ES2264668T3

ES2264668T3 - Cristal destinado principalmente para techos de vehiculos.

Info

Publication number: ES2264668T3
Application number: ES00943844T
Authority: ES
Inventors: Dominique Coster; Denis Legrand
Original assignee: Glaverbel Belgium SA
Current assignee: AGC Glass Europe SA
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 2000-06-21
Publication date: 2007-01-16
Anticipated expiration: 2020-06-21
Also published as: DE60028383D1; AU5816900A; US20040219368A1; EP1200256B1; DE60028383T2; EP1200256A1; ATE327882T1; BE1012766A3; WO2001002167A1; US20060134438A1

Abstract

Cristal automóvil de baja transmisión luminosa, formado por al menos dos hojas de vidrio que van unidas por medio de una hoja intermedia de material termoplástico, que presenta una transmisión luminosa (TLA) inferior al 35%, una transmisión energética inferior al 15% y características colorimétricas que lo sitúan en el diagrama de cromacidad del CIE, en el perímetro definido por los puntos de coordenadas B (0, 2600; 0, 3450), F (0, 3300; 0, 3300), G (0, 3150; 0, 2900) y H (0, 2350; 0, 2750).

Description

Cristal destinado principalmente para techos de vehículos.

La presente invención se refiere a los cristales utilizados en los vehículos automóviles, y más particularmente, a los cristales empleados para la construcción de techos u otras partes del vehículo que simplemente requieren una transmisión luminosa limitada, como los cristales laterales o traseros. A lo largo de la descripción se habla de techos por cuestión de comodidad, pero eso incluye todos los cristales susceptibles de responder a las mismas condiciones de uso.

Los cristales que se utilizan en los techos de los vehículos automóviles al principio se emplearon para construir paneles corredizos. Dichos elementos poseían dimensiones modestas. Las exigencias mecánicas de estos paneles se limitaban a su propia resistencia. Estos primeros paneles estaban formados por hojas de vidrio monolítico que cumplían de manera satisfactoria esas exigencias poco estrictas. Los cristales utilizados para la construcción de dichos paneles se describen por ejemplo en la patente FR-A 2 738 238.

Por otro lado, enseguida surgió la necesidad de controlar el aporte térmico asociado a la presencia de esos paneles acristalados dispuestos en el techo de los vehículos. Para minimizar dicho aporte se propusieron diferentes soluciones, especialmente la utilización de vidrios tintados, de vidrios que comprendían capas finas absorbentes o reflectantes o de hojas de vidrio cuya transmisión luminosa estaba limitada por la presencia de un motivo esmaltado que ocultaba parcialmente la superficie transparente.

Los diseñadores de los constructores buscan sistemáticamente aumentar las superficies transparentes y la tendencia actual consiste en dotar a los vehículos de cristales que cubren una parte significativa, o incluso la totalidad, de los techos. La sustitución del techo metálico tradicional por un cristal plantea diferentes problemas que superan a los suscitados anteriormente por los paneles de pequeñas dimensiones.

Huelga decir que la cuestión de la protección contra el calentamiento del habitáculo será más difícil cuanto mayor sea la superficie concernida. Una ampliación de la superficie de hasta diez veces la de los paneles anteriores necesita soluciones muy eficaces en cuanto a control energético. Pero la realización de dichos techos también plantea problemas específicos. En primer lugar, los cristales utilizados deben ofrecer propiedades mecánicas al menos iguales a las de los techos metálicos tradicionales, los cuales participan principalmente en la rigidez de la estructura global. Los cristales de los techos también deben reunir todas las garantías de seguridad para los pasajeros en caso de accidente, al igual que los demás cristales, principalmente los parabrisas. A tal efecto, los cristales no deben suponer ningún riesgo de laceración una vez rotos y deben impedir que los pasajeros salgan despedidos. También tienen que cumplir las exigencias relativas a las características ópticas, exigencias que persiguen el confort de los pasajeros, sobre todo limitando la energía que penetra en el habitáculo como se ha señalado anteriormente, pero también limitando la luminosidad para preservar el carácter "privado" del habitáculo. Por último, deben ser realizables en condiciones de coste aceptables para los constructores. A todas estas exigencias hay que sumar otras que dependen de consideraciones más subjetivas, como las relativas a la estética interior y exterior del vehículo. Particularmente, la luz transmitida no debe ser "tintada" hasta el punto de modificar negativamente la percepción de los objetos y personas presentes en el habitáculo. Desde este punto de vista, una luz satisfactoria se denomina "neutra". Esto se corresponde de manera simplificada con cristales que se perciben en transmisión como esencialmente "grises". No obstante, dado el caso, determinados tintes son aceptados e incluso deseados por los constructores siempre y cuando no den lugar a un resultado desagradable. En la práctica, hoy en día los constructores pueden aceptar, por ejemplo, tintes azules y
verdiazules.

Al principio, los paneles de vidrio monolítico que se colocaban en los techos poseían un espesor de 4 a 7 mm. Dichos espesores eran suficientes para esos elementos sin función estructural. Desde el punto de vista de la seguridad, los paneles en cuestión eran sometidos a un templado térmico. Posteriormente, también se propusieron conjuntos laminados con el fin de ofrecer las propiedades de seguridad ya conocidas, que básicamente son las mismas que las de los cristales que constituyen los parabrisas.

La instalación de paneles laminados en los techos de los vehículos se propuso particularmente para introducir capas finas funcionales. La estructura laminada presenta la ventaja de conciliar la presencia de esas capas con una buena resistencia al desgaste. Las capas funcionales situadas en las caras de los cristales que no están en contacto con el medio ambiente están protegidas de las degradaciones por rayadura, abrasión, etc. contrariamente a lo que sucede cuando se utiliza una capa colocada sobre un cristal monolítico.

