CN117441053A - 具有共挤出中空型材的间隔件 - Google Patents
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Abstract
用于隔热玻璃单元的间隔件(I),其至少包括‑沿纵向(X)延伸并由聚合物基材(6)和扩散阻挡材料(7)共挤出的中空型材(1),其包括‑第一侧壁(2.1)和第二侧壁(2.2)、将侧壁(2.1、2.2)彼此连接的玻璃内壁(3);‑外壁(5),其布置成基本上平行于玻璃内壁(3)并且将侧壁(2.1、2.2)彼此连接;‑由侧壁(2.1、2.2)、玻璃内壁(3)和外壁(5)围成的空腔(8),其中‑外壁(5)包括至少两个基材层(6.1、6.2)和至少两个扩散阻挡材料层(7.1、7.2),‑其中一个基材层(6.1、6.2)总是布置在两个扩散阻挡材料层(7.1、7.2)之间,‑这些基材层(6.1、6.2)和这些扩散阻挡材料层(7.1、7.2)沿纵向(X)延伸,并且‑外壁(5)中的至少一个扩散阻挡材料层(7.1)从第一侧壁(2.1)延伸到第二侧壁(2.2)。
Description
本发明涉及用于隔热玻璃单元的间隔件、隔热玻璃单元及其用途。
隔热玻璃通常含有至少两个由玻璃或聚合物材料制成的玻璃板。这些玻璃板通过由间隔件界定的气体或真空空间而彼此分开。隔热玻璃的隔热能力明显高于单层玻璃的隔热能力,并且可以通过三层玻璃或特殊涂层甚至进一步提高和改进。例如,含银涂层可以减少红外透射的传输,从而减少冬季建筑物的变冷。
除了玻璃的性能和结构之外,隔热玻璃的其它组件也非常重要。密封件,尤其是间隔件极大地影响隔热玻璃的品质。在隔热玻璃中,将周向间隔件固定在两个玻璃板之间,以使得产生气体填充或空气填充的内玻璃板间隙,该间隙被密封以防止水分渗透并确保隔热性能。
隔热玻璃的隔热性能基本上受到边缘复合材料区域,特别是间隔件区域中的导热性的影响。对于金属间隔件,金属的高导热性导致在玻璃边缘形成热桥。一方面,这种热桥导致隔热玻璃边缘区域的热损失,另一方面,在高空气湿度和低外部温度的情况下,会在间隔件区域中的内玻璃板上形成冷凝水。为了解决这些问题,越来越多地使用热优化的所谓的“暖边”系统,其中间隔件由导热性较低的材料,特别是塑料组成。由塑料制成的间隔件的缺点是对气体和水分的密封性差。因此,通常提供至少在其外侧上具有由致密材料制成的阻挡膜的塑料间隔件。特别地,薄金属箔或由金属层和聚合物层制成的多层膜适合作为阻挡膜,例如WO 2013/104507 A1中所公开。
玻璃板和间隔件之间的连接是通过由所谓的主密封剂,例如聚异丁烯制成的粘附结合部来产生的。如果这种粘附结合部失效,这将成为水分的进入点。必须准确计量加入主密封剂的量,以防止主密封剂渗透到内玻璃板间隙中。存在在侧壁区域中具有内陷的间隔件,在内陷中可以施加主密封剂,例如US20120308746 A1中所公开。
在外玻璃板间隙中的间隔件的朝外侧,通常施加次密封剂作为边缘密封件,其吸收由于气候负担而产生的机械载荷,从而确保隔热玻璃的稳定性。间隔件外侧的设计必须使得确保与次密封剂有良好的粘附。由于温度随时间变化(例如通过太阳辐射),隔热玻璃的各个组件会膨胀和在变冷过程中再次收缩。玻璃比由聚合物材料制成的间隔件膨胀得更强烈。因此,这种机械运动会拉伸或压缩粘附结合部和边缘密封件,它们只能通过其自身的弹性在有限程度上抵偿这些运动。在隔热玻璃的使用寿命过程中,所描述的机械应力可能意味着粘附结合部的部分或全域脱离。密封剂和间隔件之间的连接的这种脱离可能允许空气水分渗透到隔热玻璃中,这导致玻璃板区域起雾并降低隔热效果。因此,间隔件与密封剂接触的那些侧面应与密封剂具有尽可能最佳的粘附。
提高对密封剂的粘附的一种方法是调整布置在间隔件外侧上的蒸气阻挡膜的性能。为此目的,文献EP2719533 A1公开了一种具有膜的间隔件,该膜在面向次密封剂的那侧上具有SiOx或AlOy的薄粘附层。定向EVOH层尤其用作防水分的阻挡层。
具有阻挡膜的间隔件的概念的缺点是阻挡膜与间隔件本身以及与次密封剂的粘附需要长时间保持非常好。否则,阻挡膜可能会脱离,这又意味着渗漏密封性的丧失。此外,这些具有阻挡膜的间隔件在多个阶段中的生产相对复杂。通常,膜和基体由不同的制造商生产,然后可能必须随后由第三个制造商胶合在一起。
WO 2012100961 A1描述了一种没有单独的阻挡膜的间隔件。该间隔件使用两个金属条,它们施加在侧壁和部分外壁上。在外壁中,两个金属条之间存在缝隙,以防止通过连续金属条形成从一个玻璃板到另一个玻璃板的热桥。在此区域中,将确保扩散密封性的片状硅酸盐引入到外壁的聚合物材料中。然而,金属条使间隔件的隔热性能变差。
在此背景下,需要一种能够以尽可能少的单独步骤生产并且同时满足隔热玻璃单元的间隔件在隔热玻璃单元的使用寿命内的渗漏密封性和粘附要求的间隔件。
