CN108463604A - 生产隔热玻璃单元的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生产隔热玻璃单元(IGU)的方法，该方法包括以下步骤：‑通过将IGU间隔件(1)和除所述IGU间隔件(1)以外的边缘元件(2)紧固至第一玻璃板(3)而形成第一组件，所述边缘元件包括至少一个通孔(10)，所述边缘元件(2)在即时粘着的且具有未固化强度的粘合剂(5)或可压缩粘合剂密封件(8)的帮助下被紧固；‑将第二玻璃板(6)通过按压而紧固至所述第一组件，所述第二玻璃板(6)被紧固至IGU间隔件(1)、并且被紧固至边缘元件(2)，所述边缘元件(2)由于即时粘着的且具有未固化强度的粘合剂(5)或可压缩粘合剂密封件(8)中的另一者而被紧固；‑将结构性密封剂(9)注入所述边缘元件(2)的所述至少一个通孔(10)中以填满所述IGU间隔件(1)与所述边缘元件(2)之间的空间。

Description

生产隔热玻璃单元的方法
本发明涉及一种生产用于窗和门(尤其是无框窗和门)的、至少包括两个玻璃面板的隔热玻璃单元(IGU)的方法。
本发明还涉及通过所述工艺获得的隔热玻璃单元(IGU)。
本发明还涉及一种包括根据本发明的隔热玻璃单元(IGU)的门和窗。
与经典的窗和门相比，无框窗和门已知通过增加透明表面的尺寸而提高窗墙比(WWR)。本文中词语“无框”的意思是门或窗的扇扉通过消除一些或全部框架部件而与标准门或窗相比具有更大的透明表面。在无框窗中，窗硬件经常被集成到用于嵌装玻璃或所谓的隔热玻璃单元(IGU)中以便对其加以固持。隔热玻璃单元包括至少两个玻璃板，这两个玻璃板被真空或气体填充的空间分隔开以减小跨窗的热传递。窗硬件或配件是这些金属部件(杠杆、滑动支撑件等)，这些金属部件在传统的窗中被定位在扇扉框架与固定框架之间，并且扇扉可以借助于这些金属部件被打开或关闭。这种无框窗概念的主要挑战是识别将IGU连接至固定框架以提供无框外貌或玻璃外观(无论窗是关闭的或打开的)的正确方式，同时保持合理的隔热和紧密性能以解决大部分外部应用。
文件BE1010537披露了一种制造IGU的工艺，其中在所述IGU的玻璃板之间安装了边缘元件。边缘元件用于接纳紧固或固定工具以将IGU固定在固定框架上。在所描述的工艺中，归功于双面安装胶带，边缘元件首先被紧固至第一玻璃板。在第二步骤中，间隔件框架在以其第一侧面被紧固至第一玻璃板之前被涂覆聚异丁烯。第二玻璃板随后被按压抵靠间隔件的另一侧面，以在两个玻璃板之间限定隔热空间。之后，通过边缘元件与第二玻璃板之间的间隙注入密封剂。边缘元件的形状和尺寸被确实确定成使其不会构成两个玻璃板之间的桥接，以便精确地允许在间隔件与边缘元件之间注入粘性结构性密封剂。这种结构性密封剂将能够维持由玻璃板的重量、热膨胀或收缩、风等所引入的机械约束，并且因而需要具有高弹性极限。通常，结构性密封剂是硅酮基粘合剂。然而，这种结构性密封剂是昂贵的，并且由于所述密封剂所占体积较大而在现有技术的IGU中表现出显著的成本。
文件EP2402540披露了一种制造用于无框窗的IGU的方法，其中边缘元件被放置在玻璃板之间、并且在已将IGU密封后被胶合至玻璃板中的每一者。边缘元件由于有高成本的结构性密封剂而被紧固至玻璃板。与另一种现有技术相比，因为不需要在间隔件与边缘元件之间注入结构性密封剂，这种方法所需要的结构性密封剂的量减小了。然而，由于结构性密封剂而引起的边缘元件的紧固需要在密封剂的固化时间期间使IGU保持水平。因为密封剂在未固化时表现得像浆糊，边缘元件在结构性密封剂中的胶合还涉及其在玻璃面板上的定位的精确度减小。因此，如果胶合的部件未被固定或IGU被竖直放置时，胶合的部件会移动。此外，在此现有技术中所观察到的间隔件与边缘元件之间的架空空间可以变成将在IGU使用期期间凝结并在IGU使用期期间最终攻击结构性密封剂或IGU密封剂的水的捕集器。
