CN111886394A

CN111886394A - 非对称真空隔热凝视单元

Info

Publication number: CN111886394A
Application number: CN201980020637.8A
Authority: CN
Inventors: P·施奈德; A·本特拉德; J·让菲斯
Original assignee: AGC Glass Europe SA; AGC Vidros do Brasil Ltda; Asahi Glass Co Ltd; AGC Flat Glass North America Inc
Current assignee: AGC Glass Europe SA; AGC Vidros do Brasil Ltda; AGC Inc; AGC Flat Glass North America Inc
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2020-11-03
Also published as: EA202091776A1; WO2019145332A1; KR20200130682A; EA039820B1; US20210047878A1; US11174669B2; JP2021510672A; JP7387637B2; EP3743580A1; CA3089182A1

Abstract

本发明涉及一种沿由纵向轴线X和竖直轴线Z限定的平面P延伸的真空隔热玻璃窗单元(10)，所述真空隔热玻璃窗单元包括：a.具有厚度Z1的第一玻璃片(1)和具有厚度Z2的第二玻璃片(2)，其中，所述厚度是在垂直于所述平面P的方向上测量的，并且其中，Z1大于Z2(Z1>Z2)；b.一组离散间隔件(3)，所述组离散间隔件被定位在所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间并且维持所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间的距离；c.气密结合密封件(4)，所述气密结合密封件在所述第一玻璃片和所述第二玻璃片的周边上密封所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间的距离；d.内部体积V，所述内部体积由所述第一玻璃片、所述第二玻璃片和所述组离散间隔件限定并且被所述气密结合密封件封闭，并且其中，形成压力小于0.1毫巴的真空，其特征在于，所述第一玻璃片的厚度Z1与所述第二玻璃片的厚度Z2的厚度比率Z1/Z2等于或大于1.30(Z1/Z2≥1.30)，并且所述第二玻璃片由预应力玻璃制成。

Description

非对称真空隔热凝视单元

技术领域

本发明涉及一种真空隔热玻璃窗，其中玻璃片具有不同的厚度，并且其中一个玻璃片是预应力玻璃片。

背景技术

由于真空隔热玻璃窗的高隔热性能，因此推荐真空隔热玻璃窗。真空隔热玻璃窗通常由至少两个玻璃片构成，这些玻璃片由内部空间分开，在该内部空间中已经产生真空。通常，为了实现高隔热性能(热传递系数U，U<1.2W/m2K)，玻璃窗单元内部的压力通常为0.1毫巴或更低，并且通常两个玻璃片中的至少一个被覆盖有低辐射层(low-E layer)。为了在玻璃窗单元内部获得这样的压力，气密结合密封件被放置在两个玻璃片的周边上，并且借助于泵在玻璃窗单元内部产生真空。为了防止玻璃窗单元在大气压力下(由于玻璃窗单元的内部与外部之间的压力差)塌陷，间隔件被规则地(例如，以格栅的形式)放置在两个玻璃片之间。

在真空隔热玻璃窗中所要解决的技术问题是抵抗由外部环境与内部环境之间的温度差引起的热应力。实际上，面向内部环境的玻璃片所承受的温度与内部环境的温度相似，而面向外部环境的玻璃片所承受的温度与外部环境的温度相似。在最恶劣的天气条件下，内部温度与外部温度之间的差可能高达30℃以上。内部环境与外部环境之间的温度差可能导致在玻璃片内部的引起的热应力。在一些严重情况下，例如，当温度差≥20℃时，引起的热应力可能导致真空隔热玻璃窗的破裂。为了抵抗这种引起的热应力，在本领域中已经提供了不同的解决方案，例如增加两个玻璃平面的厚度。在JP 2001316137中提出了另一种解决方案，该解决方案解决了如何改进真空隔热玻璃窗，使得即使玻璃片被强烈的阳光照射也不会发生变形或畸变。JP 2001316137教导了设计一种玻璃窗，其中，设置在室内侧的内玻璃平面比外玻璃平面更厚。相比之下，JP 2001316138教导了相反的VIG构造，其中，设置在室外侧的外玻璃平面比内玻璃平面更厚，以改进抗阻性和声学性。

