DE19828565B4

DE19828565B4 - Mehrscheibenisolierglas für Geräte mit einer gegenüber der Umgebungstemperatur herabgesetzten Innenraumtemperatur

Info

Publication number: DE19828565B4
Application number: DE1998128565
Authority: DE
Inventors: Kurt Leutner; Sabine Dr. Melson
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2018-06-27
Also published as: WO2000000713A1; DE19828565A1

Abstract

Mehrscheibenisolierglas für Geräte mit einer gegenüber der Umgebungstemperatur herabgesetzten Innenraumtemperatur, insbesondere für Sichttüren von Kühl- und Tiefkühlmöbeln, das aus wenigstens zwei im Abstand angeordneten etwa gleich großen Scheiben besteht, wobei der Abstand durch einen in Randnähe umlaufenden Abstandhalter gehalten wird und wobei eine der beiden äußeren Scheiben auf ihrer dem Scheibenzwischenraum zugewandten Seite mit einer elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Beschichtung vollflächig aufgebracht ist und daß der Abstandhalter elektrisch isolierend ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrscheibenisolierglas für Geräte mit einer gegenüber der Umgebungstemperatur herabgesetzten Innenraumtemperatur, insbesondere für Sichttüren von Kühl- und Tiefkühlmöbeln. Es besteht aus wenigstens zwei im Abstand angeordneten etwa gleich großen Scheiben, wobei der Abstand durch einen in Randnähe umlaufenden Abstandhalter gehalten wird. Eine der beiden äußeren Scheiben ist auf ihrer dem Scheibenzwischenraum zugewandten Seite mit einer elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung versehen.

Insbesondere Kühl- und Tiefkühltruhen und -schränke weisen Sichttüren mit Mehrscheibenisoliergläsern der eingangs beschriebenen Art auf. Durch sie wird der Kältebereich im Innenraum gegen die höhere Umgebungstemperatur abgegrenzt.

Bei Kühl- und insbesondere bei Tiefkühlmöbeln tritt aufgrund des Temperaturunterschiedes zwischen Innenraum und Umgebung häufig Kondensatbildung auf. Das Kondensat der Luftfeuchtigkeit, das sich auf der Scheibe niederschlägt, versperrt bzw. erschwert den Blick auf das Kühlgut im Innenraum. Um dies zu verhindern bzw. um das niedergeschlagene Kondensat schnell wieder zu entfernen, wird bei den auf dem Markt befindlichen Geräten die dem Außenraum zugewandte Scheibe des Mehrscheibenisolierglases beheizt. Dies wird durch eine beheizbare elektrisch leitfähige, transparente Beschichtung auf der Innenseite der Scheibe, d. h. auf ihrer dem Scheibenzwischenraum zugewandten Seite realisiert. Solch eine Beschichtung besteht beispielsweise aus dotiertem SnO₂, das beispielsweise im Heißsprühverfahren aufgebracht und eingebrannt wird.

Dazu muß vor dem Beschichten die Glasscheibe auf das gewünschte Maß geschnitten werden und auf die Scheibe eine den Randbereich abdeckende Maske aufgebracht werden, damit die spätere Kontaktfläche zum Abstandhalter von der Beschichtung freigehalten wird. Trotz der üblichen Verklebung mit im ausgehärteten Zustand nichtleitenden Klebern wird nur so verhindert, daß es bei den verwendeten Abstandhaltern aus Metall beim Beheizen der Scheibe zu elektrischen Übersprüngen auf die Abstandhalter kommt, die damit unter Spannung stehen, was zu einer Überhitzung führen kann.

Es sind auch bereits Kunststoffabstandhalter bekannt, die bisher aber nicht für die gattungsgemäßen Mehrscheibenisoliergläser für Kühl- und Tiefkühlmöbel eingesetzt werden.

DE 34 08 675 C2 beschreibt eine Maschine zum abtragenden Bearbeiten von Flächen von Glasscheiben im Randbereich, beispielsweise zum Entfernen von Beschichtungen.

DE 41 18 241 C2 beschreibt ein Verfahren, bei dem eine beschichtete Glasscheibe in bestimmten Bereichen mittels einer Schleifvorrichtung entschichtet wird.

DE 196 32 240 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum bereichsweisen Entfernen von Beschichtungen (Entschichten) auf Glasplatten.