Uno de los objetivos de la invención consiste en proponer cristales destinados a constituir una parte sustancial, o incluso la totalidad de la superficie de los techos de los vehículos automóviles, o cristales que presentan características similares, cristales que ofrecen soluciones ventajosas en respuesta a las diferentes exigencias mencionadas anteriormente.

Los cristales según la invención están formados por al menos dos hojas de vidrio que van unidas por medio de una hoja intermedia de un material termoplástico tradicional en el caso de los cristales laminados, cristales que presentan una transmisión energética (TE) inferior al 15%, una transmisión luminosa (TL) que no supera el 35% y cuyas características en transmisión conducen a una luz cuyas características se sitúan en el diagrama de cromacidad del CIE, en el perímetro definido por los puntos de coordenadas B (0,2600; 0,3450), F (0,3300; 0,3300), G (0,3150; 0,2900) y H (0,2350; 0,2750).

La transmisión energética (TE) de los cristales según la invención es lo más baja posible. En todos los casos es deseable limitar el aporte energético para evitar el calentamiento del habitáculo, y/o, para no solicitar inútilmente la instalación de acondicionamiento de aire ya que consume mucha energía. Según la invención, la transmisión energética es preferentemente superior al 10% de la energía incidente. Ventajosamente, esta transmisión es inferior al 8% o incluso al 6%.

Como se ha señalado anteriormente, se está haciendo un esfuerzo por reducir la transmisión energética a valores inferiores al 10%. Según la invención, se pueden utilizar determinados cristales laminados que presentan las particularidades cromáticas anteriormente indicadas y que dejan pasar un poco más del 10% de la energía incidente. No obstante, en estas condiciones, los cristales en cuestión se distinguen preferentemente por las características relativas al contenido en hierro. Dichos cristales laminados comprenden al menos dos hojas de vidrio cuyos agentes cromóforos comprenden hierro, estando el contenido en hierro total expresado en Fe_{2}O_{3} comprendido entre el 0,9 y el 1,8%. Las dos hojas de vidrio deben cumplir simultáneamente esta condición, pero sus composiciones puede ser idénticas o diferentes. Sin embargo, esas condiciones particulares, menos exigentes por lo que respecta a la limitación de la transmisión energética, no permiten hacer caso omiso de la obligación de controlar dicha transmisión energética. Esta última no debe superar el 15%. Particularmente, se pueden elaborar cristales de este tipo cuando sus dimensiones no son demasiado grandes y cuando la cuestión energética es menos estricta.

Los medios habituales para limitar la transmisión energética (tinción del vidrio, presencia de capas reflectantes o absorbentes y esmaltado parcial del cristal) dan lugar simultáneamente a una reducción de la transmisión luminosa en el visible. En la práctica, casi la mitad de la energía solar es transmitida por la radiación en el ámbito visible. Por lo tanto, es comprensible que también se realice un esfuerzo por reducir la transmisión luminosa en el visible, aunque sólo sea para disminuir otro tanto la transmisión energética. Los constructores también aceptan de buen grado la reducción de la transmisión luminosa para favorecer el carácter privado del habitáculo. Una transmisión luminosa inferior al 35% es la más elevada que permite cumplir esta exigencia de luminosidad reducida, que disimula el interior del habitáculo al observador situado en el exterior, y atenúa notablemente el aporte energético correspondiente. Preferentemente, la transmisión luminosa no excede el 25%, y de manera particularmente preferente, no supera el 20%.

Preferentemente, la reducción de la transmisión luminosa en el visible tampoco debe ser percibida como excesiva por los pasajeros. Hay que mantener un mínimo de transmisión para mantener la sensación de "techo transparente". Sin embargo, esta sensación se puede lograr con transmisiones luminosas muy bajas, por ejemplo del orden del 5% o menos. Los cristales según la invención suelen tener una TL que no es inferior al 10%.

Aunque los elementos de cromacidad a los que se refiere la definición de la invención son habituales para los técnicos del ámbito del vidrio tintado, se vuelven a recordar más adelante para que queden más claros.

De manera general, las propiedades ópticas de una hoja de vidrio se determinan con respecto a un iluminante estándar. Los más habituales son el iluminante C y el iluminante A definidos por la Comisión Internacional de Iluminación (CIE). El iluminante C representa la luz diurna media cuya temperatura de color es de 6700 K. Este iluminante es útil sobre todo para evaluar las propiedades ópticas de los cristales destinados a la construcción. El iluminante A representa la radiación emitida por un radiador de Planck a una temperatura de aproximadamente 2856 K. Este iluminante representa la luz emitida por los faros de coche y básicamente se utiliza para evaluar las propiedades ópticas de los cristales utilizados en los vehículos automóviles. La Comisión Internacional de Iluminación también ha publicado un documento titulado "Colorimetría, Recomendaciones Oficiales de la CIE" (mayo 1970), que describe un sistema en el cual las coordenadas colorimétricas para la luz de cada longitud de onda del espectro visible se definen de manera a poder ser representadas en un diagrama de ejes ortogonales x e y, denominado diagrama tricromático CIE 1931. Este diagrama tricromático muestra el lugar representativo de la luz de cada longitud de onda (expresada en nanómetros) del espectro visible. Dicho lugar se llama "spectrum locus" y la luz cuyas coordenadas se sitúan en este spectrum locus se dice que posee un 100% de pureza de excitación para la longitud de onda apropiada. El spectrum locus está cerrado por una línea llamada línea de los púrpuras que une los puntos del spectrum locus cuyas coordenadas corresponden a las longitudes de onda 380 nm (violeta) y 780 nm (rojo). La superficie comprendida entre el spectrum locus y la línea de los púrpuras es la disponible para las coordenadas tricromáticas de toda luz visible. Por ejemplo, las coordenadas de la luz emitida por el iluminante C se corresponden con x = 0,3101 e y = 0,3162. Este punto C se considera que representa la luz blanca y, por ese motivo, posee una pureza de excitación igual a cero para cualquier longitud de onda. A partir del punto C se pueden trazar líneas hacia el spectrum locus para cualquier longitud de onda deseada y todo punto situado sobre dichas líneas se puede definir, no sólo por sus coordenadas x e y, sino también en función de la longitud de onda correspondiente a la línea sobre la que se encuentre dicho punto, y de su distancia desde el punto C con respecto a la longitud total de la línea de longitud de onda. Por lo tanto, el color de la luz transmitida por una hoja de vidrio tintada se puede describir por su longitud de onda dominante y su pureza de excitación expresada en porcentaje.