然而，没有现有技术解决改进对真空隔热玻璃窗(其中，玻璃片经受外部温度与内部环境之间的温度差)中的引起的热应力的抵抗的技术问题。

3.发明内容

本发明涉及一种沿由纵向轴线X和竖直轴线Z限定的平面P延伸的真空隔热玻璃窗单元，包括：

a.具有厚度Z1的第一玻璃片和具有厚度Z2的第二玻璃片，其中，所述厚度是在垂直于所述平面P的方向上测量的，并且其中，Z1大于Z2(Z1>Z2)；

b.一组离散间隔件，所述组间隔件被定位在所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间并且维持所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间的距离

c.气密结合密封件，所述气密结合密封件在所述第一玻璃片和所述第二玻璃片的周界上密封所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间的距离；

d.内部体积，所述内部体积由所述第一玻璃片、所述第二玻璃片和所述组离散间隔件限定并且被所述气密结合密封件封闭，并且其中，形成压力小于0.1毫巴的真空，

其特征在于，所述第一玻璃片的厚度Z1与所述第二玻璃片的厚度Z2的厚度比率Z1/Z2等于或大于1.30(Z1/Z2≥1.30)，并且

其中，所述第二玻璃片由预应力玻璃制成。

本发明进一步涉及一种分隔物，所述分隔物将具有第一温度Temp1的第一空间与具有第二温度Temp2的第二空间分开，其中，Temp1低于Temp2；所述分隔物包括被所述真空隔热玻璃窗单元封闭的开口。本发明还涉及所述真空隔热玻璃窗单元的用途，用于封闭分隔物的所述开口。

4.附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的真空隔热玻璃窗的截面图。

图2示出了在ΔT＝35℃在玻璃片上计算的最大热应力(σΔT Max)根据Z1/Z2厚度比率而变的有限元建模结果。

图3示出了在ΔT＝35℃在玻璃片上计算的外推最大热应力(σΔT Max)以及利用20mm的间隔件间距计算的在支柱位置处大气压力引起的应力的值σp根据与Z1/Z2厚度比率的相关性。

5.具体实施方式

本发明的目的是提供一种真空隔热玻璃窗(下文中称为VIG)，其展示出对由内部环境与外部环境之间的温度差引起的热应力的抵抗的极大改进。

已经惊人地发现：本发明的真空隔热玻璃窗，其中，第一玻璃平面比第二玻璃平面厚(Z1>Z2)，第一玻璃片的厚度Z1与第二玻璃片的厚度Z2的厚度比率Z1/Z2等于或大于1.30，并且其中，由预应力玻璃制成的第二玻璃片提供了对引起的热应力的抵抗极大改进。与对应的对称真空隔热玻璃窗相比，非对称VIG配置提供了更好的抗热应力性，两者具有相同的整体厚度。

本发明的真空隔热玻璃窗将在下文中被称为“非对称VIG”。

本发明涉及一种真空隔热玻璃窗面板，其通常包括：第一玻璃片和第二玻璃片，该第一玻璃片和该第二玻璃片通过至少一个间隔件而关联在一起，该间隔件将所述玻璃片保持隔开一定距离，通常不超过2mm且在所述玻璃片之间；内部空间，该内部空间包括至少一个第一空腔，在该空腔中存在小于0.1毫巴的真空，所述空间被置于围绕所述内部空间的玻璃片的周边上的周边气密结合密封件封闭。

因此，并且如图1中所示，本发明涉及沿由纵向轴线X和竖直轴线Z限定的平面P延伸的真空隔热玻璃窗单元(10)，该真空隔热玻璃窗单元包括：

a)具有厚度Z1的第一玻璃片(1)和具有厚度Z2的第二玻璃片(2)，其中，所述厚度是在垂直于所述平面P的方向上测量的，并且其中，Z1大于Z2(Z1>Z2)；

b)一组离散间隔件(3)，所述组间隔件被定位在所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间并且维持所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间的距离；

c)气密结合密封件(4)，所述气密结合密封件在所述第一玻璃片和所述第二玻璃片的周界上密封所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间的距离；

d)内部体积V，该内部体积由第一玻璃片、第二玻璃片和这组离散间隔件限定并且被气密结合密封件封闭，并且其中产生压力小于0.1毫巴的真空。

在本发明内，第一玻璃片的厚度Z1与第二玻璃片的厚度Z2的厚度比率Z1/Z2等于或大于1.30(Z1/Z2≥1.30)。在优选实施例中，第一玻璃片的厚度Z1与第二玻璃片的厚度Z2的厚度比率等于或大于1.55(Z1/Z2≥1.55)，优选地包含在1.60与15.00之间(1.60≤Z1/Z2≤15.00)，优选地在2.00与8.00之间(2.00≤Z1/Z2≤8.00)，更优选地在2.00与6.00之间(2.00≤Z1/Z2≤6.00)。

在本发明的优选实施例中，第二玻璃片的厚度Z2包含在1mm与8mm之间(1mm≤Z2≤8mm)，优选地在2mm与6mm之间(2mm≤Z2≤6mm)，更优选地在3mm与6mm之间(3mm≤Z2≤6mm)。

