DE60003701T2

DE60003701T2 - Dichtungssystem für ein verbundfenster

Info

Publication number: DE60003701T2
Application number: DE60003701T
Authority: DE
Inventors: L. Stephen CRANDELL
Original assignee: PPG Industries Ohio Inc
Current assignee: PPG Industries Ohio Inc
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2020-09-01
Also published as: ATE244352T1; CA2385574A1; EP1216339B1; CA2385574C; JP2003509324A; KR20020034187A; PT1216339E; AU7099600A; DE60003701D1; CN1375033A; DK1216339T3; US6301858B1; WO2001020116A1; EP1216339A1; ES2202167T3; CN1141488C

Description

Technischer Bereich der Erfindung
Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Isolierglaseinheit und insbesondere ein wasserdampfundurchlässiges Dichtsystem für eine Isolierglaseinheit, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
Stand der Technik
Es ist bekannt, dass Isolierglas-(IG)-Einheiten den Wärmeaustausch zwischen dem Innenraum und der Außenumgebung eines Gebäudes oder einer anderen Struktur reduzieren. Beispiele für IG-Einheiten werden in den US-Patenten Nr. 4 193 236, 4 464 874, 5 088 258 und 5 106 663, sowie in dem europäischen Patent EP 65510 offengelegt. Ein Dichtsystem oder eine Randabdichtungskonstruktion gemäß dem Stand der Technik ist in 1 dargestellt. Die IG-Einheit in 1 umfasst zwei beabstandete Glasscheiben 12 und 13, die mittels Verklebung mit einem Dichtsystem 15 an einen starren Abstandhalterrahmen 14 befestigt sind, wobei zwischen den zwei Glasscheiben 12 und 13 ein Zwischenraum 16 besteht. Der Zwischenraum 16 kann mit einem ausgewählten Gas, wie z. B. Argon oder Krypton, gefüllt werden, um die Leistungsmerkmale der IG-Einheit 10 zu verbessern. Das Dichtsystem 15, das die Glasscheiben 12 und 13 mit dem Abstandhalterrahmen 14 verbindet, sollen dazu dienen, der Konstruktion Festigkeit zu verleihen, um die IG-Einheit intakt zu halten, und ein Austreten von Gas aus dem Zwischenraum 16 oder ein Eindringen der Umgebungsluft in den Zwischenraum 16 zu verhindern. Das Dichtsystem 15 umfasst eine Schicht 17 eines Feuchtigkeitssperrmaterials im oberen Abschnitt des Abstandhalters 14, um ein Eintreten und Austreten von Gas in und aus dem Zwischenraum 16 zu verhindern, und eine Schicht 18 eines Strukturdichtmaterials wie z. B. Silikon, um die Glasscheiben an dem Abstandhalter zu befestigen. Ein typischerweise verwendetes Feuchtigkeitssperrmaterial ist Polyisobutylen (PIB).
Zusätzlich zur Befestigung der zwei Glasscheiben 12 und 13 an dem Abstandhalterrahmen 14 und zur Bildung einer Feuchtigkeitssperrschicht, sollte das Dichtsystem 15 die natürliche Neigung der Ränder der Glasscheiben 12 und 13, sich aufgrund von Änderungen des Umgebungsdrucks im Scheibenzwischenraum 16 in Folge von Temperatur-, Windlast- oder Höhenlageänderungen (z. B. wenn eine IG-Einheit in einer Höhenlage hergestellt und in einer anderen Höhenlage eingebaut wird) zu verdrehen und zu verbiegen, aufnehmen können. Der Abstandhalter und das ausgewählte Dichtsystem sollten in der Lage sein, die Unversehrtheit der Konstruktion der IG-Einheit sowie die Dichtungseigenschaften der Randabdichtungskonstruktion auch während solcher Änderungen aufrechtzuerhalten.
Wie ersichtlich sein wird, werden geschlossene Abstandhalterrahmen 14 wie z. B. in 1 gezeigt, der Anforderung einer solchen Flexibilität nicht gerecht. Zum Beispiel und mit Bezug auf 2 wird das Dichtsystem 15 und insbesondere die Schicht 17 des Feuchtigkeitssperrmaterials bei Vergrößerung des Abstands zwischen den Glasscheiben 12 und 13 aufgrund von Druckunterschieden innerhalb und außerhalb des Zwischenraums 16 belastet und somit gedehnt und verdünnt, wodurch ihre Funktion zur Verhinderung von Lufteintritt in und/oder Gasaustritt aus dem Zwischenraum 16 beeinträchtigt wird. Mit einem starren, geschlossenen Abstandhalterrahmen neigt das Strukturdichtsystem 15 dazu, langfristig überbeansprucht zu werden und vorzeitig zu versagen. Außerdem kann eine Überbeanspruchung des starren Abstandhalterrahmens selbst stattfinden, wodurch dieser zerbricht oder sich verformt, oder eine Überbeanspruchung der Glasscheiben an den Rändern, was zum Bruch der Scheiben führt. Weiterhin führt eine Verformung der Dichtungen 17 und 18 und/oder des Abstandhalterrahmens 14 bei mit Argon, Krypton oder einem anderen Isoliergas gefülltem Scheibenzwischenraum oft zu beschleunigtem Verlust dieser Gase aus dem Zwischenraum an die Atmosphäre.
