Vidrio laminado

El vidrio laminado es un tipo de vidrio de seguridad que se mantiene unido cuando se rompe . En caso de romperse, se mantiene en su lugar mediante una capa intermedia, típicamente de butiral de polivinilo (PVB), acetato de etileno-vinilo (EVA) o poliuretano termoplástico.(TPU), entre sus dos o más capas de vidrio. La capa intermedia mantiene las capas de vidrio unidas incluso cuando se rompen, y su alta resistencia evita que el vidrio se rompa en grandes pedazos afilados. Esto produce un patrón de agrietamiento característico de "tela de araña" cuando el impacto no es suficiente para perforar completamente el vidrio. En el caso del EVA, el EVA termoendurecido, ofrece una completa delimitación (reticulación) con el material ya sea vidrio, policarbonato, PET u otro tipo de productos. TPU es la mejor opción para vidrio resistente a balas ( BRG ) y para el llamado E-Glass ( Smart Glass ).

Parabrisas de automóvil con grietas en "tela de araña" típicas del vidrio laminado de seguridad.

El vidrio laminado se usa normalmente cuando existe la posibilidad de impacto humano o donde el vidrio podría caer si se rompe y también para aplicaciones arquitectónicas. Los vidrios de las claraboyas y los parabrisas de los automóviles suelen utilizar vidrio laminado. En áreas geográficas que requieren una construcción resistente a huracanes, el vidrio laminado se usa a menudo en escaparates exteriores, muros cortina y ventanas.

El vidrio laminado también se usa para aumentar la clasificación de aislamiento acústico de una ventana, donde mejora significativamente la atenuación del sonido en comparación con los paneles de vidrio monolíticos del mismo grosor. Para ello, se utiliza un compuesto especial de "PVB acústico" para la capa intermedia. En el caso del material EVA, no se requiere material acústico adicional, ya que el EVA proporciona aislamiento acústico. ^{[1] [2] El} TPU es un material elástico, por lo que la absorción del sonido es intrínseca a su naturaleza. Una propiedad adicional del vidrio laminado para ventanas es que una capa intermedia adecuada de TPU, PVB o EVA puede bloquear casi toda la radiación ultravioleta. Un EVA termoestable, por ejemplo, puede bloquear hasta el 99,9% de todos los rayos UV.

Historia

Bomberos rompiendo un parabrisas laminado

En 1902, la corporación francesa Le Carbone obtuvo una patente para recubrir objetos de vidrio con celuloide con el fin de hacerlos menos susceptibles a agrietarse o romperse. ^[3]

El vidrio laminado fue inventado en 1903 por el químico francés Édouard Bénédictus (1878-1930), inspirado en un accidente de laboratorio. Un matraz de vidrio se había recubierto con el nitrato de celulosa de plástico y cuando se cayó se rompió pero no se rompió en pedazos. ^[4] Sin embargo, no fue hasta 1909 que Bénédictus presentó una patente, después de enterarse de un accidente automovilístico en el que dos mujeres resultaron gravemente heridas por escombros de vidrio. ^{[5] [6]} En 1911, formó la Société du Verre Triplex , que fabrica un vaso de plástico de material compuesto para reducir las lesiones en los accidentes de tráfico . ^{[7] La} producción de vidrio Triplex fue lenta y minuciosa, lo que lo hizo costoso. No fue inmediatamente adoptado por los fabricantes de automóviles , pero el vidrio laminado se usó ampliamente en los oculares de las máscaras de gas durante la Primera Guerra Mundial . En 1912, el proceso fue autorizado a The English Triplex Safety Glass Company . Posteriormente, en los Estados Unidos, Libbey Owens-Ford y Du Pont de Nemours con Pittsburg Plate Glass produjeron Triplex. ^[8]

Mientras tanto, en 1905, John Crewe Wood, un abogado en Swindon, Wiltshire, Inglaterra, patentó un vidrio laminado para su uso como parabrisas / parabrisas. Las capas de vidrio se unieron mediante bálsamo de Canadá . ^[9] En 1906, fundó Safety Motor Screen Co. para producir y vender su producto. ^[10]