一旦第一玻璃片(1，T1)与第二玻璃片(2，T2)之间存在温度差，就会产生引起的热应力，并且该引起的热应力随着T1与T2之间的差增大而增大。温度差(ΔT)是针对第一玻璃片(1)计算出的平均温度T1与针对第二玻璃片(2)计算出的平均温度T2之间的绝对差。玻璃片的平均温度是根据本领域技术人员已知的数值模拟来计算的。

当玻璃片之间的这种绝对温度差达到20℃时、甚至当绝对温度差高于30℃时，引起的热应力变得更加有问题—直至破坏VIG。

本发明基于惊人的发现，即可以经由非对称VIG配置(其中较厚的玻璃片Z1与较薄的玻璃片Z2的比率Z1/Z2应等于或大于1.3)来实现引起的热应力的减小。已经发现这种非对称特性允许减小热应力。已经进一步发现厚度比率越高，引起的热应力减小就越大。图2示出了在ΔT＝35℃在玻璃片上计算的最大热应力(σΔT Max)根据Z1/Z2厚度比率而变的有限元建模结果。

引起的热应力(σΔT)是由第一空间与第二空间之间的温度差在VIG的玻璃片上引起的应力。数值模拟用于计算VIG的每个玻璃片上的热应力。已经通过Abaqus FEA(以前称为ABAQUS)建立了有限元分析(FEA)模型，以模拟真空隔热玻璃窗在接触不同温度条件时的表现。已经计算了每个玻璃片上由温度差引起的热应力，并且以MPa表示。已经计算了包括(如本发明中所述)非对称配置的不同厚度的玻璃片的VIG的引起的热应力，并且与其相应的对称构造进行比较，其中维持了VIG的整体厚度。例如，已经将整体厚度为12mm的VIG(包括第一玻璃片和第二玻璃片，分别呈现6mm的厚度(现有技术))的引起的热应力与(本发明内的)不同的非对称配置的引起的热应力进行了比较，在非对称配置中第一玻璃片和第二玻璃片的厚度例如如下：7mm-5mm/8mm-4mm/9mm-3mm。

在图2中，最大引起的热应力值是第一玻璃片和第二玻璃片获得的最高值。在以下条件下计算热应力：

-温度：ΔT＝35℃。ΔT被计算为第一玻璃片的平均温度T1与第二玻璃片的平均温度T2之间的温度差；

-玻璃平面由钠钙硅玻璃制成并且尺寸为1m×1m，

-VIG的热传递系数U，U＝0.7W/m²K；

-实验性VIG具有不受约束的边缘，即未被定位在额外窗口框架内；

-间隔件之间的间隔(又称为间距)是20mm。

然而，已经发现：虽然这种非对称性对于减小引起的热应力是极好的，但是在抵抗支柱位置处由大气压力引起的应力方面，它将不利地影响非对称VIG的性能。这种恶化主要是由于非对称VIG的第二玻璃片比总厚度相同的对应对称VIG内的玻璃片薄所导致的。

大气压力在VIG的玻璃片的外表面处产生永久性张应力。此张应力可以通过以下公式来计算：σ＝0.11×λ²/t²[MPa]，其中λ[m]和t[m]分别是间隔件与玻璃片厚度之间的间距。间距是指间隔件之间的间隔。

已经针对不同的实施例计算出相同尺寸的2个真空隔热玻璃窗(包括以相同间距定位于玻璃片之间的相同间隔件，以及具有相同整体厚度)的张应力：一种配置是对称VIG，其中，第一玻璃片和第二玻璃片具有相同厚度，而第二配置是非对称VIG，其中，第一玻璃片的厚度Z1比第二玻璃片的厚度Z2更厚，厚度比率Z1/Z2大于1.30。

表1

已经发现：将非对称VIG配置为第一玻璃片Z1与第二玻璃片的厚度Z2的厚度比率等于或大于1.30并因此减小第二玻璃片的厚度对显著地减小引起的热应力是极好的，(图2)，但是按照表1中的示例1和2的线A和B，对在第二玻璃片的表面处显著增加的大气压力引起的应力是非常不利的。

可接受的大气压力引起的应力将针对每个VIG进行计算，并且将取决于特定的位置，并且因此取决于放置VIG的特定大气条件。例如，可以参照欧洲规范PrEN16612的最新草案“Glass in building-Determination of the lateral load resistance of glasspanes by calculation[建筑玻璃-通过计算确定玻璃片的侧向负载阻力]”，其允许计算弯曲强度的设计值(fg；d)。设计值定义了预定负载(诸如大气压力)不超过的最高应力值。对于无支撑的边缘，退火和浮法玻璃，大气压力引起的应力的可接受设计值为7.25MPa(f_g，d＝7，75MPa)。