Eine Alternative zu der Konstruktion gemäß dem Stand der Technik wie in 1 dargestellt ist die Verwendung eines flexibleren Abstandhalterrahmens, z. B. wie in den US-Patenten Nr. 5 655 282, 5 675 944, 5 177 916, 5 255 481, 5 351 451, 5 501 013 und 5 761 946, auf deren Lehre in vorliegender Patentschrift Bezug genommen wird, offengelegt. Während solche flexiblen Abstandhalterrahmen zur Verminderung einiger der Probleme beitragen, die sich aus der Verwendung starrer Abstandhalterrahmen ergeben, kann der Einsatz flexibler Abstandhalterrahmen an sich die Probleme des Scheibenrandbruchs und der unzureichenden Wasserdampf- und/oder Gasdichtigkeit, die bei bekannten Randabdichtungskonstruktionen und/oder IG-Einheiten auftreten, möglicherweise nicht vollständig beheben.
Folglich ist es wünschenswert, eine IG-Einheit mit einem Dichtsystem, das die mit den bekannten Konstruktionen aus Abstandhalterrahmen und Verklebung einhergehenden Probleme reduziert oder behebt, und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen IG-Einheit bereitzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Es wird eine Isoliergiaseinheit bereitgestellt, die eine erste Glasscheibe und eine zweite Glasscheibe aufweist, die durch einen Abstandhalterrahmen voneinander beabstandet angeordnet sind. Der Abstandhalterrahmen, vorzugsweise ein flexibler Abstandhalterrahmen, weist eine erste Seite und eine zweite Seite auf, wobei die erste Seite neben der Innenfläche der ersten Glasscheibe und die zweite Seite neben der Innenfläche der zweiten Scheibe angeordnet ist. Ein Dichtsystem mit Merkmalen gemäß vorliegender Erfindung ist an beiden Seiten des Abstandhalterrahmens angeordnet, um die Glasscheiben an dem Abstandhalterrahmen zu halten. Das Dichtsystem umfasst ein erstes Strukturdichtmaterial, vorzugsweise ein wärmehärtbares Material, das von einem zweiten Strukturdichtmaterial beabstandet angeordnet ist, welches ein anderes oder das gleiche wärmehärtbare Material ist. Ein wasserdampfundurchlässiges oder Feuchtigkeitssperrmaterial, vorzugsweise ein thermoplastisches Material wie z. B. PIB, ist zwischen dem ersten und zweiten Strukturdichtmaterial angeordnet.
Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des Dichtsystems gemäß vorliegender Erfindung und zu dessen Einsatz in einer Isolierglaseinheit bereitgestellt. Zwischen zwei Glasscheiben wird ein Abstandhalterrahmen angeordnet, sodass ein Scheibenzwischenraum entsteht. Der Abstandhalterrahmen ist vorzugsweise ein flexibler Abstandhalterrahmen, der durch Biegen oder Formen eines Grundmaterials für einen Abstandhalter hergestellt wurde. Der Abstandhalterrahmen umfasst eine Basis und zwei voneinander beabstandete und mit der Basis verbundene Schenkel, die zusammen eine U-ähnliche Form darstellen. Das Dichtmaterial wird auf den Abstandhalterrahmen aufgebracht, z. B. werden Wülste von Dichtmaterial auf die Außenflächen des Abstandhalterrahmens aufgebracht, beispielsweise auf die Außenflächen der Schenkel und optional auf die Außenfläche der Basis. Das Dichtsystem umfasst eine Wulst eines Materials mit niedriger Wasserdampfdurchlässigkeitsrate (WDD) oder eines Feuchtigkeitssperrmaterials, z. B. eines thermoplastischen Materials wie z. B. Polyisobutylen oder Butyl-Hotmelt, die zwischen zwei Wülsten eines Strukturdichtmaterials, z. B. eines wärmehärtbaren Materials wie z. B. ein silikonhaltiger Klebstoff, angeordnet ist. Die Glasscheiben sind durch das Dichtsystem an dem Abstandhalterrahmen befestigt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Querschnitt einer Randbereichs-Baueinheit einer IG-Einheit gemäß dem Stand der Technik;
2 zeigt einen Querschnitt der rechten Seite der in 1 dargestellten Randbereichs-Baueinheit beim Aufbringen einer Beanspruchung auf die IG-Einheit gemäß dem Stand der Technik;
3 zeigt einen Querschnitt einer Randbereichs-Baueinheit einer IG-Einheit, deren Dichtsystem Merkmale gemäß vorliegender Erfindung aufweist; und
4 zeigt einen Querschnitt der rechten Seite der in 3 dargestellten Randbereichs-Baueinheit beim Aufbringen einer Beanspruchung auf die IG-Einheit.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
In folgender Beschreibung beziehen sich räumliche oder richtungsweisende Ausdrücke, wie z. B. „innere", „äußere", „linker", „rechter", „hinteres", auf die Erfindung wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Erfindung verschiedene alternative räumliche Ausrichtungen und Schrittfolgen aufweisen kann, ohne dass dies eine Abweichung von der erfinderischen Lehre vorliegender Offenlegung bedeutet. Entsprechend haben solche Ausdrücke keine einschränkende Bedeutung.
3 und 4 zeigen Ausschnitte aus der IG-Einheit 11, deren Dichtsystem 23 Merkmale vorliegender Erfindung aufweist. Die IG-Einheit 11 umfasst eine erste Glasscheibe 19 mit einer Innenfläche 21 und einer Außenfläche 25. Die erste Glasscheibe 19 ist von einer zweiten Glasscheibe 20 mit einer Innenfläche 22 und einer Außenfläche 24 beabstandet angeordnet. Der Abstand zwischen den zwei Glasscheiben 19 und 20 wird durch eine Randbereichs-Baueinheit 26 gehalten, die einen Abstandhalterrahmen 28 umfasst, an dem die zwei Glasscheiben 19 und 20 mittels Verklebung mit einem Dichtsystem 23 befestigt sind. Der Abstand zwischen den zwei Glasscheiben 19 und 20 kann, ohne das dies jedoch eine Einschränkung der Erfindung bedeutet, ungefähr einen halben Zoll, vorzugsweise jedoch ca. 0,47 Zoll (ca. 1,20 cm) betragen, wobei zwischen den zwei Glasscheiben 19 und 20 ein Zwischenraum 30 entsteht. Der Zwischenraum 30 kann mit einem Isoliergas wie z. B. Argon oder Krypton gefüllt sein. An einer der Innenflächen des Abstandhalterrahmens 28 kann mittels Verklebung auf jede geeignete Art ein Trockenmittel 32 befestigt sein, beispielsweise wie in 3 dargestellt an der Innenfläche 41 der Basis 40 des Abstandhalterrahmens 28.
Die zwei Glasscheiben 19 und 20 können Klarglas, z. B. klares Floatglas sein, oder eine oder beide der zwei Glasscheiben 19 und 20 können Farbglas sein. Auf eine Oberfläche, z. B. eine Innenfläche, mindestens einer der Glasscheiben 19 und 20 kann auf jede geeignete Weise, wie z. B. durch Magnetronsputter-Vakuumbeschichtung, CVD-Beschichtungstechnik, Sol-Gel-Umwandlung etc., eine Funktionsbeschichtung 34, z. B. zum Sonnenschutz oder für einen niedrigen Emissionskoeffizienten, aufgebracht werden.
Der Abstandhalterrahmen 28 selbst kann ein herkömmlicher starrer oder geschlossener Abstandhalterrahmen sein, wie aus dem Stand der Technik bekannt , z. B. wie in 1 dargestellt. Jedoch sollte der Abstandhalterrahmen 28 bevorzugt ein flexibler Abstandhalterrahmen sein, der aus einem Metallblech, z. B. aus 201 oder 304 Edelstahl oder verzinntem Stahl, durch Biegen und Formen zu einer zusammenhängenden U-ähnlichen Form, wie im Folgenden beschrieben, hergestellt wird. Der Abstandhalterrahmen 28 wird mittels Verklebung mit dem Dichtsystem 23 an den Rändern der beabstandeten Glasscheiben 19 und 20 befestigt.
