thumb|Escalera realizada enteramente en vidrio laminado thumb|Parabrisas de automóvil con grietas en forma de "telaraña", típicas del vidrio de seguridad laminado..
El vidrio laminado es un tipo de vidrio de seguridad que consta de dos o más capas de vidrio con una o más capas intermedias delgadas de polímero entre ellas, las cuales impiden que el vidrio se rompa en grandes fragmentos cortantes. La rotura produce un patrón característico de agrietamiento en forma de "telaraña" (grietas radiales y concéntricas) cuando el impacto no es suficiente para perforar completamente el vidrio.
El vidrio laminado se utiliza en arquitectura, acristalamiento, seguridad automotriz, sistemas fotovoltaicos (paneles solares), protección UV y expresión artística. Dada su versatilidad —se pueden añadir propiedades filtrantes de rayos UV y de opacidad e incluso se pueden laminar con filmes electroactivos (cristal electrocrómico)— es un elemento indispensable en la arquitectura y en el diseño contemporáneosSu uso más común es en parabrisas de automóviles y tragaluces y vidrios antirrobo y antibalas. En zonas geográficas que requieren construcción resistente a huracanes, el vidrio laminado se utiliza frecuentemente en fachadas, muros cortina y ventanas. También se emplea para mejorar el aislamiento acústico de las ventanas, ya que reduce significativamente la atenuación del sonido en comparación con los paneles de vidrio monolítico del mismo espesor.
Las láminas plásticas pueden ser transparentes o translúcidas, de colores (los colores pueden aplicarse directamente sobre el vidrio, si bien suele preferirse colorear la lámina intercalada, e incluir diversos elementos: papel con dibujos, diodos led, telas, etc. También pueden recibir un tratamiento acústico y de control solar. La capa intermedia suele ser de butiral de polivinilo (PVB), etileno-vinil acetato (EVA), polímeros ionoplásticos, resina líquida de fundición in situ (CIP) o poliuretano termoplástico (TPU). 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. El EVA termoestable ofrece una unión completa (reticulación) con el material, ya sea vidrio, policarbonato (PC) u otros tipos de productos. Para el aislamiento acústico, si se utiliza EVA o TPU, no se requiere material acústico adicional; si se utiliza PVB, se utiliza un compuesto acústico especial de PVB. Para el proceso con película PVB se requiere de autoclave; para película EVA, una cámara de vacío y horno a baja temperatura (115-120 °C); el TPU también se puede laminar en autoclave —por ejemplo vidrio balístico (cristal antibalas)— pero para otras aplicaciones se puede laminar sin autoclave.
Historia thumb|Bomberos atravesando un parabrisas laminado
En 1902, la corporación francesa Le Carbone obtuvo una patente para recubrir objetos de vidrio con celuloide para hacerlos menos susceptibles a agrietarse o romperse.Le Carbon, S.A., French patent no. 321,651 (registered: May 31, 1902). See also: Jean-Marie Michel (April 27, 2012) Contribution à l'Histoire Industrielle des Polymères en France, (Société Chimique de France, 2012), Chapter A3: Le verre renforcé Triplex, page 1 (en francés).