如表1中所计算的，对于两个具有相似的片厚度(分别为6mm和8mm)的对称VIG，在支柱位置计算出的大气压力引起的应力分别为6.19MPa和3.48MPa。那些计算值比7.25MPa的可接受设计值低。然而，对于两个非对称VIG配置，第二薄玻璃片的支柱位置(4mm)处的大气压力引起的应力比7.25MPa的可接受设计值高。

解决这种大气压力引起的应力增加的问题的一种解决方案是增大第二玻璃片的厚度。然而，在本发明的非对称内增大第二玻璃片的厚度意味着减小厚度比率，从而减小其对减小的引起的热应力的积极影响。而且，增大第二玻璃片的厚度对于VIG的整体重量具有进一步的负面影响。

图3通过示出在ΔT＝35℃在玻璃片上计算的外推最大热应力(σΔT Max)以及利用20mm的间隔件间距和7mm的第一玻璃片厚度(Z1＝7mm)计算的压力引起的应力的值σp这二者与Z1/Z2厚度比率的相关性，进一步图示了此技术挑战。

已经惊人地发现：可以通过对第二玻璃片使用预应力玻璃来增大其弯曲强度来解决此技术挑战。预应力玻璃是指热强化玻璃、热增韧安全玻璃或化学强化玻璃。预应力玻璃的使用允许在第二玻璃上承受增大的引起的大气压力应力，同时维持厚度比率Z1/Z2。本发明的非对称VIG通过增大厚度比率Z1/Z2并且通过对第二玻璃片使用预应力玻璃而提出一种允许减小由第一玻璃片与第二玻璃片之间的温度差引起的应力并且改进对大气压力应力的抵抗的技术方案。

实际上，参照相同的欧洲规范PrEN16612，对于在相同条件下针对同一玻璃但是带有热增韧玻璃计算出的可接受设计值增加到69.75MPa(f_g，d＝69，75MPa)。因此，对本发明的非对称VIG的第二玻璃片使用预应力玻璃允许利用由本发明的VIG的非对称性产生的大部分技术优势。

在本发明的优选实施例中，第一玻璃片的厚度Z1等于或大于3mm(Z1≥3mm)，优选地等于或大于4mm(Z1≥4mm)，更优选地等于或大于5mm(Z1≥5mm)，甚至更优选地等于或大于6mm(Z1≥6mm)。确实已经进一步发现厚度比率(Z1/Z2)越高，引起的热应力减小就越好。因此，优选地，第一玻璃片具有显著的厚度Z1，以在增大第一玻璃片与第二玻璃片之间的厚度比率时提供更大的灵活性，从而提供改进的对引起的热应力的抵抗。

另外，除了机械性能的改进之外，本发明的非对称VIG，其中，厚度比率Z1/Z2等于或大于1.30，并且其中，第二玻璃片由预应力玻璃制成，允许进一步改进本发明的非对称VIG的隔热性，如表2中所示。

表2

如表2中指示的，在例如将第一玻璃片处的大气压力引起的应力维持处于在对应的对称VIG中获得的水平的同时，在可接受设计值以下，本发明的非对称VIG允许增加定位在第一玻璃片与第二玻璃片之间的间隔件的间距，因此减少支柱的数量。相比之下，对称VIG的玻璃片上的大气压力引起的应力已增加到高于可接受设计值。如以上指示的，预应力玻璃片(2)可以承受这种增大的大气压力引起的应力。

通过减少支柱的数量，导热传递将减少并且VIG的热透射率(U值)将得以改善，从而使U值更低，由此产生更好的隔热特性。

本发明的非对称VIG通常用于封闭分隔物内的开口，比如在通用玻璃窗单元、建造物墙壁、汽车玻璃窗单元或建筑玻璃窗单元、器具……。此分隔物将以第一温度Temp1为特征的第一空间与由第二温度Temp2限定的第二空间分开，其中，Temp1低于Temp2。内部空间的温度通常是15℃到25℃，而外部空间的温度可以从冬天的-20℃扩大到夏天的+40℃。因此，内部空间与外部空间之间的温度差通常可以达到35℃。本发明的非对称VIG的每个玻璃片的温度(T1，T2)将反映对应空间的温度(Temp1，Temp2)。如果本发明的非对称VIG被定位成使得其第一玻璃片面向第一空间，则所述第一玻璃片的温度(T1)将反映第一空间的温度(Temp1)且第二玻璃片的温度(T2)将反映第二空间的温度(Temp2)，反之亦然。

