CN117858999A - 具有潮气阻挡物的间隔件 - 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‑聚合物中空型材(1)，其包括‑第一侧壁(2.1)和与其平行布置的第二侧壁(2.2)、将这些侧壁(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)并且将这些侧壁(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)，‑聚合物中空体(1)的第一侧壁(2.1)、外壁(5)和第二侧壁(2.2)上的潮气阻挡物(20)，其中潮气阻挡物(20)至少包括‑第一阻挡层(21)和直接相邻的第二阻挡层(22)，它们均通过原子层沉积(ALD)沉积，‑第一阻挡层(21)和第二阻挡层(22)各自具有最多15nm的厚度，‑第一阻挡层(21)和第二阻挡层(22)彼此独立地基于氮化物、氧化物、硫化物或氟化物化合物。

Description

具有潮气阻挡物的间隔件
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辐射的透射，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潮气渗透。
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。
特别地，基于塑料主体的间隔件需要额外的密封，以防止填充气体从内玻璃板间隙损失以及潮气渗透到内玻璃板间隙中或尽可能地防止这些。例如，一种可能性是应用由铝或不锈钢制成的薄金属膜。纯金属膜的缺点是材料成本高以及金属的导热性高。由于间隔件是隔热玻璃的边缘复合材料的一部分，寻求通过间隔件的尽可能最低的热传导，以防止形成热桥。
通过使用包含金属层和聚合物层两者的多层膜实现了改进的结果，例如WO 2013/104507 A1中所公开。这里，优选使用多个金属或陶瓷层，它们与聚合物层交替布置以获得特别好的密封并同时低的热传导。这些层优选通过气相沉积来生产。
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。该层可以通过各种方法施加，例如真空工艺(溅射、蒸发或等离子体CVD)或通过反应性气相工艺(等离子体CVD或ALD)。除了薄粘附层之外，膜基本上包含承担潮气密封功能的聚合物层。取向EVOH层特别用作防止潮气的阻挡层。此外，公开了在两个聚合物层之间附接另一个金属氧化物层。EVOH层的缺点之一是与市售PET层相比成本较高。
例如在EP1629543 B1中公开了使用ALD作为在聚合物基底上生产薄层的方法。特别地，这里公开了如何使用厚度最多100nm的各个单独层以氧气密封方式封装电子元件。此外，WO 03008110 A1公开了将厚度最多100nm的无机层施加到有机聚合物上。
由金属、金属氧化物或某些聚合物制成的阻挡层对于多层膜的密封性至关重要。为了实现高密封性和同时低导热性，通常使用由金属或金属氧化物制成的多个层。期望减少阻挡层的数量和厚度，以保持材料支出并因此保持成本支出尽可能低。
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聚合物中空型材，其包括第一侧壁和与其平行布置的第二侧壁、玻璃内壁、外壁和空腔。该空腔由侧壁、玻璃内壁和外壁包围。这里，玻璃内壁布置成基本上垂直于侧壁并将第一侧壁连接到第二侧壁。侧壁是中空型材的壁，隔热玻璃单元的外玻璃板附接到该壁。玻璃内壁是中空型材安装到成品隔热玻璃单元中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连接到第二侧壁。安装到成品隔热玻璃单元中后，外壁面向外玻璃板间隙。
间隔件还包括位于聚合物中空型材的外壁、第一侧壁和第二侧壁上的潮气阻挡物。潮气阻挡物密封内玻璃板间隙以防止潮气渗透并防止内玻璃板间隙中包含的气体损失。潮气阻挡物包括至少一个第一阻挡层和一个第二阻挡层，两者均通过原子层沉积来沉积。第一阻挡层和第二阻挡层彼此直接邻接，即它们彼此直接接触。因此，在第一阻挡层和第二阻挡层之间不存在另外的层，例如粘附层或由聚合物材料制成的层。第一阻挡层和第二阻挡层各自具有最多15nm的厚度。作为由两个直接相邻的层形成的“双层”的实施方案的结果，即使各个单独层相对薄，也实现了对于潮气渗透的令人惊讶的良好阻挡效果。第一阻挡层和第二阻挡层彼此独立地基于氮化物、氧化物、硫化物或氟化物化合物。这些材料可通过ALD(原子层沉积)用作特别致密的层。与单质金属层相比，这些材料的特点是导热性较低，这有利于间隔件的隔热性能。潮气阻挡物可以包含另外的层，例如阻挡层、聚合物层或粘附层。
