Material compuesto transparente de vidrio-polímero.

Dispositivo transparente para proteger contra una acción de impactos,

proyectiles, metrallas u ondas de presión, en el que el dispositivo está construido como un laminado (10) de al menos cuatro lunas transparentes de rotura frágil que están unidas una con otra por medio de capas intermedias transparentes de resina colada o películas de polímero, en el que el laminado presenta un espesor total de al menos 60 mm y en el que el laminado está rematado en el lado de protección (21) alejado del lado de acción (11) con una capa (20) de protección contra metrallas dotada de un espesor de 0,5 a 12 mm, que está configurada como capa de polímero transparente, caracterizado por que a una distancia de 6 mm a 20 mm de lado de acción (11) está dispuesta en el laminado (10) sobre la superficie vuelta hacia el lado de acción (11) una primera luna químicamente pretensada (14) de rotura frágil, por que en la superficie alejada del lado de acción (11) en la primera luna químicamente pretensada (14) de rotura frágil está dispuesta sobre una capa de poliuretano una capa de polímero (22) de un espesor comprendido entre 2 mm y 15 mm, y por que en la superficie de esta capa de poliuretano alejada del lado de la acción está conectada, a través de otra capa de poliuretano, una capa de material de rotura frágil.

Material compuesto transparente de vidrio-polímero.

La invención concierne a un dispositivo transparente para proteger contra la acción de impactos y/o proyectiles y/o metrallas y/u ondas de presión, en el que el dispositivo está construido como un laminado a base de al menos 4 lunas transparentes de rotura frágil que están unidas una con otra por medio de capas intermedias transparentes de polímeros orgánicos, en el que el laminado presente un espesor total de al menos 60 mm y en el que el laminado está rematado en el lado de protección alejado del lado de la acción con una capa de protección contra metralla de un espesor de 0, 5 a 12 mm, que está configurada como una capa de polímero transparente.

La protección transparente contra la acción balística, por ejemplo contra munición de fusiles y metrallas, se obtiene a base de placas o lunas de vidrio laminadas una con otra por medio de películas de plástico o capas de resina colada. Como material de vidrio se emplea vidrio de cal y sosa y, en el caso de materiales compuestos más grueso, se emplea también, a causa de la transmisión necesaria, vidrio de cal y sosa pobre en hierro. La acción de protección de los materiales compuestos se determina y clasifica según procedimientos normalizados, tal como éstos se presentan a título de ejemplo en las normas STANAG 4569 y DIN 1063 o VPAM APR 2006. En la norma STANAG 4569 se ha previsto a título de ejemplo para el escalón de protección 3 una prueba con munición de núcleo duro del calibre 7, 62 x 51 con núcleo de carburo de wolframio, así como del calibre 7, 62 x 54R con núcleo de acero. Asimismo, la acción de metrallas de granadas se establece mediante una prueba con “proyectiles simuladores de fragmentos” (FSP) de 20 mm. El material compuesto tiene que resistir esta carga de tal manera que los proyectiles no lo atraviesen ni salgan partículas del dispositivo de protección que produzcan una lesión o un daño importante en las personas o objetos a proteger situados detrás del dispositivo de protección.

Decisivo para la utilización en vehículos es, aparte de la acción de protección suficiente, un peso específico lo más pequeño posible de los materiales compuestos, ya que éste interviene en el peso total del vehículo y, por tanto, cada mejora del peso hace posible incrementar la carga útil del vehículo. En general, se han dispuesto dispositivos de protección transparentes en la zona superior del vehículo, es decir, por encima de su centro de gravedad. Esto conduce a que un peso pequeño de la protección transparente pueda mejorar también la estabilidad de marcha en trayectos en mal estado y en recorridos de curvas.

Como capas de polímero se emplean resinas coladas a base de resina epoxi y películas a base de etileno-acetato de vinilo (EVA) , polivinilbutiral (PVB) o poliuretanos termoplásticos (TPU) .

