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[Feld der Erfindung]
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Abstandshalter zum Herstellen eines Abstands zwischen zwei Glasscheiben. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Fenster, umfassend Glasscheiben, die voneinander durch einen Abstandshalter auf Abstand gehalten werden.
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[Hintergrund]
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Es ist bekannt Abstandshalter bereitzustellen, um den Abstand zwischen Scheiben von Isolierverglasungen zu definieren, die aus einer Vielzahl von parallelen Glasscheiben bestehen, die durch einen isolierenden Hohlraum voneinander auf Abstand gehalten werden.
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Eine Vielzahl solcher Abstandshalter aus verschiedenen Materialien und in verschiedenen Formen ist in der Technik bekannt. Abstandshalter, die durch Walzprofilieren einer Metallfolie hergestellt werden, sind in der Technik weit verbreitet und gelten als eine der bevorzugten Alternativen. Dies ist auf ihre Stabilität und ihre geringen Gasdiffusionseigenschaften zurückzuführen.
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Isolierglaseinheiten (IG-Einheiten) mit einer Vielzahl von Glasscheiben werden auf automatischen Fertigungsmaschinen hergestellt. Abstandshalter werden automatisch auf die gewünschte Größe und Form gebogen und zwischen zwei benachbarten Glasscheiben angeordnet. Abstandshalter aus Metallfolien lassen sich leicht biegen und bleiben in der gebogenen Position.
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Außerdem haben Abstandshalter aus Metallfolien eine hohe Resistenz gegen die Diffusion von Gasen und das Eindringen von Feuchtigkeit. In den Zwischenraum zwischen den benachbarten Glasscheiben wird ein Gas, z. B. Argon, angeordnet, das gute isolierende Eigenschaften hat. Um Gasverluste zu vermeiden, müssen die Abstandshalter, die den Hohlraum begrenzen, resistent gegen die Diffusion solcher gasförmigen Elemente sein. Ferner, ist ein Vorteil von Abstandshaltern aus Metall, dass eine gute Verbindung zwischen den Glasscheiben und den Abstandshaltern erzielt werden kann, da Klebstoff ein gutes Bindemittel sowohl für Glas als auch für Metall ist.
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Bekannte Abstandshalter, die ausschließlich aus Metall wie Aluminium und verzinktem Stahl bestehen, haben jedoch auch einige Nachteile. Aufgrund der relativ hohen Wärmeleitfähigkeit von Metall, haben Abstandshalter aus Metall noch eine Wärmeleitfähigkeit, die unter bestimmten Umständen zu hoch sein kann.
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Um die Wärmeleitfähigkeit zu reduzieren, ist die Verwendung von Plastikmaterialien zur Herstellung solcher Abstandshalter möglich. Plastikmaterial hat jedoch im Vergleich zu Metall eine relativ hohe Gasdiffusion. Außerdem ist es schwierig, eine gute Verbindung zwischen den Abstandshaltern aus Plastik und den Glasscheiben zu erzielen, was dazu führen kann, dass der Abstandshalter im Laufe der Zeit seine Verbindung mit den Glasscheiben verliert. Um dieses Problem zu lösen, kann eine Metallfolienschicht zu dem Plastikkörper hinzugefügt werden, und ein solcher Abstandshalter ist z. B. in
EP 852 280 dargestellt.
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Beim Hinzufügen einer Folie auf die Oberfläche eines Abstandshalters wird die Folie so angefügt, dass sie sowohl die untere Oberfläche als auch mindestens einen Teil der Seitenoberfläche bedeckt. Dazu wird eine Folie auf der unteren Oberfläche hinzugefügt und dann auf jeder Seite nach oben gebogen. Dieses Biegen der Folie kann zu einer Schwächung der Folieneigenschaften führen, wodurch z. B. das Argongas zwischen den Scheibenschichten durch solche Schwachstellen diffundieren kann.
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Ferner, bei der Formgebung von Abstandshaltern für Verglasungsscheiben werden die Abstandshalter normalerweise gebogen, z. B. an vier Ecken, um die quadratische Form einer Scheibe zu erzielen. Dieses Biegen von Abstandshaltern aus Plastik mit einer Folienschicht ist problematisch, da das Biegen des Abstandshalters zu Rissen in der dünnen Folienschicht führen kann, wodurch die Eigenschaften des Profils mindestens in den Ecken geschwächt werden und z. B. das Argongas zwischen den Scheibenschichten durch solche Risse diffundiert.