如果层“基于”一种材料或“基于”一种材料形成，则除了任何杂质或掺杂之外，该层主要由该材料组成，特别是基本上由该材料组成。该材料的比例大于50重量％，优选大于70重量％，特别优选大于90重量％，非常特别优选大于95重量％。
ALD(原子层沉积)是一种将薄层以最多原子单层的形式沉积的方法。待沉积材料的成分(原子)以化学形式与载气(所谓的前体和反应物)结合。特定的前体化学结合到待涂覆的表面，其中薄层，通常是单层，结合到表面。随后，反应室被清空并用反应物填充。在特定的温度下，结合的前体和反应物之间发生反应，从而在待涂覆的表面上形成所需化合物的层。然后将反应产物抽出，并通过再次将前体引入反应室而再次从头开始该过程。因此相继地施加各个单独层，直至达到所需的层厚度。在各个沉积步骤之间，可以用惰性气体例如氩气吹扫反应室。ALD的特性是部分反应的自限特性：反应物和前体不与其自身或自身的配体发生反应，这将部分反应在任何时间长度和任何气体数量下的层生长限制到最大一个单层。因此，可以生产具有精确调节的层厚度的非常致密的层。由于气体在反应室中均匀分布，除了任何支撑表面之外，无论物体的几何形状如何，都可以完全涂覆该物体。合适的前体和反应物是本领域技术人员已知的，并且公开于例如M.Leskela和M.Ritala,“ALDprecursor chemistry:Evolution and future challenges”,Journal de PhysiqueIV,第9卷,837-852(1999)或WO 03008110A1以及其中指出的参考文献。
在一个优选的实施方案中，第一阻挡层和/或第二阻挡层是氮化物阻挡层。为了生成氮化物ALD涂层，例如可以使用氨(NH3)作为反应物。合适的前体是相应的卤化物，例如金属卤化物。优选的氮化物是钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、铁、钴、镍、硼、铝、镓、铟、硅和锡的氮化物。这些氮化物可以通过ALD很好地沉积。特别优选硼、硅、钛、锆、铪和铝的氮化物及其混合物。具有这些氮化物的阻挡层具有特别高的渗漏密封性。氮化物可以按化学计量、亚化学计量或超化学计量形成。氮化物优选按化学计量形成，这可以通过原子层沉积来沉积单层得以实现。例如，优选Si3N4、TiN、ZrN、HfN、AlN。
在另一个优选的实施方案中，第一阻挡层和/或第二阻挡层是氧化物阻挡层。为了生产由金属氧化物制成的ALD涂层，合适的前体一方面是例如相应的甲基金属化合物或相应的金属氯化物，另一方面水蒸气或臭氧作为反应物。优选的氧化物是镁、钙、锶、钡、钪、钇、钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、锰、铁、钴、镍、锌、铝、镓、铟、硅、锗、锡和铋的氧化物。特别优选的是铝、铬、硅、钛、锆、铪的氧化物及其混合物。氧化物可以按化学计量、亚化学计量或超化学计量形成。氧化物优选按化学计量形成，这可以通过原子层沉积来沉积单层得以实现。例如，优选Al2O3、Cr2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、HfO2或Al2TiO5。
在另一个优选的实施方案中，第一阻挡层和/或第二阻挡层是硫化物阻挡层。为了生产硫化物ALD涂层，可以使用硫化氢(H2S)作为反应物。合适的前体是相应的卤化物，例如金属卤化物。优选的硫化物是钛、钼、钨、锰、铁、钴、镍、锌、铝、镓、铟、锗、锡和铋的硫化物。特别优选的是铁和钴的硫化物。硫化物可以是按化学计量的、亚化学计量的或超化学计量的。硫化物优选按化学计量形成，这可以通过原子层沉积来沉积单层得以实现。
在另一个优选的实施方案中，第一阻挡层和/或第二阻挡层是氟化物阻挡层。优选的是锂、钠、钾、铷、铯、镁、钙、锶、钡、锌和铝的氟化物。特别优选的是镁、钙、锶、钡的氟化物。氟化物可以按化学计量、亚化学计量或超化学计量形成。氟化物优选按化学计量形成，这可以通过原子层沉积来沉积单层得以实现。
在另一个优选实施方案中，第一阻挡层直接施加到聚合物中空型材上。直接施加意味着将第一阻挡层直接通过ALD施加到聚合物中空型材上，以使得那里不布置粘附层或聚合物层。可以用溶剂、等离子体活化等对聚合物中空型材进行预处理。然而，在直接施加的情况下不设置粘附层。第二阻挡层直接邻近第一阻挡层布置。借助ALD施加涂层的一大优点是，甚至具有致密特定层的复杂几何形状也均匀涂覆。优选地，没有将聚合物层施加到聚合物中空型材，以使得在这种情况下潮气阻挡物仅包括优选全部通过ALD施加的阻挡层。