Der in 3 und 4 dargestellte Abstandhalterrahmen 28 kann auf herkömmliche Weise aus einem Metallblech, z. B. aus Stahl, mit einer Dicke von ca. 0,010 Zoll (0,025 cm) hergestellt werden. Der Abstandhalterrahmen 28 umfasst eine Basis 40 mit einer Innenfläche 41, einer Außenfläche 43 und einer Breite von 0,25–0,875 Zoll (0,64–2,22 cm). Der Abstandhalterrahmen 28 umfasst weiterhin eine erste Seite und eine gegenüberliegende zweite Seite, die aus zwei gegenüberliegenden, von der Basis 40 ausgehenden Schenkeln 42 und 44 bestehen. Jeder der zwei Schenkel 42 und 44 hat eine Länge von ca. 0,300 Zoll (0,76 cm) und weist am jeweils oberen Ende ein Versteifungselement 46 mit einer Länge von ca. 0,05 bis 0,08 Zoll (0,13 bis 0,02 cm) auf. Beide Versteifungselemente 46 haben eine von der Längsachse L des jeweiligen Schenkels 42 oder 44 abweichende, z. B. senkrecht zu dieser angeordnete Längsachse. Der Abstandhalterrahmen 28 ist so konstruiert, dass beide Schenkel 42 und 44 ausreichend flexibel sind, um eine Bewegung der Glasscheiben 19 und 20 aufgrund von Umgebungsdruckschwankungen wie in 4 dargestellt aufnehmen zu können. Vorzugsweise sind beide Schenkel 42 und 44 ausreichend flexibel, um aus der Ruhelage wie in 3 dargestellt, in der jede Ebene der Schenkel 42 und 44 im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Basis 40 liegen, mindestens 0,5–1,0 Grad ausgelenkt werden zu können. Beide Schenkel 42 und 44 haben eine Innenfläche 48, die zum Inneren der IG-Einheit 11 weisen, und eine Außenfläche 50, die zur jeweiligen Innenfläche 21 bzw. 22 der jeweils benachbarten Glasscheibe 19 bzw. 20 weisen. Auch wenn als Material für den Abstandhalterrahmen 28 Metall bevorzugt wird, ist die Erfindung nicht auf Abstandhalterrahmen aus Metall beschränkt. Stattdessen kann der Abstandhalterrahmen 28 aus Polymermaterial sein, z. B. aus halogenhaltigem Polymermaterial wie Polyvinylidenchlorid, Polyvinylidenfluorid, Polyvinylchlorid oder Polychlortrifluorethylen. Der Abstandhalterrahmen 28 sollte eine solide Konstruktion haben, d. h. der Abstandhalterrahmen 28 hält die Glasscheiben 19 und 20 voneinander beabstandet und erlaubt zugleich eine lokale Biegung der Glasscheiben 19 und 20 aufgrund von Umgebungsdruck-, Temperatur- und Windlastschwankungen.
Im Folgenden wird das Dichtsystem 23 gemäß vorliegender Erfindung, das sich zwischen der Außenfläche des Abstandhalterrahmens 28, z. B. der Außenfläche 50 eines der Schenkel 42 oder 44, und der Innenfläche 21 oder 22 der jeweils benachbarten Glasscheibe 19 oder 20 befindet, beschrieben. Das Dichtsystem 23 ist vorzugsweise ein „Dreifachdichtungssystem" mit drei separaten oder voneinander abgegrenzten Abdich tungsbereichen, in denen sowohl Strukturdichtmaterialien als auch ein Feuchtigkeitssperrmaterial, wie z. B. ein wasserdampfundurchlässiges Material oder ein Material mit niedriger Wasserdampfdurchlässigkeitsrate (WDD), eingesetzt werden. In vorliegender Patentschrift beziehen sich die Bezeichnungen „Feuchtigkeitssperrmaterial", „wasserdampfundurchlässiges Material" oder „Material mit niedriger Wasserdampfdurchlässigkeitsrate (WDD)" auf Dichtmaterialien, die für Feuchtigkeit oder Wasserdampf undurchlässig oder im Wesentlichen undurchlässig sind. Insbesondere umfasst das Dichtsystem 23 ein erstes Strukturdichtmaterial 56, das sich im oberen Endbereich beider Schenkel 42 und 44 befindet, und ein zweites Strukturdichtmaterial 58, das sich von dem ersten Strukturdichtmaterial beabstandet an der Basis 40 befindet. Beide Strukturdichtmaterialien sind vorzugsweise wärmehärtbare Materialien, d. h. Materialien, die durch Erhitzung oder Härtung dauerhaft starr werden, und haben vorzugsweise eine Zugfestigkeit von 200–300 psi bei 200% Dehnung gemäß ASTM D412. Beide Strukturdichtmaterialien 56 und 58 sind vorzugsweise einteilige, warm aufgetragene, chemisch härtende, siliconmodifizierte Polyurethandichtungsmittel. Ein Beispiel für ein geeignetes Dichtmaterial ist PRC 590 von PPG Industries, Inc. in Pittsburgh, Pennsylvania (USA). Zwischen den zwei Strukturdichtmaterialien 56 und 58 befindet sich ein Dichtmaterial mit niedriger WDD 60. Das Dichtmaterial mit niedriger WDD 60 hat vorzugsweise eine Wasserdampfdurchlässigkeitsrate von weniger als ca. 0,20 g pro Quadratmeter pro Tag, wie an einer 0,060-Zoll-starken Folie gemessen, und eine Gasdurchlässigkeit von weniger als ca. 1–3 Kubikzentimeter pro 100 Quadratzoll pro Tag, wie an einer 0,040-Zoll-starken Folie gemäß ASTM D1434 gemessen. Beispiele für ein geeignetes Dichtmaterial mit niedriger WDD 60 sind Polyisobutylen (PIB) oder Butyl-Hotmelt.