Las coordenadas CIE de la luz transmitida por un cristal tintado no sólo dependen de la composición del vidrio sino también de su espesor.

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En la descripción que figura a continuación así como en las reivindicaciones, se utiliza también:

-: la transmisión luminosa total para el iluminante A (TLA), medida para un espesor de 4 mm (TLA4) y un ángulo sólido de observación de 2º. Esta transmisión total es el resultado de la integración entre las longitudes de onda de 380 y 780 nm de la expresión: \Sigma T_{\lambda}.E_{\lambda}.S_{\lambda}/\Sigma E_{\lambda}.S_{\lambda} en la que T_{\lambda} es la transmisión para la longitud de onda \lambda, E_{\lambda} es la distribución espectral del iluminante y S_{\lambda} es la sensibilidad del ojo humano normal en función de la longitud de onda \lambda;

-: la transmisión energética total (TE) según Moon (ISO 9050), medida para un espesor de 4 mm (TE4) y bajo un ángulo sólido de observación de 2º. Esta transmisión total es el resultado de la integración entre las longitudes de onda 300 y 2500 nm de la expresión: \Sigma T_{\lambda}.E_{\lambda}/\Sigma E_{\lambda} en la que E_{\lambda} es la distribución energética espectral del sol a 30º por encima del horizonte;

-: la selectividad (SE), medida por la relación existente entre la transmisión luminosa total para el iluminante A y la transmisión energética total (TLA/TE);

-: la transmisión total en el ultravioleta, medida para un espesor de 4 mm (TUV4). Esta transmisión total es el resultado de la integración entre 280 y 380 nm de la expresión: \SigmaT_{\lambda}.U_{\lambda}/\SigmaU_{\lambda} en la que U_{\lambda} es la distribución espectral de la radiación ultravioleta que ha atravesado la atmósfera, determinada en la norma DIN 67507;

-: el color (\lambda, P, x, y) se calcula en iluminante C, ángulo sólido de observación de 2º, para el espesor del cristal en cuestión;

-: el índice del rendimiento en color se establece según la norma EN 410 (iluminante D_{65}).

Las coordenadas del perímetro colorimétrico que responden a las características de la invención suelen dar lugar a cristales cuya apariencia en transmisión es gris, o azulada en la parte de ese perímetro correspondiente a las coordenadas más bajas, o lo que es lo mismo, en la parte más cercana al punto H. El grado de pureza retenido para los cristales correspondientes a esta parte hace que el rendimiento en color siga siendo satisfactorio.

El matiz azulado está incluido en el perímetro de la invención para responder, dado el caso, al deseo de armonizar todos los cristales de un mismo vehículo. Para los cristales laterales y traseros los constructores han apostado recientemente por tintes azulados, con grados de pureza que varían en función del tipo de cristal en cuestión, soliendo colocarse los más tintados en la parte trasera de los vehículos.

La invención apuesta preferentemente por los productos más neutros. En este sentido, los puntos de coordenadas B'(0,2650; 0,3350), F'(0,3200; 0,3200), G'(0,3100; 0,3000) y H'(0,2500; 0,2900) describen un perímetro ventajoso. De manera particularmente preferente, los cristales según la invención presentan una luz en transmisión cuyas características corresponden al perímetro B'' (0,2800; 0,3300), F'' (0,3089; 0,3225), G'' (0,2890; 0,2975) y H'' (0,2600; 0,2930).

Los cristales según la invención pueden representar una parte más o menos importante de la superficie del techo de los vehículos a los que van destinados. También pueden servir para la constitución de otros elementos acristalados del vehículo como se ha indicado anteriormente. De manera general, comparada con la de los paneles de techos anteriores, su superficie es relativamente importante, del orden del metro cuadrado, y para los vehículos de mayor tamaño, tipo "monovolumen", esta superficie puede alcanzar hasta dos metros cuadrados o más. Por supuesto, los cristales según la invención, que responden a las exigencias específicas de las grandes dimensiones, también se pueden utilizar ventajosamente para constituir elementos de dimensiones más modestas, y más concretamente, para paneles de techos.

La estructura laminada comprende tradicionalmente dos hojas de vidrio unidas por medio de una hoja intermedia de material termoplástico. Cabe la posibilidad de unir más de dos hojas de vidrio. Pero en la práctica, una solución de este tipo, que permitiría obtener principalmente propiedades mecánicas todavía mejoradas, se enfrenta con problemas de peso y de coste. La multiplicidad de las hojas, aunque el espesor de cada una sea limitado, conduce inevitablemente a un aumento del espesor total. Por otro lado, una estructura más compleja aumenta claramente el coste de producción. Por estos motivos, de manera general, los cristales según la invención suelen estar formados por dos hojas de vidrio y por una hoja intermedia termoplástica.