In den beiden letztgenannten Dokumenten wird die allgemeine Ansicht der Fachwelt beschrieben, dass die Entschichtung nötig ist, um einen Randverbundkleber aufzubringen, da diese für Glas und nicht für Beschichtungen ausgelegt ist und deswegen anders eine zuverlässige Haftung nicht gewährleistet ist.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Mehrscheibenisolierglas bereitzustellen, das die Kondensatbildung herabsetzt, das in einem vereinfachten Prozess hergestellt werden kann und das sicher nach außen elektrisch isoliert ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Mehrscheibenisolierglas nach Patentanspruch 1 gelöst.

Abweichend von den bisher bekannten beheizbaren Mehrscheibenisoliergläsern für Geräte mit einer gegenüber der Umgebungstemperatur herabgesetzten Innenraumtemperatur ist bei den erfindungsgemäßen Mehrscheibenisoliergläsern die elektrisch leitfähige transparente Beschichtung vollflächig auf der dem Scheibenzwischenraum zugewandten Seite einer der beiden äußeren Scheiben aufgebracht. Dies wird dadurch ermöglicht, dass der Abstand zwischen den Scheiben durch einen elektrisch nichtleitenden Abstandhalter gehalten wird. Ein solcher elektrisch isolierender Abstandhalter besteht vorzugsweise zumindest zum größeren Teil aus Kunststoff. Hervorragend geeignet sind beispielsweise die Thermix^® Abstandhalter der Thermix GmbH, die aus Kunststoff sind und als Diffusionssperre eine dünne Edelstahlfolie enthalten. Neben der hier wesentlichen Eigenschaft der elektrischen Isolierung haben Kunststoffabstandhalter gegenüber Abstandhaltern aus Metall den bekannten Vorteil der hohen thermischen Isolation.

Der in Randnähe umlaufende Abstandhalter ist auf übliche Weise mit dem Glas verklebt, beispielsweise mit dem derzeit in der Mehrscheibenisolierglasfertigung üblicherweise verwendeten Butyl (Polyisobutylen). Das Material ist nicht elektrisch leitend. Als Dichtmasse dienen beispielsweise übliche Dichtstoffe auf Polysulfidbasis. Auch die Randumfassung ist auf bekannte Weise realisiert, beispielsweise mit einem Klebeband, z. B. einem Isolierband.

Die Haftung zwischen Kleber und Beschichtung ist völlig ausreichend und unproblematisch. Die Ansicht der Fachwelt, dass im Bereich des Abstandhalters keine Beschichtung sein dürfe, beruhte also auf einer allgemein eingewurzelten technischen Fehlvorstellung.

Durch die erfindungsgemäß vollflächige Beschichtung der zu beheizenden Scheibenseite mit einer transparenten elektrisch leitfähigen Schicht ist der Herstellungsprozess des Mehrscheibenisolierglases vereinfacht und ist ins besondere der Wechsel zwischen der Herstellung verschieden großer Isoliergläser erleichtert:
Es kann nämlich handelsübliches beschichtetes Flachglas verwendet werden, das erst im beschichteten Zustand auf die gewünschten Maße geschnitten wird.

Die geschnittenen Kanten müssen lediglich gesäumt werden. Für eine spezielle Ausführungsform der Erfindung erhalten die Kanten der beschichteten Scheibe einen Flachschliff oder auf der beschichteten Seite einen Facettenschliff. Dann wird die Isolierung der elektrisch leitenden Beschichtung nach außen zusätzlich zur Randumfassung, beispielsweise aus Isolierband, durch die Dichtmasse im Zwischenraum zwischen Beschichtung und Randumfassung realisiert.

Die transparente Beschichtung besteht beispielsweise aus mit z. B. Fluor dotiertem Zinnoxid (SnO₂:F), das z. B. im Heißsprühverfahren oder im Tauchverfahren aufgebracht worden ist und beispielsweise mit Schichtwiderständen von 10 – 40 Ω/⎕ handelsüblich ist. Weitere geeignete Beschichtungsmaterialien sind z. B. Silber oder zinndotiertes Indiumoxid (ITO). Es ist von Vorteil, daß die hier beispielhaft genannten Beschichtungen nicht nur elektrisch leitfähig, sondern auch wärmereflektierend sind.