In dem in 3 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung hat das erste Strukturdichtmaterial 56 eine Dicke (t) von ca. 0,015 bis 0,025 Zoll (0,038 bis 0,064 cm) und eine Länge (x) von ca. 0,125 Zoll (0,318 cm). Das Dichtmaterial mit niedriger WDD 60 hat eine Dicke (t) von ca. 0,015 bis 0,025 Zoll (0,038 bis 0,064 cm) und eine Länge (y) von ca. 0,125 Zoll (0,318 cm). Das zweite Strukturdichtmaterial 58 hat eine Länge (z) von ca. 0,090 Zoll (0,23 cm) und erstreckt sich wie in 3 gezeigt vorzugsweise in Querrichtung entlang dem Abstandhalter 28, z. B. in dem Hohlraum zwischen der Außenfläche 43 der Basis 40 und den Enden der Glasscheiben 19 und 20. Die Kombination der Dichtmaterialien 56, 58 und 60 zusammen mit der Flexibilität der Abstandhalter-Schenkel 42 und 44 sorgt für erhöhte strukturelle Belastbarkeit sowie gute Wasserdampf- und Gasdichtigkeit der IG-Einheit 11.
Wenn, wie in 4 dargestellt, auf die IG-Einheit 11 eine Belastung aufgebracht wird, aufgrund derer die Glasscheibe 19 sich verdreht oder bewegt, sorgen die Strukturdichtmittel 56 und 58 dafür, dass der Abstandhalter-Schenkel 46 sich mit der Glasscheibe verdreht oder bewegt, um die Belastung aufzunehmen. Beispielsweise wurde eine Finite-Elemente-Analyse durchgeführt, um die Leistung eines starren, geschlossenen Abstandhalters, der mittels eines Zweifachdichtungssystems mit gegenüberliegenden Glasscheiben verbunden ist (s. 1 und 2), mit der Leistung eines flexiblen Abstandhalters zu vergleichen, der mittels eines Dreifachdichtungssystems mit gegenüberliegenden Glasscheiben verbunden ist (s. 3 und 4). Es wurde festgestellt, dass die Belastung, d. h. Dehn- oder Zugbelastung, pro Einheitsfläche des Dichtmaterials am inneren Rand der Randabdichtung am größten ist, wo auch die Ablösekraft am stärksten ist. Bei einer Auslenkung der Glasscheibe, die in dem Zweifachdichtungssystem eine Belastung von ca. 500 psi hervorrief, zeigte das Dreifachdichtungssystem eine Belastung von nur ca. 150 psi. Diese reduzierte Belastung trägt dazu bei, ein vorzeitiges Versagen des Dichtsystems 23 vorliegender Erfindung zu verhindern. Weiterhin wurde errechnet, dass das Zweifachdichtungssystem eine Wasserdampfdurchlässigkeitsrate von 0,074 × 10^–5 gm-in/hr-sq.ft.-inch Quecksilber (Hg) aufweist, während das Dreifachdichtungssystem gemäß vorliegender Erfindung mit einem flexiblen Abstandhalter eine Wasserdampfdurchlässigkeitsrate von 0,0012 × 10^–5 gm-in/hr-sq.ft.-inch Quecksilber (Hg) aufweist, also reduziert um ungefähr den Faktor Vierundsechzig. Da das Dichtmaterial mit niedriger WDD 60 zwischen die zwei Strukturdichtmaterialien 56 und 58 eingebettet ist, wird das Dichtmaterial mit niedriger WDD 60 im Gegensatz zum Stand der Technik kaum oder gar nicht gedehnt.