En 1927, los químicos canadienses Howard W. Matheson y Frederick W. Skirrow inventaron el plástico polivinil butiral (PVB). ^[11] En 1936, las empresas estadounidenses habían descubierto que el "vidrio de seguridad" laminado que consiste en una capa de polivinil butiral entre dos capas de vidrio no se decolora y no se penetra fácilmente durante los accidentes. En cinco años, el nuevo vidrio de seguridad prácticamente había reemplazado a su predecesor. ^{[12] [13]}

En la Ley de tráfico por carretera de 1930 , el parlamento británico exigió que los automóviles nuevos usaran parabrisas de "vidrio de seguridad". ^[14]

En 1939, cada año se utilizaban unos 600.000 pies cuadrados (56.000 m ² ) de vidrio de seguridad "Indestructo" en los vehículos producidos en las fábricas de Ford Motor Company en Dagenham, Inglaterra . ^{[15] El} vidrio de seguridad "Indestructo" fue fabricado por British Indestructo Glass, Ltd. de Londres. ^[15] Este fue el vidrio laminado utilizado por Ford Motor Company en 1939, elegido porque "brinda la protección más completa. Además de ser a prueba de astillas, es transparente como el cristal y permanentemente no se decolora". ^[15] Esta cita insinúa algunas de las cuestiones técnicas, problemas y preocupaciones que impidieron que el vidrio laminado se usara ampliamente en los automóviles inmediatamente después de su invención.

El vidrio laminado moderno se produce uniendo dos o más capas de vidrio recocido ordinario (o vidrio templado ) junto con una capa intermedia de plástico, generalmente polivinil butiral, poliuretano termoplástico (TPU) o etileno-acetato de vinilo (EVA). La capa intermedia de plástico está intercalada por el vidrio, que se pasa a través de una serie de rodillos o sistemas de envasado al vacío y hornos o autoclaves para expulsar las bolsas de aire. Luego se calienta para formar la fusión inicial. Estas construcciones luego se calientan a presión en un autoclave u horno, para lograr el producto final unido (completamente reticulado en el caso del EVA termoestable). El tinte en la parte superior de algunos parabrisas de automóviles está en el PVB. Además, las películas de PET de colores se pueden combinar con el material EVA termoendurecible, durante el proceso de laminación, para obtener un vidrio de color. La impresión digital ahora está disponible para aplicaciones arquitectónicas, ya sea imprimiendo directamente en el vidrio y luego laminando o imprimiendo directamente en el PVB, como es el caso del proceso Dupont SentryGlas Expressions de marca registrada. Las imágenes CMYK completas se pueden imprimir en la capa intermedia antes del proceso de autoclave y presentan representaciones translúcidas vívidas. Este proceso se ha vuelto popular en las industrias de arquitectura, diseño de interiores y señalización durante varios años.

Una vez que un EVA termoestable se lamina correctamente durante el proceso, el vidrio podría quedar expuesto sin marco y no habrá infiltración de agua / humedad, el índice de amarilleo es muy bajo y no debe deslaminarse, debido al alto nivel de delimitación (reticulación). . ^[dieciséis]

Especificaciones

Una composición laminada típica es vidrio de 2,5 mm, capa intermedia de 0,38 mm y vidrio de 2,5 mm. Esto da un producto final que se denominaría vidrio laminado 5.38.

Múltiples laminados y vidrio más grueso aumentan la resistencia. El vidrio a prueba de balas generalmente se construye con policarbonato , materiales termoplásticos , EVA termoestable y capas de vidrio laminado. Un vidrio similar se usa a menudo en aviones de pasajeros en las ventanas de la cabina delantera y lateral, a menudo tres capas de vidrio templado de 4 mm con PVB de 2,6 mm de espesor entre ellas. Este es uno de los maquillajes utilizados para las ventanas laterales de la cabina del Boeing 747. Los parabrisas de presión delantera BAC / SAF Concorde tenían 7 láminas, 4 de vidrio y 3 de PVB de 38 mm de espesor total.

