DE102012110083A1 - Verfahren zur Herstellung von Vakuumisolierglas - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements aus Vakuumisolierglas mit folgenden Schritten offenbart: Bereitstellen von einer ersten und einer zweiten Glasscheibe (1, 3), die aneinander über Abstandshalter (7) abgestützt sind, wobei sich zwischen der ersten und zweiten Glasscheibe (1, 3) ein Zwischenraum bildet, und Herstellen eines gasdichten Randverbundes (5), der die erste und zweite Glasscheibe (1, 3) in den Randbereichen umschließt, wobei das Verfahren zusätzlich folgende Schritte aufweist: Bereitstellen einer vorbestimmten Menge an Bindemittel zum Binden von Wasser- und Wasserstoffmolekülen (13) im Volumen oder an den Flächen des Glaszwischenraums, Einbringen einer vorbestimmten Menge an Knallgas bzw. HHO in den Glaszwischenraum, bis der Glaszwischenraum im Wesentlichen vollständig mit Knallgas gesättigt ist und die gegebenenfalls vorhandene Luft durch das Knallgas verdrängt wird, Abdichten des Randverbundes (5), und Zünden des Knallgases im Glaszwischenraum, wodurch eine Knallgasreaktion herbeigeführt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vakuumisolierglas, insbesondere zur Herstellung einer Fenster- oder Türverglasung.
  • Vakuumisolierverglasungen sind an sich bekannt und bereits kommerziell erhältlich. Das Vakuumisolierglas unterscheidet sich von herkömmlichem Isolierglas dadurch, dass der Glaszwischenraum evakuiert ist, während bei normalem Isolierglas der Glaszwischenraum üblicherweise mit einem Edelgas gefüllt ist. Darüber hinaus ist der Glaszwischenraum beim Vakuumisolierglas erheblich dünner als bei normalem Isolierglas, nämlich nur etwa 1 mm oder noch weniger, da bei Vakuumisolierglas wegen des Vakuums gar keine Konvektion zwischen den Einzelscheiben stattfindet. Damit der äußere Luftdruck die beiden Einzelscheiben nicht zusammendrücken kann, sind diese durch gitterartig über die Glasfläche verteilte Abstandshalter oder Stützen aneinander abgestützt, und sie sind an ihren Rändern umfänglich durch einen gasdichten Randverbund miteinander verbunden.
  • Bisher werden Vakuumisolierglasscheiben dadurch hergestellt, dass auf eine erste Einzelglasscheibe in der vorhergesehenen Gitter- oder Rasteranordnung Abstandshalter aufgesetzt und durch Kleben fixiert werden und darauf dann die zweite Einzelglasscheibe aufgelegt wird. Die aufgelegte Glasscheibe hat in ihrem Randbereich eine Bohrung mit einem aufgesetzten oder angeklebten Absaugstutzen, an welchem ein Saugschlauch einer Vakuumpumpe angeschlossen werden kann. Die Glasscheiben werden entlang ihrer Ränder beispielsweise mittels Glaslot verschweißt. Alternativ kann der Randverbund durch L-förmige Edelstahlprofile gebildet sein, die gasdicht mit den Stirnseiten der Glasscheiben verklebt oder in sonstiger Weise verbunden werden und jeweils miteinander verschweißt werden.
  • Anschließend wird eine Vakuumpumpe an den Absaugstutzen angeschlossen und aktiviert. Nach Herstellen des Vakuums im Glaszwischenraum, das eine geraume Zeitspanne dauern kann, wird das Loch verschlossen. Das Herstellen des Vakuums auf diese Art und Weise weist den Nachteil auf, dass es besonders lange dauert und die mechanischen Anforderungen an das Loch in der einen Glasscheibe sowie das Ventil für die Vakuumpumpe sehr hoch sind. Ein weiterer Nachteil ist, dass das Loch in der Glasscheibe beim fertigen Fensterprodukt permanent sichtbar ist und deshalb die Optik des Produkts stört.
  • Eine alternative Form der Vakuumherstellung ist die Herstellung des Vakuumisolierglases direkt in einem evakuierten Raum. Dies ist jedoch sehr aufwändig, weil es hohe Anforderungen an den Vakuumherstellungsraum stellt.
  • Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung einer Vakuumisolierglas-Fenstereinheit mittels Evakuierung durch eine Vakuumpumpe ist beispielsweise in der WO 2001/023700 A1 beschrieben.
  • Um die Zeitdauer des Evakuierens zu verringern, wird in der DE 102 42 895 A1 vorgeschlagen, zusätzlich ein Gasplasma in den Raum einzubringen und dort während der Evakuierung zu zünden. Das Plasma bindet sich an die inneren Oberflächen des Glaszwischenraums, und die Zündung des Plasmas hat damit die Wirkung, dass die inneren Oberflächen effektiv gesäubert werden.
  • Nachteilig an diesem Ansatz ist, dass zusätzlich zum aufwändigen Evakuierungsvorgang weitere, ebenfalls aufwändige Schritte zum Einbringen und Zünden des Plasmas erforderlich sind, was den Evakuierungsprozess zwar etwas verkürzt, aber verkompliziert und verteuert.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Vakuumisolierglas bereitzustellen, das in der Struktur relativ einfach ist, mit einer geringen Anzahl von technischen Einrichtungen wirksam durchgeführt werden kann und mit dem ein ausreichendes Vakuum dauerhaft erreicht werden kann. Damit können die Kosten der gesamten Herstellungskette eines Vakuumisolierglasproduktes reduziert werden.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements aus Vakuumisolierglas mit folgenden Schritten: Bereitstellen von einer ersten und einer zweiten Glasscheibe, die aneinander über Abstandshalter abgestützt sind, wobei sich zwischen der ersten und zweiten Glasscheibe ein Zwischenraum bildet, und Herstellen eines gasdichten Randverbundes, der die erste und zweite Glasscheibe in den Randbereichen umschließt, wobei das Verfahren zusätzlich folgende Schritte aufweist: Bereitstellen einer vorbestimmten Menge an Bindemittel zum Binden von Wasser- und Wasserstoffmolekülen im Volumen oder an den Flächen des Glaszwischenraums, Einbringen einer vorbestimmten Menge an Knallgas bzw. HHO in den Glaszwischenraum, bis der Glaszwischenraum im Wesentlichen vollständig mit Knallgas gesättigt ist und die gegebenenfalls vorhandene Luft durch das Knallgas verdrängt wird, Abdichten des Randverbundes, und Zünden des Knallgases im Glaszwischenraum, wodurch eine Knallgasreaktion herbeigeführt wird. Mit diesem Verfahren ist es möglich, ein (Vor-)Vakuum im Glaszwischenraum zu erzeugen, ohne dass dazu komplexe zusätzliche Geräte notwendig sind. Knallgas ist relativ günstig verfügbar und industriell gut verarbeitbar. Auch die Knallgasreaktion, die im Glaszwischenraum stattfindet, ist in ausreichendem Maße auf relativ einfache Weise kontrollierbar, so dass das eingesetzte Material nicht beschädigt wird. Zum Einsatz können dabei eine induktive Zündeinrichtung, eine piezoelektrische Zündeinrichtung oder andere geeignete, einfach aufgebaute Zündeinrichtungen kommen. Ein aufwändiges Auspumpen des Glaszwischenraums erübrigt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren. Darüber hinaus kann es bei normalen Umgebungsverhältnissen durchgeführt werden, d.h. ohne besondere Vakuumvorgaben an die Umgebung.
  • Da Knallgas leichter als Luft ist, wird bei entsprechender Anordnung der Glasscheiben und der Ein- und Auslassöffnungen die im Glaszwischenraum vorhandene Luft vollständig verdrängt. Ein Vorteil der Knallgasreaktion ist, dass bei entsprechendem Verhältnis von Wasserstoffgas zu Sauerstoffgas, nämlich vorzugsweise 2:1, lediglich Wasser bzw. Wasserdampf als Reaktionsrückstände bleiben. Dies setzt voraus, dass alle Bauelemente vorher gründlich gereinigt worden sind und beispielsweise keine Fingerabdrücke oder ähnliches aufweisen. Diese Anforderungen an die Sauberkeit der Bauelemente gelten jedoch im Wesentlichen auch für die bisher verwendeten Vakuumpumpverfahren. Es können auch andere Mischungsverhältnisse von Wasserstoffgas zu Sauerstoffgas gewählt werden. Dabei ist zu beachten, dass in dem Fall mehr Reaktionsendstoffe entstehen, nämlich beispielsweise Wasserstoffperoxid (H2O2) sowie H2 und O2.