在优选的实施例中，本发明的非对称VIG将封闭分隔物的开口，该分隔物将具有第一温度Temp1的第一空间与具有第二温度Temp2的第二空间分开，其中，Temp1低于Temp2。非对称VIG的第一玻璃片面向第一空间，使得具有大于第二玻璃片(2)的厚度Z2的厚度Z1的第一玻璃片(1)面向第一空间，该第一空间的温度(Temp1)比第二空间的温度(Temp2)低。实际上，已经发现：为了使本发明的非对称VG的技术优势最大化，优选地使具有大于第二玻璃片的厚度Z2的厚度Z1的第一玻璃片(1)暴露到“冷侧”，即暴露到具有最低温度(Temp1)的空间。

本发明还涉及如上限定的非对称真空隔热玻璃窗单元的用途，用于封闭将具有第一温度Temp1的第一空间与具有第二温度Temp2的第二空间分开的分隔物的开口，其中，Temp 1低于Temp2，并且其中，第一玻璃片面向第一空间。

本发明的非对称VIG的第二玻璃片是预应力玻璃。预应力玻璃在本文中是指热强化玻璃、热增韧安全玻璃或化学强化玻璃。

使用受控加热和冷却的方法对热强化玻璃进行热处理，该方法使玻璃外表面受到压缩作用并使玻璃内表面受到张力作用。这种热处理方法提供的玻璃的弯曲强度大于退火玻璃但小于热增韧安全玻璃。

使用受控加热和冷却的方法对热增韧安全玻璃进行热处理，该方法使玻璃外表面受到压缩作用并使玻璃内表面受到张力作用。这种应力会导致玻璃在受到冲击时破裂成小粒状颗粒，而不是分裂成锯齿状碎片。粒状颗粒不太可能伤害乘员或损坏物体。

玻璃制品的化学强化是热引起的离子交换，涉及用较大离子(例如，碱性钾离子)置换玻璃的表层中的较小碱性钠离子。当较大离子“楔”入原来由钠离子占据的小位点时，玻璃中出现增加的表面压缩应力。此种化学处理通常是通过将玻璃浸入含有一种或多种较大离子的熔融盐的离子交换熔融浴中、在温度和时间的精确控制下进行。还已知铝硅酸盐型玻璃组成(诸如来自旭硝子玻璃公司(Asahi Glass Co.)的产品系列

或来自康宁公司(Corning Inc.)的产品系列

的那些)对于化学钢化是非常高效的。

在本发明的一个实施例中，第一玻璃片也可以是预应力玻璃。

根据本发明的真空隔热玻璃窗(VIG)的第一片和第二片是玻璃片(1，2)。玻璃片可以从所有平板玻璃技术中选择，其中包括：浮法透明、超透明玻璃或有色玻璃。术语“玻璃”在本文中应被理解为是指任何类型的玻璃或等效的透明材料，诸如矿物玻璃或有机玻璃。所使用的矿物玻璃可以无关地是一种或多种已知类型的玻璃，诸如钠钙硅玻璃、铝硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃、结晶和多晶玻璃。所使用的有机玻璃可以是聚合物、或硬质热塑性或热固性透明聚合物或共聚物，诸如透明的合成聚碳酸酯、聚酯或聚乙烯树脂。可以通过浮法工艺、拉制工艺、轧制工艺或已知的从熔融玻璃组成开始制造玻璃片的任何其他工艺来获得玻璃片。玻璃片可以可选地是被磨边的。磨边使锋利边缘变成光滑边缘，这对于可能接触真空隔热玻璃窗、尤其是接触玻璃窗边缘的人来说，要安全得多。优选地并且出于降低生产成本的原因，根据本发明的玻璃片是钠钙硅玻璃、铝硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃类型的片。

优选地，本发明的非对称VIG的第一玻璃片和第二玻璃片的组成包括以相对于玻璃总重量表示的重量百分比计的以下项：

更优选地，玻璃组成是钠钙硅型玻璃，其组成的基础玻璃基质包括以相对于玻璃总重量表示的重量百分比计的以下项：

本发明的非对称VIG的第一玻璃片和第二玻璃片的另一优选玻璃组成包括以相对于玻璃总重量表示的重量百分比计的以下项：

65≤SiO2≤78wt％

5≤Na2O≤20wt％

0≤K2O<5wt％

1≤Al2O3<6wt％，优选3<Al2O3≤5％

0wt％≤CaO<4.5wt％

4wt％≤MgO≤12wt％

(MgO/(MgO+CaO))≥0.5，优选0.88≤[MgO/(MgO+CaO)]<1。

60≤SiO2≤78％

5≤Na2O≤20％

0.9<K2O≤12％

4.9≤Al2O3≤8％

0.4％<CaO<2％

4％<MgO≤12％

65≤SiO2≤78wt％

5≤Na2O≤20wt％

1≤K2O<8wt％

1≤Al2O3<6wt％

2≤CaO<10wt％

0≤MgO≤8wt％

K2O/(K2O+Na2O)：0.1-0.7。

特别地，根据本发明的组成的基础玻璃基质的示例在公开的PCT专利申请WO2015/150207 A1和WO 2015/150403 A1、在提交的PCT专利申请WO 2016/091672 A1和WO2016/169823 A1以及WO 2018/001965 A1中进行了描述。