Los desarrollos más recientes han aumentado la familia de termoplásticos para la laminación de vidrio. Además del PVB, los materiales termoplásticos de laminación de vidrio importantes en la actualidad son el etileno-acetato de vinilo (EVA), ^[17] EVA termoendurecible, etileno-acetato de vinilo (EVA) ^[18] y el poliuretano termoplástico (TPU). ^[19] La adhesión del TPU no solo es alta al vidrio, sino también a las capas intermedias poliméricas. Desde 2004, las capas intermedias de tereftalato de polietileno (PET) metalizadas y electroconductoras se utilizan como sustrato para diodos emisores de luz y se laminan sobre o entre vidrio. Se pueden agregar capas intermedias de colores para proporcionar un color transparente permanente para un panel de vidrio laminado. También se puede agregar una capa intermedia conmutable para crear un panel que puede ser transparente cuando una pequeña corriente eléctrica pasa a través de la capa intermedia y opaco cuando se apaga la corriente. Esto se conoce comúnmente como vidrio de privacidad.

• Capa superior: vidrio
• Capa intermedia: materiales termoplásticos transparentes (TPU o PVB, EVA) o material termoestable transparente (EVA)
• Capa intermedia: LED (diodos emisores de luz) sobre polímero conductor transparente
• Capa intermedia: materiales termoplásticos transparentes (TPU o PVB, EVA) o material termoestable transparente (EVA)
• Capa inferior: vidrio

El vidrio laminado también se usa a veces en esculturas de vidrio y se utiliza ampliamente en aplicaciones arquitectónicas.

Fabricar

Existen varios procesos de fabricación de vidrio laminado:

1. utilizando dos o más piezas de vidrio pegadas entre una o más piezas de adhesivos; como PVB o EVA, usando calor y presión.
2. utilizando dos o más piezas de vidrio y policarbonato, unidas con una capa intermedia de poliuretano alifático (TPU) o EVA, bajo calor y presión.
3. intercalado con una resina curada o EVA.

Corte

Las capas intermedias de plástico en vidrio laminado dificultan su corte. Existe una práctica insegura de cortar ambos lados por separado, vertiendo un líquido inflamable como alcohol desnaturalizado en la grieta y prendiéndola para derretir la capa intermedia para separar las piezas. El Ejecutivo de Salud y Seguridad del Gobierno del Reino Unido recomendó los siguientes métodos más seguros en 2005: ^[20]

• Mesas de corte laminadas para usos especiales
• Marcos de sierra inclinados verticalmente
• Un soplete o soplador de aire caliente.
• Chorro de agua abrasivo de alta presión.

Reparar

Según la Asociación Nacional de Reparación de Parabrisas de los Estados Unidos, la reparación de vidrio laminado es posible para daños menores por impacto mediante un proceso que implica perforar el vidrio fracturado para llegar a la capa de laminación. Se inyecta bajo presión una resina adhesiva transparente especial y luego se cura con luz ultravioleta. Cuando se hace correctamente, la fuerza y ​​la claridad se restauran lo suficiente para la mayoría de los propósitos relacionados con la seguridad. El proceso se usa ampliamente para reparar grandes parabrisas de automóviles industriales donde el daño no interfiere con la vista del conductor. ^[21]

Disposición

La eliminación de residuos de vidrio laminado ya no está permitida en vertederos en la mayoría de los países europeos debido a la implementación de la Directiva de vehículos al final de su vida útil (ELV). Un estudio de la Universidad de Surrey y Pilkington Glass propone que el vidrio laminado de desecho se coloque en un dispositivo de separación, como un laminador, donde el vidrio se fragmenta y el vidrio de vidrio más grande se separa mecánicamente de la película interna. La aplicación de calor luego funde el plástico laminado, generalmente polivinil butiral (PVB), lo que permite reciclar tanto el vidrio como la película interior. El proceso de reciclaje de PVB es un procedimiento simple de fusión y remodelación. ^[22] Además, el TPU es fácil de reciclar como todos los plásticos no reticulados.