Los cristales se unen de manera tradicional. Los materiales constitutivos de la hoja intermedia son particularmente los polivinilbutiral (PVB), los acetatos de polivinilo (EVA), los cloruros de polivinilo (PVC) y las resinas de poliuretano (PU). Los materiales de la hoja intermedia se pueden escoger, dado el caso, para contribuir al establecimiento de las propiedades ópticas del cristal. A título indicativo, las hojas de PVB contienen tradicionalmente agentes anti-UV cuya función consiste en proteger al material contra el envejecimiento, pero que simultáneamente confieren al cristal propiedades muy potentes para filtrar los rayos UV. Las hojas termoplásticas también pueden participar en el establecimiento de las condiciones requeridas en términos de transmisión luminosa o de color. En este sentido, se pueden utilizar hojas intermedias tintadas en masa.

La naturaleza de los colorantes utilizados para los materiales termoplásticos, y como consecuencia sus propiedades, son considerablemente diferentes a las de los colorantes de los vidrios. La diferencia más importante para la aplicación según la invención concierne la transmisión energética. Se sabe que para la tinción del vidrio se utilizan principalmente los óxidos de hierro. Particularmente, el ajuste de los contenidos de óxido férrico/óxido ferroso, contribuye de manera muy notable no sólo al establecimiento del color, sino también al de la transmisión energética. Los colorantes utilizados habitualmente en las hojas plásticas absorben proporcionalmente mucho más en el visible que en el infrarrojo. Teniendo en cuenta que para una transmisión luminosa dada se suele hacer todo lo posible por conseguir la transmisión energética más baja posible, la elección de una hoja intermedia tintada no suele ser preferente. Sin embargo, no se excluye la utilización de hojas intermedias tintadas. Estas últimas se utilizan para completar, ajustar o corregir la coloración conferida al cristal por las hojas de vidrio y, dado el caso, por las capas finas
adicionales.

A título indicativo, cuando se quiere obtener un cristal cuyas características lo sitúan en la zona de los azules del diagrama cromático, existe la posibilidad, partiendo de una hoja de vidrio de color verde, por asociación con una hoja intermedia azul, de dar al conjunto formado una coloración con dominancia azul.

Anteriormente se han señalado cuales son las condiciones que deben cumplir los cristales según la invención. También se han precisado las principales características de las hojas. Huelga decir que la elección de las hojas de vidrio es determinante para las propiedades del cristal. Por este motivo, para obtener un cristal "neutro" o azulado, con baja transmisión energética y con una transmisión luminosa controlada, se utilizan preferentemente hojas de vidrio que individualmente ya presentan este tipo de propiedades. Dicho de otro modo, se utilizan ventajosamente hojas de vidrio que poseen una pureza de excitación muy baja y cuyas transmisiones energéticas y luminosas son limitadas, o conjuntos que comprenden una hoja de este tipo.

De este modo, se utiliza ventajosamente al menos una hoja de vidrio gris cuya pureza de excitación es inferior al 10%, y que, con un espesor de 4 mm, posee una transmisión luminosa (TLA) inferior al 25%, y preferentemente inferior al 20%. Entre los vidrios que cumplen estas condiciones cabe señalar por ejemplo los vidrios sodo-cálcicos cuyos componentes estructurales presentan tradicionalmente las siguientes concentraciones ponderales:

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SiO_{2}	60-75%	Al_{2}O_{3}	0-5%
Na_{2}O	10-20%	BaO	0-2%
CaO	0-16%	BaO+CaO+MgO	10-20%
K_{2}O	0-10%	K_{2}O+Na_{2}O	10-20%
MgO	0-10%

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A estos componentes se añaden constituyentes cromóforos, principalmente: Fe_{2}O_{3}, Co, Se y Cr_{2}O_{3}. Entre los vidrios "grises" de este tipo se encuentran principalmente aquellos cuyos agentes cromóforos presentan las siguientes concentraciones:

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	Fe_{2}O_{3}	1-1,65%
	Co	0,017-0,030%
	Se	0,001-0,0100%

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Otra combinación ventajosa de cromóforos comprende además óxido de cromo. Las concentraciones preferentes en este caso son por ejemplo:

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	Fe_{2}O_{3}	0,75-1,8%
	Co	0,0040-0,0180%
	Se	0,0003-0,0040%
	Cr_{2}O_{3}	0,0010-0,0100%

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En las publicaciones FR-A 2 738 238 y 2 738 240, entre otras, se describen de manera detallada vidrios de este tipo.

Todos los vidrios anteriores son muy neutros y "grises" en transmisión. Dado el caso, como se ha indicado anteriormente, los cristales según la invención pueden presentar un matiz azulado. Para obtener este tipo de cristal, es ventajoso que en el conjunto laminado haya al menos una hoja de vidrio que presente este tipo de coloración.

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Un vidrio preferente de este tipo es por ejemplo un vidrio sodo-cálcico cuyos constituyentes cromóforos son esencialmente los óxidos de hierro y el cobalto en las siguientes proporciones ponderales:

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	Fe_{2}O_{3} (hierro total)	1,1-1,8%
	FeO	0,30-0,50%
	Co	0,0030-0,0270%

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a los que, dado el caso, se añaden otros agentes en las proporciones indicadas a continuación:

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	Cr_{2}O_{3}	0-0,1000%
	V_{2}O_{5}	0-0,0500%
	CeO_{2}	0-0,5%
	TiO_{2}	0-1,5%
	Se	0-0,0100%

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En la solicitud de patente europea presentada el 22 de diciembre de 1998 con el número 98 124 371.0 se describen de manera detallada vidrios azules que se corresponden con esta definición.

Si se utiliza una hoja de vidrio azul como la indicada anteriormente, sus características de transmisión suelen ser, para un espesor de 4 mm, del orden del 35 al 45% de TLA y del 20 al 30% de TE. Una hoja de este tipo, por ejemplo de 2 mm de espesor, debe ir asociada a una hoja de vidrio neutra más absorbente para obtener un cristal que responda a las características de la invención. Una asociación, por ejemplo con una hoja gris altamente absorbente, del mismo tipo que las anteriormente descritas, permite obtener un conjunto satisfactorio. Más adelante se ofrecen ejemplos más precisos de dichas combinaciones.