因此,本发明的目的是提供不具有上述缺点的改进的间隔件,并且提供改进的隔热玻璃单元。
根据本发明,本发明的目的通过根据独立权利要求1的用于隔热玻璃单元的间隔件来实现。本发明的优选实施方案从从属权利要求中显现。
根据本发明的隔热玻璃单元及其用途由另外的独立权利要求显现。
根据本发明的用于隔热玻璃单元的间隔件包括至少一个沿纵向延伸并具有第一侧壁、第二侧壁、玻璃内壁、外壁和空腔的聚合物中空型材。与实心形成的间隔件相比,该间隔件的空腔导致重量减轻,并且可用于容纳其它组件,例如干燥剂。空腔由侧壁、玻璃内壁和外壁围成。玻璃内壁将第一侧壁连接至第二侧壁。侧壁是中空型材的壁,隔热玻璃单元的外玻璃板通过主密封剂附接至所述壁。玻璃内壁是中空型材安装到成品隔热玻璃单元之后面向内玻璃板间隙的壁。外壁布置成基本上平行于玻璃内壁并将第一侧壁与第二侧壁连接。安装在成品隔热玻璃单元中之后,外壁面向外玻璃板间隙。
中空型材由聚合物基材和扩散阻挡材料共挤出而成。与聚合物基材相比,扩散阻挡材料对气体和水分具有更高的扩散密封性。由于两种材料是共挤出的,它们连接得特别牢固,并形成长期稳定的中空型材。
聚合物基材和扩散阻挡材料布置成层,即壁由各个单独材料层组成,这些层沿纵向X连续地,即无间断地延伸,并且平行于各自的壁延伸。
外壁含有至少两个基材层和至少两个扩散阻挡材料层,它们交替布置。这意味着其中一个基材层总是布置在两个扩散阻挡材料层之间。多个层的使用使得允许使用作为单层不能实现足够阻挡效果的扩散阻挡材料。此外,如果使用多个单独层而不是一个厚层,则阻挡效果会基本上改进,因为一层中的特定位置处的渗漏可以通过第二层来补偿。在外壁中,至少一个扩散阻挡材料层从第一侧壁延伸到第二侧壁。因此,在中空型材的整个宽度上防止通过扩散阻挡材料层的水分渗透和气体填充损失。因此不再需要布置在外壁上的阻挡膜,因为其功能由中空型材内的扩散阻挡材料来实现。这明显简化了间隔件的生产并且是本发明的一大优点。
在一个优选实施方案中,扩散阻挡材料层仅布置在外壁中。在这种情况下,侧壁和玻璃内壁不含扩散阻挡材料层。这生产起来特别简单并且具有成本效益。
在另一优选实施方案中,玻璃内壁还包括至少两个基材层和至少两个扩散阻挡材料层。在这种情况下,其中一个基材层总是布置在两个扩散阻挡材料层之间。这些基材层和扩散阻挡材料层沿纵向延伸并且平行于玻璃内壁延伸。玻璃内壁中的扩散阻挡材料的附加布置改进了型材的密封性。优选地,至少一个扩散阻挡材料层从第一侧壁延伸到第二侧壁。玻璃内壁和外壁中的层数可以彼此不同或相同。优选对称结构,以使得玻璃内壁和外壁中的基材和扩散阻挡材料的层数相同。
在一个优选实施方案中,第一侧壁和第二侧壁由基材组成。这具有成本效益,并且作为对称结构,特别稳健。扩散阻挡材料在外壁中,优选也在玻璃内壁中的布置确保了间隔件的密封性。
在一个替代性优选实施方案中,中空型材的所有壁均包括扩散阻挡材料层和基材层。优选地,所有壁包括相同数量的基材层和扩散阻挡材料层。这种结构可以特别好地共挤出。特别优选地,这些基材层和扩散阻挡材料层连续地布置在空腔周围,以使得层从外壁跨过第一侧壁跨过玻璃内壁跨过第二侧壁延伸到外壁。这导致了嵌套的洋葱状结构,其具有两种材料的交替层。事实证明,这种材料特别稳健,并且可以很好地共挤出。特别优选地,布置在面向空腔的那侧上的层由基材组成,以使得外层由扩散阻挡材料组成。这提供了最大程度的保护以防止水分渗透和气体损失。
原则上,外层和面向空腔的层可以由扩散阻挡材料或基材组成。外层是间隔件面向环境的层,即与周围空气接触的层。例如,在成品隔热玻璃单元中,外壁的外层面向外玻璃板间隙并与次密封剂接触,而侧壁的外层面向玻璃板并与主密封剂接触。
优选地,面向中空空间的层由基材制成。这些层在成品玻璃中不可见,因此这里也可以使用光学品质较低的材料,例如回收塑料。以扩散阻挡材料作为外层的布置是特别有利的,因为阻挡层因此直接朝向水分可以从其渗透的外部环境布置。以此进一步改进了间隔件的密封性。
具有扩散阻挡材料的壁优选地含有三个、四个、五个或更多个扩散阻挡材料层,它们与基材的中间层交替布置。间隔件的扩散密封性可以通过层数来控制。随着层数的增加,密封性得到改进。
在另一个优选的实施方案中,粘附层布置在所述外壁面向外部环境的那侧,即所述外壁远离所述空腔的那侧上,该粘附层与所述次密封剂的粘附比中空型材的外层更好。
所述粘附层优选为厚度为0.025mm至0.210mm,优选0.040mm至0.100mm的玻璃膜,其胶合到外壁。所使用的胶粘剂优选为不产气胶粘剂,优选热塑性聚氨酯或聚甲基丙烯酸酯。