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Um diese Rissbildung zu vermeiden, könnte die Profilform dadurch erzielt werden, dass eine Reihe von geraden Stücken über Eckelemente miteinander verbunden werden. Dies hat den Nachteil, dass die Produktionszeit und -komplexität erhöht wird und ferner, Eckelemente in einem Abstandshalterprofil für eine Glasscheibe schwächen die Eigenschaften des Profils.
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[Allgemeine Beschreibung]
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Erfindungsgemäß wird ein Abstandshalter zur Herstellung eines Abstandes zwischen Glasscheiben bereitgestellt, wobei der Abstandshalter aus einem Plastikmaterial hergestellt wird, wobei der Abstandshalter länglich ist und zwei Seitenoberflächen sowie eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche umfasst, und wobei mindestens die untere Oberfläche eine Schicht mit gasundurchlässigen Eigenschaften umfasst.
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Wenn in dieser Anmeldung von Segmenten die Rede ist, sind Segmente als Materialstücke zu verstehen, die Dimensionen haben, die sich in mindestens einer Richtung erstrecken und typischerweise mehrere Materialpartikel umfassen. Bei den Segmenten könnte es sich z. B. um Materialflocken, wie Glasflocken, Metallflocken oder ähnliche Flocken aus gasundurchlässigem Material handeln.
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Die Schicht umfasst mehrere sich überlappende Segmente aus einem im Wesentlichen gasundurchlässigen Material. Durch die Überlappung der Segmente wird sichergestellt, dass die Gasundurchlässigkeit des Abstandshalters signifikant erhöht wird. Außerdem führt die Überlappung der Segmente dazu, dass ein Abstandshalter mit einer solchen Schicht gebogen werden kann, ohne die Gasundurchlässigkeit zu beeinträchtigen. Wenn ein Abstandshalter in den Ecken gebogen wird, um der Form einer Glasscheibe zu entsprechen, dann werden die Segmente in der Schicht weiterhin überlappen, wodurch die Gasundurchlässigkeit in den Ecken erhalten bleibt. Ferner stellt das Überlappen sicher, dass eine Folie mit solchen überlappenden Segmenten über Ecken hinweg angebracht werden kann, ohne die Gasundurchlässigkeit zu beeinträchtigen.
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In einer Ausführungsform könnten die Segmente zu dem Abstandshalter durch Aufsprühen einer sprühfähigen Substanz hinzugefügt werden, wobei die Segmente in der sprühfähigen Substanz enthalten sind.
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In einer Ausführungsform ist die Schicht eine Folienschicht, die jene Segmente umfasst. Dabei können die Segmente in die Folie integriert werden, und die Folie mit Segmenten kann in einem separaten Verfahren hergestellt werden.
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In einer Ausführungsform umfassen die Segmente aus im Wesentlichen gasundurchlässigem Material Glas. Glas hat ähnliche gasundurchlässige Eigenschaften wie die Glasscheiben, was zu einer guten Isolierung führt.
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In einer Ausführungsform umfasst die Schicht mehrere Unterschichten aus mehreren überlappenden Segmenten eines im Wesentlichen gasundurchlässigen Materials. Dadurch wird die Gasundurchlässigkeit weiter verbessert, und durch das weitere Hinzufügen weiterer Arten von Schichten, z. B. zwischen die mehreren Unterschichten, können spezifische Eigenschaften erzielt werden.
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In einer Ausführungsform ist eine Schicht aus polymerem Material zwischen einer ersten und einer zweiten jener Unterschichten aus mehreren überlappenden Segmenten eines im Wesentlichen gasundurchlässigen Materials vorhanden. Dabei schließt das polymere Material, das ein Klebstoff oder eine andere Substanz sein könnte, alle Lücken, die zwischen den Segmenten vorhanden sein könnten, und erhöht so die Gasundurchlässigkeit der Schicht weiter.
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In einer Ausführungsform umfasst die Schicht mit gasundurchlässigen Eigenschaften mehrere Unterschichten mit einer oberen Unterschicht, die den Abstandshalter berührt, und wobei mindestens die äußerste Unterschicht mehrere überlappende Segmente aus einem im Wesentlichen gasundurchlässigen Material umfasst. Ferner, durch Hinzufügen von Segmenten zu der äußersten Oberfläche könnten Segmente gewählt werden, die die Bindungseigenschaften der äußeren Oberfläche des Abstandshalters weiter verbessern. Zum Beispiel, wenn Glassegmente zu der äußersten Oberfläche des Abstandshalters hinzugefügt werden, dann umfasst der Hauptteil der äußeren Oberfläche des Abstandshalters Glas und somit ist die Verbindung zwischen Abstandshalter und Scheiben eine Glas-zu-Glas Verbindung, wobei eine gute Verbindung möglich ist, da ein für die Bindung von Glas optimiertes Material verwendet werden kann.