在另一个优选实施方案中，膜形式的潮气阻挡物通过胶粘剂附接到聚合物中空型材。在这种情况下，潮气阻挡物包括至少一个聚合物层，阻挡层施加在该聚合物层上。通过ALD用阻挡层对膜进行涂覆独立于聚合物中空型材的生产进行。这使得可以通过更换膜来灵活调整具有不同要求的间隔件的生产。优选地，潮气阻挡物通过非气态胶粘剂粘附至聚合物中空型材。潮气阻挡物和聚合物中空型材之间的长度尺寸差异可能会导致热应力。通过胶粘剂附接潮气阻挡物，任何应力都可以通过胶粘剂的弹性被吸收。合适的胶粘剂是热塑性胶粘剂，而且还有反应性胶粘剂，例如多组分胶粘剂。优选地，使用热塑性聚氨酯或聚甲基丙烯酸酯作为胶粘剂。事实证明，这在测试中特别合适。
潮气阻挡物优选包括至少两个聚合物层，优选正好两个、三个或四个聚合物层，特别优选两个或三个聚合物层。聚合物层首先用作载体材料并作为阻挡层之间的中间层。
在另一个优选实施方案中，潮气阻挡物不包含任何基于单质金属的阻挡层。优选地，潮气阻挡物仅包含基于氮化物、氧化物、硫化物或氟化物化合物的无机阻挡层。另一方面，单质金属具有相对高的导热率，这对于间隔件的隔热性能是不利的。
在另一个优选的实施方案中，聚合物层包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚偏二氯乙烯(PVdC)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、取向聚丙烯(oPP)、双轴取向聚丙烯(boPP)、取向聚对苯二甲酸乙二醇酯(oPET)、双轴取向聚对苯二甲酸乙二醇酯(boPET)。优选地，在每种情况下，所述聚合物层或每个聚合物层基于所提到的聚合物之一形成。所提及的聚合物特别适合于通过ALD涂覆并且适合用作隔热玻璃的间隔件的膜。聚合物层特别优选包含PET、oPP、boPP、oPET或boPET，其可以特别好地通过ALD涂覆并且可以对阻挡层具有良好的粘附性能。取向聚丙烯和取向聚对苯二甲酸乙二醇酯沿一个方向拉伸。由boPP和boPET制成的膜在纵向和横向上进行拉伸。由于经过拉伸，这些膜比原始膜更耐用。
在另一个优选实施方案中，所述聚合物层或所有聚合物层具有5μm至50μm，优选10μm至35μm，特别优选12μm至25μm的厚度。在这些区域中，各个单独层可以很好地加工并且可以成本高效地获得。
在另一个优选的实施方案中，潮气阻挡物不包含任何基于乙烯乙烯醇(EVOH)的聚合物层。EVOH层本身用作潮气阻挡层，但成本相对高，并且取决于层的厚度，密度低于无机阻挡层。根据本发明的潮气阻挡物的优点是阻挡层的特别薄的设计，然而其提供了高密封性，以使得不需要EVOH层作为额外的阻挡层。
在另一个优选实施方案中，潮气阻挡物包含至少三个阻挡层，优选至少四个阻挡层，进一步优选至少五个阻挡层或至少六个阻挡层。潮气阻挡物优选地包含正好三个、四个、五个或六个阻挡层。已经表明，更多数量的薄阻挡层导致密封性的显著改善，而阻挡层厚度的增加仅导致密封性的轻微改进。
优选地，所有阻挡层均通过原子层沉积来沉积并且彼此独立地基于氮化物、氧化物、硫化物或氟化物化合物。由于使用ALD来生产阻挡层，可以使用许多薄层。使用单一方法来生产潮气阻挡物还简化了生产过程。
在一个替代性优选实施方案中，使用诸如CVD(化学气相沉积)或PVD(物理气相沉积)的常规方法来生产潮气阻挡物的另一层。
在另一个优选实施方案中，第三阻挡层和第四阻挡层彼此直接邻接。作为双阻挡层的实施方案已被证明对于提高密封性特别有效。因此，该实施方案中的潮气阻挡物包括至少两个双阻挡层。进一步优选地，潮气阻挡物包含多于四个阻挡层，例如五个、六个、七个或八个阻挡层。优选地，阻挡层各自被布置成使得两个阻挡层总是彼此直接相邻。
潮气阻挡物中可能的优选层顺序是：
第一阻挡层-第二阻挡层-第三阻挡层-第四阻挡层。在这种情况下，不存在聚合物层，但阻挡层直接布置在聚合物中空型材上，优选全部通过ALD沉积。
潮气阻挡物中的另一个优选的层顺序是：
第一阻挡层-第二阻挡层-第一聚合物层-第三阻挡层-第四阻挡层-第二聚合物层。该潮气阻挡物可以通过层压两个在一侧上涂覆的聚合物层(在这种情况下，粘附结合层会布置在第一聚合物层和第三阻挡层之间)或替代地通过将在两侧上涂覆的聚合物层粘附结合到另一聚合物层(在这种情况下，例如粘附结合层会布置在第四阻挡层和第二聚合物层之间)来生产。
用于将涂覆或未涂覆的膜粘附结合到潮气阻挡物的粘附结合层优选具有1μm至8μm，优选2μm至6μm的厚度。这确保了牢固的粘附结合。