替代地,粘附层优选是具有一种或多种粘附促进添加剂的聚合物层。优选的粘附促进添加剂是氧化硅(SiOx)、氧化铬(CrOx)、氧化钛(TiOx)和/或氮化硅(SixNy)。粘附层材料中的粘附促进添加剂的含量为0.1重量%至20重量%,优选1重量%至15重量%,特别优选2重量%至10重量%。粘附层优选基本上由具有添加的粘附促进添加剂的中空型材的基材组成。这防止由于不同材料而导致材料不相容和中空型材中的应力。粘附层优选与中空型材共挤出。这简化了间隔件的生产过程并增加了复合材料的稳定性。具有粘附促进添加剂的聚合物层优选具有50μm至500μm,优选100μm至400μm的厚度。
替代地,粘附层优选是厚度5nm至100nm的非晶二氧化硅层。二氧化硅层优选以火焰热解法沉积。例如,方法是合适的。该层可以简单地施加到中空型材上,并改进与次密封剂的粘附。
在一个优选实施方案中,扩散阻挡材料是聚合物扩散阻挡材料。与金属扩散阻挡材料相比,聚合物扩散阻挡材料的优点是导热性较低。这导致间隔件的隔热功能得到改进。间隔件优选地不含金属组件,例如由钢或单质金属制成的金属组件。这确保了良好的隔热性。在一个替代性优选实施方案中,间隔件含有金属增强元件,例如线材或片材,其改进纵向刚度。
扩散阻挡材料优选为乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)。EVOH特别好地密封中空型材以防止水分渗透和气体填充的损失,并且可以与基材共挤出。一种替代性优选扩散阻挡材料是聚偏二氯乙烯(PVDC),其例如可以商品名Saran获得,并且具有优异的阻挡性能。
替代地,扩散阻挡材料是具有填料的聚合物,其中填料优选是片状硅酸盐。聚合物优选与基材相同,从而避免材料不相容。
具有片状硅酸盐的聚合物具有相对低的导热性,并且还改进中空型材的刚度。优选将片状硅酸盐以小盘的形式混入聚合物中,其本质上是扩散密封的。在挤出过程中,这些小盘在很大程度上被定向,以使得小盘的平坦侧平行于中空型材的各自壁对齐。在一个扩散阻挡材料层中,有许多片状硅酸盐小盘,这些小盘一个在一个之上并且一个紧挨一个地布置。全部小盘通过延长或阻挡各个单独水分子或气体分子的路径来产生阻挡效果。通过在壁中布置多个扩散阻挡材料层,可以增强单个扩散阻挡材料层的阻挡效果,以使得不需要使用单独的阻挡膜。中空型材中的片状硅酸盐的含量为5体积%至60体积%,优选8体积%至35体积%,特别优选10体积%至30体积%。
替代地,扩散阻挡材料是具有填料的聚合物,其中碳纳米管(CNT)用作填料。聚合物优选与基材相同,从而避免材料不相容。优选地,中空型材中的碳纳米管的含量为1体积%至20体积%。
由于根据本发明的结构,间隔件提供了良好的密封以防止诸如氩气之类的气体从玻璃板间隙扩散离开并且防止水分扩散到玻璃板间隙中。根据本发明的间隔件优选地满足测试标准EN 1279第2+3部分。
在根据本发明的间隔件的一个优选实施方案中,聚合物基材包含生物基聚合物、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇(PET-G)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚酰胺-6,6、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、丙烯酸酯苯乙烯丙烯腈(ASA)、丙烯腈丁二烯苯乙烯聚碳酸酯(ABS/PC)、苯乙烯丙烯腈(SAN)、PET/PC、PBT/PC或其共聚物。在一个特别优选的实施方案中,聚合物基材基本上由所列聚合物之一组成。聚合物基材特别优选含有回收聚合物。
中空型材优选是玻璃纤维增强的。通过选择聚合物基材中的玻璃纤维含量,可以改变和调节中空型材的热膨胀系数。聚合物基材优选具有20重量%至50重量%,特别优选30重量%至40重量%的玻璃纤维含量。聚合物基材中的玻璃纤维含量同时改进中空型材的强度和稳定性。
玻璃纤维增强的间隔件通常是刚性间隔件,其在隔热玻璃单元的间隔件框架的组装过程中由各个单独的直件插塞或焊接在一起。这里,连接点必须用密封剂单独密封,以确保间隔件框架的最佳密封。
在一个替代性优选实施方案中,中空型材不含任何玻璃纤维。玻璃纤维的存在使间隔件的隔热性能变差并且使间隔件变硬且易碎。没有玻璃纤维的中空型材可以更好地弯曲,其中省去对连接点的密封。在弯曲期间,间隔件受到特定的机械载荷。
在另一个优选的实施方案中,聚合物基材由发泡的聚合物组成。在这种情况下,在中空型材的挤出过程中将发泡剂添加到聚合物基材中。发泡的间隔件的实例公开于WO2016139180 A1中。与非发泡的中空型材相比,发泡的实施方案导致通过中空型材的热传导减少并且节省材料和重量。
在根据本发明的间隔件的一个优选实施方案中,中空型材具有基本均匀的壁厚度d。壁厚度d优选为0.5mm至2mm。在此范围内,间隔件特别稳健。
基材层的厚度优选为100μm至900μm,特别优选200μm至800μm。扩散阻挡材料层的厚度优选为100μm至900μm,特别优选200μm至800μm。
