L'invention concerne un élément de fenêtre comprenant un châssis et deux ou plusieurs panneaux vitrés sensiblement parallèles et écartés les uns des autres dans lequel le châssis comprend une structure d'écartement intégrée pour maintenir les panneaux vitrés dans la configuration où ils sont sensiblement parallèles et écartés les uns des autres.
Les éléments d'isolation en verre (éléments IG) sont utilisés dans les fenêtres et dans les portes pour réduire les pertes thermiques à l'intérieur des immeubles en hiver ou à l'intérieur des immeubles à air conditionné en été. Les éléments d'isolation en verre sont typiquement élaborés séparément du châssis et dans une étape ultérieure l'élément d'isolation en verre est monté dans un châssis. Selon la présente invention l'élément d'isolation en verre et le châssis sont fabriqués sous la forme d'un élément unique, ce qui permet de s'affranchir d'une fabrication dans laquelle l'élément d'isolation en verre est fabriqué séparément du châssis.
Les éléments d'isolation en verre consistent d'une façon générale en deux ou plusieurs feuilles de verres qui sont écartées les unes des autres et dans lesquels l'écartement créé entre les panneaux est fermé hermétiquement le long de la périphérie de ces panneaux pour entourer un espace d'air entre eux. Des barres d'écartement sont placées le long de la périphérie de l'écartement entre deux panneaux. Les barres d'écartement sont typiquement constituées par des sections métalliques longitudinales creuses et perforées, habituellement fabriquées en alliage d'aluminium soit par extrusion ou par laminage à partir d'un ruban plat.
L'intérieur creux de la barre d'écartement contient un matériau dessiccateur qui est utilisé pour absorber toute humidité résiduelle qui peut se trouver dans l'air et absorber toute humidité additionnelle qui peut entrer après un certain temps dans l'élément fermé hermétiquement. Les barres d'écartement sont assemblées généralement sous la forme d'un cadre rectangulaire soit par pliage soit par l'utilisation de clés d'angle.
Les éléments d'isolation en verre sont construits en utilisant soit un joint d'étanchéité simple soit un joint d'étanchéité double. Pour les éléments utilisant un joint d'étanchéité simple, le joint réalise à la fois une structure de joint, une étanchéité à l'air, et une étanchéité aux vapeurs d'humidité. Dans le cas de ces joints simples, on utilise typiquement des joints thermoplastiques comme des joints butyles ou des joints thermodurcissables comme des joints polysulphides et polyuréthannes. En général, les joints thermodurcissables sont plus perméables à l'humidité que les joints thermoplastiques.
Dans le cas des éléments d'isolation en verre à joints doubles, on a un joint intérieur, le joint principal extérieur comme le joint intérieur fonctionnant généralement comme joint additionnel étanche aux vapeurs d'humidité. Typiquement, pour les éléments d'isolation en verre à joints doubles, le joint intérieur est un matériau thermoplastique comme un polyisobutylène et une nervure du polybutylène est fixée aux côtés de la barre d'écartement adjacente aux feuilles de verre. Le cadre d'écartement est ensuite disposé entre les panneaux et on apporte de la chaleur et/ou on applique une pression pour s'assurer que le polyisobutylène est compressé et mouille complètement à la surface du verre.
Pour le deuxième joint extérieur, on utilise typiquement un matériau thermodurcissable comme un silicone, un polyuréthanne, ou un polysulphide, et on applique ce matériau sur le périmètre extérieur entre les deux panneaux de verre.
La construction de tels éléments est bien connue de l'art antérieur et se trouve décrite par exemple dans les brevets suivants: Bowser et al., U.S. Pat No. 3 919 023; Reichert et al. U.S. Pat No. 4 994 309; Dawson, U.S. Pat No. 4 479 988; Leopold U.S. Patent No. 5 313 761; et Peterson U.S. Pat. No. 5 568 714. Les méthodes de fabrication de tels éléments d'isolation en verre sont aussi bien connues et sont décrites par exemple dans Leopold. U.S. Pat. No. 5 295 292. Les éléments d'isolation en verre décrits précédemment sont fabriqués sous la forme d'un élément distinct et séparé d'un châssis puis sont ensuite incorporés dans un châssis.
Le châssis ayant des éléments d'isolation en verre incorporés peut ensuite être installé dans une fenêtre, dans une porte, ou en tant que panneaux d'isolation dans des immeubles, des éléments réfrigérés, des véhicules et d'autres dispositifs similaires.
Le présent inventeur a inventé et décrit ici un élément de fenêtre comprenant un châssis de fenêtre intégré dans lequel le châssis de fenêtre incorpore une structure d'écartement intégrée pour permettre à deux ou plusieurs panneaux vitrés d'être installés directement au châssis dans une configuration où ils sont sensiblement parallèles et écartés les uns des autres. Le châssis de fenêtre intégré permet la fabrication d'un élément de fenêtre comprenant un châssis et des panneaux d'isolation formant un élément unique et conduit de ce fait à s'affranchir des étapes de procédés, avec réduction correspondante des coûts, qui résultent de la fabrication d'un élément d'isolation en verre à châssis séparé et de l'installation de cet élément d'isolation en verre dans un châssis.
