DE4447049A1

DE4447049A1 - Isolierglaseinheit

Info

Publication number: DE4447049A1
Application number: DE19944447049
Authority: DE
Inventors: Werner Boege; Bernhard Dr Goer
Original assignee: Flachglas Wernberg GmbH
Current assignee: Flachglas Wernberg GmbH
Priority date: 1994-12-29
Filing date: 1994-12-29
Publication date: 1996-07-11

Description

Die Erfindung betrifft eine Isolierglaseinheit mit einer Innenscheibe, einer Außenscheibe und einem randseitig um aufenden, abdichtenden Abstandshalter aus Kunststoff, die zur Aufnahme auch extremer dynamischer Beanspruchungen, insbesondere in Form von Erschütterungen und Schwingungen, geeignet ist. Solche Beanspruchungen treten zum Beispiel bei Fahrzeugscheiben auf. Die Erfindung betrifft daher insbe sondere Fahrzeugscheiben des beschriebenen Aufbaus. Bei Fahrzeugscheiben des beschriebenen Aufbaus schließen die Innenscheibe und die Außenscheibe bündig ab oder eine der Scheiben steht mit einem Führungsrand vor. Der Begriff Fahrzeugscheiben meint insbesondere Kraftfahrzeugscheiben für schnellfahrende Kraftfahrzeuge, die hohen dynamischen Beanspruchungen aus Luftkräften und beim Zuschlagen von mit den Isolierglaseinheiten ausgerüsteten Kraftfahrzeugtüren ausgesetzt sind.

Die Isolierglaseinheit, auf die sich die Erfindung bezieht, ist schall- und/oder wärmedämmend ausgelegt. Der Abstands halter erfüllt eine Doppelfunktion. Er definiert einerseits den Abstand zwischen der Innenscheibe und der Außenscheibe und dient außerdem als Abdichtung des Scheibenzwischenraumes. Der Abstand muß mit geringen Toleranzen eingerichtet und eingehalten werden. An die Abdichtung werden hohe Anforderungen gestellt. Andererseits sind solche Isolier glaseinheiten ein ausgesprochenes Massenprodukt der in dustriellen Serienfertigung. Sie müssen so eingerichtet sein, daß sie auf modernen automatischen Fertigungseinrich tungen mit hoher Stückzahl in der Zeiteinheit gefertigt werden können und sicher sowie mit langer Standzeit allen Qualitätsanforderungen genügen. Insoweit ist insbesondere zu beachten, daß die Beanspruchungen hauptsächlich auch dynamische Schwingungsbeanspruchungen sind.

BBei den bekannten Isolierglaseinheiten, von denen die Erfin dung ausgeht (EP 0 413 283 A2, EP 0 488 072 A1), besteht der zugleich abdichtende Abstandshalter zumindest aus einem Reaktionskleberstrang. Bei der Herstellung wird so ge arbeitet, daß der Reaktionskleberstrang über den Scheiben rand mit einem Wulst übersteht, der in einer besonderen Fertigungsstufe durch mechanisches Nacharbeiten entfernt werden muß. Das ist in fertigungstechnischer Hinsicht auf wendig und in bezug auf die langfristige Dichtheit verbesse rungsfähig. Zur Verbesserung der Dichtheit ist es bei Isolierglaseinheiten auch bekannt (DE 27 52 542 C2), für die Abstandshalter Kunststoffe einzusetzen, die einer ther mischen Nachbehandlung bedürfen, was ebenfalls aufwendig ist. Bei anderen Isolierglaseinheiten ist es fernerhin be kannt (DE 19 34 712 B2), mit einem flexiblen Abstandshalter zu arbeiten, der selbst feuchtigkeitsaufnehmend ist und einen Zeolithen aufweist, der in einer Matrix aus einem syn thetischen Polymer verteilt ist, weil dieses synthetische Polymer wasserdampfdurchlässig ist. Die insoweit bekannten Maßnahmen haben sich bei Isolierglaseinheiten des eingangs beschriebenen Aufbaus, die die dort beschriebenen dyna mischen Beanspruchungen aufzunehmen haben, nicht bewährt.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Isolierglaseinheit zu schaffen, die im Rahmen einer automa tisierten industriellen Serienfertigung einfach gefertigt werden kann und extremen Beanspruchungen, wie sie eingangs beschrieben wurden, langfristig genügt.