中空型材的外壁是与玻璃内壁相反并且朝着外玻璃板间隙的方向背离隔热玻璃单元的内部(内玻璃板间隙)的壁。外壁优选地基本上平行于玻璃内壁延伸。在其整个路线上平行于玻璃内壁的平坦外壁的优点是间隔件和侧壁之间的密封面积最大化,并且更简单的成形有利于生产过程。
在根据本发明的间隔件的一个优选实施方案中,外壁的最接近侧壁的部分朝着侧壁的方向以相对于外壁30°至60°的角度α(α)倾斜。该实施方案改进了中空型材的稳定性。优选地,最靠近侧壁的部分以45°的角度α(α)倾斜。在这种情况下,进一步改进间隔件的稳定性。
在根据本发明的间隔件的一个优选实施方案中,第一侧壁和第二侧壁垂直于外壁和玻璃内壁延伸。在这种情况下,第一侧壁和第二侧壁是彼此平行延伸的平坦侧壁。其优点在于,平坦表面可用于粘合到隔热玻璃的外玻璃板。
在根据本发明的间隔件的另一优选实施方案中,第一侧壁和第二侧壁朝着空腔的方向弯曲。以此方式,在每种情况下形成第一侧壁中的第一凹部以用于容纳布置在第一侧壁和相邻玻璃板之间的主密封剂。产生在第二侧壁中的第二凹部以用于接收布置在第二侧壁和相邻玻璃板之间的主密封剂。在凹部中施加主密封剂改进密封并防止主密封剂朝着内玻璃板间隙的方向渗透。这种效果尤其会在高温下发生,例如在太阳辐射下。优选地,两个侧壁朝着空腔的方向弯曲相同的程度,以使得第一凹部和第二凹部具有相同的尺寸并且间隔件具有对称的结构。这改进了中空型材的稳定性。
在一个优选实施方案中,不透明装饰层布置在玻璃内壁的背离空腔的那侧上。装饰层此时是成品隔热玻璃单元中的可见表面,因此可以以视觉上吸引人的方式进行设计。例如,可以灵活地调整玻璃内壁的颜色,或可以使用视觉上不太吸引人的回收聚合物作为基材,因为用户只能看到不透明的装饰层。在这种情况下,不透明意味着装饰层从用户来看隐藏了下面的层。因此,装饰层不是半透明或透明的,而是不透明的。装饰层优选是聚合物装饰层。替代地,它也可以由例如木材、纸、聚合物、喷涂的漆层或玻璃组成。装饰层可以作为膜胶合到中空型材上、喷涂、施加或优选作为聚合物装饰层与聚合物基材和扩散阻挡材料共挤出。
在一个优选实施方案中,玻璃内壁具有至少一个穿孔。优选地,多个穿孔形成在玻璃内壁中。穿孔总数取决于隔热玻璃单元的尺寸。玻璃内壁中的穿孔将中空空间与隔热玻璃单元的内玻璃板间隙连接,从而实现它们之间的气体交换。这允许位于空腔中的干燥剂吸收空气水分,因此防止玻璃板起雾。穿孔优选设计为狭槽,特别优选设计为宽度为0.2mm且长度为2mm的狭槽。这些狭槽确保最佳的空气交换,而干燥剂不会从空腔渗透到内玻璃板间隙中。中空型材生产后,穿孔可以简单地冲入或钻入玻璃内壁。穿孔优选热冲入玻璃内壁。
中空型材沿玻璃内壁优选具有5mm至55mm,优选10mm至20mm的宽度。在本发明的意义上,宽度是在侧壁之间延伸的尺寸。宽度是两个侧壁的彼此背离的表面之间的距离。隔热玻璃单元的玻璃板之间的距离通过选择玻璃内壁的宽度来确定。玻璃内壁的确切尺寸取决于隔热玻璃单元的尺寸和所需的玻璃板间隙尺寸。
中空型材沿侧壁优选具有5mm至15mm,特别优选6mm至10mm的高度。在此高度范围内,间隔件具有有利的稳定性,但其它有利的是在隔热玻璃单元中不引人注目。另外,间隔件的空腔具有有利的尺寸以容纳适量的干燥剂。间隔件的高度是外壁和玻璃内壁的彼此背离的表面之间的距离。
空腔优选含有干燥剂,优选硅胶、分子筛、CaCl2、Na2SO4、活性炭、硅酸盐、膨润土、沸石和/或它们的混合物。
本发明还包括用于生产根据本发明的间隔件的方法,该方法至少包括共挤出聚合物基材和扩散阻挡材料以形成中空型材的步骤。
本发明还包括隔热玻璃单元,其至少具有第一玻璃板、第二玻璃板、布置在第一玻璃板与第二玻璃板之间的根据本发明的周向间隔件、内玻璃板间隙和外玻璃板间隙。根据本发明的间隔件布置成形成周向的间隔件框架。第一玻璃板通过主密封剂附接至间隔件的第一侧壁,并且第二玻璃板通过主密封剂附接至第二侧壁。这意味着主密封剂布置在第一侧壁和第一玻璃板之间以及第二侧壁和第二玻璃板之间。第一玻璃板和第二玻璃板平行布置并且优选全等。因此,两个玻璃板的边缘优选地在边缘区域中齐平地布置,即它们位于相同的高度处。内玻璃板间隙由第一玻璃板和第二玻璃板以及玻璃内壁界定。外玻璃板间隙被定义为由第一玻璃板、第二玻璃板和间隔件的外壁界定的空间。外玻璃板间隙至少部分地填充有次密封剂。次密封剂有助于隔热玻璃单元的机械稳定性,并吸收作用在边缘复合材料上的部分气候负担。
在一个优选的实施方案中,粘附层布置在所述外壁的面向外玻璃板间隙的那侧上,所述次密封剂与粘附层接触。粘附层对次密封剂具有特别好的粘附。这改进了隔热玻璃单元的边缘复合材料的密封性和长期稳定性。
在一个优选的实施方案中,所述第一侧壁和所述第二侧壁朝着所述间隔件的空腔方向弯曲,以使得第一凹部在所述第一侧壁和所述第一玻璃板之间填充有主密封剂,并且以使得第二凹部在第二侧壁和第二玻璃板之间填充有主密封剂。与完全平坦侧壁的情况相比,凹部提供了引入更多主密封剂的可能性。这改进了沿侧壁的密封稳定性。此外,在强烈的太阳辐射的情况下,防止主密封剂流入内玻璃板间隙并在那里可见。