Der bisher nötige Schritt des Aufbringens der Maske vor dem Beschichten entfällt. Auch müssen nicht Scheiben vieler unterschiedlicher kleiner Formate beschichtet werden.

Die Beheizung erfolgt über die Kontaktierung von aufgebrachten Silberleiterbahnen. Sie sind vorzugsweise mittels Siebdruck aufgebracht und anschließend getrocknet. Die Stromzuführung geschieht über isolierte Kabel, die mit Kabelschuhen versehen und auf einer auf der Beschichtung aufgedruckten Leiterbahn befestigt sind.

Eine ausreichende Beheizung kann mit sehr unterschiedlichen Schichtwiderständen realisiert werden. So ist bei entsprechender Anpassung der Spannung der Einsatz von Scheiben mit Schichtwiderständen zwischen 5 Ω/⎕ und 100 Ω/⎕ möglich.

Die zur Beheizung benötigte Leistung kann in Abhängigkeit vom Schichtwiderstand durch Spannungen zwischen 10 V und 240 V erzielt werden. Eine der Netzspannung entsprechende Spannung hat zwar den Vorteil, daß kein Transformator benötigt wird, nachteilig ist jedoch, daß beim Bruch der Scheibe Teile, die mit beispielsweise 220 V oder 230 V beaufschlagt sind, zugänglich sind. Bevorzugt sind Spannungen zwischen 12 V und 48 V, da hierbei auch bei Defekten des Isolierglases kein Gefährdungspotential besteht.

Natürlich spielt auch die Scheibendicke eine Rolle. Übliche Dicken sind sowohl für die Frontscheibe als auch für die dem Innenraum zugewandte Scheibe und ggf. weitere Scheiben 3 mm bis 5 mm, vorzugsweise 3 mm bis 4 mm.

Zur thermischen Isolierung zwischen kaltem Innenraum und wärmerer Umgebung besteht das Mehrscheibenisolierglas aus zwei oder mehr Scheiben. Meist reichen zwei Scheiben aus, aber auch drei Scheiben können sinnvoll sein. Meist sind es vorgespannte Scheiben, die nach dem Zuschneiden thermisch gehärtet worden sind.

Der oder die Zwischenräume sind meist mit Luft oder zur weiteren Wärmedämmung mit einem Edelgas, z. B. Argon, gefüllt.

Die transparente elektrisch leitfähige Beschichtung kann sich jeweils auf der Innenseite, d. h. auf der dem Scheibenzwischenraum zugewandten Seite, von der dem Innenraum des Gerätes nächsten Scheibe oder von der dem Innenraum entferntesten Scheibe, der Frontscheibe, befinden.

Kondensation und Niederschlag des Kondensates an der Scheibe tritt dann ein, wenn der Taupunkt unterschritten wird.

Auf der Frontscheibe kann dies geschehen, wenn trotz der Isolierung durch das Mehrscheibenisolierglas die Frontscheibe auf ihrer Außenseite so kalt ist, daß der Taupunkt unterschritten ist. Wann das der Fall ist, hängt natürlich von der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebung ab. Durch Beheizung der Scheibe kann erreicht werden, daß die Scheibentemperatur oberhalb des Taupunktes liegt.

Die dem Innenraum nächste Scheibe hat auf der dem Innenraum zugewandten Seite bei geschlossener Tür eine von der Innenraumtemperatur abhängende niedrige Temperatur. Da der Taupunkt bei einer niedrigeren Temperatur liegt, ist die Scheibe beschlagsfrei. Beim Öffnen der Tür kann jedoch an ihrer kalten Seite der Taupunkt der Umgebung unterschritten werden, so daß sich kondensierte Luftfeuchtigkeit an der kalten Seite der Tür niederschlägt.

Während die erstbeschriebene Beschlagsbildung häufig schon durch eine effektive Isolierglasanordnung vermieden oder zumindest verringert werden kann, tritt der letztgenannte Fall weitaus häufiger auf.

Daher weist vorzugsweise die dem Geräteinnenraum am nächsten beabstandete Scheibe auf ihrer dem Scheibenzwischenraum zugewandte Seite die transparente leitfähige Beschichtung auf, über die sie beheizt wird, und zwar meist auf eine um etwa 1 ° C bis 4 ° C, vorzugsweise um 2 ° C bis 3 ° C, höhere Temperatur als ohne Beheizung. Dadurch wird das Beschlagen beim Öffnen der Tür zwar häufig nicht verhindert, aber das Verschwinden des Beschlages nach dem Schließen beschleunigt.