  • Mit besonderem Vorteil führt die Knallgasreaktion zur Bildung von Wasser und/oder Wasserdampf, die gegebenenfalls zusammen mit Restmengen an Wasserstoff und Sauerstoff, die nicht reagiert haben, durch das Bindemittel derart gebunden werden, dass sich im Glaszwischenraum ein Unterdruck von etwa 2/3 bis 1/3 des Umgebungsluftdrucks oder geringer ausbildet. Das bedeutet, dass alleine aufgrund der Knallgasreaktion und der Bindung der Reaktionsrückstände an die Bindemittel bei Normaltemperatur bereits ein (Vor-)Vakuum erzeugt werden kann.
  • Der Schritt des Bereitstellens einer vorbestimmten Menge an Bindemittel umfasst vorteilhafter Weise das Aufbringen von chemischem Fangstoff- bzw. Gettermaterial auf die Oberfläche der Abstandhalter und/oder auf die Oberfläche der ersten und/oder zweiten Glasscheibe und/oder auf die dem Glaszwischenraum zugewandte Oberfläche des Randverbundes. Derartige chemische Fangstoffmaterialien, auch Gettermaterialien genannt, werden heute schon eingesetzt, um ein Vakuum zu erhalten, beispielsweise bei Elektronenröhren. Die Einarbeitung solcher Materialien auf sämtliche Oberflächen des Glaszwischenraums maximiert die Fläche für das Einfangen der verbleibenden Wasser- und Gasmoleküle bzw. anderer Restmoleküle. Geeignete Gettermaterialien sind z. B. Barium, Aluminium, Magnesium sowie Calcium, Natrium, Cäsium, Strontium, Natrium und Phosphor und deren Legierungen.
  • Zusätzlich kann das Einbringen von Kieselgel bzw. Silikagel als Bindemittel in den Glaszwischenraum die Aufnahme der Reaktionsrückstände verstärken und beschleunigen.
  • Mit weiterem Vorteil bildet das Bindemittel auf der dem Glaszwischenraum zugewandte Oberfläche des Randverbundes eine Dichtungsschicht. Dies vergrößert die Einfangfläche für die Rückstandsmoleküle und damit die Wirksamkeit des Verfahrens.
  • Besonders bevorzugt ist, wenn das Bindemittel mittels Aufheizen auf eine vorbestimmte Temperatur aktiviert wird, und zwar nach dem Zünden des Knallgases. Bestimmte Gettermaterialien bzw. -legierungen entfalten ihre volle Wirkung erst, wenn sie auf eine bestimmte Reaktionstemperatur gebracht werden, so beispielsweise verschiedene Bariumlegierungen wie BaAl4, zu denen weitere Stoffe hinzugefügt werden können. Es sind aber auch Getterlegierungen bekannt, die bereits bei Raumtemperatur wirken.
  • Die Reaktion des Gettermaterials mit den Wassermolekülen führt zu einem lokalen Unterdruck um den Reaktionsbereich herum, wodurch weitere rückständige (Wasser-)Moleküle dorthin gezogen werden und wieder mit dem Gettermaterial reagieren. Auf diese Weise kann sich eine ganze Kette von Einfangreaktionen ergeben, bis nahezu keine freien Restmoleküle mehr im Glaszwischenraum vorhanden sind. Eine Masse von 10 mg Gettermaterial kann beispielsweise eine Masse von 1 mg Wasser langfristig permanent binden.
  • Dadurch lässt sich nach dem Schritt des Aufheizens ein Feinvakuum in der Größenordnung von etwa 10 Pa, vorzugsweise etwa 1 Pa, und am meisten bevorzugt von etwa 0,1 Pa erreichen. Derartige Größenordnungen sind für Vakuumisolierverglasungen ausreichend, um dauerhaft gute Dämmwerte bereitzustellen.