在根据本发明的隔热玻璃单元的另一优选实施方案中,次密封剂沿第一玻璃板和第二玻璃板施加,以使得外壁的中心区域没有次密封剂。中心区域表示相对于两个外玻璃板居中布置的区域,与外壁的邻近第一玻璃板和第二玻璃板的两个外部区域相反。以此方式,实现了隔热玻璃单元的良好稳定性,其中同时节省了次密封剂的材料成本。同时,通过将两条次密封剂在邻近外玻璃板的外部区域中施加到外壁,可以容易地产生这种布置。
在另一优选实施方案中,施加次密封剂以使得整个外玻璃板间隙完全填充有次密封剂。这导致隔热玻璃单元具有最大的稳定性。
次密封剂优选含有聚合物或硅烷改性聚合物,特别优选有机多硫化物、硅酮、热熔胶、聚氨酯、室温交联(RTV)硅酮橡胶、过氧化物交联硅酮橡胶和/或加成交联硅酮橡胶。这些密封剂具有特别好的稳定效果。
主密封剂优选含有聚异丁烯。聚异丁烯可以是交联或非交联聚异丁烯。
隔热玻璃单元的第一玻璃板和第二玻璃板优选含有玻璃、陶瓷和/或聚合物,特别优选石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。
第一玻璃板和第二玻璃板的厚度为2mm至50mm,优选3mm至16mm,其中两个玻璃板也可以具有不同的厚度。
在根据本发明的隔热玻璃单元的一个优选实施方案中,间隔件框架由一个或多个根据本发明的间隔件组成。例如,它可以是根据本发明的间隔件,其被弯曲以形成完整的框架。根据本发明,其还可以是通过一个或多个插塞连接器彼此连接的多个根据本发明的间隔件。插塞连接器可以被设计为纵向连接器或转角连接器。这种转角连接器可以被设计为例如具有密封件的塑料模制件,其中设有斜接切口的两个间隔件紧靠。
原则上,隔热玻璃单元的各种各样的几何形状是可能的,例如矩形、梯形和圆形形状。为了产生圆形几何形状,根据本发明的间隔件可以例如在加热状态下弯曲。
在另一实施方案中,隔热玻璃包括多于两个玻璃板。在这种情况下,间隔件可以包含例如其中布置有至少一个另外的玻璃板的凹槽。多个玻璃板也可以形成为夹层玻璃板。
本发明还包括用于生产根据本发明的隔热玻璃单元的方法,该方法至少包括以下步骤:
-提供根据本发明的间隔件,
-连接间隔件以形成间隔件框架,
-提供第一玻璃板和第二玻璃板,
-通过第一玻璃板和第二玻璃板之间的主密封剂固定间隔件,
-压紧两个玻璃板和间隔件的玻璃板布置,以及
-用次密封剂至少部分地填充外玻璃板间隙。
隔热玻璃单元在本领域技术人员已知的双层玻璃系统中自动生产。首先,提供包括根据本发明的间隔件的间隔件框架。例如,间隔件框架通过焊接、胶合和/或通过插塞连接器来生产。提供第一玻璃板和第二玻璃板,并且间隔件框架通过主密封剂固定在第一玻璃板和第二玻璃板之间。将间隔件框架以间隔件的第一侧壁放置到第一玻璃板上,并通过主密封剂固定。然后将第二玻璃板与第一玻璃板全等地放置到间隔件的第二侧壁上,并同样通过主密封剂固定,并且压紧该玻璃板布置。外玻璃板间隙至少部分地填充有次密封剂。因此,根据本发明的方法能够简单且以具有成本效益的方式生产隔热玻璃单元。
还可以在提供根据本发明的间隔件框架之前提供第一玻璃板和第二玻璃板。
本发明还包括根据本发明的隔热玻璃单元作为建筑物内部玻璃、建筑物外部玻璃和/或立面玻璃的用途。
本发明的各种实施方案可以单独地或以任意组合来实现。特别地,在不脱离本发明的范围的情况下,上面提到的和下面解释的特征不仅可以以指定的组合使用,而且可以以其它组合使用或单独使用。
关于根据本发明的间隔件的陈述类似地适用于根据本发明的隔热玻璃单元和根据本发明的方法。同样,关于根据本发明的隔热玻璃单元的陈述也可以适用于根据本发明的间隔件。
下面参考附图更详细地解释本发明。附图纯粹是示意性表示并且不按真实比例绘制。它们不以任何方式限制本发明。其中示出了:
图1根据本发明的间隔件的另一可能实施方案的截面,
图2中空型材的细节,
图3根据本发明的间隔件的一个可能实施方案的截面,
图4根据本发明的间隔件的另一可能实施方案的截面,
图5图3的细节A的截面,
图6根据本发明的隔热玻璃单元的一个可能实施方案的截面,
图7用于生产根据本发明的隔热玻璃单元的流程图。
图1示出了穿过根据本发明的可能的间隔件I的截面。图2示出了间隔件的透视截面图以及玻璃内壁3的平面视图,其中图2没有示出中空型材1的层状结构。间隔件包括沿纵向(X)延伸并且具有第一侧壁2.1、与其平行延伸的侧壁2.2、玻璃内壁3和外壁5的共挤出中空型材1。玻璃内壁3垂直于侧壁2.1和2.2延伸并将这两个侧壁连接。外壁5与玻璃内壁3相反并且将两个侧壁2.1和2.2连接。外壁5基本上垂直于侧壁2.1和2.2延伸。然而,外壁5的最靠近侧壁2.1和2.2的部分5.1和5.2朝着侧壁2.1和2.2的方向以与外壁5约45°的角度α(α)倾斜。成角度的几何形状改进了中空型材1的稳定性。