Zur Lösung dieses technischen Problems ist Gegenstand der Erfindung eine Isolierglaseinheit mit einer Innenscheibe, einer Außenscheibe und einem randseitig umlaufenden, ab dichtenden Abstandshalter aus Kunststoff, die zur Aufnahme auch extremer mechanischer Beanspruchungen, zum Beispiel in Form von Erschütterungen und Schwingungen geeignet ist, wobei die folgenden Merkmale verwirklicht sind:

1.1) Der Abstandshalter besteht aus einem thermo plastischen Elastomer aus der Gruppe der Polyolefin- Mischungen (TPO),
1.2) der TPO-Kunststoff ist aus der Gruppe gemäß 1.1) so ausgewählt bzw. gemischt, daß der Abstandshalter die folgenden Eigenschaften aufweist:

Wasserdampfdurchlässigkeitsrate (ASTM-F1249)

<1 g·mm/mm²·d

Zugfestigkeit (DIN 53 504) <1 N/mm²

50% Zug-Modul (DIN 53 504) <0,5 N/mm²

Shore Härte (DIN 53 505) <50 A,
1.3) der Abstandshalter ist durch Extrudieren oder Strang gießen als Strang mit einer Abschlußsichtfläche geormt,

wobei der Verbund des Abstandshalters mit der Innenscheibe und der Außenscheibe als eine adhäsive Druck/Wärme-Verbin dung ausgeführt ist und wobei die Abschlußsichtfläche nach arbeitsfrei mit der Kante von zumindest einer der Glas scheiben bündig verpreßt ist. Eine adhäsive Druck/Wärme- Verbindung ist eine Verbindung, die unter Anwendung von Druck und Wärme hergestellt wurde.

Zu den TPO-Kunststoffen zählen zum Beispiel Ethylen- Propylen-Dien-Terpolymer/Polypropylen (EPDM/PP), oder Natur kautschuk/Polypropylen (NR/PP), oder Butylkautschuk/Poly propylen (IIR/PP) sowie Legierungen oder Mischungen daraus.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß aus den in der im Merkmal 1.1) aufgezählten Gruppe von TPO-Kunststoffen einige für den Aufbau der Abstandshalter von Isolierglas einheiten, die die eingangs angegebenen Beanspruchungen aufzunehmen haben, insbesondere für entsprechende Fahr zeugscheiben, sehr gutgeeignet sind. Die einzelnen Mit glieder der Gruppe bestehen ihrerseits aus einer Mehrzahl von speziellen Varianten, die die Kunststoffchemie vorgibt. Überraschenderweise kann leicht ein für eine Fertigung und insbesondere eine industrielle Serienfertigung gut brauch barer thermoplastischer Kunststoff ausgewählt werden, wenn die Auswahl (im Labor) nach Maßgabe des Auswahlkriteriums 1.2) getroffen wird. Der Abstandshalter kann extrudiert oder stranggepreßt und dadurch als solcher entsprechend der ge wünschten Geometrie geformt werden. Jedes Nacharbeiten entfällt, weil gemäß Merkmal 1.3) eine Abschlußsichtfläche ausgebildet ist. Sie ist bei der fertigen Isolierglaseinheit zwischen Innenscheibe und Außenscheibe sichtbar und bildet mit zumindest einer dieser Scheiben einen glatten, bündigen Abschluß. Überraschenderweise kann unter Einhaltung der Abstandstoleranzen beim Verpressen der Innenscheibe mit der Außenscheibe unter Zwischenschaltung des Abstandshalters die Toleranz sehr genau eingehalten werden. Die Bündigkeit wird eingerichtet, wenn die andere Glasscheibe mit einem Füh rungsrand vorsteht. Schließen beide Glasscheiben bündig ab, so schließt auch der aus dem TPO bestehende Abstandshalter bündig mit den Kanten der beiden Glasscheiben ab. Die Ab schlußsichtfläche, die beim Extrudieren oder Strangpressen gebildet wurde, erfüllt im Rahmen der Erfindung eine Doppel funktion. Sie hat sich unter dem Einfluß der Oberflächen spannung des thermoplastifizierten Kunststoffes beim Extru dieren sowie beim Austritt aus dem Extruderwerkzeug prak tisch porenfrei gebildet und verbessert dadurch die Diffusionsdichtheit, dient also nicht nur als Sichtfläche.