De acuerdo con la invención, también es ventajoso utilizar al menos una hoja de vidrio conocida por su baja transmisión energética. Entre los vidrios de este tipo que poseen una alta selectividad cabe destacar principalmente aquellos cuyos cromóforos se encuentran en las siguientes proporciones:

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	Fe_{2}O_{3} (hierro total)	1,2-1,85%
	FeO	0,40-0,50%
	Co	0,0020-0,013%
	Cr_{2}O_{3}	0-0,0240%
	V_{2}O_{5}	0-0,1%
	Se	0-0,0015%

Estos vidrios son de color muy oscuro con un matiz que va de verde a azul. Su selectividad suele superar 1,65. Dichos vidrios se describen de manera detallada en la solicitud de patente francesa presentada el 31 de julio de 1998 con el número 98/100020.

Otra serie de vidrios tintados muy selectivos y con baja transmisión energética se corresponde con composiciones en las que los cromóforos son: bien

	Fe_{2}O_{3} (hierro total)	1,2-1,8%
	FeO	0,25-0,35%
	Co	0,0020-0,010%
	Cr_{2}O_{3}	0,001-0,0100%
	CeO_{2}	0,1-0,8%

o bien

	Fe_{2}O_{3} (hierro total)	0,9-1,8%
	FeO	0,25-0,35%
	Co	0,0010-0,010%
	Cr_{2}O_{3}	0-0,0240%
	V_{2}O_{5}	0-0,2%

Estos vidrios, también muy tintados, son verdigrises y su selectividad suele ser superior a 1,5. Dichos vidrios se describen en la publicación EP-A 0887320.

Las características de al menos una de las hojas de vidrio satisfacen preferentemente las siguientes relaciones de manera individual:

: P < 20%

: R > -P+80%

en las que P es la pureza de excitación medida para 4 mm de espesor, con el iluminante C, bajo un ángulo sólido de observación de 2º, y R el índice de rendimiento en color tal como se define en la norma EN 410. Este último índice traduce la observación a través de un cristal determinado, de un conjunto de ocho muestras de color iluminadas por el iluminante de referencia D65. El índice de rendimiento en color es más elevado cuanto menos modifique la percepción de los colores la presencia del cristal. Dentro del conjunto, los vidrios grises son aquellos cuyo índice de rendimiento en color es el más elevado. Dicho índice suele ser superior al 80% y puede alcanzar e incluso exceder el 90%. En comparación, los vidrios que confieren un matiz azulado presentan dentro del conjunto un índice más bajo que se sitúa en torno al 75%. De manera general, para la constitución de los cristales según la invención se utilizan hojas cuyo índice de rendimiento en color no es inferior al 70% y preferentemente al 75%.

Los vidrios más neutros, de color gris, responden ventajosamente a las condiciones:

: P<10%

: R > -P+90%.

Por supuesto, al igual que antes, lo importante es lo que el cristal completo permite obtener. Según la invención, los cristales presentan ventajosamente un índice de rendimiento en color superior al 70% y preferentemente superior al 75%.

La elección de los vidrios de las hojas que constituyen el cristal según la invención también depende del espesor escogido. A este respecto, cabe recordar que aunque el espesor de las hojas de vidrio influye de manera evidente en las características ópticas, y particularmente en los valores de transmisión luminosa y energética, la elección de los espesores no se debe realizar sin tener en cuenta los requisitos de peso. Estos últimos, a pesar de no ser obligatorios, hacen que se prefieran los cristales que cumplen las exigencias anteriormente indicadas, que por otro lado son los más ligeros posibles. Lo ideal sería obtener techos cuya masa no fuese superior a la de los techos metálicos correspondientes. En su defecto, los constructores desean limitar la sobrecarga que supone la utilización de un cristal.

En la práctica, lo deseable es no superar un espesor del orden de 6,5 mm y preferentemente de 5,5 mm. A pesar de la ventaja que representan los cristales de poco espesor, y por consiguiente de peso limitado, resulta difícil producir cristales cuyo espesor sea inferior a 4 mm y que conserven todas las propiedades, principalmente de resistencia mecánica, exigidas a los cristales utilizados en las condiciones de la invención.

En estas condiciones, las hojas de vidrio utilizadas para constituir el cristal laminado presentan ventajosamente un espesor de al menos 1,8 mm y como máximo igual a 4 mm. Preferentemente, el espesor de cada una de las hojas de vidrio está comprendido entre 2 y 3,8 mm.

El peso de la hoja intermedia en el cristal es relativamente bajo con respecto al de las hojas de vidrio. Por este motivo, la elección del espesor depende esencialmente de consideraciones relativas a las condiciones de producción y a las propiedades mecánicas del cristal constituido. Un espesor muy pequeño puede complicar la unión de las hojas de vidrio y/o fragilizar el cristal. En la práctica, la hoja intermedia tiene un espesor al menos igual a 0,3 mm. En cambio, más allá de un cierto espesor un aumento adicional no mejora las propiedades mecánicas e incrementa el coste. Por este motivo, es preferible utilizar una hoja intermedia cuyo espesor no sea superior a 1,5 mm y más ventajosamente, inferior a 1 mm.

Tradicionalmente, los paneles acristalados utilizados anteriormente se templaban para responder a las exigencias de seguridad. Los cristales según la invención al ser laminados presentan las propiedades propias de este tipo de estructura. Las hojas se pueden romper principalmente en caso de choque, pero los trozos no se desprenden gracias a su adherencia a la hoja intermedia, lo que evita los riesgos de laceración. Del mismo modo, el mantenimiento de la estructura del cristal una vez rotas las hojas de vidrio permite, en caso de accidente, reducir el riesgo de que los pasajeros salgan despedidos.