本发明的目的是补救前面提及的现有技术的缺点。
因此，本发明的目的是提供一种根据权利要求1所述的生产用于门或窗的隔热玻璃单元(IGU)的方法，该方法在保持了工艺持续时间减少以及边缘元件在玻璃板上的准确定位的同时使将要使用的结构性密封剂的量最小化。
为了清楚起见，粘合剂的未固化强度的意思是指其在未固化时但被按压之后对变形和断裂的抵抗力。即时粘着的意思是指粘合剂材料在较轻压力下与表面短时间接触之后抵抗分离的能力。通孔的意思是贯穿边缘元件的、允许外部大气与IGU间隔件与边缘元件之间的腔室接触的开口。根据密封剂粘性和密封剂注入工具来调节通孔的尺寸和数量以及它们之间的孔距。可压缩密封件的意思是指密封件可以变形、并可以以非常低的力来保持这种变形。结构性材料的意思是指具有维持由玻璃板的重量、热膨胀或收缩、风等所引入的机械约束的能力的材料。具有结构性特性的材料因而需要具有高弹性极限。
应当理解的是，不同类型的玻璃适合作为本发明框架中的玻璃板。所使用的玻璃板可以例如由两种类型的安全玻璃制成：钢化玻璃或层压玻璃，它们对于本领域技术人员是已知的。玻璃板可以可选地是磨边的。其他的选择，诸如利用低辐射涂层、日光控制涂层的隔热、利用声学层压玻璃的强化隔音，也与本概念兼容，以提高窗或门的性能。具有电致变色的、热致变色的、光致变色的或光伏的元件的玻璃板也与本发明兼容。根据本发明的IGU的不同玻璃板可以是相同的或不同的类型。IGU的玻璃板中的至少一者可以可选地部分涂覆有一层釉面(enamel)或有机墨水。从透过包括根据本发明的IGU的窗或门看的人们的视角来看，这个层可以通过隐藏IGU间隔件和边缘元件而具有美学功能。在本发明的其他实施例中，玻璃板未涂覆有一层釉面或有机墨水。在其他实施例中，IGU的不同的玻璃板可以具有不同尺寸。
在有利的实施例中，形成第一组件的步骤包括以下子步骤：
将涂覆有热塑性密封剂的所述IGU间隔件按压在所述第一玻璃板上；
将所述边缘元件连同即时粘着的且具有未固化强度的粘合剂的层按压在所述第一玻璃板上，所述即时粘着的且具有未固化强度的粘合剂的层被放置在所述第一玻璃板与所述边缘元件的第一面之间，所述边缘元件的相反面涂覆有所述可压缩粘合剂密封件。
在本发明中，边缘元件可以具有不同用途，例如：
-接纳紧固或固定工具以利用框架或利用房屋结构而将该IGU与另一个IGU连接起来；
-强化IGU并减小其偏离；
-形成该IGU与另一个IGU、框架或房屋结构之间的密封；
-保护IGU的边缘；
-放置一些电缆或电线。
就这一点而言，边缘元件2可以从IGU上突出，例如以环绕部件形成密封。
在进一步的实施例中，根据本发明的方法包括后续步骤，其中，第三玻璃板被紧固至第一或第二玻璃板，以便获得三层嵌装玻璃IGU。根据本发明的将第一玻璃板紧固至第二玻璃板方法可以用于将第三玻璃板紧固至第一玻璃板或第二玻璃板。在这个特定的实施例中，使用了两个边缘元件，这两个边缘元件可以具有与上文中所列出的用途不同的用途。可替代地，第三玻璃板可以不使用边缘元件而被紧固。可替代地，如果玻璃板中的一者由标准隔热玻璃单元所替代，则三层嵌装玻璃IGU也可以通过根据本发明的工艺而获得。标准隔热玻璃单元对于本领域技术人员是已知的，并且不是根据本发明的方法而生产的。
本发明还涉及根据本发明的方法而获得的IGU。
本发明还涉及包括根据本发明的IGU的窗或门。