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung einer IG-Einheit 11 mit einem Dichtsystem 23 gemäß vorliegender Erfindung beschrieben. Es wird ersichtlich sein, dass die IG-Einheit 11 und der Abstandhalterrahmen 28 auf jede geeignete Weise hergestellt werden können, z. B. wie in US-Patent Nr. 5 655 282 offengelegt, jedoch mit der im Folgenden beschriebenen Modifizierung, die das Dichtsystem 23 gemäß vorliegender Erfindung umfasst. Beispielsweise kann ein Substrat, wie z. B. ein Metallblech aus 201 oder 304 Edelstahl mit einer Dicke von ca. 0,010 Zoll und einer Länge und Breite, die für die Formung eines Abstandhalterrahmens mit erwünschten Massen ausreichend ist, durch herkömmliches Walz-, Biege- oder Umformverfahren, wie z. B. in US-Patent Nr. 5 655 282 beschrieben, geformt werden. Zwar können die Dichtmaterialien 56, 58 und 60 vor dem Formen auf dem Substrat aufgebracht werden, jedoch werden die Dichtmaterialien 56, 58 und 60 vorzugsweise nach dem Formen des Abstandhalterrahmens 28 aufgebracht. Die Dichtmaterialien 56, 58 und 60 können in beliebiger Reihenfolge aufgebracht werden. Das zweite Strukturdichtmaterial 58 kann mit Hilfe mehrerer Düsen aufgebracht werden, z. B. mit Hilfe einer Düse, die das zweite Strukturdichtmaterial 58 an der Seite des Abstandhalters 28, d. h. an der Außenfläche des Schenkels 42 oder 44 aufbringt, und mit Hilfe einer zweiten Düse, die das zweite Strukturdichtmaterial 58 an der Außenfläche 43 der Basis 40 aufbringt. Die IG-Einheit 11 wird montiert, indem die Glasscheiben 19 und 20 auf jede geeignete Weise an dem Abstandhalterrahmen 28 positioniert und durch das Dichtsystem 23 mit diesem verbunden werden. In den Zwischenraum 30 kann auf jede geeignete Weise ein Isoliergas, wie z. B. Argon oder Krypton, eingefüllt werden. Zusammen dienen die Wülste von Strukturdichtmaterial zur Befestigung der Glasscheiben 19 und 20 an dem Abstandhalterrahmen 28. In der praktischen Ausführung vorliegender Erfindung befindet sich eingebettet zwischen den zwei Wülsten von Strukturdichtmaterial ein Dichtmaterial mit niedriger Wasserdampf- und Gasdurchlässigkeit und niedrigem Modul, das kein Strukturdichtmaterial ist, wie z. B. PIB oder Butyl-Hotmelt. Durch die Festigkeit und strukturellen Eigenschaften der Strukturdichtmaterial-Wülste wird das dazwischen liegende Dichtmaterial mit niedriger WDD bei Belastung nicht wesentlich verformt und behält dadurch seine ursprüngliche Wasserdampf- und Gasdichtigkeit.
Fachleuten wird leicht ersichtlich sein, dass Modifizierungen vorliegender Erfindung möglich sind, ohne dass diese eine Abweichung den in vorliegender Beschreibung offengelegten Lehren darstellen. Beispielsweise umfasst zwar das oben beschriebene typische Ausführungsbeispiel zwei an dem Abstandhalter befestigte Glasscheiben, jedoch ist die Erfindung nicht auf IG-Einheiten mit nur zwei Glasscheiben beschränkt, sondern kann praktisch ausgeführt werden, indem IG-Einheiten mit zwei oder mehr Glasscheiben konstruiert werden, wie aus dem Stand der Technik bekannt. Weiterhin wird das Dichtsystem in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung zusammen mit einem Abstandhalterrahmen mit U-ähnlichem Querschnitt eingesetzt; jedoch kann die Erfindung mit einem Abstandhalter mit beliebigem Querschnitt, wie z. B. dem in 1 dargestellten, ausgeführt werden. Weiterhin wurde die Erfindung so beschrieben, dass ein Teil des Dichtsystems in einen Hohlraum eingebracht wird, welcher zwischen der Außenfläche der Basis des Abstandhalterrahmens und den Innenseiten der Enden der Glasscheiben besteht, die über die Außenfläche der Basis hinausragen. Die Erfindung kann ohne die Einbringung eines Dichtmaterials in diesen Hohlraum ausgeführt werden, oder alternativ, indem die Enden der Glasscheiben in gleicher Höhe wie die Basis des Abstandhalterrahmens angeordnet werden, oder wiederum alternativ, indem die Außenfläche der Basis über die Enden der Glasscheiben hinausragt. Weiterhin können die Schichten des Dichtsystems auf jede geeignete Weise auf die Außenfläche des Abstandhalterrahmens aufgebracht werden, z. B. in einer Schicht, in zwei Schichten oder in drei Schichten. Entsprechend dienen die hier ausführlich beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele lediglich zur Veranschaulichung und bedeuten keine Einschränkung vorliegender Erfindung, die die gesamte Reichweite der zugehörigen Patentansprüche sowie alle ihre Äquivalente umfasst.