Die TPO-Kunststoffe, die erfindungsgemäß eingesetzt werden, haben keinen polaren Charakter. Nichtsdestoweniger und über raschenderweise besteht die Möglichkeit, bei einer erfin dungsgemäßen Kraftfahrzeugscheibe den TPO-Kunststoff aus der Gruppe 1.1) oder Mischungen davon nach Maßgabe des Auswahl kriteriums 1.2) für eine Druck/Wärme-Verbindung auszuwählen. Eine hohe Haftung zwischen dem Abstandshalter und den Glas scheiben ist erforderlich. Ob die Haftung ausreicht, hängt von dem ausgewählten TPO-Kunststoff, aber auch von der Oberfläche der Glasscheiben ab, die im Randbereich eine im Siebdruckverfahren aufgebrachte Bedruckung aufweisen können. Im Rahmen der Erfindung liegt es, bei der erfindungsgemäßen Isolierglaseinheit den TPO-Kunststoff aus der Gruppe 1.1) oder Mischungen davon nach Maßgabe des Auswahlkriteriums 1.2) für eine Druck/Wärme-Verbindung mit Zwischenschaltung eines auf die Glasscheiben aufgebrachten Haftvermittlers der Gruppe "Polyurethan-Systeme, Polyethylen- und Polypropylen- Systeme, Ethylen-Vinylacetate" oder Mischungen davon aus zuwählen. Die Haftung des Abstandshalters zum Glas (Schälung, 90°) soll < 5 N/mm sein. Der Haftvermittler wird auf den Scheibenrand aufgebracht und verbindet sich mit dem Abstandshalter beim Extrudieren bzw. Stranggießen des Ab standshalterstranges. Es besteht die Möglichkeit, in den TPO-Kunststoff des Abstandshalters Trocknungsmittel einzu mischen. Der Trocknungsmittelanteil kann bis zu 20 Gew. -% des Abstandshaltermaterials betragen, vorzugsweise beträgt er 7,5 bis 15 Gew.-%. Auch kann der Abstandshalter aus zwei Strängen von unterschiedlichen TPO-Kunststoffen aus der Gruppe 1.1) bestehen, von denen zumindest einer nach Maßgabe des Auswahlkriteriums 1.2) ausgewählt ist. Sie können durch Koextrusion hergestellt werden.

Die erfindungsgemäß aufgebauten Isolierglaseinheiten lassen sich ohne weiteres im Rahmen einer industriellen Serien fertigung nach bekannten Verfahren und mit bewährten Vor richtungen herstellen. Die fertigen erfindungsgemäßen Isolierglaseinheiten genügen langfristig den eingangs be schriebenen extremen Beanspruchungen. Folgende Tests konnten erfolgreich durchgeführt werden: Klimawechseltest nach DIN 52 344, Zeitstandverhalten nach DIN 1286 Teil 1, Tief temperaturtest bis -40°C, Hochtemperaturtest bis 105°C, Druckwechseltest zwischen 1000 und 580 mbar mit 1000 Zyklen, Druckdauertest bei 580 mbar, Wasserbadwechseltest 25°C/80°C mit 5000 Zyklen, Simulationstest in bezug auf Türzuschlagen bei tiefen und hohen Temperaturen, z. B. bei 20°C mit 40 000 Zyklen.

Claims

1. Isolierglaseinheit mit einer Innenscheibe, einer Außen scheibe und einem randseitig umlaufenden, abdichtenden Ab standshalter aus Kunststoff, die zur Aufnahme auch extremer mechanischer Beanspruchungen, zum Beispiel in Form von Er schütterungen oder Schwingungen, geeignet ist, wobei die folgenden Merkmale verwirklicht sind:

1.1) Der Abstandshalter besteht aus einem thermo plastischen Elastomer aus der Gruppe der Polyolefin- Mischungen (TPO),
1.2) der TPO-Kunststoff ist aus der Gruppe gemäß 1.1) so ausgewählt bzw. gemischt, daß der Abstandshalter die folgenden Eigenschaften aufweist: Wasserdampfdurchlässigkeitsrate (ASTM-F1249) <1 g·mm/mm²·d Zugfestigkeit (DIN 53 504) <1 N/mm² 50% Zug-Modul (DIN 53 504) <0,5 N/mm² Shore Härte (DIN 53 505) <50 A,
1.3) der Abstandshalter ist durch Extrudieren oder Spritz gießen als Strang mit einer Abschlußsichtfläche geformt,

wobei der Verbund des Abstandshalters mit der Innenscheibe und der Außenscheibe als eine adhäsive Druck/Wärme-Verbin dung ausgeführt ist und wobei die Abschlußsichtfläche nach arbeitsfrei mit der Kante von zumindest einer der Glas scheiben bündig verpreßt ist.

2. Isolierglaseinheit nach Anspruch 1, wobei der TPO- Kunststoff aus der Gruppe 1.1) oder Mischungen davon nach Maßgabe des Auswahlkriteriums 1.2) für eine haftvermittler freie Druck/Wärme-Verbindung ausgewählt ist.

3. Isolierglaseinheit nach Anspruch 1, wobei der TPO- Kunststoff aus der Gruppe 1.1) oder Mischungen davon nach Maßgabe des Auswahlkriteriums 1.2) für eine Druck/Wärme-Ver bindung mit Zwischenschaltung eines auf die Glasscheiben aufgebrachten Haftvermittlers der Gruppe "Polyurethan- Systeme, Polyethylen- und Polypropylen-Systeme, Ethylen- Vinylacetate" oder Mischungen davon ausgewählt ist.

4. Isolierglaseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in den TPO-Kunststoff des Abstandshalters ein Trock nungsmittel eingemischt ist, und zwar in einer Menge von bis zu 20 Gew.-%.

5. Isolierglaseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Abstandshalter aus zwei Strängen von unterschied l ichen TPO-Kunststoffen der Gruppe 1.1) besteht, von denen zumindest einer nach Maßgabe des Auswahlkriteriums 1.2) ausgewählt ist.