Ver también

• Vidrio templado
• BS 857
• Película LED
• Vidrio compuesto

Referencias

1. Schimmelpenningh, Julia (2012). "Intercalarios acústicos para vidrio laminado: qué los hace diferentes y cómo estimar el rendimiento" (PDF) . Glass Performance Days South America - 2012 . Archivado desde el original (PDF) el 15 de diciembre de 2014.
2. Headley, Megan (2014). "EVA encuentra popularidad entre los fabricantes decorativos" . NewsAnalysis: Trends US Glass, Volumen 49, Número 4 - Abril de 2014 .
3. Le Carbon, SA, patente francesa no. 321.651 (registrado: 31 de mayo de 1902). Véase también: Jean-Marie Michel (27 de abril de 2012) Contribution à l'Histoire Industrielle des Polymères en France , (Société Chimique de France, 2012), Capítulo A3: Le verre renforcé Triplex, página 1 (en francés).
4. Édouard Bénédictus (octubre de 1930), Glaces et verres; revue technique, artistique, pratique , 3 (18): 9. La cita correspondiente está reimpresa (en francés) en: Jean-Marie Michel (27 de abril de 2012) Contribution à l'Histoire Industrielle des Polymères en France , publicada en línea por la Société Chimique de France , ver Capítulo A3: Le verre renforcé Triplex, página 7.
5. https://www.lesechos.fr/16/07/2014/LesEchos/21729-039-ECH_le-verre-feuillete--tombe-de-l-echelle.htm
6. Patente francesa 405,881 (registrada el 25 de noviembre de 1909)
7. Michel (2012), págs. 1, 2.
8. Michel (2012), p. 2.
9. John Crewe Wood, "Pantalla transparente", patente estadounidense 830,398 (presentada: 12 de marzo de 1906; publicada: 4 de septiembre de 1906).
10. David Burgess-Wise, "Una buena idea en ese momento: Pantalla del motor de seguridad", The Telegraph (Reino Unido), 1 de diciembre de 2001. Disponible en línea en: The Telegraph
11. Howard W. Matheson y Frederick W. Skirrow, "Resinas de éster de vinilo y proceso de fabricación de las mismas", Patente de Estados Unidos 1.725.362 (presentada: 15 de agosto de 1927; expedida: 20 de agosto de 1929).
12. Earl L. Fix, "Vidrio de seguridad", patente estadounidense 2.045.130 (presentada: 25 de febrero de 1936; publicada: 23 de junio de 1936)
13. Fred Aftalion, Una historia de la industria química internacional , 2ª ed. (Filadelfia, Pensilvania: Chemical Heritage Foundation, 2001), pág. 153.
14. Alan Irwin, Riesgo y control de la tecnología: políticas públicas para la seguridad vial en Gran Bretaña y Estados Unidos (Manchester, Inglaterra: Manchester University Press, 1985), p. 197.
15. El Autocar . 12 de mayo de 1939. p. 53.
16. Headley, Megan (2014). "EVA encuentra popularidad entre los fabricantes decorativos" . NewsAnalysis: Trends US Glass, Volumen 49, Número 4 - Abril de 2014 .
17. Bridgestone Inc., DE4308885 (B4) "Vidrio laminado con película termoendurecible de (met) acrilato o resina de hidrocarburo, que contiene EVA y peróxido orgánico para una alta resistencia al impacto, resistencia a la penetración y transparencia".
18. EVA termoendurecible de alta calidad, EVALAYER "Vidrio laminado con película de EVA termoendurecible para alta resistencia al impacto, resistencia a la penetración y alta transparencia".
19. Bayer Inc., US2006135728 "Poliuretano termoplástico (TPU) con buena adhesión al vidrio"
20. "Corte de vidrio laminado" . Comité de Enlace Ejecutivo de Salud y Seguridad / Autoridades Locales. Agosto de 2000. Archivado desde el original el 24 de noviembre de 2007 . Consultado el 24 de octubre de 2013 .
21. "Reparación de la norma de vidrio laminado para automóviles 13/02/2007 (segundo borrador de la norma propuesta)" (PDF) . Consultado el 12 de septiembre de 2011 .
22. Reciclaje de parabrisas de coche laminado.Archivado el 31 de octubre de 2008, consultado el 23 de julio de 2014.

enlaces externos

• Reg. De la CEPE 43 Material de acristalamiento de seguridad
• BS 857: 1967 Especificación para vidrio de seguridad para transporte terrestre