Claims

Isolierglaseinheit (11) enthaltend eine erste Glasscheibe (19) mit einer Innenfläche (21) und einer Außenfläche (25); eine zweite Glasscheibe (20) mit einer Innenfläche (22) und einer Außenfläche (24), wobei die Glasscheiben so angeordnet sind, dass die Innenflächen (21, 22) der Glasscheiben zueinander weisen; einen Abstandhalterrahmen (28), angeordnet zwischen der ersten und zweiten Glasscheibe (19,20), wobei der Abstandhalterrahmen eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, wobei die erste Seite neben der Innenfläche (21) der ersten Glasscheibe (19) angeordnet ist und die zweite Seite neben der Innenfläche (22) der zweiten Glasscheibe (20) angeordnet ist; und ein Dichtsystem (23), das die Glasscheiben (19, 20) mit dem Abstandhalterrahmen (28) verbindet, wobei das Dichtsystem ein erstes Strukturdichtmaterial (56) enthält, beabstandet von einem zweiten Strukturdichtmaterial (58), wobei ein Feuchtigkeitssperrmaterial (60) zwischen dem ersten und zweiten Strukturdichtmaterial (56, 58) angeordnet ist, bei dem das erste und zweite Strukturdichtmaterial (56, 58) jeweils wärmehärtbare Materialien sind und das Feuchtigkeitssperrmaterial (60) ein Thermoplastmaterial ist.
Einheit (11) nach Anspruch 1, bei der die Strukturdichtmittel (56, 58) ein chemisch härtendes, siliconmodifiziertes Polyurethandichtmittel enthalten.
Einheit (11) nach Anspruch 1, bei der das Feuchtigkeitssperrmaterial (60) eine Wasserdampfdurchlässigkeitsrate von weniger als et wa 0,20 g/m² pro Tag aufweist, wie auf einem 0,60 Zoll (15,24 mm) – Film gemessen, wie durch ASTM D1434 definiert.
Einheit (11) nach Anspruch 3, bei der das Feuchtigkeitssperrmaterial (60) eine Gasdurchlässigkeit von weniger als etwa 1 bis 3 Kubikzentimeter pro 100 Quadratzoll (645 cm²) pro Tag aufweist, wie auf einem 0,040 Zoll (1,016 mm) – Film gemessen, wie durch ASTM D1434 bestimmt.
Isolierglaseinheit (11) nach Anspruch 1, bei der der Abstandhalterrahmen (28) zwei beabstandete, im Wesentlichen flexible Schenkel (42, 44) aufweist, die sich davon erstrecken, wobei jedes Bein ein erstes Ende, ein zweites Ende, eine Innenfläche (48) und eine Außenfläche (50) aufweist, wobei die Außenflächen der Schenkel zu der Innenfläche (21,22) einer benachbarten Glasscheibe (19, 20) weisen.
Einheit (11) nach Anspruch 1, bei der jedes der Strukturdichtmaterialien (56, 58) eine Zugfestigkeit von etwa 200 bis 300 psi bei 200-prozentiger Dehnung aufweist.
Einheit (11) nach Anspruch 1 oder 6, bei der jedes wärmehärtbare Material ein einteiliges, warm aufgetragenes, chemisch härtendes, siliconmodifiziertes Polyurethandichtungsmittel enthält.