El vidrio laminado fue inventado en 1903 por el químico francés Édouard Bénédictus (1878-1930), inspirado tras observar casualmente un accidente de laboratorio: un matraz de vidrio se había recubierto con el plástico nitrato de celulosa y, al caerse, se rompió pero no se dividió en pedazos.Édouard Bénédictus (October 1930), Glaces et verres; revue technique, artistique, pratique, 3 (18): 9. The relevant quote is reprinted (en francés) in: Jean-Marie Michel (April 27, 2012) Contribution à l'Histoire Industrielle des Polymères en France, publicado online por la Société Chimique de France , see Chapter A3: Le verre renforcé Triplex, page 7. ] En 1909, Bénédictus solicitó una patente tras enterarse de un accidente automovilístico en el que dos mujeres resultaron gravemente heridas por fragmentos de vidrio.French patent 405,881 (registered November 25, 1909) En 1911, fundó la Société du Verre Triplex, que fabricaba un composite de vidrio y plástico para reducir las lesiones en accidentes automovilísticos.Michel (2012), pp. 1,2. La producción de vidrio Triplex era lenta y laboriosa, por lo que resultaba costosa; no fue adoptada de inmediato por los fabricantes de automóviles, pero el vidrio laminado se utilizó ampliamente en los oculares de las máscaras antigás durante la Primera Guerra Mundial. En 1912, el proceso fue licenciado a la empresa británica Triplex Safety Glass —que fue absorbida por Saint-Gobain en 1927 «Le verre renforcé Triplex (verre feuilleté de sécurité)» par Jean-Marie Michel, in Contribution à l'histoire des polymères en France, Société chimique de France, notice historique en ligne. compañía multinacional francesa fabricante de vidrio que se convirtió en el líder mundial de este producto, posición que ha mantenido a lo largo de los años.— Posteriormente, en Estados Unidos, tanto Libbey-Owens-Ford como DuPont, junto con Pittsburgh Plate Glass, produjeron vidrio Triplex.Michel (2012), p. 2.
Mientras tanto, en 1905, John Crewe Wood, abogado de Swindon, Wiltshire, Inglaterra, patentó un vidrio laminado para parabrisas. Las capas de vidrio se unían mediante bálsamo de Canadá.John Crewe Wood, "Transparent screen," (filed: March 12, 1906; issued: Sept. 4, 1906). En 1906, fundó la Safety Motor Screen Company para producir y vender su producto.David Burgess-Wise, "A good idea at the time: Safety Motor Screen," The Telegraph (U.K.), December 1, 2001. Disponible en línea en The Telegraph
En 1927, los químicos canadienses Howard W. Matheson y Frederick W. Skirrow inventaron el plástico polivinil butiral (PVB).Howard W. Matheson and Frederick W. Skirrow, "Vinyl ester resins and process of making same," (filed: August 15, 1927; issued: August 20, 1929). En 1936, las empresas estadounidenses habían descubierto que el "vidrio de seguridad" laminado, que consistía en una capa de PVB entre dos capas de vidrio, no se decoloraba y no se perforaba fácilmente en caso de accidentes. En cinco años, el nuevo vidrio de seguridad había reemplazado sustancialmente a su predecesor.Earl L. Fix, "Safety glass," (filed: February 25, 1936; issued: June 23, 1936)Fred Aftalion, A History of the International Chemical Industry, 2nd ed. (Philadelphia, Pennsylvania: Chemical Heritage Foundation, 2001), p. 153.
En la Road Traffic Act 1930, el Parlamento británico exigió que los coches nuevos tuvieran parabrisas de vidrio de seguridad,Alan Irwin, Risk and the Control of Technology: Public Policies for Road Traffic Safety in Britain and the United States (Manchester, England: Manchester University Press, 1985), p. 197. pero no exigió específicamente vidrio laminado.
Ya en 1939, se utilizaban anualmente de vidrio de seguridad fabricado por British Indestructo Glass, Ltd. de Londres en vehículos producidos en la fábrica de Ford Motor Company en Dagenham|, Inglaterra . El vidrio de seguridad «Indestructo» fue elegido porque «ofrece la protección más completa. Además de ser a prueba de astillas, es cristalino y no se decolora de forma permanente»."it gives the most complete protection. In addition to being splinter-proof, it is crystal clear and permanently non-discolourable." Esta cita insinúa los problemas que impidieron un uso más generalizado del vidrio laminado anteriormente.
Especificaciones
Una composición laminada típica consiste en vidrio de 2,5 mm, una capa intermedia de 0,38 mm y vidrio de 2,5 mm. Esto da como resultado un producto final conocido como vidrio laminado de 5,38 mm (0,212 pulgadas).