在本发明的优选实施例中，为了提供易于化学退火，即比常规钠钙硅玻璃组成更有利于离子交换的玻璃组成，第二玻璃片是热增韧的或化学强化的钠钙硅玻璃类型；优选地包括以相对于玻璃总重量表示的重量百分比计的以下项：

本发明的真空隔热玻璃窗的第一玻璃片和第二玻璃片可以是相同或不同的类型，而第二玻璃片将必然是预应力玻璃。玻璃平面可以具有相同的尺寸或不同的尺寸，并且从而形成阶梯状VIG。在本发明的优选实施例中，第一玻璃片和第二玻璃片分别包括第一周边边缘和第二周边边缘，并且其中，第一周边边缘从第二周边边缘凹进，或者其中，第二外围周边从第一周边边缘凹进。这种配置允许增强气密结合密封件的强度。

在优选实施例中，第一玻璃片和/或第二玻璃片中的至少一个、优选地第二片可以是层压玻璃片。层压玻璃是一种安全玻璃，其在破碎时会保持在一起。在破裂的情况下，层压玻璃通过在其两层或更多层玻璃之间的热塑性中间层而被保持在位。中间层即使破裂时也保持玻璃层结合在一起，并且其高强度防止玻璃破裂成大块的锋利碎片。在不同层压层之间使用的热塑性中间层可以是选自包括以下项的组的材料：乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚异丁烯(PIB)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚氨酯(PU)、环烯烃聚合物(COP)、紫外线活化的粘合剂和/或其他透明或半透明的结合材料。优选地，热塑性中间层是乙烯醋酸乙烯酯层。

在另一个优选实施例中，本发明还适用于任何类型的玻璃窗面板，包括玻璃片(两个、三个或更多个)，这些玻璃片界定隔热或非隔热内部空间(也称为多个玻璃窗面板)，只要这些内部空间中的至少一个中产生部分真空。

在另一个优选实施例中，本发明的非对称VIG此外包括第三玻璃片，该第三玻璃片通过形成第二空腔的第二空间与第一玻璃片和第二玻璃片中的一个分开；以及第二密封件，该第二密封件被定位在第一玻璃片与第二玻璃片中的一个以及第三玻璃片的周边上，以便维持第二空间，其中，所述第二空腔填充有至少一种气体，例如但不限于干燥空气、氩气(Ar)、氪气(Kr)、氙气(Xe)、六氟化硫(SF6)或甚至这些气体中的某些的混合物。

在另一个实施例中，本发明的非对称VIG的第一玻璃片和/或第二玻璃片中的至少一个可以被典型隔热玻璃单元(IGU)代替，该隔热玻璃单元包括：被间隔件分开的至少第一玻璃板和第二玻璃板，所述间隔件沿着所述隔热玻璃单元的周边联接到所述第一玻璃板和所述第二玻璃板，从而形成隔热空腔，并且进一步包括将所述第一玻璃板和所述第二玻璃板固定在一起并且密封所述隔热空腔的密封剂线条。

其他选项(诸如具有低辐射涂层的隔热件、太阳能控制涂层、在第一玻璃片和/或第二玻璃片的表面中的至少一个上设置的抗反射涂层、带有隔音层压玻璃的增强隔音件)也与本发明的构思相容，以改进窗或门的性能。具有电致变色元件、热致变色元件、光致变色或光伏元件的玻璃平面也与本发明相容。

在本发明的另一个优选实施例中，真空隔热玻璃窗(10)的第一和/或第二玻璃片(1，2)的内片面(12，21)和/或外片面(13，23)中的至少一个设置有热射线反射膜或低辐射膜(5)。图1所示的实施例示出了设置在第二玻璃片的内面上的热射线反射膜或低辐射膜。

如图1所描绘的，本发明的真空隔热玻璃窗包括多个间隔件(3)，这些间隔件被夹在第一和第二玻璃片(1，2)之间，以便维持内部体积V。

间隔件可以具有不同的形状，诸如圆柱形、球形、丝状、沙漏形、十字形、棱柱形；也可以使用术语“支柱”。

间隔件通常由具有可耐受从玻璃片的表面施加的压力的强度的材料制成，从而能够承受诸如燃烧和烘烤的高温过程，并且在制造玻璃面板之后几乎不排放气体。这种材料优选是硬质金属材料、石英玻璃或陶瓷材料，特别地，金属材料，诸如铁、钨、镍、铬、钛、钼、碳钢、铬钢、镍钢、不锈钢、镍铬钢、锰钢、铬锰钢、铬钼钢、硅钢、镍铬合金、硬铝合金或类似物，或者陶瓷材料，诸如刚玉、氧化铝、莫来石、氧化镁、氧化钇、氮化铝、氮化硅或类似物。

