica de PVB, que forma una segunda capa 7 de unión en el vidrio laminado. Sobre la capa 7 de unión se dispone la segunda hoja 2. A continuación, se lamina el material compuesto de la hoja de manera convencional, por ejemplo, mediante un procedimiento de bolsa de vacío. Como alternativa, en lugar de insertarla entre una primera capa de unión y una segunda capa de unión, la lámina 4 de soporte se puede pegar a una superficie de la hoja. Para ello, la lámina se pone a disposición preferiblemente prefabricada con una capa adhesiva en la superficie que mira en dirección opuesta al revestimiento funcional.

Lista de símbolos de referencia:

(1) Primera hoja

(2) Segunda hoja

(3) Capa intermedia

(4) Capa de soporte

(5) Revestimiento funcional

(6) Capa de unión

(7) Segunda capa de unión

Claims

REIVINDICACIONES

1. Vidrio laminado con al menos una hoja templada químicamente, que comprende al menos una primera hoja (1) y una segunda hoja (2), que están unidas entre sí mediante una capa intermedia (3), en donde

- la primera hoja (1) es una hoja de vidrio templada químicamente con un espesor inferior o igual a 2,1 mm, - la capa intermedia (3) contiene al menos una capa termoplástica (6) de unión y una capa termoplástica (4) de soporte y

- la capa (4) de soporte presenta un revestimiento funcional (5) o inclusiones funcionales,

estando la capa (4) de soporte con el revestimiento funcional (5) o las inclusiones funcionales dispuesta en la capa intermedia (3), y

(i) presentando la capa (4) de soporte un revestimiento funcional (5), que es un revestimiento reflectante o absorbente de IR, un revestimiento reflectante o absorbente de UV, un revestimiento colorante, un revestimiento de baja emisividad, un revestimiento calentable, un revestimiento con función de antena, un revestimiento fijador de astillas o un revestimiento de protección contra la radiación electromagnética, o (ii) presentando la capa (4) de soporte inclusiones funcionales con propiedades absorbentes de IR, absorbentes de UV o colorantes, preferiblemente iones, compuestos, agregados, moléculas, cristales, pigmentos o colorantes orgánicos o inorgánicos.

2. Vidrio laminado según la reivindicación 1, alternativa (i), en donde el revestimiento funcional (5) contiene al menos una capa conductora de la electricidad, que preferiblemente contiene al menos plata o un óxido conductor transparente y preferiblemente presenta un espesor de 10 nm a 200 nm.

3. Vidrio laminado según una de las reivindicaciones 1 a 2, en donde la capa (4) de soporte presenta un espesor de 5 pm a 1 mm, preferiblemente de 5 pm a 500 pm, con especial preferencia de 10 pm a 200 pm, con muy especial preferencia de 12 pm a 75 pm.

4. Vidrio laminado según una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la capa (4) de soporte contiene al menos tereftalato de polietileno (PET), polietileno (PE) o mezclas o copolímeros o derivados de los mismos.

5. Vidrio laminado según una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la capa (6) de unión contiene al menos polivinilbutiral (PVB), etilenvinilacetato (EVA), poliuretano (PU) o mezclas o copolímeros o derivados de los mismos y presenta un espesor de 0,2 mm a 1 mm.

6. Vidrio laminado según una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la primera hoja (1) contiene de un 55 % en peso a un 72 % en peso de óxido de silicio (SiÜ²), de un 5 % en peso a un 10 % en peso de óxido de aluminio (AhC>3), de un 10 % en peso a un 15 % en peso de óxido de sodio (Na²O), de un 7 % en peso a un 12 % en peso de óxido de potasio (K²O) y de un 6 % en peso a un 11 % en peso de óxido de magnesio (MgC).

7. Vidrio laminado según una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la primera hoja (1) presenta una tensión de compresión superficial superior a 100 MPa, preferiblemente superior a 250 MPa y con especial preferencia superior a 350 MPa y una profundidad de tensión de compresión superior a 40 pm, preferiblemente superior a 100 pm, con especial preferencia superior a 150 pm.

8. Vidrio laminado según una de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la primera hoja (1) presenta un espesor de 0,3 mm a 2,1 mm, preferiblemente de 0,5 a 1,5 mm, con especial preferencia de 0,6 mm a 1,0 mm.

9. Vidrio laminado según una de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la segunda hoja (2) es una hoja templada químicamente y presenta un espesor de 0,3 mm a 2,1 mm, preferiblemente de 0,5 a 1,5 mm.

10. Vidrio laminado según una de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la segunda hoja es una hoja de vidrio no templada o una hoja de plástico y presenta un espesor de 1,5 mm a 5 mm, preferiblemente de 2 mm a 3 mm.

11. Procedimiento para producir un vidrio laminado con al menos una hoja templada químicamente según una de las reivindicaciones 1 a 10, en donde

(a) se templa químicamente una primera hoja (1) de vidrio,

(b) se disponen de manera plana entre la primera hoja (1) y una segunda hoja (2) una capa termoplástica (4) de soporte, provista de al menos un revestimiento funcional (5) o inclusiones funcionales, y una capa (6) de unión y (c) se unen entre sí la primera hoja (1) y la segunda hoja (2) mediante laminación, formando al menos la capa (4) de soporte y la capa (6) de unión una capa intermedia (3).

12. Procedimiento según la reivindicación 11, en donde la capa (4) de soporte se pega a la primera hoja (1) o a la segunda hoja (2) o se inserta entre una primera capa (6) de unión y una segunda capa (7) de unión.

13. Uso de una capa termoplástica (4) de soporte provista de un revestimiento funcional (5) o inclusiones funcionales en la capa intermedia de un vidrio laminado con al menos una hoja templada químicamente según una de las reivindicaciones 1 a 10.