Según el estado de la técnica, el laminado se remata hacia el lado alejado de los disparos con una capa de polímero tenaz frente a fisuración dotada de un espesor en el intervalo de 0, 5 mm a 12 mm. Esto sirve para capturar las esquirlas producidas bajo carga dinámica en el laminado para que éstas no lesionen a los ocupantes del vehículo.

Una aminoración del peso específico de la protección transparente puede conseguirse mediante una sustitución parcial o completa de las placas de vidrio de cal y sosa por otros materiales de rotura frágil, tales como vidrio de aluminosilicato o borosilicato, vitrocerámica, cerámicas transparentes o materiales cristalinos, tal como zafiro. No obstante, por motivos de coste, apenas se utilizan las cerámicas transparentes y los materiales cristalinos de alto precio, pero altamente eficaces en su acción de protección.

En el documento DE 10 2008 043 718 A1 se describe un acristalamiento blindado que comprende al menos una luna de vitrocerámica transparente (a) orientada hacia fuera con un espesor en el intervalo de 3 – 20 mm, eventualmente al menos una luna (b) del grupo de vidrio de borosilicato, vidrio de cal y sosa y vidrio de aluminosilicato con un espesor en el intervalo de 3 – 20 mm, que puede estar químicamente pretensada, y al menos una luna de polímero transparente (c) orientada hacia el objeto a proteger, especialmente una luna de policarbonato, estando el espesor de la luna (c) en el intervalo comprendido entre 3 y 15 mm; las distintas lunas están unidas por medio de capas intermedias transparentes de resina colada o películas de polímero.

Se conoce por el documento DE 692 27 344 T2 un acristalamiento de seguridad transparente para aviones que comprende una luna de vidrio químicamente pretensada que está dirigida hacia el interior de la cabina del avión y que, en su lado vuelto hacia la cabina, está provista de una capa de protección contra metralla de un espesor de hasta 0, 6 mm, una luna de vidrio exterior de 4 mm de espesor y una capa intermedia de PVB consistente en 7 estratos, que está dispuesta entre las lunas de vidrio exterior e interior y tiene un espesor total de 4, 02 mm (2 x 0, 76 mm + 5 x 0, 5 mm) . Por tanto, la luna químicamente pretensada está dispuesta a una distancia de 8, 02 mm del lado de acción.

El acristalamiento transparente inhibidor de disparos, descrito en el documento DE 93 10 959 U1, presenta en su lado orientado hacia el habitáculo de pasajeros una capa de protección contra metralla a base de policarbonato de un espesor de 3 mm; en el lado de la acción está dispuesta a una distancia de hasta 5, 5 mm una luna químicamente templada.

Entre la luna químicamente pretensada y el lado de protección está prevista una zona llena de gas con una

extensión comprendida entre 3 y 10 mm.

Según el documento DE 2 039 452 A, el cuerpo estratificado transparente de vidrio-plástico seguro frente a balas presenta una luna de vidrio químicamente templada a una distancia de 9, 525 mm + 0, 508 mm del lado de la acción y en el lado alejado del lado de la acción presenta una capa de policarbonato con un espesor 3, 175 mm.

El documento DE 200 23 947 U1 describe también una luna de vidrio compuesto blindado semejante.

El documento EP 0 884 289 A1 revela un laminado de vidrio para vehículos que comprende al menos dos lunas de vidrio con al menos una capa intermedia, siendo la capa individual más exterior en el laminado un vidrio de aluminosilicato. Este vidrio de aluminosilicato puede estar químicamente pretensado. Debido al empleo de vidrio de aluminosilicato químicamente pretensado el laminado de vidrio es especialmente resistente a los arañazos y, en contraste con vidrio térmicamente pretensado, se rompe en grandes trozos individuales bajo carga, tal como el impacto de piedras, etc., con lo que sigue siendo posible la visión a través del laminado de vidrio.

En el documento JP-A-54-100415 se describe un parabrisas laminado de un vehículo en el que la luna interior presenta un espesor de 1, 5 mm o menos y está químicamente pretensada. Esto puede aminorar las lesiones en la cabeza cuando los pasajeros sean proyectados desde dentro contra el parabrisas.