间隔件通常被放置在第一玻璃片与第二玻璃片之间，以形成具有间距的格栅，该间距包含15mm与100mm，优选地在20mm与80mm之间，更优选地在20mm至60mm之间。间隔件间距是指间隔件之间的间隔。

如图1中所示，本发明的真空隔热玻璃窗(10)的玻璃片(1，2)之间的内部体积V利用气密结合密封件(4)封闭，该气密结合密封件围绕所述内部空间放置在玻璃片的周边上。所述气密结合密封件是不透气的且坚硬的。诸如本文所用并且除非另外指出，否则术语“不透气的”应理解为是指不透空气或不透大气中存在的任何其他气体。

内部空间与外部空间之间的温度梯度实际上导致了本发明的第一玻璃片和第二玻璃片的不同热变形。当放置于玻璃片的周边上的密封很硬时，每个玻璃平面上的约束甚至更加关键。相反地，这样的约束将在其中周边密封件允许一些变形的VIG内较低。

存在各种气密结合密封件技术。第一种类型的密封件(使用最广泛)是基于焊料玻璃的密封件，其熔点低于玻璃窗单元的玻璃面板的玻璃的熔点。这种类型的密封件的使用将低辐射层的选择限制为不会因实施焊料玻璃所需的热循环而劣化的低辐射层，即能够承受可能高达250℃的温度的低辐射层。此外，由于这种类型的基于焊料玻璃的密封件仅可非常轻微地变形，因此它不允许在所述面板经受大温度差(例如，20℃)时在玻璃窗单元的内侧玻璃面板与玻璃窗单元的外侧玻璃面板之间的差异膨胀的作用被吸收。由此，在玻璃窗单元周边产生相当大的应力，并且这些应力可能引起玻璃窗单元的玻璃面板的破裂。

第二类型的密封件包括金属密封件，例如厚度小(<500μm)的金属条，该金属条通过至少部分覆盖有一层可焊接材料(诸如软锡合金焊料)的连结底层而被焊接到玻璃窗单元的周边。相对于第一类型的密封件，第二类型的密封件的一个显著优点在于，它能够部分变形，以便部分地吸收在两个玻璃面板之间形成的差异膨胀。在玻璃面板上存在各种类型连结底层。

专利申请WO 2011/061208 A1描述了用于真空隔热玻璃窗单元的第二类型的周边不透气密封件的一个示例性实施例。在该实施例中，密封件是例如由铜制成的金属条，该金属条借助可焊材料焊接到设置在玻璃片的外围上的粘合带。

内部体积V内产生压力小于0.1毫巴、优选地小于0.01毫巴的真空，该内部体积由第一玻璃片和第二玻璃片以及一组间隔件限定并且通过本发明的非对称VIG内的气密结合密封件来封闭。

本发明的非对称VIG的内部体积可以包含气体，例如但不限于干燥空气、氩气(Ar)、氪气(Kr)、氙气(Xe)、六氟化硫(SF6)或甚至这些气体中的某些的混合物。相对于单个玻璃片，由于内部体积中存在气体，因此减少了通过具有这种传统结构的隔热面板进行的能量传递。

内部体积也可以被抽出任何气体，因此形成真空玻璃窗单元。通过真空隔热的隔热玻璃窗面板的能量传递被真空被大大地减少。为了在玻璃窗面板的内部空间中产生真空，通常在玻璃片中的一个的主面上设置使内部空间与外部连通的中空玻璃管。因此，通过借助于连接到玻璃管的外端的泵将内部空间中存在的气体抽出，在内部空间中产生部分真空。

为了在真空隔热玻璃窗面板中维持给定真空水平一持续时间，可以在玻璃窗面板中使用吸气剂。具体地，构成玻璃窗面板的玻璃片的内表面可以随着时间的流逝而释放预先吸收在玻璃中的气体，从而增加真空隔热玻璃窗面板的内部压力，并且因此降低真空性能。通常，这种吸气剂由锆、钒、铁、钴、铝等的合金组成，并且以薄层(厚度为几微米)的形式或以放置在玻璃窗面板的玻璃片之间的块的形式沉积，以便不被看见(例如，被外部搪瓷或被周边不透气密封件的一部分所隐藏)。吸气剂在室温下在其表面上形成了钝化层、并且由此必须被加热以便使得钝化层消失并因此激活其合金吸气特性。吸气剂被认为是“热激活的”。