  • Als Material können die Abstandhalter vorteilhafter Weise Metall, Fangstoff- bzw. Getterlegierung, Glas, Glaslot, Glasfaser oder Keramik aufweisen. Das Vorhandensein von Gettermaterial auf der Außenfläche der Abstandhalter vergrößert die Fangfläche für die Reaktionsrückstände.
  • Die Erfindung wird nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Vakuumisolierverglasung in einem Ausgangszustand einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Vakuumisolierverglasung aus 1 in einem zweiten Zustand;
  • 3 eine schematische Darstellung einer Vakuumisolierverglasung aus 1 in einem dritten Zustand;
  • 4 eine schematische Darstellung einer Vakuumisolierverglasung aus 1 in einem vierten Zustand;
  • 5 eine schematische Darstellung einer Vakuumisolierverglasung aus 1 in einem fünften Zustand;
  • 6 eine schematische Darstellung einer Vakuumisolierverglasung aus 1 in einem sechsten Zustand;
  • 7 eine schematische Darstellung einer Vakuumisolierverglasung aus 1 in einem siebten Zustand; und
  • 8 eine schematische Darstellung einer Vakuumisolierverglasung aus 1 in einem Endzustand.
  • Anhand der 1 bis 8 wird das erfindungsgemäße Verfahren mittels einer bevorzugten Ausführungsform beispielhaft erläutert. Die Figuren zeigen jeweils eine rechteckige Vakuumisolierverglasung mit zwei Glasscheiben 1, 3, die in der Zeichenebene parallel übereinander angeordnet sind, so dass sie mit dem Randverbund 5 ein Fenster- oder Türverglasung bilden, die beispielsweise in entsprechende Rahmenprofile einsetzbar ist. Die dargestellte Vakuumisolierverglasung ist stehend abgebildet, so dass man eine Ober- und Unterseite sowie eine rechte und eine linke Seite erkennt. Der Randverbund 5 weist beispielsweise zwei L-förmige Edelstahlprofile auf, die an zwei Ecken gasdicht miteinander verschweißt sind und so die Glasscheiben 1, 3 vollständig umfassen. Andere Materialien wie z.B. Aluminium oder Glas als Material für den Randverbund 5 sind möglich, wobei eine gasdichte Abdichtung des Glaszwischenraums gewährleistet sein muss.
  • Auf der Innenfläche der Vakuumisolierverglasung sind im Glaszwischenraum zwischen den beiden Glasscheiben 1, 3 in einer regelmäßigen Gitteranordnung Abstandhalter 7, auch Pins genannt, angeordnet, die die Glasscheiben in konstantem Abstand zueinander halten bzw. stützen. Der Abstand der Glasscheiben 1, 3, die beispielsweise eine Dicke von etwa 4 mm aufweisen, beträgt im dargestellten Beispiel etwa 0,7 mm, kann aber auch um bis 0,5 mm darunter oder darüber liegen. Die Abstandhalter 7 sind senkrecht und waagerecht etwa in einem Raster von etwa 2 bis 3 cm angeordnet, wobei sich die Abstandswerte je nach Material der Abstandshalter 7 sowie nach Form, Größe und Material der Glasscheiben 1, 3 unterscheiden kann.
  • Der Randverbund 5 weist in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform auf den Innenflächen zum Glaszwischenraum hin eine Dichtungsschicht 9 aus Bindemittelmaterial auf, die in den Figuren mit einer Schraffur gekennzeichnet ist. Die Ecken des Randverbunds 5 sind auf der dem Glaszwischenraum zugewandten Innenseite abgerundet, um Lufttaschen zu vermeiden.
  • Auf der Unterseite der Vakuumisolierverglasung sind jeweils in der Nähe der Ecken eine erste Öffnung 11 sowie eine zweite Öffnung 12 ausgebildet, deren Funktion weiter unten genauer erläutert wird.