No obstante, las calidades de los cristales laminados no permiten obtener determinadas prestaciones de los cristales templados por lo que respecta a la resistencia mecánica. A título indicativo, para los mismos espesores de vidrio, la resistencia a la flexión de una hoja templada encapsulada es respectivamente de 50 (instantánea, 10 s) y 20 MPa (permanente) para la hoja templada y sólo de 20 y 10 MPa para el laminado correspondiente.

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En la práctica, según la invención, para conseguir características similares a las de los vidrios templados, sobre todo por lo que respecta a la resistencia a la flexión, se propone utilizar vidrios semi-templados que se prestan sin problemas a la conformación de los laminados y presentan propiedades mecánicas mejoradas con respecto a estos últimos. Las resistencias a la flexión, para características análogas a las precedentes, se establecen para valores respectivos que equivalen al menos a los 2/3 de los de los vidrios templados. Típicamente, para las condiciones anteriores, el vidrio semi-templado (o endurecido) presenta valores de resistencia a la flexión (instantánea y permanente) del orden de 35 y 15 MPa.

Los cristales según la invención también pueden comprender capas funcionales. Suele tratarse de capas antisolares cuya función principal consiste en reducir todavía más la transmisión energética dentro del habitáculo. Son capas absorbentes y/o reflectantes convencionales. Se trata principalmente de capas a base de óxidos conductores como los óxidos de estaño dopados o no, principalmente con flúor o con antimonio, de capas a base de óxido de estaño y de indio, o de capas metálicas como las capas sencillas o múltiples de plata.

Las capas, cuando están presentes, se colocan preferentemente en las caras del cristal que después de la unión no quedan expuestas al aire ambiental. Dichas caras son las que están en contacto con la hoja intermedia termoplástica. En esta posición, las capas finas están protegidas contra los deterioros accidentales, las rayaduras y similares.

Las capas antisolares utilizables según la invención se pueden producir siguiendo las técnicas habituales en este ámbito, entre las que destacan principalmente las técnicas de pirólisis o las técnicas de deposición al vacío. Las técnicas de pirólisis son las que permiten obtener capas más baratas. Estas últimas se pueden realizar directamente en la banda de vidrio en formación.

Lo más habitual es proceder mediante una técnica de pirólisis gaseosa (CVD) en el recinto del "float", o a la salida de éste, para aprovechar la temperatura de la banda de vidrio para realizar la pirólisis. Sin embargo, el empleo de una pirólisis en estas condiciones puede plantear un problema cuando se trabaja con una hoja de vidrio de poco espesor. El hecho de producir la reacción a partir de la energía acumulada implica una modificación del estado térmico de la hoja que será más notable cuanto más fina sea esta última. En las hojas muy finas, de 2 mm y menos, la reducción de temperatura de la cara tratada puede dar lugar a deformaciones de la hoja que se oponen a un tratamiento bien controlado. En caso de tener que introducir una capa pirolítica en el cristal, dicha capa se aplicaría sobre la hoja más espesa, sin que esto excluya otras soluciones.

Las deposiciones al vacío no conllevan estas dificultades, pero se realizan de manera discontinua, hoja a hoja, y su coste es considerablemente más elevado. Por este motivo, en la medida de lo posible, los cristales según la invención se realizan preferentemente sólo con aquellas capas que se pueden obtener de manera continua a partir del vidrio de las hojas.

Huelga decir que cada una de las hojas puede recibir una o varias capas idénticas o diferentes. Principalmente, cabe la posibilidad de colocar por ejemplo una capa pirolítica de óxido de estaño sobre la hoja más espesa y un conjunto de capas a base de plata por deposición al vacío en la otra hoja.

La invención se describe de manera más detallada en los ejemplos y en las figuras adjuntas a las que se puede recurrir siempre que sea necesario, en las cuales:

la figura 1 representa una parte del diagrama cromático de la CIE;

la figura 2 es una representación gráfica de la relación entre el índice de rendimiento en color y la pureza de excitación, que pone de manifiesto ámbitos preferentes según la invención;

la figura 3 es una representación esquemática de un corte de cristal según la invención;

las figuras 4a y 4b son diagramas de transmisión/reflexión producidos por capas finas antisolares convencionales.

Para los ejemplos de realización de cristales según la invención, se utilizaron diferentes vidrios. Todos estos vidrios presentan composiciones sodo-cálcicas de base prácticamente idénticas y se corresponden con las siguientes proporciones ponderales:

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	SiO_{2}	71-72,5%
	Al_{2}O_{3}	0,13-0,95%
	Na_{2}O	13,7-13,75%
	CaO	8,3-8,7%
	K_{2}O	0,05-0,16%
	MgO	3,7-4,1%

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La tabla que figura más abajo recoge los constituyentes cromóforos de los diferentes vidrios. En esta tabla también se indican las características ópticas más importantes para el objeto de la invención. Se trata de la transmisión luminosa (TLA), de la transmisión energética (TE), de la pureza de excitación (P) y del índice de rendimiento en color (R). Las mediciones de las propiedades ópticas, salvo en el caso de P, se dan para un espesor de referencia de 4 mm. Por su parte, la pureza se determinó para un espesor de 5 mm en transmisión específica interna.

El contenido en hierro es el contenido en hierro total, expresado de manera tradicional en Fe_{2}O_{3}.