在另一个优选实施方案中，阻挡层作为外层暴露在中空型材的背离空腔的那侧上。术语“暴露”是指阻挡层面向外部环境而不是面向空腔。在成品隔热玻璃中，外层与外壁区域中的次密封剂或与侧壁区域中的主密封剂直接接触。与聚合物材料相比，无机阻挡层对密封剂的粘附基本上改进。因此，有利的是将根据本发明的阻挡层布置为外层。
在一个优选实施方案中，外层是根据本发明通过ALD沉积的阻挡层并且基于氧化硅(SiOx)或由SiOx组成。SiOx对次密封剂的材料具有特别好的粘附，并且热传导低，这进一步改进了间隔件的隔热性能。
在一个优选实施方案中，外层是根据本发明通过ALD沉积的阻挡层并且基于铝、钛、镍、铬或铁的氧化物。这些金属氧化物的特征在于对相邻密封剂具有特别好的粘附。使用氧化铬或氧化钛外层实现了令人惊讶的良好结果。
两个直接相邻的阻挡层具有根据本发明的不同组成。这意味着两个直接相邻的阻挡层基于两种不同的化合物。与由相同材料制成的两个层相比，两种不同材料的实施方案导致改进的密封。
在另一个优选实施方案中，所有阻挡层的厚度在每种情况下小于10nm，优选为1nm至9nm，特别优选2nm至8nm，非常特别优选3nm至7nm。这样的薄层的施加节省材料，并且由于通过ALD沉积而具有出色的密封性。
在另一个优选实施方案中，所有阻挡层的厚度总和小于50nm，优选小于40nm，特别优选小于30nm。由于阻挡层特别致密，只需小的总厚度以满足隔热玻璃的间隔件的要求。
潮气阻挡物优选地连续地布置在间隔件的纵向上，以使得潮气不能沿着隔热玻璃中的整个周向间隔件框架渗透到内玻璃板间隙中。
优选以这样的方式施加潮气阻挡物，以使得两个侧壁的邻接玻璃内壁的区域没有潮气阻挡物。通过附接到整个外壁直至侧壁，实现了间隔件的特别良好的密封。侧壁上保持没有潮气阻挡物的区域的优点在于改进了安装状态下的光学外观。在邻近玻璃内壁的潮气阻挡物的情况下，这在成品隔热玻璃单元中是可见的。这有时被认为在美学上缺乏吸引力。保持没有潮气阻挡物的区域的高度优选为1mm至3mm。在该实施方案中，成品隔热玻璃单元中的潮气阻挡物是不可见的。
在一个替代性优选实施方案中，潮气阻挡物附接到整个侧壁。任选地，潮气阻挡物可以额外地布置在玻璃内壁上。因此进一步改进了间隔件的密封性。
与实心形成的间隔件相比，根据本发明的间隔件的空腔导致重量减轻，并且可用于容纳另外的组分，例如干燥剂。
第一侧壁和第二侧壁代表间隔件的侧面，当安装间隔件时，在所述侧面上安装隔热玻璃的外玻璃板。第一侧壁和第二侧壁彼此平行延伸。
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。外壁优选地基本上垂直于侧壁延伸。在整个走向上垂直于侧壁(平行于玻璃内壁)的平坦外壁具有的优点是间隔件和侧壁之间的密封表面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与外壁成30°至60°的角度α(α)倾斜。该实施方案改进了聚合物中空型材的稳定性。优选地，最接近侧壁的部分以45°的角度α(α)倾斜。在这种情况下，进一步改进了间隔件的稳定性。成角度的布置改进了潮气阻挡物的粘附结合。
在根据本发明的间隔件的一个优选实施方案中，聚合物中空型材具有基本上均匀的壁厚度d。壁厚度d优选为0.5mm至2mm。在此范围内，间隔件特别稳健。
在根据本发明的间隔件的一个优选实施方案中，中空型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，中空型材基本上由所列聚合物之一组成。
聚合物中空型材优选是玻璃纤维增强的。通过选择聚合物中空型材中的玻璃纤维含量，可以改变和调节聚合物中空型材的热膨胀系数。通过调节中空型材和潮气阻挡物的热膨胀系数，可以避免不同材料之间的温度引起的应力以及潮气阻挡物的剥落。聚合物中空型材优选具有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。同时，聚合物中空型材中的玻璃纤维含量改进了强度和稳定性。玻璃纤维增强的间隔件通常是刚性间隔件，其在用于隔热玻璃单元的间隔件框架的组装过程中由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。由于潮气阻挡物的高稳定性和对密封剂的特别好的粘附，根据本发明的间隔件可以特别好地加工。
在一个替代性优选实施方案中，中空型材不包含任何玻璃纤维。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刚性且易碎。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，间隔件暴露于特定的机械载荷。特别是在间隔件框架的转角中，潮气阻挡物被高度拉伸。具有潮气阻挡物的根据本发明的间隔件的结构还使得能够在不损害隔热玻璃单元的密封的情况下弯曲间隔件。