  • 1 zeigt die Vakuumisolierverglasung in einem ersten Zustand, der den Ausgangszustand des erfindungsgemäßen Verfahrens markiert. Wie oben beschrieben sind die beiden Glasscheiben 1, 3 von dem Randverbund 5 umgeben, wobei Abstandhalter 7 in einem regelmäßigen Gitter zwischen den beiden Glasscheiben 1, 3 angeordnet sind. Im Glaszwischenraum zwischen den beiden Glasscheiben befindet sich Luft, was in 1 durch die wellenförmige Schraffierung gekennzeichnet ist. Auf der Innenseite des Randverbundes 5 ist die Dichtungsschicht 9 aus Bindemittel angeordnet, wobei Teile dieser Dichtungsschicht in der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform Gettermaterial und Silikagel aufweisen. Wichtig ist für das erfindungsgemäße Verfahren, dass sämtliche Bauelemente bei Ausführungsbeginn des Verfahrens sauber sind, d. h. auf den Glasscheiben 1, 3 und Abstandshaltern 7 sollen beispielsweise keine Fingerabdrücke oder sonstige Verschmutzungen vorhanden sein, denn diese wirken sich ungünstig auf das zu erreichende Vakuum aus.
  • 2 zeigt nun den nächsten Zustand der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem durch die zweite Öffnung 12 von unten Knallgas (HHO) in den Glaszwischenraum eingeleitet wird. In der 2 ist dies durch weiße Pfeile angedeutet. Da Knallgas leichter als Luft ist, wird die vorhandene Luft von oben nach unten verdrängt und verlässt durch die erste Öffnung 11 den Glaszwischenraum. Dies ist durch die schwarzen Pfeile im Bereich der ersten Öffnung 11 angedeutet. Dieser Verfahrensschritt wird so lange durchgeführt, bis keine Luft mehr im Glaszwischenraum vorhanden ist.
  • Dieser Zustand ist in 3 abgebildet. Es wird immer noch Knallgas durch die zweite Öffnung 12 in den Glaszwischenraum eingeleitet, und bei der ersten Öffnung 11 tritt ab der Sättigung auch Knallgas nach unten aus dem Glaszwischenraum aus. Anhand eines (nicht dargestellten) Sensors lässt sich die Ausströmrate des Knallgases aus der ersten Öffnung 11 messen, und sobald ein vorbestimmter Wert erreicht ist, entspricht dies dem Sättigungszustand für das Knallgas im Glaszwischenraum. Damit lässt sich bestimmen, wieviel und wie lange Knallgas in den Glaszwischenraum einzubringen ist.
  • 4 zeigt nun den nächsten Verfahrensschritt, bei dem der mit Knallgas gesättigte Glaszwischenraum von unten gasdicht verschlossen wird, beispielsweise durch Verklebung oder Verschweißung. Die erste Öffnung 11 und die zweite Öffnung 12 im Randverbund 5 sind vorteilhafter Weise kreisförmig und im Querschnitt konisch nach oben enger werdend ausgebildet, so dass nach dem Schließen und Versiegeln ein Unterdruck im Glaszwischenraum bzw. der äußere Luftdruck für beide Öffnungen zusätzlich verschließend wirkt.
  • Es ist anzumerken, dass anstatt einer erste und einer zweiten Öffnung auch nur eine einzige Öffnung oder auch mehr als zwei Öffnungen vorhanden sein können. Im Falle einer einzigen Öffnung strömt beispielsweise das Knallgas in einer dünnen Innenleitung in den Glaszwischenraum hinein und die verdrängte Luft strömt um diese Innenleitung herum aus der Öffnung heraus. Bei mehr als zwei Öffnungen können eine Mehrzahl von Öffnungen für den Einlass und eine entsprechende geeignete Mehrzahl von Öffnungen für den Auslass vorgesehen sein. Auch Kombinationen der oben genannten Öffnungen für Einlass und Auslass sind möglich.
  • In 5 wird der im Ablauf nächste Verfahrensschritt schematisch dargestellt, bei dem das Knallgas innerhalb des Glaszwischenraums durch eine geeignete Zündvorrichtung gezündet wird. Die Zündung des Knallgases im Glaszwischenraum kann beispielsweise über Induktion erfolgen durch entsprechende Spulen, oder auch durch elektrische Leiter, die gasdicht durch den Randverbund 5 geführt sind und von der Dichtungsschicht 9 isoliert so angebracht sind, dass ein Funken zwischen den Enden der Leiter überspringen kann, beispielsweise durch einen piezoelektrischen Impuls. Die Zündvorrichtung ist in den Figuren nicht dargestellt. Es können auch andere Zündvorrichtungen verwendet werden, beispielsweise eine Zündung durch elektromagnetische Strahlung mittels Laser.