1

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La figura 2 muestra la posición de dichos vidrios en el diagrama de pureza/índice de rendimiento en color. El vidrio gris del ejemplo 1 es aquel que simultáneamente presenta la pureza más baja y el índice de rendimiento en color más elevado. Este vidrio está definido, en el ámbito particularmente preferente, por las condiciones en P y R. Los demás vidrios preparados en estos ejemplos también se definen, en un ámbito más amplio, a partir de las relaciones entre P y R. Se trata de vidrios que, de manera general, presentan propiedades interesantes por lo que respecta a las transmisiones energética y luminosa, pero cuya luz transmitida no es totalmente neutra, y que, debido a ello, introducen modificaciones en la restitución de los colores. Sin embargo, estos vidrios son útiles para la constitución de cristales según la invención, particularmente cuando van asociados a un vidrio neutro como se puede observar en los ejemplos que se presentan en la continuación de la descripción.

A partir de dichos vidrios, realizados en varios espesores, se produjeron diferentes cristales laminados. En todos esos cristales, la hoja intermedia es una hoja de PVB incolora de 0,76 mm de espesor, salvo en los ejemplos 137, 138, 164, 166 y 177, en los cuales la hoja intermedia es de color azul. En los ejemplos 173, 174 y 176, la hoja intermedia está formada por un conjunto que comprende PVB asociado a una hoja de PET sobre la que se coloca un apilamiento a base de capas de plata. El interés de este tipo de hoja intermedia es proporcionar productos que se presten sin problema a las operaciones de curvado. Las capas funcionales colocadas sobre PET son menos sensibles a las posibles degradaciones ocasionadas por las operaciones de curvado que las colocadas directamente sobre una hoja de vidrio. En la tabla, la presencia de esta hoja intermedia particular se indica en la columna relativa a las capas mediante
una S.

Además de actuar como pegamento de las dos hojas de vidrio, el PVB constituye un filtro muy potente de los rayos ultravioletas. La transmisión de UV de la hoja de PVB utilizada es inferior al 1%.

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Los diferentes cristales producidos y sus propiedades se recogen en la tabla que figura a continuación en la que se especifican:

-: la naturaleza del vidrio de cada hoja;

-: el espesor de cada hoja e_{1}, e_{2}, en mm;

-: el espesor total del cristal constituido e_{v};

-: la indicación de las capas funcionales presentes;

-: la transmisión luminosa del cristal;

-: la transmisión energética del cristal;

-: la pureza de excitación del cristal;

-: el índice de rendimiento en color del cristal; la longitud dominante en transmisión \lambda_{D}, en mm.

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Las capas funcionales, excepto las introducidas con la hoja intermedia, se colocan sistemáticamente sobre la cara del vidrio orientada hacia la hoja intermedia de PVB. Las capas probadas son, por una parte, capas de óxido de estaño dopadas con antimonio (C_{1} y C_{2}) del mismo tipo que las descritas en las publicaciones de patente BE-A 1010321 y 1010322, y por otra parte, capas de plata (C_{3}) como las descritas en la publicación de patente EP-B 336257.

Las capas C_{1} y C_{3} presentan respectivamente los espectros de transmisión y reflexión representados en las figuras 4a y 4b. Se trata, como ya se ha dicho, de capas antisolares. Para la capa C_{1} se puede observar que la transmisión en el infrarrojo (de 800 a 2500 nm) está considerablemente reducida. Esta reducción se debe, para una parte que va creciendo con la longitud de onda, a la reflexión de los IR. Esta última es prácticamente nula para las longitudes de onda visibles (inferiores a 800 nm). Las características de la capa C_{2} no están representadas. Dichas características son análogas a las de C_{1} con una transmisión todavía más limitada. El diagrama 4b correspondiente a un conjunto de capas a base de plata (dos capas de plata separadas por una capa a base de óxido de estaño) muestra una transmisión todavía más reducida que antes en el ámbito infrarrojo. La selectividad de esta capa (TL/TE) también está más
acentuada.

La estructura más habitual de los cristales según la invención aparece ilustrada en la figura 3. Dichos cristales comprenden dos hojas de vidrio 1 y 2. Estas hojas pueden ser de naturaleza idéntica o diferente, y presentar espesores diferentes o no. Las hojas 1 y 2 van fijadas entre sí por medio de una hoja intermedia termoplástica 3 que en los ejemplos presentados consiste en una hoja de PVB. En la figura 3 también se ha representado una capa fina 4 que se coloca sobre la cara de una de las hojas de vidrio, del lado de la hoja intermedia. Cuando, como ocurre en algunos de los ejemplos siguientes, cada una de las hojas lleva una capa funcional, dichas capas se sitúan a ambos lados de la hoja intermedia.

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2

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TABLA (continuación)

3

TABLA (continuación)

4

TABLA (continuación)

5

TABLA (continuación)

6

TABLA (continuación)

7

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En la tabla anterior se puede constatar, a partir de los vidrios probados, que es posible reunir las condiciones de TE más estrictas (TE<10%) y colorimétricas de la invención para laminados cuyo espesor es inferior a 5 mm. En una gran parte de esos ejemplos, el cristal comprende una o dos capas antisolares. Para conseguir las prestaciones buscadas con esos espesores, sin capa antisolar, hay que utilizar los vidrios más "tintados".

Para espesores un poco más importantes, del orden de 6 mm, las prestaciones se alcanzan sin capa antisolar por medio de diferentes combinaciones de vidrio.

Los vidrios II, III y VI son conocidos por sus propiedades antisolares. Dichos vidrios no poseen la pureza de excitación de los grises. Cuando se utilizan solos, presentan en transmisión una coloración verdiazul de longitud de onda dominante de 492 a 499 nm. Asociados a un vidrio gris, por ejemplo de tipo 1, en un cristal, permiten alcanzar una bajísima transmisión energética manteniendo al conjunto dentro de los límites colorimétricos requeridos según la invención. Dicho de otro modo, la presencia del vidrio gris permite atenuar la coloración de la otra hoja. Por supuesto, los mejores rendimientos en color se obtienen en los ejemplos correspondientes a la asociación de dos vidrios grises.