附图标记	特征
		10	真空隔热玻璃窗
1	第一玻璃片
		12	第一片内面
13	第一片外面
		2	第二玻璃片
22	第二片内面
		23	第二片外面
3	间隔件
		4	气密结合密封件
5	热射线反射膜或低辐射膜
		V	内部体积

Claims

1.一种沿由纵向轴线X和竖直轴线Z限定的平面P延伸的真空隔热玻璃窗单元(10)，包括：

a.具有厚度Z1的第一玻璃片(1)和具有厚度Z2的第二玻璃片(2)，其中，所述厚度是在垂直于所述平面P的方向上测量的，并且其中，Z1大于Z2(Z1>Z2)；

b.一组离散间隔件(3)，所述组间隔件被定位在所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间并且维持所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间的距离；

c.气密结合密封件(4)，所述气密结合密封件在所述第一玻璃片和所述第二玻璃片的周界上密封所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间的距离；

d.内部体积V，所述内部体积由所述第一玻璃片、所述第二玻璃片和所述组离散间隔件限定并且被所述气密结合密封件封闭，并且其中，形成压力小于0.1毫巴的真空，

其中，所述第二玻璃片由预应力玻璃制成。

2.根据权利要求1所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，所述厚度比率Z1/Z2等于或大于1.55(Z1/Z2≥1.55)，优选地包含在1.60与15.00之间(1.60≤Z1/Z2≤15.00)，优选地在2.00与8.00之间(2.00≤Z1/Z2≤8.00)，更优选地在2.00与6.00之间(2.00≤Z1/Z2≤6.00)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，所述第一玻璃片的厚度Z1等于或大于3mm(Z1≥3mm)，更优选地等于或大于4mm(Z1≥4mm)，甚至更优选地等于或大于5mm(Z1≥5mm)，理想地等于或大于6mm(Z1≥6mm)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，所述第二玻璃片的厚度Z2包含在1mm与8mm之间(1mm≤Z2≤8mm)，优选地在2mm与6mm之间(2mm≤Z2≤6mm)，更优选地在3mm与6mm之间(3mm≤Z2≤6mm)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，所述组间隔件形成具有间距的格栅，所述间距包含在15mm与100mm之间，优选地在20mm与80mm之间，更优选地在20mm与60mm之间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，所述第一玻璃片和/或所述第二玻璃片中的至少一个、优选地所述第二玻璃片由钠钙硅玻璃、铝硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃类型制成。

7.根据权利要求7所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，所述第二玻璃片是热增韧的或化学强化的钠钙硅玻璃类型。

8.根据权利要求6或7所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，所述第二玻璃片的组成包括以相对于玻璃的总重量表示的重量百分比计的以下项：

9.根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，其中所述第一玻璃片和/或所述第二玻璃片中的至少一个是层压玻璃片。

10.根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，所述第一玻璃片和所述第二玻璃片分别包括第一内板面(12)和第二内板面(22)，并且分别包括第一外板面(13)和第二外板面(23)，并且其中，所述第一和/或第二内面(12，22)和/或外面(13，23)中的至少一个至少设置有热射线反射膜或低辐射膜。

11.根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元(10)，其中，所述第一玻璃片和/或所述第二玻璃片中的至少一个由隔热玻璃单元构成，所述隔热玻璃单元包括：被间隔件分开的至少第一玻璃板和第二玻璃板，所述间隔件沿着所述隔热玻璃单元的周边联接到所述第一玻璃板和所述第二玻璃板，从而形成隔热空腔，并且进一步包括将所述第一玻璃板和所述第二玻璃板固定在一起并且密封所述隔热空腔的密封剂线条。

12.根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元(10)，其中，所述第一玻璃片和所述第二玻璃片分别包括第一周边边缘和第二周边边缘，并且其中，所述第一周边边缘从所述第二周边边缘凹进，或者其中，所述第二周边边缘从所述第一周边边缘凹进。

13.根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元(10)，其中，所述内部体积中的压力小于0.01毫巴。

14.一种分隔物，所述分隔物将具有第一温度Temp1的第一空间与具有第二温度Temp2的第二空间分开，其中，Temp1低于Temp2；所述分隔物包括由根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元封闭的开口，其中，所述第一玻璃片面向所述第一空间。

15.根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元的用途，用于封闭将具有第一温度Temp1的第一空间与具有第二温度Temp2的第二空间分开的分隔物的开口，其中，Temp1低于Temp2，并且其中，所述第一玻璃片面向所述第一空间。