中空型材1是由多个聚合物基材6和扩散阻挡材料7的层共挤出而成的共挤出中空型材。例如,使用含有10重量%玻璃纤维的聚丙烯作为基材6,使用EVOH作为扩散阻挡材料7。聚合物基材6和扩散阻挡材料7布置成层。在所有壁3、2.1、2.2和5中,各个单独的材料层沿纵向X连续地,即无间断地布置,并且平行于各自的壁延伸。扩散阻挡材料在中空型材1的所有壁中的布置确保了间隔件的特别良好密封以防止水分渗透。在所有壁中,中空型材1在每种情况下都包含两个基材6的层和两个扩散阻挡材料7的层。因此可以使用作为单层不能具有足够阻挡效果的EVOH,以使得在该实施例中获得完全无金属的间隔件。这确保了通过间隔件的热传导特别低。基材6和扩散阻挡材料7的层在每种情况下交替布置,以使得产生洋葱状结构。从面向空腔8的那侧看,层的顺序是:基材-扩散阻挡材料-基材-扩散阻挡材料。因此,空腔8完全由基材6界定,并且在间隔件I的面向外部环境的那侧上,扩散阻挡材料7布置在各处。由于外层由扩散阻挡材料7组成,确保了防止水分渗透和防止气体从内玻璃板间隙损失的最大保护。
中空型材的壁厚度d为1mm。壁厚度基本各处相同。这改进了中空型材的稳定性并简化了生产。中空型材1例如具有6.5mm的高度h和15.5mm的宽度。该宽度沿Y方向从第一侧壁2.1延伸到第二侧壁2.2。外壁5、玻璃内壁3以及两个侧壁2.1和2.2包围空腔8。空腔8可以容纳干燥剂11。产生与隔热玻璃单元中的内玻璃板间隙的连接的穿孔24形成在玻璃内壁3中。然后,干燥剂11可以通过玻璃内壁3中的穿孔24从内玻璃板间隙15吸收水分。由于EVOH层完全承担阻挡功能,在外壁5上不布置附加的阻挡膜。基材6的层分别具有300μm的厚度,扩散阻挡材料7的层分别具有约200μm的厚度(在图中,为了说明的目的,以大致相同的厚度勾勒出各层的厚度)。
图3示出了穿过根据本发明的一个可能的间隔件I的截面。图5示出了图3中的细节A,其用于玻璃内壁3和外壁5中的层结构的详细视图。间隔件I包括沿纵向(X)延伸并具有第一侧壁2.1、第二侧壁2.2、玻璃内壁3和与其平行延伸的外壁5的共挤出中空型材11。玻璃内壁3将两个侧壁2.1和2.2连接。外壁5与玻璃内壁3相反并且将两个侧壁2.1和2.2连接。第一侧壁2.1和第二侧壁2.2朝着空腔8的方向弯曲,以使得用于主密封剂的第一凹部10.1设在第一侧壁2.1和第一玻璃板之间,以及用于主密封剂的第二凹部10.2设在第二侧壁2.2与第二玻璃板之间。与完全平坦侧壁的情况相比,凹部提供了引入更多主密封剂的可能性。这改进了沿侧壁的密封的稳定性。此外,在强烈的太阳辐射的情况下,防止主密封剂流入内玻璃板间隙并在那里变得可见。两个侧壁2.1和2.2朝着空腔8的方向弯曲相同的程度,以使得凹部10.1和10.2具有相同的尺寸并且间隔件具有对称的结构。这种情况下的对称相对于对称轴S而言,如图4所示。
中空型材1是由聚合物基材6和扩散阻挡材料7共挤出而成的共挤出中空型材。第一侧壁2.1和第二侧壁2.2由基材6组成。这是具有成本效益的,并且作为对称结构,特别稳定。两个扩散阻挡材料层和两个聚合物基材层在每种情况下交替布置在外壁5和玻璃内壁3中。外壁5和玻璃内壁3中的扩散阻挡材料层在中空型材的整个宽度b上延伸,从而确保间隔件的良好密封。玻璃内壁3和外壁5中的各个单独的材料层沿纵向X连续地,即无间断地布置并且平行于各自的壁延伸。所使用的基材6例如为聚酰胺6.6,并且使用具有25体积%的片状硅酸盐的聚酰胺6.6作为扩散阻挡材料7。由此获得完全无金属的间隔件。这确保了通过间隔件的热传导特别低。外壁和玻璃内壁3的内层6.2分别由聚合物基材组成。因此,空腔8完全由基材6界定,并且扩散阻挡材料7布置在中空型材I的面向外玻璃板间隙的那侧上。由于外层7.1由扩散密封材料7组成,确保了防止水分渗透和防止气体从内玻璃板间隙损失的最大保护。
粘附层31布置在外壁5的面向外部环境的那侧上。粘附层31与成品隔热玻璃单元中的次密封剂接触。在该实施例中,粘附层31与中空型材1共挤出,并且基本上由具有10重量%的SiOx作为粘附促进添加剂的PE组成。粘附层31对次密封剂具有更好的粘附,以使得由于根据本发明的结构,边缘复合材料的长期稳定性进一步改进。该实施例中的粘附层31的厚度为约100μm。
中空型材的壁厚度d为约1mm。壁厚度基本各处相同。这改进了中空型材的稳定性并简化了生产。中空型材1例如具有6.5mm的高度h和12.5mm的宽度b。该宽度沿Y方向从第一侧壁2.1延伸到第二侧壁2.2,沿玻璃内壁3或外壁5在中空型材的最宽点处测量。玻璃内壁3和外壁5的高度处的宽度b是相同的。外壁5、玻璃内壁3以及两个侧壁2.1和2.2包围空腔8。空腔8可以容纳干燥剂11。产生与隔热玻璃单元中的内玻璃板间隙的连接的穿孔(此处未示出)形成在玻璃内壁3中。此时干燥剂11可通过玻璃内壁3中的穿孔从内玻璃板间隙15吸收水分。由于片状硅酸盐层完全承担阻挡功能,在外壁5上不布置附加的阻挡膜。基材6的层分别具有250μm的厚度,扩散阻挡材料7的层分别具有约250μm的厚度。