更具体地，本发明还涉及包括根据本发明的IGU的无框窗或门。无框的意思是门或窗的扇扉通过消除一些或全部框架部件而与标准门或窗相比具有更大的透明表面。在标准门或窗中，紧固或固定工具被定位在扇扉框架与固定框架之间。在根据本发明的无框窗或门中，紧固或固定工具被紧固至IGU的边缘元件，从而允许消除扇扉的一些或全部框架部件。这种紧固或固定工具是窗硬件。
参照附图阅读以下描述将更好地理解本发明，这些附图绝不限制本发明的范围，并且其中：
图1表示制造根据本发明的IGU的方法的相继步骤；
图2示出了根据本发明的方法的第一实施例获得的IGU的侧视图；
图3示出了根据本发明的方法的第二实施例获得的IGU的侧视图；
这些图没有按照比例绘制。总体上，在附图中由同样的附图标记指示同一部件。
图1表示制造根据本发明的IGU的方法的相继步骤。
在步骤i)，设置包括在其整个周边上的釉面区域11的第一玻璃板3。
在步骤ii)，将涂覆有热塑性密封剂4的IGU间隔件1按压在第一玻璃板3上。在本发明中，热塑性密封剂4包括例如聚异丁烯。尽管在图1中，在IGU间隔件1的两侧使用相同的密封剂4，但是在其他实施例中，对于IGU间隔件1的每一侧可以使用不同的密封剂。IGU间隔件1将会界定位于第一玻璃板3与第二玻璃板之间的腔室，如在后续步骤中详细描述的。IGU间隔件1因此具有环绕形状，以便使得玻璃板在它们的边缘上间隔开。IGU间隔件1可以由单个零件制成，或可以可替代地包括多个元件，这些元件的末端抵接以形成环绕形状。IGU间隔件1可以是金属的、聚合物的、玻璃纤维加强复合材料、或这些材料中的几种材料的混合物。IGU间隔件可以是中空的，以便能够接纳例如一些干燥材料。这种IGU间隔件1随后被穿孔以允许干燥材料捕获进入IGU的腔室的水蒸气。
在步骤iii)，将包括通孔10的边缘元件2连同一层即时粘着的且具有未固化强度的粘合剂5(例如双面安装胶带)按压在第一玻璃板3上，该即时粘着的且具有未固化强度的粘合剂被放置在所述第一玻璃板3与所述边缘元件2的第一面之间，所述边缘元件2的相反面涂覆有可压缩粘合剂密封件8。
在本发明中，边缘元件2可以是具有环绕间隔件1的结构的连续的周边元件、或可以包括放置在IGU间隔件1的周边的多个断开的元件。当边缘元件2包括多个断开的元件时，所述边缘元件2中的通孔10可以是这些断开的元件中的通孔或是所述断开的元件之间的间隙，或者是以上二者。使用断开的元件是有利的，因为其允许通过仅在需要实现其功能的地方放置断开的元件而节省了边缘元件材料。还有利的是其允许在不同的断开的元件中引入不同的功能。此外，边缘元件2可以是中空的或是被填充的。边缘元件可以具有不同形状。边缘元件可以例如是U形的，这在无框窗或门的情况下由于其可以接纳紧固或固定工具而令人关注。可以满足这种功能的任何形状也适用于无框窗或门。有利的是，边缘元件包括两个相反的表面，以将边缘元件2粘合至两个玻璃板3和6。边缘元件2可以是金属的、聚合物的、玻璃纤维加强复合材料、或这些材料中的几种材料的混合物。
如以上已经解释的，本发明的边缘元件2可以具有不同的用途，例如：
-接纳紧固或固定工具以利用固定框架或利用房屋结构将该IGU与另一个IGU连接起来；
-强化IGU并减小其偏离；
-形成该IGU与另一个IGU、框架或房屋结构之间的密封；
-保护IGU的边缘；
-放置一些电缆或电线。
就这一点而言，边缘元件2可以从IGU上突出，例如以环绕部件形成密封。
在本发明中，即时粘着的且具有未固化强度的粘合剂5可以是具有结构性特性的双面安装胶带，包括聚氨酯或丙烯酸泡沫载体或丙烯酸酯基粘合剂。当通过结构性密封剂9确保边缘元件2的结构性锚固时，即时粘着的且具有未固化强度的粘合剂5还可以包括不具有结构性特性的软性双面泡沫胶带或热塑性密封剂。
