CN1997805A - 具有改良热性能的结构金属部件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

用于门、窗或类似应用的具有改良热性能的结构金属部件，其具有至少一个内表面、一个外表面和一个内部表面，其中所述部件的至少一个表面通过表面处理或涂覆而具有改良的光学性能。根据本发明的表面具有改良的热发射率和/或日光反射。另外，本发明还涉及制备以优选的方式处理或具有优选涂层的结构部件的方法。

Description

具有改良热性能的结构金属部件及其制备方法
本发明涉及结构金属部件，特别是具有改良热性能的用于窗、门或类似框架的挤出部件。本发明还涉及用于制造这种部件的方法，并且本发明也可用于立面(facade)部件如墙壁部件或屋顶部件。
由DE 44 26 331 A1可知一种具有改良热绝缘性能的用于门框架或窗框架的挤出聚合物型材(profile)。在该型材的一个内部区段(section)中，可以插入绝缘条或用于增加型材的稳定性的金属嵌入物。此外，建议用反射涂层涂覆该型材的选定表面，该涂层可反射光谱红外区域的辐射。在温暖的季节，向外的涂覆表面将反射来自外面的热量并使内部保持较凉爽。类似地，在寒冷的季节，向内的涂覆表面将反射来自内部的热量并使内部保持较暖和。
根据本发明，现在能够制备具有改良热性能的结构金属部件。特别地，这些改良涉及铝或铝合金的结构部件。结构部件可以表现为，用于门框架或窗框架的挤出型材或者这种型材的组件，或其它结构部件例如用于墙壁或屋顶应用的立面板。
在本文中，将应用如下定义：将一半的框体(shell)称为区段(section)。人们由两个区段(例如一个内部区段和一个外部区段)和隔热条(thermal break bar)制成隔热型材。框架是安装(如螺纹固定)在建筑中的部分。框格(sash)是可以打开的型材。框架和框格两者都可以是隔热或者不隔热的。在本实施方案中，它们是隔热的。另外，结构部件可具有一个被称为外表面的暴露于室外条件的外侧，一个被称为内表面的内侧，和多个内部表面。特别地，对于其中装有窗户的区段，镶玻璃条(glazing bead)的区域、镶玻璃槽口区域和隔热表面对于根据本发明的区段的总体热性能显示出重要性。
术语发射或发射率(ε)是指表面辐射(发射)电磁辐射的能力。日光反射系数(或反射率)是指表面反射日光辐射的能力。
表面的反射系数(ρ)和发射(ε)可能随辐射的波长(λ)而强烈变化。物体的发射(ε)定义为物体发射的辐射能量与理想Planckian黑体辐射体(即遵守Planck’s定律的物体)在相同温度和波长下的辐射能量的比值。热发射由电磁波谱的热波长区域中的发射ε(λ)的权重过程(weighing process)决定，参见图1。
对于无透射性的不透明材料，发射与反射之间的关系可简化为：
ε(λ)＝1-ρ(λ)
与聚合物相比，金属具有高得多的热导率。其结果是，金属窗框架或门框架在过去特别具有相当大的传导热损失。
在现在的金属窗框架和门框架中，将具有低热导率的聚合物条结合到框架中以便将内部和外部框架区段热隔离(隔热)。这显著减少了由于传导的热损失。在具有适合隔热应用的铝框架中，最高达65％的穿过框架的剩余热传递是由内部和外部区段之间的热辐射引起的。因此，铝框架热性能的进一步改良要求最大程度地减小辐射热传递损失。热辐射引起的热传递由区段表面的热发射性能决定。为了减少热传递，特别重要的是保持结构部件的内部和内表面的热发射尽可能低。由于外表面处较大的对流热传递，外表面发射的重要程度较小。
日光辐射含有相当大的能量：参见图2。当直接的日光辐射被吸收到结构部件中时，温度升高。在铝框架中，这种日光增热可能因几个原因而成为问题。
首先，日光增热将增加传入建筑内部的过多热的量。这种日光能量的吸收和通过建筑材料的热传递对于温暖季节期间的冷却负荷和个人舒适可能具有负面影响。
其次，增热可能导致金属的热膨胀。铝的热膨胀性能强烈影响着大窗户结构的性能。在直接的日照下，铝窗框架由于日光的加热而膨胀。这种膨胀能够引起窗户区段的扭曲，从而难以打开窗户。结构部件的日光增热性能受暴露于日光辐射的表面的日光反射以及其它表面的热发射性能的影响。为了减少日光增热，外表面的日光反射应尽可能的高。外表面的热发射的重要性较小。其原因是从外表面的热量损失由热对流和热传导决定，而不是由发射决定。