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Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Fenster, umfassend Glasscheiben, die durch einen Abstandshalter gemäß dem Vorstehenden voneinander auf Abstand gehalten werden.
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Figurenliste
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Die Erfindung ist im Detail nachstehend mit Bezug zu den Zeichnungen erklärt, in welchen
- 1 einen Querschnitt eines Abstandhalters gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt,
- 2 einen Querschnitt eines Abstandshalters gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, der zwischen Glasscheiben angeordnet ist,
- 3A und 3B Darstellungen einer Schicht mit überlappenden Elementen von der Seite bzw. von oben gesehen, sind,
- 4A, 4B, 4C Biegungen in Verbindung mit einem Abstandshalter und die Beschaffenheit der Segmentschicht, wenn sie quer zu solchen Biegungen angeordnet ist, darstellen,
- 5A, 5B, 5C, 5D Unterschichten in einer Schicht mit gasundurchlässigen Eigenschaften, die auf der Oberfläche eines Abstandshalters angeordnet sind, darstellen.
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[Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen]
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1 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Abstandhalters zur Herstellung eines Zwischenraums zwischen Scheiben. Der Abstandshalter umfasst einen Grundkörper 100, der aus Plastik, z.B. als glasfaserverstärkter polymerer Grundkörper 100, hergestellt sein kann. Der Grundkörper umfasst zwei parallele Plattenkontaktoberflächen 101, 103, die mit den Glasscheiben 105, 107 in Kontakt treten. In einer Ausführungsform ist der Abstandshalter ein glasfaserverstärkter polymerer Grundkörper.
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Die Scheibenkontaktflächen 103, 105 sind zwischen einer äußeren Bindeoberfläche 109 und einer inneren Oberfläche 110 verbunden, und zwei abgewinkelte Verbindungsoberflächen 111, 113 sind zwischen den Bindeoberflächen 103 und 105 angeordnet. Vorzugsweise erstrecken sich die Verbindungsoberflächen 111, 113 in einem Winkel a, der typischerweise zwischen 30 und 60 Grad in Bezug auf die Bindeoberfläche 109 liegt. Die abgewinkelte Form der ersten Verbindungsoberfläche 111 und der zweiten Verbindungsoberfläche 113 verbessert die Stabilität des Gesamtsystems, wenn Glasscheiben auf dem Grundkörper 100 angebracht sind, und ermöglicht, wie in 2 gezeigt, eine bessere Adhäsion und Isolierung des Abstandshalters, wenn zwischen Glasscheiben angebracht.
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Auf der Bindeoberfläche 109 ist eine Schicht 115 aufgebracht. Die Schicht hat gasundurchlässige Eigenschaften, wodurch die Gasdiffusion durch eine solche Schicht mindestens verringert ist, und kann in einer Ausführungsform mehrere sich überlappende Segmente eines im Wesentlichen gasundurchlässigen Materials umfassen. In einer Ausführungsform kann die Schicht mit PUR-Heiß-Schmelzkleber an dem Grundkörper 100 angebracht sein. Alternative Verfahren zum Anbringen einer Schicht könnten darin bestehen, eine Folie mit einer Schicht hinzuzufügen, die geschmolzen und dann zur Anbringung am Abstandshalter versteift wird. Eine weitere Ausführungsform, eine Schicht anzubringen, könnte darin bestehen, eine Schicht auf den Abstandshalter aufzusprühen und dadurch eine gasundurchlässige Schicht zu erzielen. Die aufgesprühte Substanz hat gasundurchlässige Eigenschaften.
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In einer Ausführungsform könnten die Segmente aus undurchlässigem Material Glassegmente sein, aber alternative Ausführungsformen könnten Keramiksegmente oder andere Materialien mit geringer Gasdurchlässigkeit sein.