La présente invention a pour objet un élément de fenêtre qui comprend un châssis et deux ou plusieurs panneaux vitrés sensiblement parallèles et écartés les uns des autres dans lequel le châssis comprend une structure d'écartement intégrée pour maintenir les panneaux vitrés sensiblement parallèles et écartés les uns des autres.
La fig. 1 illustre un élément de fenêtre qui comprend un châssis avec deux panneaux vitrés essentiellement parallèles et écartés l'un de l'autre.
La fig. 2 illustre une coupe transversale d'un châssis comprenant deux panneaux vitrés maintenus dans une configuration où ils sont sensiblement parallèles et écartés l'un de l'autre par une structure d'écartement intégrée au châssis.
La fig. 3 illustre une coupe transversale du châssis comprenant une structure d'écartement intégrée.
La présente invention est maintenant décrite par référence aux fig. 1 à 3. La fig. 1 montre un élément de fenêtre selon la présente invention. L'élément de fenêtre représenté par la fig. 1 comprend un châssis 1 dans lequel deux panneaux vitrés 2 sont disposés sensiblement parallèles et écartés l'un de l'autre. La fig. 1 montre également un assemblage simulant un meneau de fenêtre 3 disposé entre les panneaux vitrés 2 et fixé au châssis 1. Le châssis 1 contient des canaux hermétiques 4 servant à l'évacuation de l'espace compris entre les panneaux vitrés 2 et, si désiré, pour l'introduction d'un gaz d'isolation entre les panneaux vitrés 2.
L'homme du métier appréciera que l'invention n'est pas limitée à un élément de fenêtre comme représenté par la fig. 1, mais peut inclure des éléments de fenêtre adaptés à une utilisation dans des fenêtres à battant, des fenêtres à double pan, des fenêtres à simple pan, des fenêtres demeurant en position fixe et des panneaux d'isolation pour des immeubles commerciaux ou des habitations résidentielles. L'élément de fenêtre selon la présente invention peut être utilisé dans des portes ou des fenêtres, par exemple, de réfrigérateurs ou de meubles de distribution réfrigérés. L'élément de fenêtre selon la présente invention peut être utilisé comme fenêtre dans les véhicules comme les automobiles, les camions, les véhicules lourds de construction et les navires.
Le châssis selon la présente invention peut être construit à partir de matériaux standards de construction. Le terme "châssis" doit être pris comme un composant qui est adapté pour confiner la périphérie de deux ou de plusieurs panneaux vitrés formant ensemble un élément de fenêtre conçu pour être mis en place et fixé à une structure de support comme par exemple un cadre de fenêtre, une structure d'immeuble, un élément réfrigérant ou un véhicule. Le matériau de construction du châssis peut-être par exemple le bois, un métal comme l'aluminium, une matière plastique comme un ABS ou styrène, une fibre de verre, des composites à base de matière plastique, ou des composites comprenant du bois et une matière plastique.
Les considérations pour choisir le matériau de construction du châssis comprennent la ré-sistance à la compression, la dureté, l'aptitude à la fracture, le coefficient d'élasticité, la conductivité thermique, l'aptitude au façonnage, l'aptitude à servir de maintien à des attaches, ainsi que l'apparence et le coût. La méthode de fabrication du châssis n'est pas critique au regard de la présente invention et va dépendre du matériau de fabrication. Le châssis peut être fabriqué par des méthodes telles que le laminage, le cylindrage, l'estampage, l'extrusion, le moulage ou une combinaison de ces méthodes.
Une forme préférée de châssis pour la présente invention consiste en un châssis fabriqué en matière plastique comprenant comme composant majeur un polychlorure de vinyle (PVC). Le PVC peut contenir des proportions minoritaires d'additifs comme des aides de procédé, des modificateurs de procédé, des charges solides, des matériaux de renfort, des lubrifiants pour faciliter l'extrusion et des composants qui durcissent à la chaleur. Le PVC peut de plus contenir d'autres composants polymères en alliage ou en mélange pour modifier les performances du PVC. Dans un mode préféré de réalisation de la présente invention, le châssis est fabriqué par extrusion de PVC.
Le châssis est adapté pour entourer la périphérie de deux ou de plusieurs panneaux vitrés. Comme visible sur la fig. 1, selon un mode de réalisation de l'invention, le châssis possède une forme rectangulaire ou carrée. Cependant, la forme du châssis n'est pas critique pour la présente invention aussi longtemps que le châssis se conforme de façon adaptée à la forme des panneaux vitrés. Les châssis peuvent être formés par exemple de plusieurs composants qui sont ensuite assemblés à mitre par leurs extrémités par des vis, des rivets, des écrous, des clips, des insères ou par collage, ou combinaison de ces moyens entre eux.