现有技术的日光反射涂层
表面日光反射是被所述表面反射的入射日光能量的一部分。用于其测定的最佳标准技术使用具有积分球的分光光度测量以确定各波长下的反射。使用标准地面(terrestrial)日光光谱(参见图2)，通过权重过程确定总的日光反射(TSR)。ASTM E903和E892记载了这种方法。
日光光谱由三个波长区域组成，并且能量分布大致如下：
紫外区     ＜400nm       5％
可见区     400-700nm     44％
近红外区   700-2500nm    51％
因此，为了减少日光增热，近红外区以及可见区和UV区内的反射表面性能至关重要。可见区的反射将决定表面的视觉外观(颜色和亮度)。通常，日光增热对于黑色(或其它深颜色)表面问题最为突出。黑色表面典型在日光光谱的所有部分均具有低的反射。然而，通过改变日光光谱UV和近红外部分的反射性能，能够产生具有高很多的日光反射的黑色表面。由于光谱的这些部分对于人眼是不可见的，所以表面反射性能的这种改变不会改变表面的视觉外观。
通常，只有白色和浅色调颜色的涂层产生相对高的日光反射。特殊的近红外反射涂层是一项最新发展，其主要应用是作为金属屋顶上的外涂层。这些涂料保持房顶相对凉爽，同时允许广泛选择屋顶的颜色。使用近红外反射颜料，黑色涂层的日光反射甚至提高到大于25％，而常规黑色涂层典型仅具有5％的日光反射。具有这些颜料的粉末涂层迄今还不能从市场上获得。
现有技术的低发射涂层
已知低发射涂层已经应用于建筑部件的表面用于获得改良热性能。一个实例是金属屋顶内侧的低发射涂层的应用。最初是为了军事应用开发这些类型的低发射涂层。例如军用车辆的低发射表面能够改变或抑制物体的热辐射，使其更难被红外传感器检测到。典型使用金属颜料生产这种低发射涂层。
铝在热区域具有典型为0.9的高反射；对应于0.1的热发射率，参见图1。由于这种原因，金属铝薄片通常在这种低发射(low-e)涂层中用作颜料。
具有改良热性能的部件(本发明)
通常对铝建筑产品进行表面处理以产生适合的耐久性和外观，而并未特别针对发射或日光反射性能。另外，表面处理需要符合市场领域中的标准(例如，GSB International、Qualicoat或Qualanod)。对于大多数表面处理，难以将室外耐久性、耐擦伤性、可接受的视觉外观、可接受的生产成本和其它标准要求与低发射率相结合。通常，对金属进行阳极氧化或粉末涂覆。这提供了优异的室外耐久性而非高的发射率。
目前应用的标准表面处理工艺典型在所有表面上产生ε＝0.85-0.9的热发射率。根据本发明，通过在各种表面上施用具有优化光学性能的涂层，能够改良所述结构金属部件的热性能，同时满足GSB和/或Qualicoat和/或Qualanod要求。
本发明的改进基于各种表面的热发射以及日光反射将影响结构金属部件的热性能的事实。另外，外表面的期望日光反射和热发射性能可能与内部和内表面的不同。
根据本发明，可以通过改良各种表面的光学性能(发射率和日光反射)制造具有改良热性能的结构金属部件。内部和内表面应优选具有低的热发射。外表面应优选具有高的日光反射。由于外表面上较大的对流热传递，外表面的热发射重要性较小。
另外，本发明描述了为由两个(一个内部和一个外部)或更多独立金属区段组成的部件实现这种改良光学性能的三种不同工艺。第一工艺(A)是使用相同(改进的)的处理对所有表面进行处理，在所有表面上产生低的发射率和/或高的日光反射。第二工艺(B)是使用不同的(改进的/优化的)表面处理对内部和外部区段进行处理，为一个或多个内部区段提供低的发射率，和/或在一个和多个外部区段上提供高的日光反射。第三工艺(C)是对各区段上的各个表面进行不同的处理，在例如内部(internal)和内(interior)表面上产生低的发射率和/或在外表面上产生高的日光反射。
本发明还利用了通常金属表面，且尤其是铝表面具有特别有利的日光反射和低的发射性能(参见图1)的事实，可以借此来改良由这种金属制成的结构部件的热性能。
另外，根据本发明，提出增强结构金属部件热性能的几种表面处理方案。本发明是基于通过改良区段的表面性能来减少通过这些区段的辐射所引起的热传输。可以通过低发射和/或日光反射涂层的方案来改变表面性能。这也可以包括利用这种金属基体固有的低发射和日光反射性能。