Se conoce por el documento DE 42 36 233 A1 una luna de vidrio blindado para un vehículo que, partiendo del lado de los disparos, presenta la estructura de capas siguiente:

- al menos dos bloques de vidrio (I, II) que presentan cada uno de ellos una primera luna de vidrio, una placa de policarbonato y una segunda luna de vidrio,

- al menos otro (tercer) bloque de vidrio (III) que presenta una luna de vidrio y al menos una placa de policarbonato que está vuelta hacia el habitáculo del vehículo,

estando previsto entre los bloques de vidrio (I, II, III) un respectivo espacio intermedio lleno de gas.

Se conoce por el documento US 2007/0060465 A1 un vidrio de aluminosilicato de litio químicamente pretensado que presenta una alta resistencia frente a la rotura al curvarse bajo el impacto de proyectiles de alta velocidad, caracterizándose el vidrio por una tensión de compresión en la superficie de al menos 100.000 psi y una profundidad de la zona de tensión de compresión de al menos 600 micrómetros. En el documento se parte de que el vidrio opone a una rotura una resistencia lo más grande posible. No se entra en detalles sobre la disposición de la luna de vidrio en un laminado.

El documento WO 03/068501 A1 concierne también a acristalamientos blindados.

El problema de la presente invención consiste en proporcionar un dispositivo transparente que logre un pequeño peso específico junto con una protección suficiente y unos costes favorables.

Este problema se resuelve por medio de las formas de realización identificadas en las reivindicaciones.

El problema de la invención se resuelve por el hecho... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo transparente para proteger contra una acción de impactos, proyectiles, metrallas u ondas de presión, en el que el dispositivo está construido como un laminado (10) de al menos cuatro lunas transparentes de rotura frágil que están unidas una con otra por medio de capas intermedias transparentes de resina colada o películas de polímero, en el que el laminado presenta un espesor total de al menos 60 mm y en el que el laminado está rematado en el lado de protección (21) alejado del lado de acción (11) con una capa (20) de protección contra metrallas dotada de un espesor de 0, 5 a 12 mm, que está configurada como capa de polímero transparente, caracterizado por que a una distancia de 6 mm a 20 mm de lado de acción (11) está dispuesta en el laminado (10) sobre la superficie vuelta hacia el lado de acción (11) una primera luna químicamente pretensada (14) de rotura frágil, por que en la superficie alejada del lado de acción (11) en la primera luna químicamente pretensada (14) de rotura frágil está dispuesta sobre una capa de poliuretano una capa de polímero (22) de un espesor comprendido entre 2 mm y 15 mm, y por que en la superficie de esta capa de poliuretano alejada del lado de la acción está conectada, a través de otra capa de poliuretano, una capa de material de rotura frágil.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que la luna químicamente pretensada (14) de rotura frágil presenta un espesor comprendido entre 3 mm y 15 mm, preferiblemente entre 4 mm y 8 mm.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que la luna químicamente pretensada (14) de rotura frágil está construida como una luna de vidrio de silicato de cal y sosa, una luna de aluminosilicato o borosilicato o una luna de vidrio de aluminosilicato de litio.

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la capa de polímero (22) está realizada como una capa de policarbonato, polimetacrilato de metilo o politereftalato de etileno o por una combinación de capas individuales de los materiales.

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que en la superficie de la capa (20) de protección contra metrallas que queda vuelta hacia el lado de acción (11) está dispuesta otra luna químicamente pretensada (18) de rotura frágil con un espesor comprendido entre 3 mm y 15 mm, distanciada con una capa intermedia (19) , estando configurada la capa intermedia (19) como una película de polímero o como un material compuesto de al menos una luna de polímero de un espesor comprendido entre 1, 5 mm y 12 mm con películas de polímero.

6. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el espesor de la luna que forma el lado de acción (11) está comprendido entre 10% y 20% del espesor total del material de rotura frágil en el laminado (10) .

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que están incorporadas unas lunas de rotura frágil fabricadas en un proceso de flotación, dispuestas en el laminado (10) con su lado del medio de flotación orientado hacia el lado de acción (11) .