在另一个优选实施方案中，聚合物中空型材由发泡聚合物组成。在这种情况下，在聚合物中空型材的生产过程中添加发泡剂。发泡间隔件的实例公开于WO2016139180 A1中。与实心聚合物中空型材相比，发泡实施方案导致通过聚合物中空型材的热传导减少并且节省材料和重量。
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连接到隔热玻璃单元的内玻璃板间隙，从而实现它们之间的气体交换。这使得位于空腔中的干燥剂吸收空气潮气，从而防止玻璃板起雾。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，这些穿孔可以简单地冲入或钻入玻璃内壁。这些穿孔优选热冲入玻璃内壁。
在一个替代性优选实施方案中，玻璃内壁的材料是多孔的或用易于扩散的塑料来实现，从而不需要穿孔。
聚合物中空型材沿着玻璃内壁优选具有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。
中空型材沿着侧壁优选具有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，但另外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。
由于根据本发明的结构，间隔件提供了良好的密封以防止气体从玻璃板间隙扩散出来并且防止潮气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EN1279第2+3部分。
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、布置在第一玻璃板和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到间隔件的第一侧壁，并且第二玻璃板通过主密封剂附接到第二侧壁。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上的潮气阻挡物界定的空间。外玻璃板间隙至少部分地填充有次密封剂，其中次密封剂与潮气阻挡物直接接触。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。
在根据本发明的隔热玻璃单元的一个优选实施方案中，主密封剂覆盖聚合物中空型材和潮气阻挡物之间的过渡部，从而实现隔热玻璃单元的特别良好的密封。以此方式，在潮气阻挡物与塑料相邻的位置处，潮气扩散到间隔件空腔中的情况减少(界面扩散较少)。
在根据本发明的隔热玻璃单元的另一个优选实施方案中，沿着第一玻璃板和第二玻璃板施加次密封剂，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施加到外壁的与外玻璃板相邻的外部区域中，可以容易地产生这种布置。
在另一个优选实施方案中，施加次密封剂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。
次密封剂优选包含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。利用根据本发明的间隔件，凭借粘附层对于全部种类的常规次密封剂获得了优异的粘附结果。
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包含玻璃、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、梯形和圆化形状。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。
在另一个实施方案中，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其它玻璃板的凹槽。多个玻璃板也可以形成为层压玻璃板。
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。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。
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/或外立面玻璃的用途。
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。
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。在附图中：