根据如附属权利要求所限定的本发明可以实现上述和另外的优点。
通过实施例和附图进一步说明本发明：
图1公开了铝在电磁光谱的UV、可见和IR区域中的反射率，
图2公开了根据ASTM E489测量的地面(地球表面处的)日光光谱能量密度，
图3公开了具有不同表面的窗区段的横截面，
图4公开了低发射粉末涂层和低发射涂料的反射光谱，
图5公开了增强的阻挡层型氧化铝的反射光谱，
图6公开了溶胶凝胶涂层的反射光谱，
图7公开了低发射箔片的反射光谱，
图8公开了黑色日光热反射黑色涂层的反射光谱。
改良热性能的实施例
根据本发明，显示了几种提出的表面处理方案以显著改良结构金属部件表面的发射率。另外，显示了各种处理过程可能显著影响作为整体的金属框架的所得U值。
改良结构部件热性能的优选方法是使用改良结构部件表面性能的表面处理方案。内部和内表面应优选具有低的发射率。外表面应优选具有高的日光反射。
图3公开了具有不同表面的窗区段的横截面(具有隐藏式框格的窗框架1)。窗玻璃10由镶玻璃垫片3和4支撑。垫片3由条2支撑。附图标记9代表中心垫片，而附图标记6代表定位垫片。可以在框架中设置一个或多个隔热体(thermal break)11。区段5、7和8优选由铝制成。窗框架还具有至少一个内表面SI和一个外表面SE。另外，显示了内部表面如一个玻璃槽口(rebate)区域F，镶玻璃条区域SG，和隔热条表面STB。在所述表面上进行不同表面处理过程的实验显示，多种处理工艺可能高度影响作为整体的框架的U值。这是由于框架多个表面的优化发射率。
表1显示了多种涂层的光学性能。
    描述   光学性能   参考
低发射粉末涂层 ε：0.40-0.50   图4
低发射湿涂料 ε：0.18-0.20   图4
镜面光泽基底上的阻挡层型氧化铝 ε：0.15-0.18   图5
无光光洁度基底上的阻挡层型氧化铝 ε：0.20-0.30   图5
IR透明溶胶-凝胶涂层氧化硅、氧化铈、氧化锡、氧化锆、氧化铝 ε：0.15-0.20   图6
低发射箔片 ε：0.10   图7
日光热量反射深色或黑色 TSR：38％   图8
表1
下面的实施例参照表2
实施例1和2描述了对用于建筑应用的铝型材进行表面处理的现有技术。
在实施例1中使用20-25μm的标准阳极氧化，导致所有表面上具有0.85的表面发射率。
在实施例2中，施用白色或任何其它纯色的标准粉末涂层，导致所有粉末涂覆的表面上具有0.9的发射率。隔热区域的表面未进行涂覆并保持氧化铝基底的发射率。对于图3所示的具有隐藏式框格的铝窗框架，使用现有技术表面处理所得框架的U值为4.2-4.5W/m2K(参见表3)。
  No   工艺描述                   发射率
  SE   SI   SG   STB
  现有技术
  1   用于外部应用的标准阳极氧化20μm   0.85   0.85   0.85   0.85
  2   具有白色粉末涂层的标准粉末涂层   0.9   0.9   0.9   0.1
  本发明
  3   外部区段的标准阳极氧化和内部区段的薄膜阳极氧化2μm   0.85   0.4   0.4和0.85   0.4和0.85
  4   外部区段的标准阳极氧化和内部区段的阻挡层型阳极氧化   0.85   0.15   0.15和0.85   0.15和0.85
  5   标准粉末涂层和镶玻璃槽口区域中的低发射涂料   0.9   0.9   0.2-0.3   0.1
  6   标准粉末涂层并去除镶玻璃槽口区域中的粉末涂层   0.9   0.9   0.1   0.1
  7   标准粉末涂层和镶玻璃区域中的低发射箔片   0.9   0.9   0.1   0.1
  8   外部区段的标准粉末涂层和内部区段上的低发射粉末涂层，除去隔热条和镶玻璃区域中的粉末涂层   0.9   0.4-0.5   0.1   0.1
  9   隔热型材的低发射粉末涂层   0.4-0.5   0.4-0.5   0.4-0.5   0.1
  10   隔热型材的低发射粉末涂层和施用在镶玻璃区域的低发射涂料   0.4-0.5   0.4-0.5   0.2-0.3   0.1
  11   隔热型材的低发射粉末涂层并除去镶玻璃区域中的粉末   0.4-0.5   0.4-0.5   0.1   0.1