  • Durch die Zündung des Knallgases erfolgt im Glaszwischenraum eine sogenannte Knallgasreaktion, wobei Energie freigesetzt wird und als Reaktionsrückstand im Idealfall wie oben beschrieben Wasser bzw. Wasserdampf im Glaszwischenraum verbleibt. Die beiden Glasscheiben 1, 3 sind derart dimensioniert und vom Material her geeignet, dass sie die Knallgasreaktion ohne Schaden überstehen. Gleiches gilt für den Randverbund 5, die Abstandshalter 7 und die Dichtungsschicht 9. Bei einem idealen Mischungsverhältnis von Wasserstoffgas zu Sauerstoffgas im Knallgas von 2:1 liegt der stöchiometrische Idealfall vor, dass die Wasserstoff- und Sauerstoffmoleküle sich vollständig zu Wasser bzw. Wasserdampf durch die Knallgasreaktion verbinden. Es ist jedoch möglich, dass direkt nach der Knallgasreaktion Wasserstoffmoleküle (H2), Sauerstoffmoleküle (O2) oder auch Wasserstoffperoxid (H2O2) als Rückstände im Glaszwischenraum vorhanden sind.
  • 6 zeigt den nächsten Zustand der Vakuumisolierverglasung nach der Knallgasreaktion. Der durch die Reaktion entstandene Wasserdampf kondensiert zum Teil an den Innenflächen der Glasscheiben 1, 3 sowie an den Abstandhaltern 7 und auf der Dichtungsschicht 9 des Randverbundes 5, in 6 dargestellt als Wassermoleküle 13. In diesem Zustand wirkt nun das Bindemittel der Dichtungsschicht 9, das aus einer Getterlegierung und in der bevorzugten Ausführungsform aus Silikagel besteht. Das Silikagel bindet die Wassermoleküle 13. Bereits bei Raumtemperatur reagieren die rückständischen Wasser- bzw. Wasserdampfmoleküle 13 mit der Getterlegierung und werden in der Dichtungsschicht 9 dauerhaft gebunden. Beispiele für geeignete Getterlegierungen sind in der EP 0 509 971 A1 beschrieben.
  • In 7 erkennt man, wie die Wassermoleküle 13, die sich als Reaktionsrückstände an den Abstandhaltern 7 bzw. an den Innenflächen der Glasscheiben 1, 3 angelagert haben, zur Dichtungsschicht 9 mit dem Gettermaterial bzw. dem Bindemittel wie Silikagel hin nach außen wandern und dort fest gebunden werden. Durch die Reaktion eines Wassermoleküls 13 mit dem Gettermaterial entsteht lokal ein Unterdruck, der dafür sorgt, dass weitere Wassermoleküle 13 bzw. Wasserstoff- und Sauerstoffmoleküle sich aus der Mitte des Glaszwischenraums hin zur Dichtungssicht 9 an den Randverbund 5 bewegen und dort gebunden werden.
  • Der Verfahrensschritt des Bindens der Rückstandsmoleküle 13 an das Gettermaterial kann durch Aufheizen unterstützt werden, wobei die maximale Aufheiztemperatur von den verwendeten Gettermaterialien abhängt. Mittlerweile sind Gettermaterialien verfügbar, die schon bei knapp 100°C aktiviert werden können, so d ass sie dort ihre maximale Bindungswirkung entfalten.
  • In der dargestellten Ausführungsform wird Silikagel als Bestandteil der Dichtungsschicht 9 verwendet. Silikagel bindet sehr wirksam Wasser bzw. Wasserstoff. Durch das im Glaszwischenraum entstehende Vakuum wird jedoch ein Unterdruck erzeugt, der dafür sorgt, dass teilweise Wassermoleküle 13 wieder aus dem Silikagel herausgezogen werden und in den Glaszwischenraum wandern. Durch das Aktivieren des Gettermaterials werden diese Gasmoleküle jedoch wieder gebunden. Damit sorgt das Gettermaterial dafür, dass sämtliche Reaktionsrückstände aus dem Glaszwischenraum an die Ränder hin zur Dichtungsschicht 9 wandern und sich permanent in die Struktur des Gettermaterials einbinden.