Los vidrios IV y V tienen en transmisión una longitud de onda dominante azul (487 y 488 nm). El objetivo de la utilización de estos vidrios es conferir un matiz azul sin salir de los límites colorimétricos de la invención. Al igual que para los vidrios anteriores, el mantenimiento de estas características pasa por la asociación con una hoja de vidrio gris.

Claims

1. Cristal automóvil de baja transmisión luminosa, formado por al menos dos hojas de vidrio que van unidas por medio de una hoja intermedia de material termoplástico, que presenta una transmisión luminosa (TLA) inferior al 35%, una transmisión energética inferior al 15% y características colorimétricas que lo sitúan en el diagrama de cromacidad del CIE, en el perímetro definido por los puntos de coordenadas B (0,2600; 0,3450), F (0,3300; 0,3300), G (0,3150; 0,2900) y H (0,2350; 0,2750).

2. Cristal según la reivindicación 1, que presenta una transmisión luminosa (TLA) inferior al 25% y una transmisión energética inferior al 10%.

3. Cristal según la reivindicación 1, que presenta una transmisión energética (TE) inferior al 10%.

4. Cristal según una de las reivindicaciones anteriores, cuyo espesor no supera los 6,5 mm.

5. Cristal según una de las reivindicaciones anteriores, cuyo espesor no supera los 5,5 mm.

6. Cristal según una de las reivindicaciones anteriores, que presenta una transmisión energética (TE) inferior al 8%.

7. Cristal según una de las reivindicaciones anteriores, que presenta una transmisión luminosa (TLA) inferior al 20%.

8. Cristal según una de las reivindicaciones anteriores, que en el diagrama de cromacidad del CIE se sitúa en el perímetro B' (0,2650; 0,3350), F' (0,3200; 0,3200), G' (0,3100; 0,3000) y H' (0,2500; 0,2900).

9. Cristal según la reivindicación 8, que en el diagrama de cromacidad del CIE se sitúa en el perímetro B'' (0,2800; 0,3300), F'' (0,3089; 0,3225), G'' (0,2890; 0,2975) y H'' (0,2600; 0,2930).

10. Cristal según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual la transmisión luminosa (TLA) no es inferior al 10%.

11. Cristal según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual al menos una de las hojas de vidrio presenta características de pureza de excitación (P) y de índice de rendimiento en color (R) que cumplen las siguientes relaciones:

: P > 20%

: R > -P+80%

12. Cristal según la reivindicación 11, en el cual la hoja de cristal que cumple las relaciones indicadas presenta un índice de rendimiento en color superior al 70%.

13. Cristal según una de las reivindicaciones anteriores, cuyas hojas de vidrio y de material termoplástico se escogen de manera que el índice de rendimiento en color del cristal sea al menos igual al 70%.

14. Cristal según la reivindicación 13, en el cual las hojas de vidrio y de material termoplástico se escogen de manera que el índice de rendimiento en color del cristal sea superior al 75%.

15. Cristal según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende al menos una hoja de vidrio que presenta la siguiente composición general:

y cuyos constituyentes cromóforos son:

Fe_{2}O_{3} 1-1,65% Co 0,017-0,030% Se 0,001-0,0100%

16. Cristal según una de las reivindicaciones 1 a 14, formado por al menos una hoja de vidrio que presenta la siguiente composición general:

y cuyos constituyentes cromóforos son:

17. Cristal según una de las reivindicaciones 1 a 14, formado por al menos una hoja de vidrio que presenta la siguiente composición general:

y cuyos constituyentes cromóforos son:

Fe_{2}O_{3} (hierro total) 1,1-1,8% FeO 0,30-0,50% Co 0,0030-0,0270% Cr_{2}O_{3} 0-0,1000% V_{2}O_{5} 0-0,0500% CeO_{2} 0-0,5% TiO_{2} 0-1,5% Se 0-0,0100%

18. Cristal según una de las reivindicaciones 1 a 14, formado por al menos una hoja de vidrio que presenta la siguiente composición general:

y cuyos constituyentes cromóforos son:

Fe_{2}O_{3} (hierro total) 1,2-1,85% FeO 0,40-0,50% Co 0,0020-0,013% Cr_{2}O_{3} 0-0,1% V_{2}O_{5} 0-0,1% Se 0-0,0015%

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19. Cristal según una de las reivindicaciones 1 a 14, formado por al menos una hoja de vidrio que presenta la siguiente composición general:

y cuyos constituyentes cromóforos son:

20. Cristal según una de las reivindicaciones 1 a 14, formado por al menos una hoja de vidrio que presenta la siguiente composición general:

y cuyos constituyentes cromóforos son:

Fe_{2}O_{3} (hierro total) 0,9-1,8% FeO 0,25-0,40% Co 0,0010-0,0100% Cr_{2}O_{3} 0-0,1% V_{2}O_{5} 0-0,2%

21. Cristal según una de las reivindicaciones anteriores, formado por al menos una capa de tipo antisolar a base de un óxido conductor del grupo constituido por los óxidos de estaño dopados con flúor o con antimonio, o de óxidos de indio y de estaño.

22. Cristal según una de las reivindicaciones 1 a 20, formado por al menos un conjunto de capas de tipo antisolar a base de plata.

23. Cristal según una de las reivindicaciones 1 a 20, formado por una hoja intermedia de material composite que comprende un ensamblaje de capas antisolares a base de plata.

24. Cristal según una de las reivindicaciones anteriores, formado por una hoja intermedia tintada de material termoplástico.

25. Cristal según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual las hojas de vidrio están semi-templadas.

26. Cristal según una de las reivindicaciones anteriores, que constituye al menos una parte de un techo de vehículo.