  12   隔热型材的低发射粉末涂层和镶玻璃区域中的低发射箔片   0.4-0.5   0.4-0.5   0.1   0.1
  13   外部区段上的标准粉末涂层并除去隔热和镶玻璃区域中的粉末涂层，和内部区段上的溶胶-凝胶涂层   0.9   0.15   0.1   0.1
  14   隔热型材上或独立区段上的溶胶-凝胶涂层   0.15   0.15   0.15   0.1
  15   外部区段上的日光热反射粉末涂层和内部区段上的低发射粉末涂层并除去隔热和镶玻璃区域中的粉末涂层   0.9   0.5   0.1   0.1
缩写词：
SE＝外表面，SI＝内表面，SG＝镶玻璃区域中的表面，STB＝隔热区域的表面
表2
实施例3由阳极氧化内部区段使之具有2μm厚的阳极氧化层构成。这种薄层对热辐射是半透明的。因此，将不会完全抑制下层金属基底的优异低发射性能。在标准的挤出铝材上，显示出这种涂层产生0.4的发射率。以标准阳极氧化对外部区段进行表面处理。在嵌入隔热条(thermal brake bar)之前对区段进行阳极氧化。
实施例4由层厚为0.4-0.7μm的阻挡层型阳极氧化层和外部区段上的标准阳极氧化20-25μm构成。该阻挡层型涂层具有依赖于初始表面光泽的0.15-0.30的发射率。在嵌入隔热条之前对区段进行阳极氧化。
实施例5：隔热型材的标准粉末涂层对于涂覆表面典型产生0.9的表面发射率，而对于内部表面产生0.1的表面发射率。在这个实施例中，在镶玻璃槽口区域用特殊制备的发射率典型为0.2-0.3的低发射湿涂料对标准粉末涂覆的型材进行附加涂覆。对于图3中的框架，框架所得的U值是3.95W/m2K(参见表3)。
实施例6：隔热型材的标准粉末涂层并不涂覆内部表面，在这些表面上产生0.1的发射率。还可以通过从镶玻璃槽口区域除去粉末涂层实现0.1的铝基底发射率。在粉末涂覆之前遮盖重要区域是获得无粉末涂层区域的一种工艺。
实施例7：也可以通过向镶玻璃槽口区域施用低发射箔片来改进具有标准粉末涂层的型材。这些箔片将典型具有0.10的发射率。可以将该箔片胶合到粉末涂覆的表面上。对于图3中的框架，所得U值是3.23W/m2K(参见表3)。
实施例8由施用于内部区段的内表面的特殊制备的发射率为0.4的低发射粉末涂层，和外部区段外侧上具有任何颜色的标准粉末涂层构成。在粉末涂覆操作过程中对所有内部表面和重要的镶玻璃区域进行保护，并将保持0.1的基底的优异反射率。
实施例9由施用于隔热型材上并具有优异室外性能和0.4-0.5发射率的特殊制备的低发射粉末涂层构成。
实施例10由进一步在镶玻璃区域施用发射率为0.2-0.3的低发射湿涂料构成。
实施例11由施用于内部区段内表面和外部区段外侧的低发射粉末涂层构成。在涂层施用过程中通过遮盖来保护镶玻璃区域，使其保持0.1的基底发射率。
实施例12由在涂覆有低发射粉末涂层的型材的镶玻璃槽口区域中施用具有0.1发射率的低发射箔片构成。
实施例13由施用于内部区段的溶胶-凝胶涂层构成，导致该区段所有表面上具有0.15的发射率。在外部区段的外侧施用具有任何颜色的标准粉末涂层；在粉末涂覆操作过程中对隔热表面和重要的镶玻璃区域进行保护，并保持0.1的基底优异的发射率。
实施例14由整个隔热型材上的溶胶-凝胶涂层构成，导致所有表面上具有0.15的发射率。
实施例15由外部区段外表面上的日光热量反射粉末涂层和内部区段内表面上的低发射粉末涂层构成。应当清楚的是，可以在内部区段上施用其它低发射表面处理体系例如低发射湿涂料、薄膜阳极氧化、阻挡层型阳极氧化层或溶胶-凝胶涂层。
不同涂层U值的比较
下表3给出了表面发射率对具有和不具有玻璃的Wicline 50E隐藏式框格的影响。1.48×1.23米的窗玻璃具有U值＝1.1W/m2K。计算中应用各种涂层的典型发射率：
发射率：
金属粉末涂层：0.5
湿铝颜料涂料：0.3
新阳极氧化工艺：光泽表面上为0.15，或者无光泽表面上为0.3
溶胶-凝胶涂层：0.15
表面处理号                 发射率     U值(W/m2K)     窗U值的提高(％)
    SE     SI     SG     STB     框架     窗
2     0.9     0.9     0.9     0.1     4.49     2.31