如图1中所展示的，这层即时粘着的且具有未固化强度的粘合剂5将允许边缘元件2的非常准确的定位，同时还使得可以在边缘元件2定位之后立即移动处于竖直位置的第一玻璃板并在施加结构性密封剂9之后即刻竖直地储存IGU。就生产效率而言这个特征是有利的。
在步骤iv)，将也包括釉面区域12的第二玻璃板6放置成与在步骤ii)获得的组件的第一玻璃板平行。在有利的实施例中，在这个步骤过程中，在按压两个玻璃板之前使IGU填充有隔热气体。
在步骤v)，按压玻璃板3、6两者，以便在释放压力之前达到所述玻璃板3和6之间必要的距离。以此方式，第二玻璃板6在热塑性密封剂4的帮助下被紧固至IGU间隔件框架1、并且由于可压缩粘合剂密封剂8而被紧固至边缘元件2。在IGU间隔件两侧的热塑性密封剂4构成了IGU双密封件，从而防止水蒸气进入IGU腔室并潜在地将隔热气体保持在IGU腔室内。
根据本发明的可压缩粘合剂密封件8可以是双面软性泡沫胶带，例如是聚乙烯泡沫载体与丙烯酸酯基粘合剂或可替代地热塑性密封剂。一方面，可压缩粘合剂密封件8将边缘元件2保持在适当的位置，并且在另一方面，在IGU间隔件1与边缘元件2之间界定特定的空间。这种可压缩粘合剂密封件8的另一个特征是其自身变形并以非常低的力来保持这种变形的能力。在按压步骤期间，可压缩粘合剂密封件8自身变形，并且在释放步骤期间，其保持其变形，以便不会拉伸或甚至破坏包括间隔件1与玻璃板3和6之间的热塑性密封剂4的密封件。
从透过包括根据本发明的IGU的窗或门看的人们的视角来看，釉面区域11和12将通过隐藏IGU间隔件1和边缘元件2而具有美学功能。
在步骤vi)，将结构性密封剂9注入所述边缘元件2的通孔10，直到IGU间隔件1与边缘元件2之间的空间被填充满。
在本发明中，结构性密封剂9可以包括双组份密封剂，该双组份密封剂包括基质和硬化剂。在有利的实施例中，所述双组份密封剂包括硅树脂、聚氨酯或聚硫化物密封剂，优选地，该双组份密封剂是硅树脂密封剂。
在本发明中，边缘元件2中通孔10的存在确实允许将结构性密封剂9(其通常是非常粘稠的物质)注入所述通孔10中。通孔的存在使得在上面讨论的现有技术中所需的边缘元件2和第二玻璃板6之间的间隙变得不必要。根据本发明的方法将因此为边缘元件2的宽度和形状的选择提供灵活性。
在本发明中，边缘元件2、具有未固化强度的且即时粘着的粘合剂5、以及可压缩粘合剂密封件8的总宽度等于按压后的所述第一玻璃板3与第二玻璃板6之间的距离。通过IGU间隔件1和其热塑性密封剂4的宽度来确定这个距离。由于对将要填充结构性密封剂的腔室的几何结构进行了优化、并且没有结构性密封剂9能够流出由边缘元件2、IGU间隔件1和2个玻璃板3和6所界定的腔室，其有利地使昂贵的结构性密封剂9的浪费最小化。
在有利的实施例中，在注入所述边缘元件2的通孔10中的结构性密封剂9固化后，施加掩膜以覆盖所述通孔10。
图2示出了根据本发明的方法的第一实施例获得的IGU的侧视图。在这个实施例中，边缘元件2由连续的周边元件制成，并且将注入结构性密封剂9的通孔10冲压到所述边缘元件2中。其通过即时粘着的且具有未固化强度的粘合剂5和可压缩粘合剂密封件8而被紧固至玻璃板3和6。
图3示出了根据本发明的方法的第二实施例获得的IGU的侧视图。在这个实施例中，边缘元件包括多个断开的元件21。在这种情况下，边缘元件中的注入结构性密封剂9的通孔是相继的断开的元件21之间的空间10。即时粘着的且具有未固化强度的粘合剂5和可压缩粘合剂密封件8未在图3中示出。

Claims (14)

1.一种生产隔热玻璃单元(IGU)的方法，所述方法包括以下步骤：