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2 zeigt einen Querschnitt eines Abstandshalters gemäß der vorliegenden Erfindung, der zwischen Glasscheiben angeordnet ist. Der Abstandshalter, der den Grundkörper 100 und die Schicht 115 umfasst, ist zwischen einer ersten Scheibe 105 und einer zweiten Scheibe 107 angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform ist die Schicht 115 sowohl auf der Bindeoberfläche 109 als auch auf den Verbindungsoberflächen 111 und 113 angeordnet. Außerdem setzt sich die Schicht mindestens teilweise nach oben entlang der Bindeoberflächen 101 und 103 fort, z. B. auf 2/3 der Höhe der Bindeoberflächen. Zwischen den Kontaktoberflächen 101, 103 des Abstandshalters und den Glasscheiben 105, 107 ist eine Adhäsionsschicht angeordnet. In einer Ausführungsform könnte diese Adhäsionsschicht Butyl umfassen. Die Verbindung zwischen den Bindeoberflächen 101 und 103 und den Scheiben dient hauptsächlich dazu, Gaslecks zwischen den Bindeoberflächen 101, 103, 105, 107 zu beseitigen oder zu reduzieren, und typischerweise wird Butyl als Bindemittel verwendet, um dies sicherzustellen. Dadurch, dass die Schicht, z. B. eine Folienschicht, mindestens teilweise nach oben entlang der Bindeoberflächen 101 und 103 verläuft, wird auch der Endpunkt der hinzugefügten Schicht mit Bindemittel bedeckt, und dies minimiert das Risiko von Gaslecks unterhalb der Schicht zwischen der Abstandshalteroberfläche und der Schicht.
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Eine Isolierschicht 201 ist in dem Zwischenraum unterhalb des Abstandshalters angeordnet und stellt ferner sicher, dass die gesamte Scheiben-Abstandshalter-Konstruktion mechanisch stabil ist und ferner, isolieren die Schicht 115 sowie eine äußere Isolierschicht 201 den Innenraum 203 zwischen den Scheiben und verringern den Wärmeübergang vom Grundkörper 100 in den Innenraum 203.
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In der dargestellten Ausführungsform haben die Scheiben 105 und 107 die gleichen Dimensionen und Dicken. Typischerweise sind Trocknungsmittel in dem Zwischenraum 205 im Inneren des Grundkörpers angeordnet.
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Die Trocknungsmittel können sowohl in den zentralen Hohlraum des Grundkörpers 100 als auch in das Material des Grundkörpers 100 integriert sein. Die innere Oberfläche 110 des Grundkörpers umfasst kleine Öffnungen oder Poren 102, die den Gasaustausch mit dem Innenraum 203 ermöglichen.
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Die 3A und 3B sind Darstellungen einer Schicht mit überlappenden Elementen von der Seite beziehungsweise von oben gesehen. In 3A ist eine Seitenansicht einer Schicht aus Segmenten dargestellt, und es ist zu erkennen, wie sich die Segmente gegenseitig überlappen, z. B. durch Betrachtung der Segmente 301 und 303. In 3B ist eine Draufsicht einer Schicht von Segmenten dargestellt, und es ist zu erkennen, wie sich die Segmente überlappen, z. B. durch Betrachtung der Segmente 301 und 303. Die Segmente könnten Glassegmente, wie Keramiksegmente, SiOx-Segmente oder Ähnliches sein. Die Segmente sollten aus einem Material bestehen, das im Wesentlichen gasundurchlässig ist, so dass es die Gasdiffusion durch den Abstandshalter mindestens signifikant reduziert. Die Segmente in der Schicht könnten auch eine Kombination von Segmenten, die aus verschiedenen Materialien hergestellt sind, sein, z. B. um bestimmte Eigenschaften der gesamten Schicht zu erzielen. In einer Ausführungsform könnten die Segmente aus Metall hergestellt sein. Die 3A und 3B sind zur Darstellung der Segmente in der Schicht und insbesondere, um darzustellen, wie sie sich überlappen und wie sie in einer Schicht angeordnet sind. Der Abstand zwischen den Segmenten, wie er in 3A dargestellt ist, ist viel kleiner als dargestellt, wo sie sich sogar berühren könnten, um ein Austreten von Gas zwischen den Segmenten zu vermeiden. Außerdem sind die Segmente kleiner als in 3B dargestellt. In einer Ausführungsform könnten die Segmente in einer Plastiksubstanz angeordnet sein. Alternativ könnten die Segmente auch direkt auf die Abstandshalteroberflächen aufgesprüht werden.