图1示出了根据本发明的间隔件的一个可能实施方案的透视截面，
图2示出了根据本发明的间隔件的潮气阻挡物的一个可能实施方案的截面，
图3示出了根据本发明的间隔件的潮气阻挡物的一个可能实施方案的截面，
图4示出了根据本发明的间隔件的潮气阻挡物的一个可能实施方案的截面，
图5示出了根据本发明的间隔件的潮气阻挡物的一个可能实施方案的截面，
图6示出了根据本发明的间隔件的潮气阻挡物的一个可能实施方案的截面，并且
图7示出了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1示出了穿过根据本发明的可能的间隔件I的截面。间隔件包括聚合物中空型材1，其具有第一侧壁2.1、与其平行延伸的侧壁2.2、玻璃内壁3和外壁5。玻璃内壁3垂直于侧壁2.1和2.2延伸，并且连接两个侧壁。外壁5与玻璃内壁3相反并且连接两个侧壁2.1和2.2。外壁5基本上垂直于侧壁2.1和2.2延伸。然而，外壁5的最接近侧壁2.1和2.2的部分5.1和5.2朝着侧壁2.1和2.2的方向与外壁5成约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，并且能够与潮气阻挡物20更好地粘附结合。中空型材1是基本上由具有20重量％玻璃纤维的聚丙烯组成的聚合物中空型材。中空型材的壁厚度为1mm。壁厚度基本上在各处相同。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。外壁5、玻璃内壁3以及两个侧壁2.1和2.2包围空腔8。潮气阻挡物20布置在外壁5以及第一侧壁2.1的一部分和第二侧壁2.2的一部分上。第一侧壁2.1和第二侧壁2.2的邻接玻璃内壁3的区域保持没有潮气阻挡物20。从玻璃内壁3开始测量，这是保持空闲的1.9mm宽度的条带。潮气阻挡物20可以例如使用聚甲基丙烯酸酯胶粘剂固定到聚合物中空型材1。合适的潮气阻挡物20例如是图2和4至7所示的实施方案。替代地，潮气阻挡物20也可以直接沉积在聚合物中空型材上。在这种情况下，例如图3所示的潮气阻挡物20是合适的。潮气阻挡物20优选布置在整个侧壁2.1和2.2上，因为这在通过原子层沉积直接涂覆的情况下可以特别容易地生产。空腔8可容纳干燥剂11。产生与隔热玻璃单元中的内玻璃板间隙的连接的穿孔12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12从内玻璃板间隙15吸收潮气(参见图7)。
图2示出了穿过根据本发明的间隔件I的潮气阻挡物20的截面。潮气阻挡物20包括聚合物层31、第一阻挡层21和第二阻挡层22。聚合物层31是12μm厚度的PET层。然后通过原子层沉积(ALD)沉积9nm厚度的氧化钛层21，并且同样通过原子层沉积(ALD)直接沉积9nm厚度的氧化铝层22。两个阻挡层21和22基于不同的材料，这已被证明特别有利于潮气阻挡物20的密封性。尽管阻挡层21和22薄，但潮气阻挡物20仍具有良好的密封性。与12μm厚度并通过CVD用约80nm厚度的铝层涂覆的PET膜(尽管阻挡层整体较厚)相比，所述膜的用于确定水蒸气渗透性的相应测量得出明显改进的WVTR(水蒸气透过率)。两个值都是在相同条件下测量的。因此，与较厚的金属阻挡层相比，通过ALD施加两个薄氧化物阻挡层具有明显的改进。另外，通过两个薄氧化物层的热传导低于通过较厚的单质金属阻挡层，这改进了没有单质金属层的根据本发明的间隔件的隔热性能。优选施加潮气阻挡物20，以使得聚合物层31指向聚合物中空型材1的外壁5。然后例如通过丙烯酸酯胶粘剂将潮气阻挡物附接到外壁5。在这种情况下，由氧化铝制成的第二阻挡层22为外层，并且在成品隔热玻璃单元中面向外玻璃板间隙并与次密封剂直接接触。由于氧化铝层对常用的次密封剂具有良好的粘附，这种布置是有利的。从而进一步改进了隔热玻璃单元的长期稳定性。
图3示出了穿过根据本发明的间隔件I的另一潮气阻挡物20的截面。所示的潮气阻挡物20仅包括通过ALD施加的阻挡层。在这种情况下，由氧化硅制成的第一阻挡层21通过ALD直接施加到聚合物中空型材1上。紧接着是由氧化铬制成的第二阻挡层22。另外，再次设置氧化硅层23和氧化铬层24。在这种情况下，外层是由氧化铬制成的第四阻挡层24，其与次密封材料的粘附特别好。所有层的厚度均为7nm，导致阻挡层的总厚度小于30nm。这是特别节省材料的实施方案，其中通过布置多个薄且特别致密的阻挡层来提供密封。