Le châssis peut avoir la forme d'un élément unique linéaire obtenu par des moyens tel l'estampage ou l'extrusion, l'élément linéaire étant ensuite plié dans une configuration appropriée et joint bout à bout par les méthodes qui viennent d'être décrites.
Le châssis de l'élément de fenêtre selon la présente invention comprend une structure d'écartement intégrée pour maintenir deux ou plusieurs panneaux vitrés dans une configuration où ils sont sensiblement parallèles et écartés les uns des autres. Par le terme "intégrée" il faut comprendre que la structure d'écartement fait partie intégrante du châssis et que les panneaux vitrés sont fixés séparément à la structure d'écartement intégrée du châssis. A titre d'illustration, la fig. 2 représente une coupe transversale du châssis 1 ayant une structure d'écartement intégrée 5. La fig. 2 montre un exemple de châssis comprenant selon la présente invention une structure d'écartement intégrée 5. La fig. 2 n'a pas pour objet de limiter l'étendue des revendications qui se rapportent à de telles structures.
La forme de la structure d'écartement intégrée n'est pas critique pour la présente invention aussi longtemps qu'elle peut maintenir deux ou plusieurs panneaux vitrés dans une configuration où ils sont sensiblement parallèles et écartés les uns des autres. La forme dépendra dans une certaine mesure du matériau constitutif du châssis. Bien qu'il soit préférable que la structure d'écartement intégrée soit préparée en étant intégrée au procédé de fabrication du châssis, par exemple par laminage, extrusion ou estampage, la structure d'écartement intégrée peut aussi être fabriquée séparément et ensuite fixée au châssis par des méthodes telles le collage, le soudage, ou par l'utilisation d'écrous ou de vis, parmi d'autres moyens ou méthodes similaires de fixation.
Le châssis et la structure d'écartement intégrée peuvent être constitués de matériaux différents ou similaires. Par exemple, le châssis peut être formé par co-extrusion, le châssis et la structure d'écartement intégrée étant fabriqués avec des matériaux polymères différents. Dans certaines applications, une méthode par exemple de co-extrusion est souhaitable pour fabriquer un châssis avec des propriétés physiques adaptées comme la résistance et une structure d'écartement intégrée avec par exemple un coefficient de dilatation qui soit acceptable et des propriétés d'adhérences qui soient compatibles avec les panneaux vitrés. La structure d'écartement intégrée peut avoir par exemple la forme d'un profilé plein, d'un profilé creux, ou d'un chenal.
La forme de la structure d'écartement intégrée n'est pas importante aussi longtemps qu'elle permet de maintenir deux ou plusieurs panneaux vitrés dans une configuration où ils sont sensiblement parallèles et écartés les uns des autres, à l'aide d'une surface et d'une solidité suffisantes pour de préférence interposer un adhésif entre les murs de la structure d'écartement intégrée et la surface intérieure des panneaux vitrés. La fig. 2 montre une configuration préférée de la structure d'écartement intégrée dans laquelle la structure forme un chenal dans lequel un matériau dessiccateur peut-être disposé et dans lequel un assemblage simulant un meneau de fenêtre peut être fixé par exemple par clips ou par insertion avec frottement.
L'élément de fenêtre de la présente invention comprend deux ou plusieurs panneaux vitrés sensiblement parallèles et écartés les uns des autres. L'expression "sensiblement parallèles" doit être comprise en ce que les panneaux vitrés forment une chambre intérieure lorsqu'ils sont placés dans le châssis en butée contre la structure d'écartement intérieure et contre des matériaux additionnels comme des adhésifs ou des matériaux formant barrière étanche. Les panneaux vitrés peuvent être des feuilles formées, par exemple, à partir de verre simple, de verre trempé, de verre de sécurité, de laminés verre-thermoplastique ou de thermoplastiques. Les panneaux vitrés peuvent être clairs ou translucides.
Les panneaux vitrés peuvent être recouverts avec des revêtements standards pour réduire la transmission dans le domaine des ultraviolets ou de la lumière visible. Les panneaux vitrés peuvent être colorés par des méthodes connues de l'homme du métier. De préférence les panneaux vitrés utilisés dans le présent élément de fenêtre sont constitués de verre et de laminés de verre.
Bien que la structure du châssis qui est illustrée par les fig. 1 à 3 permet de disposer deux panneaux vitrés, la présente invention n'est pas limitée à seulement deux panneaux vitrés. Le présent châssis peut-être conçu pour s'adapter à des panneaux vitrés additionnels ou à des films disposés entre les panneaux vitrés sensiblement parallèles.
La présente invention est encore illustrée à l'aide de la fig. 3. La fig. 3 montre une coupe transversale d'un élément de fenêtre selon la présente invention. Dans la fig. 3, le châssis 1 comprend une structure d'écartement intégrée 5. Des panneaux vitrés 2 sont disposés entre la structure du châssis avec leurs côtés adjacents à la structure d'écartement intégrée 5 et sont maintenus par un adhésif 6. Un assemblage simulant un meneau de fenêtre 3 est disposé entre la cavité formée par les panneaux vitrés 2, cet assemblage étant maintenu en position au moyen d'un clip inséré dans une fente qui s'étend suivant un axe longitudinal de la structure d'écartement intégrée. Un adsorbant 7 est disposé à l'intérieur de la structure d'écartement intégrée 5.