Da das Aufheizen der Scheibe bei üblichen Leistungen relativ lange dauert bzw. ein schnelles Aufheizen einer sehr hohen Leistung bedarf, ist es vorzuziehen, bei beiden beschriebenen Varianten die jeweilige Scheibe im Dauerbetrieb zu heizen.

Anhand der Zeichnung, die eine bevorzugte Ausführungsform zeigt, soll die Erfindung weiter erläutert werden:
1 zeigt nicht maßstabgerecht einen Teil eines Querschnittes durch ein Zweischeibenisolierglas. Das dargestellte Zweischeibenisolierglas besteht aus den beiden Glasscheiben 1 und 2, die durch den aus Kunststoff bestehenden und als Hohlprofil ausgebildeten Abstandhalter 3 in dem gewünschten Abstand voneinander gehalten werden. Im Innern 4 des Hohlprofils befindet sich ein Trockenmittel in Granulatform. Der Gasaustausch zwischen dem Trockenmittel und dem mit Argon gefüllten Zwischenraum 5 zwischen den Scheiben 1 und 2 wird durch die Öffnung 6 gewährleistet. Der Abstandhalter ist gegenüber dem Scheibenrand etwas zurückversetzt, um eine Fuge für die Aufnahme der Isolations- und Dichtmasse 7, einem Polysulfid-Elastomeren, z. B. Thiokol^®, mittels derer die Scheiben 1 und 2 miteinander verklebt und sorgfältig nach außen abgedichtet sind, zu bilden. Der Abstandhalter ist mit den beiden Scheiben mittels des Klebers 8 aus Polyisobutylenen verklebt. Sowohl der Abstandhalter 3 als auch der Kleber 8 und die Dichtmasse 7 sind elektrische Isolatoren. Das Klebeband 9, ein Isolierband, stellt die Randumfassung dar und dient als Kantenschutz. Die der Umgebung nähere Glasscheibe 2, die Frontscheibe, weist eine Dicke von 3 mm auf. Die dem nicht eingezeichneten Geräteinnenraum nähere Glasscheibe 1 weist eine Dicke von 4 mm auf. Sie ist auf der vollen Fläche ihrer Innenseite, d. h. auf der dem Scheibenzwischenraum zugewandten Seite, mit einer transparenten elektrisch leitfähigen Beschichtung 10 aus dotiertem Zinnoxid versehen, auf der Silberleiterbahnen aufgebracht sind, über die die Scheibe beheizt wird. Das Zweischeibenisolierglas weist eine Gesamtdicke von ca. 23 mm auf.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Mehrscheibenisolierglas für Geräte mit gegenüber der Umgebungstemperatur herabgesetzter Innenraumtemperatur bereitgestellt, das das Beschlagen durch Kondensatbildung verringert bzw. die Auflösung des Beschlagens beschleunigt und das in einem vereinfachten und damit preisgünstigerem Prozeß, der außerdem bezüglich einer Variation der Produkte sehr flexibel ist, hergestellt werden kann.

Claims

Mehrscheibenisolierglas für Geräte mit einer gegenüber der Umgebungstemperatur herabgesetzten Innenraumtemperatur, insbesondere für Sichttüren von Kühl- und Tiefkühlmöbeln, das aus wenigstens zwei im Abstand angeordneten etwa gleich großen Scheiben besteht, wobei der Abstand durch einen in Randnähe umlaufenden Abstandhalter gehalten wird und wobei eine der beiden äußeren Scheiben auf ihrer dem Scheibenzwischenraum zugewandten Seite mit einer elektrisch leitfähigen, transparenten Beschichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Beschichtung vollflächig aufgebracht ist und daß der Abstandhalter elektrisch isolierend ist.
Mehrscheibenisolierglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch isolierende Abstandhalter zumindest zum größeren Teil aus Kunststoff besteht.
Mehrscheibenisolierglas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Innenraum des Gerätes am nächsten beabstandete Scheibe mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen ist.
Mehrscheibenisolierglas nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus SnO₂:F besteht.