5     0.9     0.9     0.3     0.1     3.95     2.16     6.5
6和7     0.9     0.5     0.1     0.1     3.23     1.85     19.9
9     0.5     0.5     0.5     0.1     3.43     2.02     12.6
11     0.5     0.5     0.1     0.1     3.21     1.85     19.9
13     0.9     0.15     0.15     0.1     2.65     1.73     25.1
表3
使用不同表面处理工艺在所述表面上进行的实验显示，作为整体的框架的U值可能受各种处理工艺的高度影响。这是由于框架各表面优化的发射率。
低发射粉末涂层和湿涂料
低发射粉末涂层和湿涂料是几种提出的表面处理方案的必需部分。优选的方法是铝着色的涂层。由于粉末涂层施用中颜料体积浓度的限制，铝着色的粉末涂层典型具有高于湿涂料的发射。如果粉末涂层中的颜料浓度典型超过5％，粉末涂层将难于带静电(charge)和喷涂在表面上。典型低发射粉末涂层的发射可以为0.50或更小。该颜料可理想地与在光谱热区域几乎不吸收的树脂基体结合以便即使使用少量颜料也能具有低的发射率。
低发射湿涂料具有高于粉末涂层的颜料体积浓度，并且由于在涂料干燥和固化期间溶剂的蒸发，由湿涂料得到的低发射膜将包含比由低发射粉末涂层得到的膜多很多的颜料。膜中高浓度的铝颜料可产生低的发射。典型粉末涂层的发射可以为0.20。
另外，本发明基于涂层的依赖于参数，参数例如量、颜料尺寸、颜料形状(叶形(leafing)、圆形、片状)、涂层位置和其厚度连同颜料和粉末的性能将影响区段发射率性能。
阻挡层型氧化铝阳极氧化
在标准建筑阳极氧化中，电解质通常是可部分溶解形成的氧化铝的硫酸，其导致多孔氧化铝结构。当氧化物生长得更厚时，这种多孔的结构允许阳极氧化过程继续进行；在低电压下可以形成25μm的层厚。
在阻挡层型阳极氧化中，将电解质改变为不溶解电解形成的氧化物的电解质。由于氧化物中的电阻增加，电压将增加。需要高电压使得电流穿过阳极氧化层。电解质可以是酒石酸铵、硼酸、五硼酸铵或有机酸。阻挡层型阳极氧化膜具有400-700nm的膜厚，且根据初始表面的粗糙度，表面发射率将为0.15-0.30。由于不具有多孔结构以及其氢氧化铝含量和电解质残留物，阻挡层型层的化学耐性远好于标准阳极氧化。
铝基底上的低IR吸收涂层
可以通过溶胶-凝胶技术或类似技术制备该涂层。作为为了确保低的发射率的IR反射体，可能使用例如纳米尺度的金属颗粒或甚至使用与极薄和/或IR透明涂层结合的铝基底。在一个实施方案中，该涂层可以足够厚以保护表面，但也应尽可能薄且IR透明使得不会过多抑制下层金属表面优异的低发射(和日光反射)性能。
可以通过用纳米尺寸的IR透明颗粒例如氮化铝填充有机或无机涂层制备低IR吸收涂层。
还可以设想利用下层金属的优异反射性能的光谱选择涂层方案。如果纳米涂层对整个电磁波谱的UV、可见、近IR(即日光区域)和热区域的辐射足够透明，则可以通过向仅吸收选定光谱部分的涂层中引入纳米尺度的颗粒/组分来调整表面的反射性能。以这种方式，可以改变和控制表面的热发射率和日光反射以及视觉外观。
低发射箔片
通过在聚合物材料或其它非反射基底的箔片上沉积反射性金属或金属氧化物制备低发射箔片。通常通过化学气相沉积或物理气相沉积实施反射膜。该反射膜可以是银或其它反射材料。可以将该低发射箔片胶合到任何其它非反射表面上。
日光反射粉末涂层
可以以黑色，灰、棕、绿、蓝和红的深色调提供日光热反射粉末涂层。测得的总热反射(TSR)与测得的表面温度具有线性关系。黑色和深RAL色如6005、8017或8011可以获得TSR＞20。
颜料应优选在光谱的近红外区并且也可以在UV区具有高的反射，因为这不会改变颜色。可替换的策略是利用下层金属基底的优异日光反射性能。在这种情况下，该涂层在光谱的近红外部分应当是透明的。
在上述实施例中，显示了具有隐藏式框格的窗框架。然而应当理解的是，本发明的原理也可以应用于其它结构部件，特别是涉及具有一个内表面和一个外表面的中空/型材区段的应用。