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Die 4A, 4B und 4C stellen Biegungen in Verbindung mit einem Abstandshalter und die Beschaffenheit der Segmentschicht, wenn sie über solche Biegungen angeordnet ist, dar. In 4A sind sich überlappende Segmente dargestellt, wobei die Segmente in I in einer entspannten Schicht sind und in II in einer gestreckten Schicht sind. Aus dieser Abbildung ist ersichtlich, dass durch das Überlappen der Segmente das Überlappen auch bei Dehnung erhalten bleibt. Da die Segmente aus einem im Wesentlichen gasundurchlässigen Material bestehen, stellt die Überlappung außerdem sicher, dass kein Gas durch die Schicht zwischen den Segmenten dringen kann.
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Die Dehnung erfolgt durch das Anbringen der Schicht über eine Kante des Profils, z. B. solche wie die Kanten des in B1, B2, B3 und B4 dargestellten Abstandshalters. Alternativ erfolgt die Dehnung beim Biegen eines Abstandshalters, an dem eine Folie angebracht wurde, z. B. um die Form von Scheiben zu erzielen, die durch den Abstandshalter getrennt werden sollen. In 4C ist ein Abstandshalter dargestellt, der so geformt wurde, dass er zwischen Scheiben angeordnet wird, wobei der Abstandshalter in jeder Ecke C1, C2, C3 und C4 gebogen wurde, um ihn zwischen quadratisch geformten Scheiben anzuordnen.
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Die 5A, 5B, 5C und 5D zeigen Unterschichten in einer Schicht mit gasundurchlässigen Eigenschaften, die auf der Oberfläche eines Abstandshalters angeordnet sind.
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5A zeigt eine Ausführungsform der Schicht, die auf der Oberfläche 501 eines Abstandshalters angebracht ist. Die Schicht umfasst eine erste Unterschicht 503 aus überlappenden Segmenten, dann eine Unterschicht aus polymerem Material 505 und schließlich eine weitere Unterschicht aus überlappenden Segmenten 503. Durch Hinzufügen eines polymeren Materials zwischen zwei Segmentschichten, z. B. als Klebstoff, werden alle Öffnungen in der Segmentschicht mit polymerem Material gefüllt, und dadurch die Isoliereigenschaften der Segmentunterschichten weiter verbessert. Es ist außerdem vorteilhaft, mit einer Segmentschicht mit z. B. Glassegmenten zu enden, da diese Oberfläche die Oberfläche ist, die den Kleber berühren wird, um die Scheiben am Profil anzubringen, und durch das Verwenden eines Glasmaterials an der Oberfläche, die mit den Glasscheiben verbunden werden soll, kann ein Klebstoff gewählt werden, der starke Glas-zu-Glas-Eigenschaften hat. Es müssen nicht zwei verschiedene Materialien miteinander zu verbinden sein, um in einer schwachen Verbindung zu resultieren. In diesem Beispiel wurden die überlappenden Segmente direkt auf die Abstandshalteroberfläche aufgetragen, z. B. durch Aufsprühen, was eine einfache Art des Hinzufügens einer Schicht ist. PET-Folien werden vermieden, da sie recht zerbrechlich sein können.
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5B stellt eine Ausführungsform der Schicht dar, die auf der Oberfläche 501 des Abstandshalters angebracht ist. Die Schicht umfasst eine erste Unterschicht 507 aus PET und eine zweite Unterschicht 503 aus sich überlappenden Segmenten. Dabei trägt die PET-Schicht die Segmente und wird anschließend auf der Oberfläche des Abstandshalters angebracht.
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5C stellt eine Ausführungsform der Schicht dar, die auf der Oberfläche 501 eines Abstandshalters angebracht ist. Die Schicht umfasst eine erste Unterschicht 507 aus PET und eine zweite Unterschicht 503 aus überlappenden Segmenten und schließlich eine dritte Unterschicht 507 aus PET. Dabei schützt die dritte PET-Unterschicht die sich überlappenden Segmente und sorgt dafür, dass die Segmente bei der Handhabung des Abstandshalters mit den Schichten nicht abgenutzt werden. Eine weitere Schicht aus Aluminium oder Glas könnte hinzugefügt werden, um bessere Verbindungseigenschaften des Abstandshalters mit den Scheiben sicherzustellen.
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5D stellt eine Ausführungsform der Schicht dar, die auf der Oberfläche 501 eines Abstandshalters angebracht ist. Die Schicht umfasst eine erste Unterschicht 507 aus PET und eine zweite Unterschicht 503 aus überlappenden Segmenten, eine dritte Unterschicht aus polymerem Material 505, eine vierte Unterschicht 503 aus überlappenden Segmenten, eine fünfte Unterschicht 507 aus PET und schließlich eine sechste Unterschicht 503 aus überlappenden Segmenten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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