图4示出了基本上类似于图3中所示的间隔件构造的间隔件。与图3中所示的间隔件相反,该实施例中的中空型材1的所有壁3、2.1、2.2和5包括两个扩散阻挡层材料7的层和两个基材6的层。这种在所有壁中具有相同层数的结构可以特别好地共挤出。基材6的层和扩散阻挡材料7的层围绕空腔8连续布置,以使得每层从外壁5跨过第一侧壁2.1跨过玻璃内壁3跨过第二侧壁2.2延伸到外壁5。这导致了具有两种材料的交替层的嵌套洋葱状结构。事实证明,这特别稳定,并且可以很好地共挤出。布置在面向空腔的那侧上的内层在该实施例中由基材6组成,以使得外层由扩散阻挡材料7组成。这提供了防止水分渗透和防止气体损失的最大保护。扩散阻挡材料7的层的厚度分别为200μm,聚合物基材的层的厚度为300μm。从视图来遮盖下面的中空型材1的黑色PET膜形式的不透明装饰层9胶合到玻璃内壁3的面向玻璃内部的那侧上。如果该实施例中的基材6是回收聚丙烯并且扩散阻挡材料7是EVOH,则这是特别有利的。此时,回收聚丙烯被有效地覆盖,并且为隔热玻璃单元的用户产生视觉上令人愉悦的印象。为了改进对次密封剂的粘附,将约30nm厚度的二氧化硅层形式的粘附层31布置在外壁5上,并且在该实施例中通过来施加。
图6示出了具有图4所示的间隔件I的根据本发明的隔热玻璃单元II的边缘区域的截面。第一玻璃板13通过主密封剂17附接至间隔件I的第一侧壁2.1,并且第二玻璃板14通过主密封剂1附接至第二侧壁2.2。主密封剂17基本上是交联聚异丁烯。内玻璃板间隙15位于第一玻璃板13和第二玻璃板14之间并且由根据本发明的间隔件I的玻璃内壁3界定。内玻璃板间隙15是空气填充的或填充有惰性气体,例如氩气。空腔8填充有干燥剂11,例如分子筛。空腔8经由玻璃内壁3中的穿孔24连接到内玻璃板间隙15。通过玻璃内壁3中的穿孔24,在空腔8与内玻璃板间隙15之间发生气体交换,其中干燥剂11从内玻璃板间隙15吸收空气水分。第一玻璃板13和第二玻璃板14突出超过侧壁2.1和2.2,从而产生外玻璃板间隙16,其位于第一玻璃板13和第二玻璃板14之间并且由间隔件I的具有粘附层31的外壁6界定。第一玻璃板13的边缘和第二玻璃板14的边缘布置在相同高度处。外玻璃板间隙16填充有次密封剂18。该实施例中的次密封剂18是多硫化物。多硫化物特别好地吸收作用在边缘复合材料上的力,因此有助于隔热玻璃单元II的高稳定性。多硫化物对根据本发明的间隔件的粘附层的粘附是优异的。第一玻璃板13和第二玻璃板14由厚度为3mm的钠钙玻璃组成。
图7示出了用于生产根据本发明的隔热玻璃单元II的根据本发明的方法的流程图。在第一步骤I中,提供根据本发明的间隔件I。在第二步骤II中,将间隔件I接合在一起以形成间隔件框架。在第三步骤III中,提供第一玻璃板13和第二玻璃板14。替代地,第三步骤III也可以在第一步骤I之前进行。在第四步骤IV中,通过主密封剂17将间隔件I固定在第一玻璃板13和第二玻璃板14之间。在第五步骤V中,玻璃板13、14和间隔件I的玻璃板布置在隔热玻璃压机中压紧。在第六步骤VI中,外玻璃板间隙16至少部分地填充有次密封剂18。
附图标记列表
I 间隔件
II 隔热玻璃单元、隔热玻璃
1 中空型材
2.1 第一侧壁
2.2 第二侧壁
3 玻璃内壁
5 外壁
5.1、5.2外壁的最靠近侧壁的部分
6基材、聚合物基材
6.1、6.2第一和第二基材层
7扩散阻挡材料
7.1、7.2第一和第二扩散阻挡材料层
8 空腔
9 装饰层
10 凹部、切口
10.1、10.2第一或第二凹部
11 干燥剂
13 第一玻璃板
14 第二玻璃板
15 内玻璃板间隙
16 外玻璃板间隙
17 主密封剂
18 次密封剂
24 玻璃内壁上的穿孔
31 粘附层
X 纵向,中空型材的延伸方向
Y 横向
Z 高度方向
d 壁厚度
h 基体高度
b 基体宽度
Claims (15)
1.用于隔热玻璃单元的间隔件(I),其至少包括
-沿纵向(X)延伸并由聚合物基材(6)和扩散阻挡材料(7)共挤出的中空型材(1),其包括
-第一侧壁(2.1)和第二侧壁(2.2)、将侧壁(2.1、2.2)彼此连接的玻璃内壁(3);
-外壁(5),其布置成基本上平行于玻璃内壁(3)并且将侧壁(2.1、2.2)彼此连接;
-由侧壁(2.1、2.2)、玻璃内壁(3)和外壁(5)围成的空腔(8),其中
-外壁(5)包括至少两个基材层(6.1、6.2)和至少两个扩散阻挡材料层(7.1、7.2),
-其中一个基材层(6.1、6.2)总是布置在两个扩散阻挡材料层(7.1、7.2)之间,
-这些基材层(6.1、6.2)和这些扩散阻挡材料层(7.1、7.2)沿纵向(X)延伸,并且