Claims (25)

1.用于门、窗或类似应用的具有改良热性能的结构金属部件，其具有至少一个内表面、一个外表面和一个或多个内部表面，其中所述部件的至少一个表面通过表面处理或涂覆而具有改良的光学性能，其特征在于该表面具有改良的热发射率和/或日光反射。
2.根据权利要求1的结构部件，其中所述部件由至少一个内部区段和一个外部区段制成，所述区段的内部表面之间优选具有隔热体，其特征在于内部区段可以具有与外部区段不同的光学性能。
3.根据权利要求1-2的结构部件，其特征在于同一区段的至少两个表面可以具有不同的热发射率。
4.根据权利要求1-2的结构部件，其特征在于该部件的至少一个内部表面具有低的发射率性能。
5.根据权利要求4的结构部件，其特征在于该结构部件的至少一个内部表面涂覆有低发射的湿金属涂料。
6.根据权利要求4的结构部件，其特征在于至少一个内部表面涂覆有低发射箔片。
7.根据权利要求1-2的结构部件，其特征在于该结构部件的内表面具有低发射率性能，发射率ε＜0.85。
8.根据权利要求1-2的结构部件，其特征在于该结构部件的黑色或深色外表面具有高的日光反射性能TSR＞20。
9.根据权利要求1-2的结构部件，其特征在于隔热区域的发射率ε＜0.85。
10.根据权利要求1-2的结构部件，其特征在于镶玻璃压条区域中的发射率ε＜0.85。
11.根据权利要求1-2的结构部件，其特征在于该结构部件的外表面和/或内表面涂覆有低发射粉末涂层。
12.根据权利要求11的结构部件，其特征在于该涂层基于粉末涂层，该粉末涂层由基于聚合物基体的颗粒构成，该聚合物基体具有附着于其上的金属薄片。
13.根据权利要求1-2的结构部件，其特征在于该部件另外在光谱的NIR和可见光区具有提高的反射性能。
14.根据权利要求1-2的结构部件，其在玻璃压条区域具有至少一个表面，其特征在于所述表面具有低的发射率性能。
15.根据权利要求1-2的结构部件，其特征在于该部件由铝或铝合金制成。
16.根据权利要求1-2的结构部件，设置其形成窗框架或门框架，其特征在于窗框架或门框架的所得U值减少多于6％。
17.生产根据权利要求1-15的结构部件的方法，其特征在于以粉末涂覆方法施用该涂层。
18.生产根据权利要求1-15的结构部件的方法，其特征在于以共挤压方法施用该涂层。
19.生产根据权利要求1-15的结构部件的方法，其特征在于该表面处理由溶胶-凝胶涂覆构成。
20.生产根据权利要求2-15的结构部件的方法，其特征在于对外部区段进行表面处理和/或涂覆以建立高的日光反射性能。
21.根据权利要求20的生产结构部件的方法，其特征在于在处理过程中对外部区段的内部侧进行遮盖。
22.根据权利要求20的生产结构部件的方法，其特征在于外部区段的内部侧涂覆有低发射涂料或低发射箔片。
23.生产根据权利要求2-15的结构部件的方法，其特征在于对内部区段进行表面处理和/或涂覆以建立低的发射率性能。
24.根据权利要求23的生产结构部件的方法，其特征在于对内部区段的内侧进行进一步的表面处理或涂覆同时将所述区段的内部侧进行遮盖。
25.生产根据权利要求1-15的结构部件的方法，其特征在于通过阻挡层型氧化铝阳极氧化工艺处理表面。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102561888A (zh) * 2012-01-20 2012-07-11 广亚铝业有限公司 一种具有优良隔热性能的断桥隔热型材

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007078201A1 (en) * 2006-01-04 2007-07-12 Norsk Hydro Asa Materials for constructions and a method for producing same
DE102006040271A1 (de) * 2006-01-18 2007-07-26 Feldmeier, Franz, Dr. Rahmenprofil für Fenster, Türen und Fassaden mit verbesserter Wärmedämmung durch Oberflächen mit optimierter Emissivität