Le châssis 1 comprend en outre des rainures 8 dans lesquelles des nervures de vitrage 9 peuvent être disposées et fixées de façon à former un joint étanche adjacent à la surface extérieure des panneaux 2.
Dans un mode préféré de réalisation de l'élément de fenêtre, les deux ou les plusieurs panneaux vitrés écartés les uns des autres sont fixés à la structure d'écartement intégrée à l'aide d'un adhésif tel qu'un adhésif structural. De préférence, l'adhésif est capable de former un joint étanche à l'air et à l'humidité entre la structure d'écartement intégrée et les panneaux vitrés. L'adhésif spécifiquement requis va dépendre des matériaux constitutifs du châssis et des panneaux vitrés ainsi que des conditions d'utilisation de l'élément de fenêtre. Une large variété de matériaux peut être appropriée pour servir comme adhésif.
Par exemple, l'adhésif peut être une résine thermoplastique naturelle ou synthétique comme un -polysulphide, un polyuréthanne, un polyisobutylène, une résine epoxy, un mélange epoxy-polysulphide ou un mélange polysulphide-polyuréthanne. L'adhésif peut être une composition de caoutchouc silicone qui durcit à la chaleur en présence de platine comme catalyseur, comme décrite dans le brevet Gray et al. U.S. Pat. No. 5 364 921 qui est incorporé à la présente description par référence pour des compositions d'adhésifs qui peuvent être utilisées selon la présente invention. L'adhésif peut être une composition qui durcit à la température ambiante comprenant un polymère isobutylène possédant des groupements fonctionnels acryliques tel décrit par le brevet Saxena et al. U.S. Pat.
No. 5 665 823 qui est incorporé à la description par référence pour fournir un exemple d'enseignement de compositions adhésives qui peuvent être utilisées selon la présente invention. On préfère un adhésif qui durcit à la température ambiante tel celui décrit dans le brevet Saxena et al. mentionné ci-dessus. L'adhésif peut être un ruban préformé pour servir dans les panneaux vitrés, comprenant des matériaux comme un butyle, un polyéthylène, un polyuréthanne, ou un polychlorure de vinyle.
Dans un mode préféré de la présente invention, un adsorbant ou absorbant est disposé dans l'écartement créé entre les panneaux vitrés de façon à prévenir une accumulation d'humidité entre les panneaux et si nécessaire de façon à adsorber des espèces chimiques qui peuvent être émises dans l'écartement entre les deux panneaux vitrés et provoquer un brumisage de ces panneaux vitrés. A dessein, les termes "adsorbant" et "absorbant" se réfèrent ensemble à des adsorbants pour désigner des matériaux qui soit par adsorption, soit par absorption, sont capables de retenir l'eau, des espèces chimiques ou les deux. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, l'adsorbant 7 est disposé à l'intérieur du chenal formé par la structure d'écartement intégrée.
L'homme de l'art saura reconnaître que le chenal formé par la structure d'écartement intégrée peut avoir différentes configurations telles qu'une configuration rectangulaire, carrée, ou ovale, et n'a pas besoin d'être entièrement ouvert sur l'écartement créé entre les panneaux vitrés. Le chenal formé par ou dans la structure d'écartement intégrée peut communiquer avec l'écartement créé entre les panneaux vitrés, par exemple par le moyen d'une fente telle qu'illustrée par la fig. 3 ou par le moyen de trous espacés le long de la structure d'écartement intégrée reliant un chenal formé à l'intérieur de cette structure à l'écartement créé entre les panneaux vitrés.
L'adsorbant ou les adsorbants qui peuvent être utilisés selon le présent élément de fenêtre peuvent être du type de tout adsorbant produit de façon synthétique ou existant de façon naturelle qui adsorbe l'eau et de préférence toute espèce chimique présente dans l'écartement formé par les panneaux vitrés et qui peut provoquer un brumisage de ces panneaux. De préférence les adsorbants sont des zéolites A, des zéolites X, et des mélanges de ces deux zéolites. La forme de l'adsorbant va dépendre du chenal formé à l'intérieur de la structure d'écartement intégrée. L'adsorbant peut être sous la forme d'une poudre dans le cas où le chenal formé à l'intérieur de la structure d'écartement intégrée est sensiblement fermé tout en possédant des trous d'une taille adaptée pour relier le chenal avec l'écartement créé entre les panneaux vitrés.