-至少一个扩散阻挡材料层(7.1)在外壁(5)中从第一侧壁(2.1)延伸到第二侧壁(2.2)。
2.根据权利要求1所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I),其中
-玻璃内壁(3)包括至少两个基材层(6.1、6.2)和至少两个扩散阻挡材料层(7.1、7.2),
-其中一个基材层(6.1、6.2)总是布置在两个扩散阻挡材料层(7.1、7.2)之间,并且
-这些基材层(6.1、6.2)和这些扩散阻挡材料层(7.1、7.2)沿纵向(X)延伸。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I),其中所述第一侧壁(2.1)、所述第二侧壁(2.2)和所述玻璃内壁(3)包括与外壁(5)相同数量的基材层(6.1、6.2)和扩散阻挡材料层(7.1、7.2)。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I),其中所述第一侧壁(2.1)和所述第二侧壁(2.2)由所述基材组成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I),其中所述第一侧壁(2.1)和所述第二侧壁(2.2)朝着所述空腔(8)的方向弯曲。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I),其中粘附层(31)布置在所述外壁(5)的背离所述空腔(8)的那侧上。
7.根据权利要求6所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I),其中所述粘附层(31)是通过胶粘剂固定到所述外壁(5)的玻璃膜。
8.根据权利要求6所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I),其中所述粘附层(31)与所述中空型材(1)共挤出,并且所述粘附层(31)是具有一种或多种粘附促进添加剂的聚合物层,其中粘附促进添加剂选自氧化硅、氧化铬、氧化钛和/或氮化硅。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I),其中所述聚合物基材(6)包含生物基聚合物、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇(PET-G)、聚甲醛(POM)、聚酰胺、聚酰胺-6,6、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、丙烯酸酯苯乙烯丙烯腈(ASA)、丙烯腈丁二烯苯乙烯聚碳酸酯(ABS/PC)、苯乙烯丙烯腈(SAN)、PET/PC、PBT/PC或其共聚物。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I),其中所述空腔(8)完全由所述基材(6)界定。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I),其中不透明装饰层(9)布置在所述玻璃内壁(3)的背离所述空腔(8)的那侧上。
12.隔热玻璃单元(II),其至少包括第一玻璃板(13)、第二玻璃板(14)、沿周向布置在第一玻璃板(13)和第二玻璃板(14)之间的根据权利要求1至11中任一项所述的间隔件(I),其中
-第一玻璃板(13)通过主密封剂(17)附接至第一侧壁(2.1),
-第二玻璃板(14)通过主密封剂(17)附接至第二侧壁(2.2),
-内玻璃板间隙(15)由玻璃内壁(3)、第一玻璃板(13)和第二玻璃板(14)界定,
-外玻璃板间隙(16)由外壁(5)和第一玻璃板(13)和第二玻璃板(14)界定,
-次密封剂(18)布置在外玻璃板间隙(16)中。
13.根据权利要求12所述的隔热玻璃单元(II),其中粘附层(31)布置在所述外壁(5)的面向外玻璃板间隙(16)的那侧上,所述次密封剂(18)与粘附层(31)接触。
14.根据权利要求12或13中任一项所述的隔热玻璃单元(II),其中所述第一侧壁(2.1)和所述第二侧壁(2.2)朝着所述空腔(8)的方向弯曲,以使得第一凹部(10.1)在第一侧壁(2.1)和第一玻璃板(1)之间填充有主密封剂(17),并且以使得第二凹部(10.2)在第二侧壁(2.2)和第二玻璃板(2)之间填充有主密封剂(17)。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的隔热玻璃单元(II)作为建筑物内部玻璃、建筑物外部玻璃和/或立面玻璃的用途。
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