AT505010B1 (de) * 2007-06-15 2008-10-15 Drutex S A Fenster- oder türhohlprofil
ES2655640T3 (es) * 2010-02-10 2018-02-21 Kawneer Aluminium Deutschland Inc. Disposición de perfiles
DE102013004689A1 (de) 2013-03-19 2014-09-25 Remmers Baustofftechnik Gmbh Niedrigemittierende Innenwandbeschichtung
US10331184B2 (en) * 2017-01-22 2019-06-25 Nexar, Ltd. Cooling adapter for mobile device
US10802554B2 (en) 2017-01-22 2020-10-13 Nexar, Ltd. Cooling adapter for mobile device
DE102017107684A1 (de) * 2017-04-10 2018-10-11 Ensinger Gmbh Isolierprofil, insbesondere für die Herstellung von Fenster-, Türen- und Fassadenelementen, sowie Verfahren zu seiner Herstellung
PL3631135T3 (pl) 2017-05-31 2022-05-16 Technoform Bautec Holding Gmbh Profil do elementów okna, drzwi, fasady i opaski oraz sposób jego wytwarzania
CA3064791A1 (en) 2017-05-31 2018-12-06 Technoform Bautec Holding Gmbh Profile for window, door, facade and cladding elements
DE202018101565U1 (de) * 2018-03-21 2019-06-27 Rehau Ag + Co Hohlkammerprofil für ein Fenster oder eine Tür sowie dieses umfassende Rahmenbaugruppe
WO2023070225A1 (en) * 2021-10-29 2023-05-04 Vic De Zen Structural component, with low emissivity materials, for use in a building structure

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3654734A (en) * 1969-06-03 1972-04-11 Stratford Ind Inc Adjustable door or window frame
US4000593A (en) * 1970-08-21 1977-01-04 Ppg Industries, Inc. Insulating spandrel glazing unit
US4187657A (en) * 1978-07-03 1980-02-12 Swiss Aluminium Ltd. Thermal windows
IT1144014B (it) * 1980-10-08 1986-10-29 Reynolds Aluminium Italiana Complesso di profilati metallici e relativi accessori per la realizzazione di telai portanti di serramenti
DE3420903C3 (de) * 1984-06-05 1995-09-21 Hans Udo Reichstadt Kunststoffenster-Rahmenprofil mit Metall-Dampfschicht