Par exemple, le brevet Ulisch, U.S. Pat. No. 3 868 299 décrit l'utilisation d'un adsorbant conçu pour être utilisé dans des fenêtres d'isolation en verre multicouches qui comprend une zéolite à pores étroits en combinaison avec un adsorbant à pores larges et éventuellement un liant à base d'argile. L'enseignement de Ulisch mentionné ci-dessus est incorporé à la description par référence pour des exemples de matériaux dessiccateurs utiles à la présente invention. Le brevet américain Cohen et al. U.S. Pat. No. 5 493 821 divulgue des agglomérats creux de faible densité utiles pour l'adsorption d'eau qui peuvent être utilisés dans la présente invention, et cet enseignement est incorporé à la description par référence pour de tels adsorbants utiles.
L'adsorbant peut être dans une matrice dans laquelle une particule adsorbante est incorporée dans un matériau vecteur qui est collé à l'intérieur du chenal formé dans la structure d'écartement intégrée. Le matériau vecteur peut être par exemple un caoutchouc silicone, un butyle, un matériau thermofusible ou un polyuréthanne. L'adsorbant peut être incorporé dans une composition de caoutchouc silicone liquide durcissable à chaud ou dans un joint qui est extrudé dans le canal formé à l'intérieur de la structure d'écartement intégrée et qui adhère à celle-ci à la suite du durcissement.
De façon à améliorer les performances d'isolation de l'élément de fenêtre de la présente invention, il peut être désirable d'évacuer l'air de l'écartement créé entre les panneaux vitrés ou de le remplacer par un gaz inerte tel l'azote, l'argon, ou le krypton. Comme montré par la fig. 1, les canaux hermétiques 4 peuvent être disposés dans le châssis pour effectuer la formation d'un vide ou le remplacement de l'air par un gaz.
Fig. 3, le châssis 1 comprend des rainures 8 dans lesquelles des nervures de vitrage 9 peuvent être disposées et fixées de façon à former un joint étanche adjacent à la surface extérieure des panneaux 2. La forme des rainures 8 n'est pas critique pour la présente invention et la forme qui est illustrée par la fig. 3 ne constitue qu'une possibilité parmi d'autres. De préférence les rainures 8 ont une forme telles que les nervures de vitrage 9 peuvent être fixées et maintenues en place immédiatement. Selon une variante, les nervures de vitrage peuvent être insérées par ajustement dans les rainures 8 ou collées pour effectuer le maintien.
Les nervures de vitrage 9 sont fixées au châssis 1 et viennent en butée contre la surface extérieure des panneaux vitrés 2. Le matériau de construction des nervures de vitrage 9 n'est pas critique et peut être du type des matériaux connus pour une utilisation dans de telles applications. Les nervures de vitrage peuvent être fabriquées par exemple dans un caoutchouc naturel ou synthétique ou dans une matière plastique. Les nervures de vitrage peuvent être fabriquées par exemple dans un caoutchouc silicone. Les nervures de vitrage 9 peuvent aussi servir un but ornemental et être alors fabriquées par des méthodes comme l'extrusion en des formes ornementales et colorées si nécessaire.
Les fig. 1 et 3 montrent également un assemblage simulant un meneau de fenêtre 3 disposé entre les panneaux vitrés 2 et fixé au châssis 1 au moyen d'une fente dans la structure d'écartement intégrée 5. L'assemblage simulant un meneau de fenêtre 3 constitue un mode de réalisation optionnel de la présente invention et peut-être d'une forme conventionnelle et fabriqué dans des matériaux connus. De préférence l'assemblage simulant un meneau de fenêtre 3 est fabriqué en aluminium ou dans une matière plastique qui ne libère pas d'espèces chimiques à l'intérieur de l'écartement créé entre les panneaux vitrés qui pourraient provoquer un brumisage de ces panneaux. L'assemblage simulant un meneau de fenêtre 3 peut être fabriqué de sorte qu'il se clipse directement sur le châssis tel que cela est illustré par la fig. 3.
The invention relates to a window element comprising a frame and two or more substantially parallel and spaced apart glass panels in which the frame includes an integrated spacer structure for holding the glass panels in the configuration where they are substantially parallel and away from each other.
Glass insulation elements (IG elements) are used in windows and doors to reduce heat loss inside buildings in winter or inside air-conditioned buildings in summer. The glass insulation elements are typically produced separately from the frame and in a subsequent step the glass insulation element is mounted in a frame. According to the present invention, the glass insulation element and the frame are produced in the form of a single element, which makes it possible to dispense with a production in which the glass insulation element is produced separately. of the chassis.
The glass insulation elements generally consist of two or more sheets of glass which are spaced apart from each other and in which the gap created between the panels is hermetically sealed along the periphery of these panels to surround an air space between them. Spreader bars are placed along the periphery of the gap between two panels. The spreader bars are typically formed by hollow, perforated longitudinal metal sections, usually made of aluminum alloy either by extrusion or by rolling from a flat ribbon.
The hollow interior of the spreader bar contains a desiccant material which is used to absorb any residual moisture which may be in the air and to absorb any additional moisture which may enter the hermetically sealed element after some time. The spreader bars are generally assembled in the form of a rectangular frame either by folding or by the use of angle keys.