  • 8 zeigt den Endzustand des erfindungsgemäßen Verfahrens in der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform. Im Glaszwischenraum zwischen den Glasscheiben 1, 3 hat sich ein Vakuum ausgebildet, das in der Größenordnung ein Feinvakuum bis hin zu 0,1 Pa reicht. Durch das Vakuum und die Form der Öffnungen 11, 12 ist der Randverbund 5 gasdicht verschlossen und bietet einen permanent evakuierten Glaszwischenraum. In diesem Zustand kann die abgebildete Vakuumisolierverglasung weiterverarbeitet werden.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Gegenstand wurde ein Verfahren zur Herstellung von Vakuumisolierglas bereitgestellt, das in der Struktur relativ einfach ist, mit einer geringen Anzahl von technischen Einrichtungen wirksam durchgeführt werden kann und mit dem ein ausreichendes Vakuum dauerhaft erreicht werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2001/023700 A1 [0006]
    • DE 10242895 A1 [0007]
    • EP 0509971 A1 [0041]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Bauelements aus Vakuumisolierglas mit folgenden Schritten: Bereitstellen von einer ersten und einer zweiten Glasscheibe (1, 3), die aneinander über Abstandshalter (7) abgestützt sind, wobei sich zwischen der ersten und zweiten Glasscheibe (1, 3) ein Zwischenraum bildet, und Herstellen eines gasdichten Randverbundes (5), der die erste und zweite Glasscheibe (1, 3) in den Randbereichen umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich folgende Schritte aufweist: Bereitstellen einer vorbestimmten Menge an Bindemittel zum Binden von Wasser- und Wasserstoffmolekülen (13) im Volumen oder an den Flächen des Glaszwischenraums, Einbringen einer vorbestimmten Menge an Knallgas bzw. HHO in den Glaszwischenraum, bis der Glaszwischenraum im Wesentlichen vollständig mit Knallgas gesättigt ist und die gegebenenfalls vorhandene Luft durch das Knallgas verdrängt wird, Abdichten des Randverbundes (5), und Zünden des Knallgases im Glaszwischenraum, wodurch eine Knallgasreaktion herbeigeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Wasserstoffgas zu Sauerstoffgas innerhalb des Knallgases 2:1 beträgt.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Knallgasreaktion zur Bildung von Wasser und/oder Wasserdampf führt, die gegebenenfalls zusammen mit Restmengen an Wasserstoff und Sauerstoff, die nicht reagiert haben, durch das Bindemittel derart gebunden werden, dass sich im Glaszwischenraum ein Unterdruck von etwa 2/3 bis 1/3 des Umgebungsluftdrucks oder geringer ausbildet.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bereitstellens einer vorbestimmten Menge an Bindemittel das Aufbringen von chemischem Fangstoff- bzw. Gettermaterial auf die Oberfläche der Abstandhalter (7) und/oder auf die Oberfläche der ersten und/oder zweiten Glasscheibe (1, 3) und/oder auf die dem Glaszwischenraum zugewandte Oberfläche des Randverbundes (5) umfasst.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bereitstellens einer vorbestimmten Menge an Bindemittel das Einbringen von Kieselgel bzw. Silikagel in den Glaszwischenraum umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel auf der dem Glaszwischenraum zugewandte Oberfläche des Randverbundes (5) eine Dichtungsschicht (9) bildet.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel mittels Aufheizen auf eine vorbestimmte Temperatur aktiviert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufheizen des Bindemittels nach dem Zünden des Knallgases erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schritt des Aufheizens ein Feinvakuum in der Größenordnung von etwa 10 Pa, vorzugsweise etwa 1 Pa, und am meisten bevorzugt von etwa 0,1 Pa erreicht wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandhalter (7) Metall, Fangstoff- bzw. Getterlegierung, Glas, Glaslot, Glasfaser oder Keramik aufweisen.
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EP0509971A1 (de) 1991-04-16 1992-10-21 SAES GETTERS S.p.A. Verfahren zur Sorption von Restgasen, insbesondere von Stickstoff mittels eines nichtverdampfbaren Bariumgetters
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