US4823525A (en) * 1988-09-13 1989-04-25 Tub-Master Corporation Skylight structure
US5157881A (en) * 1991-06-03 1992-10-27 Tashco Industries, Inc. Replacement window construction and method
US5709055A (en) * 1995-05-08 1998-01-20 Levi; Jonathan Window structure
US6387519B1 (en) * 1999-07-30 2002-05-14 Ppg Industries Ohio, Inc. Cured coatings having improved scratch resistance, coated substrates and methods thereto
CN100352783C (zh) * 1999-09-01 2007-12-05 Prc-迪索托国际公司 带结构主密封剂体系的绝热玻璃装置
US6301858B1 (en) * 1999-09-17 2001-10-16 Ppg Industries Ohio, Inc. Sealant system for an insulating glass unit
DE10029802A1 (de) * 2000-06-16 2002-01-03 Basf Coatings Ag Farb- und/oder effektgebende wäßrige Beschichtungsstoffe und ihre Verwendung zur Herstellung farb- und/oder effektgebender, verformbarer Laminate
US6412240B1 (en) * 2000-07-25 2002-07-02 Kawneer Company, Inc. High performance flashing assembly
US6408592B1 (en) * 2000-09-19 2002-06-25 Monzer A. Hourani Methods and apparatuses for protecting windows and buildings during a wind storm
US7644552B2 (en) * 2001-01-31 2010-01-12 Haworth, Inc. Glass panel arrangement
RU2342335C2 (ru) * 2002-05-03 2008-12-27 Ппг Индастриз Огайо, Инк. Подложка с теплорегулирующим покрытием для изоляционного стеклянного блока
US20040123534A1 (en) * 2002-06-14 2004-07-01 Ferguson William M. Security storm door
US7007435B2 (en) * 2003-03-06 2006-03-07 American Building Supply, Inc. Door structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102561888A (zh) * 2012-01-20 2012-07-11 广亚铝业有限公司 一种具有优良隔热性能的断桥隔热型材

Also Published As

Publication number Publication date
NO20070402L (no) 2007-03-07
BRPI0512518A (pt) 2008-03-11
US20080086973A1 (en) 2008-04-17
WO2006001708A1 (en) 2006-01-05
AU2005257675A1 (en) 2006-01-05
EP1766175A1 (en) 2007-03-28

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