-通过将IGU间隔件(1)和除所述IGU间隔件(1)以外的边缘元件(2)紧固至第一玻璃板(3)而形成第一组件，所述边缘元件包括至少一个通孔(10)，所述边缘元件(2)在即时粘着的且具有未固化强度的粘合剂(5)或可压缩粘合剂密封件(8)的帮助下被紧固；
-将第二玻璃板(6)通过按压而紧固至所述第一组件，所述第二玻璃板(6)被紧固至所述IGU间隔件(1)、并且被紧固至所述边缘元件(2)，所述边缘元件(2)由于即时粘着的且具有未固化强度的粘合剂(5)或可压缩粘合剂密封件(8)中的另一者而被紧固；
-将结构性密封剂(9)注入所述边缘元件(2)的所述至少一个通孔(10)中以填满所述IGU间隔件(1)与所述边缘元件(2)之间的空间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述IGU间隔件(1)由于热塑性密封剂(4)而被紧固至所述第一玻璃板(3)和/或被紧固至所述第二玻璃板(6)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，形成所述第一组件的步骤包括以下子步骤：
-将涂覆有热塑性密封剂(4)的所述IGU间隔件(1)按压在所述第一玻璃板上(3)；
-将所述边缘元件(2)连同一层即时粘着的且具有未固化强度的粘合剂(5)按压在所述第一玻璃板(3)上，所述即时粘着的且具有未固化强度的粘合剂被放置在所述第一玻璃板(3)与所述边缘元件(2)的第一面之间，所述边缘元件(2)的相反面涂覆有所述可压缩粘合剂密封件(8)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述边缘元件(2)是具有围绕所述IGU间隔件(1)的围绕结构的连续的周边元件。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述边缘元件(2)包括位于所述IGU间隔件(1)的周边的多个断开的元件(21)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述边缘元件(2)与所述第一玻璃板(3)之间的所述即时粘着的且具有未固化强度的粘合剂(5)包括具有结构性特性的双面安装胶带。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述即时粘着的且具有未固化强度的粘合剂(5)包括不具有结构性特性的粘合剂。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述边缘元件(2)与所述第二玻璃板(6)之间的所述可压缩粘合剂密封件(8)包括双面软性泡沫胶带或热塑性密封剂。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，第三玻璃板被紧固至所述第一或第二玻璃板(3，6)，以便获得三层嵌装玻璃IGU。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述玻璃板(3，6)中的一者被标准隔热玻璃单元所替代。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述玻璃板具有不同的尺寸。
12.一种IGU，其特征在于，所述IGU是通过前述权利要求中任一项而获得的。
13.一种窗，其特征在于，所述窗包括根据权利要求12所述的IGU。
14.一种门，其特征在于，所述门包括根据权利要求12所述的IGU。
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