The glass insulation elements are constructed using either a single gasket or a double gasket. For elements using a simple seal, the seal provides both a seal structure, an air seal, and a seal against moisture vapor. In the case of these simple seals, thermoplastic seals are typically used such as butyl seals or thermosetting seals such as polysulphide and polyurethane seals. In general, thermosetting seals are more permeable to moisture than thermoplastic seals.
In the case of glass insulation elements with double seals, there is an interior seal, the main exterior seal as the interior seal generally functioning as an additional seal that is impervious to moisture vapors. Typically, for glass insulation elements with double seals, the inner seal is a thermoplastic material such as polyisobutylene and a rib of polybutylene is attached to the sides of the spreader bar adjacent to the glass sheets. The spacer frame is then placed between the panels and heat is applied and / or pressure is applied to ensure that the polyisobutylene is compressed and completely wets the surface of the glass.
For the second outer seal, a thermosetting material such as a silicone, a polyurethane, or a polysulphide is typically used, and this material is applied to the outer perimeter between the two glass panels.
The construction of such elements is well known in the prior art and is described for example in the following patents: Bowser et al., U.S. Pat No. 3,919,023; Reichert et al. U.S. Pat No. 4,994,309; Dawson, U.S. Pat No. 4,479,988; Leopold U.S. Patent No. 5,313,761; and Peterson U.S. Pat. No. 5,568,714. The methods of making such glass insulation elements are also well known and are described, for example, in Leopold. U.S. Pat. No. 5,295,292. The previously described glass insulation elements are fabricated as a separate element separate from a frame and then incorporated into a frame.
The frame having incorporated glass insulation elements can then be installed in a window, in a door, or as insulation panels in buildings, refrigerated elements, vehicles and the like.
The present inventor has invented and described here a window element comprising an integrated window frame in which the window frame incorporates an integrated spacer structure to allow two or more glass panels to be installed directly to the frame in a configuration where they are substantially parallel and spaced from each other. The integrated window frame allows the manufacture of a window element comprising a frame and insulating panels forming a single element and thereby leads to bypassing the process steps, with corresponding reduction in costs, which result from the manufacture of a glass insulating element with a separate frame and the installation of this glass insulating element in a frame.
The subject of the present invention is a window element which comprises a frame and two or more substantially parallel and spaced apart glass panels in which the frame comprises an integrated spacer structure for holding the substantially parallel and spaced apart glass panels. others.
Fig. 1 illustrates a window element which comprises a frame with two essentially parallel glass panels spaced from one another.
Fig. 2 illustrates a cross section of a frame comprising two glazed panels held in a configuration where they are substantially parallel and spaced from one another by a spacer structure integrated into the frame.
Fig. 3 illustrates a cross section of the chassis comprising an integrated spacer structure.
The present invention is now described with reference to FIGS. 1 to 3. Fig. 1 shows a window element according to the present invention. The window element shown in fig. 1 comprises a frame 1 in which two glazed panels 2 are arranged substantially parallel and spaced from one another. Fig. 1 also shows an assembly simulating a window mullion 3 disposed between the glass panels 2 and fixed to the frame 1. The frame 1 contains hermetic channels 4 used for evacuating the space between the glass panels 2 and, if desired , for the introduction of an insulating gas between the glass panels 2.
Those skilled in the art will appreciate that the invention is not limited to a window element as shown in FIG. 1, but may include window elements suitable for use in casement windows, double pan windows, single pan windows, fixed windows and insulating panels for commercial buildings or dwellings residential. The window element according to the present invention can be used in doors or windows, for example, of refrigerators or refrigerated distribution cabinets. The window element according to the present invention can be used as a window in vehicles such as automobiles, trucks, heavy construction vehicles and ships.
The chassis according to the present invention can be constructed from standard construction materials. The term "frame" should be taken as a component which is adapted to confine the periphery of two or more glazed panels together forming a window element designed to be put in place and fixed to a support structure such as for example a frame window, building structure, cooling element or vehicle. The frame construction material may for example be wood, a metal such as aluminum, a plastic material such as ABS or styrene, a fiberglass, plastic-based composites, or composites comprising wood and a plastic material.
Considerations for choosing the frame construction material include compressive strength, hardness, fracture ability, coefficient of elasticity, thermal conductivity, workability, serviceability holding fasteners, as well as appearance and cost. The method of manufacturing the chassis is not critical with regard to the present invention and will depend on the manufacturing material. The chassis can be manufactured by methods such as rolling, rolling, stamping, extrusion, molding or a combination of these methods.
A preferred form of chassis for the present invention consists of a chassis made of plastic material comprising as a major component polyvinyl chloride (PVC). PVC may contain minority proportions of additives such as process aids, process modifiers, solid fillers, reinforcing materials, lubricants to aid extrusion, and heat-curing components. PVC can also contain other polymer components in alloy or mixture to modify the performance of PVC. In a preferred embodiment of the present invention, the frame is made by extruding PVC.