图4示出了穿过根据本发明的间隔件I的另一潮气阻挡物20的截面。有利地通过胶粘剂实现对间隔件的外壁5的固定。潮气阻挡物20包括两个聚合物层31、32，其中第一聚合物层31是12μm厚度的PET层，第二聚合物层32是12μm厚度的oPET层。oPET层是朝着外玻璃板间隙的方向进一步布置的聚合物层。该层在间隔件的加工过程中，例如在弯曲过程中承受更高的负载。因此，这里使用特别耐磨的取向膜来提高间隔件的机械承载能力。通过ALD用由氮化钛(5nm)制成的第二阻挡层22和由氮化硅(5nm)制成的第一阻挡层21涂覆第一聚合物层31。第四阻挡层24由氧化硅(5nm)制成，第三阻挡层23由氧化铝(5nm)制成。潮气阻挡物20可以通过层压两个经涂覆的聚合物层来生产。在这种情况下，附图中未示出的粘附结合层可以布置在第一聚合物层31和第三阻挡层23之间。由于两个聚合物层和总共四个阻挡层，潮气阻挡物特别有效地防止水扩散到内玻璃板间隙中。特别地，布置为“双层”的阻挡层，即在每种情况下两个阻挡层彼此直接邻接，已被证明是有利的。
图5示出了穿过根据本发明的间隔件I的潮气阻挡物20的截面。潮气阻挡物20包括两个聚合物层31和32，每个聚合物层均由12μm厚度的oPP(取向聚丙烯)组成。两个oPP层都在两侧涂覆，其中分别在暴露侧上涂覆有两个阻挡层并且在面向粘附结合层40的内侧上涂覆有一个阻挡层。第一、第三、第四和第六阻挡层21、23、24和26分别是4nm厚度的氧化硅层，并且第二和第五阻挡层22和25分别是4nm厚度的氧化锆层。由于多个层，该潮气阻挡物特别致密。外层21和26是氧化硅层并且与次密封剂粘附很好。由于潮气阻挡物的对称结构，该膜可以通过由聚氨酯胶粘剂制成的3μm厚度的粘附层40粘附结合两个经双侧涂覆的oPP层来生产。
图6示出了穿过根据本发明的潮气阻挡物20的另一实施方案的截面。潮气阻挡物包括三个聚合物层31、32和33，以及总共六个阻挡层21、22、23、24、25和26。这六个阻挡层布置在三个区块中，其中层21和22、层23和24、以及层25和26分别通过ALD直接沉积在彼此之上。作为双重阻挡层的布置已被证明是特别有利的。第一聚合物层31是12μm厚度的PET层，第二聚合物层32是12μm厚度的PET层，并且第三聚合物层33是16μm厚度的boPP层。第一阻挡层21和第三阻挡层23分别是5nm厚度的氧化钛层。第二阻挡层22和第四阻挡层24分别是氧化铝层(5nm)。第五阻挡层25是5nm厚度的氧化硅层(5nm)，作为外层提供的阻挡层26是氧化铬层(5nm)，并且改进了与次密封剂的粘附。
图7示出了具有图1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连接到间隔件I的第一侧壁2.1，第二玻璃板14通过主密封剂17附接到第二侧壁2.2。主密封剂17本质上是交联聚异丁烯。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吸收空气潮气。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的具有潮气阻挡物20的外壁5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，从而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。
附图标记列表
I 间隔件
II 隔热玻璃单元
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外壁的最接近侧壁的部分
8 空腔
11 干燥剂
12 玻璃内壁中的穿孔
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
20 潮气阻挡物
21 第一阻挡层
22 第二阻挡层
23 第三阻挡层
24 第四阻挡层
25 第五阻挡层
26 第六阻挡层
31 (第一)聚合物层
32 第二聚合物层
33 第三聚合物层
40 内部粘附结合层

Claims (15)

1.用于隔热玻璃单元的间隔件(I)，其至少包括
-聚合物中空型材(1)，其包括
-第一侧壁(2.1)和与其平行布置的第二侧壁(2.2)、将这些侧壁(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)并且将这些侧壁(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)，
-聚合物中空体(1)的第一侧壁(2.1)、外壁(5)和第二侧壁(2.2)上的潮气阻挡物(20)，其中潮气阻挡物(20)至少包括
-第一阻挡层(21)和直接相邻的第二阻挡层(22)，它们均通过原子层沉积(ALD)沉积，
-第一阻挡层(21)和第二阻挡层(22)各自具有最多15nm的厚度，