La resistencia se puede aumentar con múltiples laminados y vidrios más gruesos. El cristal antibalas, un tipo de vidrio laminado, generalmente se construye utilizando policarbonato, materiales termoplásticos, EVA termoestable y capas de vidrio laminado. En los automóviles, el panel de vidrio laminado tiene alrededor de 6,5 mm de espesor, en comparación con el vidrio de los aviones que es tres veces más grueso. En los aviones comerciales en las ventanas de la cabina delantera y lateral, a menudo hay tres capas de vidrio templado de 4 mm con PVB de 2,6 mm de espesor entre ellas. Esta es una de las composiciones utilizadas para las ventanas laterales de la cabina del Boeing 747. Los parabrisas de presión delantera del Aérospatiale/BAC Concorde tenían 7 capas, 4 de vidrio y 3 de PVB para un espesor total de 38 mm. Para aumentar la atenuación del sonido a través del vidrio laminado en niveles de sonido extremos, es más eficaz utilizar una mezcla de espesores de vidrio de 3 mm, 4 mm, 5 mm y 6 mm.
Producción
El vidrio laminado moderno se produce mediante la unión de dos o más capas de vidrio recocido o templado común con una capa intermedia de plástico, generalmente polivinil butiral (PVB), poliuretano termoplástico (TPU) o etileno-vinil acetato (EVA reticulado). La capa intermedia tiene como objetivo mejorar las propiedades mecánicas, como la resistencia al impacto, la tenacidad a la fractura y los modos de falla. La capa intermedia de plástico se coloca entre las capas de vidrio, que luego se pasa a través de una serie de rodillos o sistemas de embolsado al vacío para expulsar cualquier burbuja de aire. El conjunto se calienta para la fusión inicial y luego se calienta nuevamente a presión en un autoclave (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 hecho de PVB. Para obtener un vidrio de color, se pueden combinar películas de PC de color con el material EVA termoestable durante el proceso de [laminación] .
La impresión digital ya está disponible para aplicaciones arquitectónicas, ya sea imprimiendo directamente sobre el vidrio y luego laminándolo, o imprimiendo directamente sobre el PVB, como en el caso del proceso patentado Dupont SentryGlas Expressions. Se pueden imprimir imágenes CMYK completas en la capa intermedia antes del proceso de autoclave, obteniendo representaciones translúcidas y vívidas. Este proceso se ha popularizado en los sectores de arquitectura, diseño de interiores y señalización.
Una vez que un EVA termoestable se lamina correctamente, el vidrio puede presentarse sin marco. No debería haber infiltración de agua/humedad, muy poca decoloración y no hay deslaminación debido al alto nivel de unión (reticulación). Los desarrollos más recientes han aumentado la familia de termoplásticos para la laminación de vidrio. Además del PVB, otros materiales importantes de laminación de vidrio termoplástico en la actualidad son el etileno-acetato de vinilo (EVA),Bridgestone Inc., DE4308885(B4) "Laminated glass with thermoset film of (meth)acrylate or hydrocarbon resin, containing EVA and organic peroxide for high impact strength, penetration resistance and transparency." el EVA termoestable,High quality thermoset EVA, EVALAYER "Laminated glass with thermoset EVA film for high impact strength, penetration resistance and high transparency." y el poliuretano termoplástico (TPU).Bayer Inc., US2006135728 "Thermoplastic polyurethane (TPU) having good adhesion to glass " La adhesión del TPU es alta no solo al vidrio, sino también a las intercapas poliméricas.
El vidrio laminado también se utiliza a veces en esculturas de vidrio y tiene un amplio uso en aplicaciones arquitectónicas. Además, el vidrio laminado se emplea en la fabricación de vidrio antibalas, vidrio a prueba de perforaciones, escaleras, techos, pisos, marquesinas y vigas. Cristal led