The frame is adapted to surround the periphery of two or more glazed panels. As seen in fig. 1, according to one embodiment of the invention, the chassis has a rectangular or square shape. However, the shape of the frame is not critical to the present invention as long as the frame conforms appropriately to the shape of the glass panels. The frames can be formed for example of several components which are then assembled in miter by their ends by screws, rivets, nuts, clips, inserts or by gluing, or combination of these means between them.
The frame may have the form of a single linear element obtained by means such as stamping or extrusion, the linear element then being folded into an appropriate configuration and joined end to end by the methods which have just been described. .
The window element frame according to the present invention includes an integrated spacer structure to hold two or more glazed panels in a configuration where they are substantially parallel and spaced from each other. By the term "integrated" it should be understood that the spacer structure is an integral part of the chassis and that the glass panels are attached separately to the integrated spacer structure of the chassis. By way of illustration, FIG. 2 shows a cross section of the chassis 1 having an integrated spacer structure 5. FIG. 2 shows an example of a frame comprising according to the present invention an integrated spacer structure 5. FIG. 2 is not intended to limit the scope of the claims which relate to such structures.
The shape of the integrated spacer structure is not critical to the present invention as long as it can maintain two or more glazed panels in a configuration where they are substantially parallel and spaced from each other. The shape will depend to some extent on the material of the chassis. Although it is preferable that the integrated spacer structure is prepared by being integrated into the chassis manufacturing process, for example by rolling, extrusion or stamping, the integrated spacer structure can also be manufactured separately and then fixed to the chassis by methods such as gluing, welding, or by the use of nuts or screws, among other means or similar methods of fixing.
The frame and the integrated spacer structure may be made of different or similar materials. For example, the frame can be formed by co-extrusion, the frame and the integrated spacer structure being made from different polymeric materials. In certain applications, a method for example of co-extrusion is desirable for manufacturing a chassis with suitable physical properties such as resistance and an integrated spacing structure with for example an acceptable coefficient of expansion and adhesion properties which are compatible with glass panels. The integrated spacer structure may for example have the shape of a solid profile, a hollow profile, or a channel.
The shape of the integrated spacer structure is not important as long as it keeps two or more glazed panels in a configuration where they are substantially parallel and spaced from each other, using a surface and of sufficient strength to preferably interpose an adhesive between the walls of the integrated spacer structure and the interior surface of the glass panels. Fig. 2 shows a preferred configuration of the integrated spacer structure in which the structure forms a channel in which a desiccant material can be placed and in which an assembly simulating a window mullion can be fixed for example by clips or by insertion with friction .
The window element of the present invention comprises two or more glass panels which are substantially parallel and spaced from one another. The expression "substantially parallel" must be understood in that the glazed panels form an interior chamber when they are placed in the frame in abutment against the interior spacer structure and against additional materials such as adhesives or barrier materials. waterproof. The glazed panels can be sheets formed, for example, from simple glass, toughened glass, safety glass, glass-thermoplastic laminates or thermoplastics. The glass panels can be clear or translucent.
The glass panels can be covered with standard coatings to reduce transmission in the ultraviolet or visible light range. The glass panels can be colored by methods known to those skilled in the art. Preferably the glass panels used in this window element are made of glass and laminated glass.
Although the chassis structure which is illustrated in fig. 1 to 3 makes it possible to have two glazed panels, the present invention is not limited to only two glazed panels. The present chassis may be designed to adapt to additional glazed panels or to films arranged between the substantially parallel glazed panels.
The present invention is further illustrated with the aid of FIG. 3. Fig. 3 shows a cross section of a window element according to the present invention. In fig. 3, the chassis 1 comprises an integrated spacer structure 5. Glass panels 2 are arranged between the chassis structure with their sides adjacent to the integrated spacer structure 5 and are held by an adhesive 6. An assembly simulating a mullion window 3 is disposed between the cavity formed by the glass panels 2, this assembly being held in position by means of a clip inserted in a slot which extends along a longitudinal axis of the integrated spacer structure. An adsorbent 7 is placed inside the integrated spacer structure 5.
The frame 1 also comprises grooves 8 in which glazing ribs 9 can be arranged and fixed so as to form a tight seal adjacent to the exterior surface of the panels 2.
In a preferred embodiment of the window element, the two or more glass panels spaced from each other are fixed to the integrated spacer structure using an adhesive such as a structural adhesive. Preferably, the adhesive is capable of forming an air and moisture tight seal between the integrated spacer structure and the glass panels. The adhesive specifically required will depend on the constituent materials of the frame and the glass panels as well as on the conditions of use of the window element. A wide variety of materials may be suitable for use as an adhesive.
For example, the adhesive can be a natural or synthetic thermoplastic resin such as a -polysulphide, a polyurethane, a polyisobutylene, an epoxy resin, an epoxy-polysulphide mixture or a polysulphide-polyurethane mixture. The adhesive may be a silicone rubber composition which cures with heat in the presence of platinum as a catalyst, as described in the Gray et al patent. U.S. Pat. No. 5,364,921 which is incorporated in the present description by reference for adhesive compositions which can be used according to the present invention. The adhesive can be a composition which hardens at room temperature comprising an isobutylene polymer having acrylic functional groups as described by the patent Saxena et al. U.S. Pat.