-第一阻挡层(21)和第二阻挡层(22)彼此独立地基于氮化物、氧化物、硫化物或氟化物化合物。
2.根据权利要求1所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I)，其中所述第一阻挡层(21)直接施加到所述聚合物中空型材(1)上。
3.根据权利要求1所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I)，其中所述潮气阻挡物(20)以膜的形式通过胶粘剂(19)附接到所述聚合物中空型材(1)，并且所述潮气阻挡物(20)包括至少一个聚合物层(31)，优选包括至少两个聚合物层(31、32)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I)，其中所述潮气阻挡物(20)不包括基于单质金属的阻挡层。
5.根据权利要求3或4中任一项所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I)，其中所述聚合物层(31)包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚偏二氯乙烯、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、取向聚丙烯、双轴取向聚丙烯、取向聚对苯二甲酸乙二醇酯、双轴取向聚对苯二甲酸乙二醇酯，优选基于所述聚合物之一。
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)，其中所述聚合物层(31)或所有聚合物层(31、32)具有5μm至50μm，优选10μm至35μm，特别优选12μm至25μm的厚度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I)，其中潮气阻挡物(20)不包含由乙烯乙烯醇(EVOH)制成的聚合物层。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I)，其中潮气阻挡物(20)包含至少三个阻挡层(21、22、23)，优选至少四个阻挡层(21、22、23、24)。
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)，其中所有阻挡层(21、22、23、24)通过原子层沉积来沉积并且彼此独立地基于氮化物、氧化物、硫化物或氟化物化合物。
10.根据权利要求8或9所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I)，其中第三阻挡层(23)和第四阻挡层(24)彼此直接相邻。
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)，其中阻挡层(21、22、23、24)作为外层暴露在所述中空型材(1)的背离空腔(8)的那侧上。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I)，其中所有阻挡层(21、22、23、24)的厚度之和小于50nm，优选小于40nm，特别优选小于30nm。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的用于隔热玻璃单元的间隔件(I)，其中所述阻挡层(21、22、23、24)的厚度小于10nm，优选为1nm至9nm，特别优选2nm至8nm，非常特别优选3nm至7nm。
14.隔热玻璃单元(II)，其至少包括第一玻璃板(13)、第二玻璃板(14)以及沿周边布置在第一玻璃板(13)和第二玻璃板(14)之间的根据权利要求1至13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)附接到第一侧壁(2.1)，
-第二玻璃板(14)通过主密封剂(17)附接到第二侧壁(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)由安装在外壁(5)上的潮气阻挡物(20)以及第一玻璃板(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，其中次密封剂(18)与潮气阻挡物(20)接触。
15.根据权利要求14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/或外立面玻璃的用途。
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