No. 5,665,823 which is incorporated in the description by reference to provide an exemplary teaching of adhesive compositions which can be used in accordance with the present invention. An adhesive which cures at room temperature such as that described in the Saxena et al. Patent is preferred. mentioned above. The adhesive may be a preformed tape for use in glass panels, comprising materials such as butyl, polyethylene, polyurethane, or polyvinyl chloride.
In a preferred embodiment of the present invention, an adsorbent or absorbent is placed in the gap created between the glazed panels so as to prevent an accumulation of moisture between the panels and if necessary so as to adsorb chemical species which can be emitted. in the distance between the two glass panels and cause misting of these glass panels. The terms "adsorbent" and "absorbent" purposely refer to adsorbents to designate materials which either by adsorption or by absorption, are capable of retaining water, chemical species or both. In a preferred embodiment of the invention, the adsorbent 7 is disposed inside the channel formed by the integrated spacer structure.
Those skilled in the art will recognize that the channel formed by the integrated spacer structure can have different configurations such as a rectangular, square, or oval configuration, and does not need to be fully open on the spacing created between the glass panels. The channel formed by or in the integrated spacing structure can communicate with the spacing created between the glazed panels, for example by means of a slot as illustrated in FIG. 3 or by means of holes spaced along the integrated spacing structure connecting a channel formed inside this structure to the spacing created between the glass panels.
The adsorbent or adsorbents which can be used according to this window element can be of the type of any synthetically produced or naturally occurring adsorbent which adsorbs water and preferably any chemical species present in the gap formed by glass panels and which can cause misting of these panels. Preferably, the adsorbents are zeolites A, zeolites X, and mixtures of these two zeolites. The shape of the adsorbent will depend on the channel formed inside the integrated spacer structure. The adsorbent may be in the form of a powder in the case where the channel formed inside the integrated spacer structure is substantially closed while having holes of a size suitable for connecting the channel with the spacing created between the glass panels.
For example, the Ulisch patent, U.S. Pat. No. 3,868,299 describes the use of an adsorbent designed for use in multi-layer glass insulating windows which comprises a narrow pore zeolite in combination with a large pore adsorbent and optionally a clay binder . The teaching of Ulisch mentioned above is incorporated into the description by reference for examples of desiccant materials useful in the present invention. The American patent Cohen et al. U.S. Pat. No. 5,493,821 discloses low density hollow agglomerates useful for the adsorption of water which can be used in the present invention, and this teaching is incorporated into the description by reference for such useful adsorbents.
The adsorbent can be in a matrix in which an adsorbent particle is incorporated in a vector material which is glued inside the channel formed in the integrated spacer structure. The carrier material may for example be a silicone rubber, a butyl, a hot-melt material or a polyurethane. The adsorbent can be incorporated into a hot-curable liquid silicone rubber composition or into a joint which is extruded into the channel formed inside the integrated spacer structure and which adheres thereto after curing .
In order to improve the insulation performance of the window element of the present invention, it may be desirable to exhaust air from the gap created between the glass panels or to replace it with an inert gas such as nitrogen, argon, or krypton. As shown in fig. 1, the airtight channels 4 can be arranged in the chassis to effect the formation of a vacuum or the replacement of air by a gas.
Fig. 3, the frame 1 comprises grooves 8 in which glazing ribs 9 can be arranged and fixed so as to form a tight seal adjacent to the exterior surface of the panels 2. The shape of the grooves 8 is not critical to the present invention and the form which is illustrated in FIG. 3 is only one possibility among others. Preferably the grooves 8 have a shape such that the glazing ribs 9 can be fixed and held in place immediately. According to a variant, the glazing ribs can be inserted by adjustment in the grooves 8 or glued to perform the maintenance.
The glazing ribs 9 are fixed to the frame 1 and abut against the exterior surface of the glazed panels 2. The material of construction of the glazing ribs 9 is not critical and may be of the type of materials known for use in such applications. The glazing ribs can be produced, for example, from natural or synthetic rubber or from a plastic material. The glazing ribs can be produced, for example, from silicone rubber. The glazing ribs 9 can also serve an ornamental purpose and can then be manufactured by methods such as extrusion into ornamental and colored shapes if necessary.
Figs. 1 and 3 also show an assembly simulating a window mullion 3 disposed between the glass panels 2 and fixed to the frame 1 by means of a slot in the integrated spacer structure 5. The assembly simulating a window mullion 3 constitutes a optional embodiment of the present invention and perhaps of a conventional form and manufactured in known materials. Preferably, the assembly simulating a window mullion 3 is made of aluminum or of a plastic which does not release chemical species inside the gap created between the glass panels which could cause misting of these panels. The assembly simulating a window mullion 3 can be manufactured so that it clips directly onto the frame as illustrated in FIG. 3.