Verfahren zur Herstellung einer Isolierglaseinheit (11), enthaltend die Schritte des: Vorsehens eines Abstandhalterrahmens (28) mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite; Ausbildens eines Dichtsystems (23) benachbart zu der ersten und zweiten Abstandhalterrahmenseite, wobei der Ausbildungsschritt durch Anordnen eines ersten Strukturdichtmaterial (56)-Wulstes, eines zweiten Strukturdichtmaterials (58)-Wulstes und eines Feuchtigkeitssperrmaterial (60)- Wulstes auf dem Abstandhalterrahmen (28) durchgeführt wird, wobei der Feuchtigkeitssperrmaterial (60)-Wulst zwischen dem ersten und zweiten Strukturdichtmaterial (56, 58)-Wulstes angeordnet wird, wobei das erste und zweite Strukturdichtmaterial wärmehärtbare Materialien sind mit einer Zugfestigkeit von etwa 200 bis 300 psi bei etwa 200prozentiger Dehnung gemäß ASTM D412 und wobei das Feuchtigkeitssperrdichtmittel ein thermoplastisches Material mit einer Wasserdampfdurchlässigkeitsrate von weniger als etwa 0,2 g/m² pro Tag ist wie auf einem 0,60 Zoll (15,24 mm) – Film gemessen, und einer Gasdurchlässigkeit von weniger als etwa 1 bis 3 Kubikzentimetern pro 100 Quadratzoll (645 cm²) pro Tag, wie auf einem 0,040 Zoll (1,016 mm) – Film gemessen, wie durch ASTM D1434 bestimmt; Befestigens einer ersten Glasscheibe (19) durch das Dichtsystem (23) an der ersten Seite und Befestigens einer zweiten Glasscheibe (20) durch das Dichtsystem (23) an der zweiten Seite.
Verfahren nach Anspruch 8, enthaltend das Vorsehen eines Isoliergases zwischen der ersten und zweiten Glasscheibe (19, 20).
Verfahren nach Anspruch 8 oder Einheit nach Anspruch 1, bei dem oder der das Feuchtigkeitssperrmaterial (60) Polyisobutylen ist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder Einheit nach Anspruch 4, bei dem oder der der Feuchtigkeitssperrmaterial (60)-Wulst eine Länge von etwa 0,125 Zoll (3,175 mm) und eine Dicke von etwa 0,020 Zoll (0,508 mm) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder Einheit nach Anspruch 4 oder 11, bei dem oder der der erste Strukturdichtmaterial (56)-Wulst eine Dicke von etwa 0,020 Zoll (0,508 mm) und eine Länge von etwa 0,125 Zoll (3,175 mm) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder Einheit nach Anspruch 4, 11 oder 12, bei dem oder der der zweite Strukturdichtmaterial (58)-Wulst eine Länge von etwa 0,090 Zoll (2,286 mm) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Abstandhalterrahmen (28) ein Paar von beabstandeten, im Wesentlichen flexiblen Schenkeln (42, 44) enthält, die untereinander durch eine Basis (40) verbunden sind, um einen Abstand der Schenkel voneinander zu schaffen und die Schenkel voneinander beabstandet zu halten.
Dichtsystem (23) zum Verbinden von Glasscheiben (19,20) mit einem Abstandhalterrahmen (28) in einer Isolierglaseinheit (11), wobei das Dichtsystem enthält: ein erstes Strukturdichtmaterial (56) beabstandet von einem zweiten Strukturdichtmaterial (58), wobei jedes der Strukturdichtmaterialien ein wärmehärtbares Material ist mit einer Zugfestigkeit von etwa 200 bis 300 psi bei etwa 200prozentiger Dehnung gemäß ASTM D412; und ein Feuchtigkeitssperrmaterial (60), angeordnet zwischen dem ersten und zweiten Strukturdichtmaterial (56, 58), wobei das Feuchtigkeitssperrmaterial (60) ein thermoplastisches Material mit einer Wasserdampfdurchlässigkeitsrate von weniger als 0,20 g/m² pro Tag ist, wie auf einem 0,60 Zoll (15,24 mm) – Film gemessen, und eine Gasdurchlässigkeit von weniger als etwa 1 bis 3 Kubikzentimeter pro 100 Quadratzoll (645 cm²) pro Tag, wie auf einem 0,040 Zoll (1,016 mm) – Film gemessen, wie durch ASTM D1434 bestimmt.
System (23) nach Anspruch 15, bei dem die ersten und zweiten Strukturdichtmaterialien (56, 58) wärmehärtbare Materialien sind.
System (23) nach Anspruch 15, bei dem das Feuchtigkeitssperrmaterial (60) ein thermoplastisches Material ist.
Isolierglaseinheit (11) nach Anspruch 3, bei der der Abstandhalterrahmen (23) im Querschnitt ein erstes Bein (42) und ein zweites Bein (44), verbunden mit einer Basis (40) aufweist, um einen Abstandhalterrahmen mit einer U-Form im Querschnitt vorzusehen, bei dem die erste Seite des Abstandhalterrahmens (28) die Außenfläche des ersten Beins (42) ist und die zweite Seite des Abstandhalterrahmens (28) eine Außenseite des zweiten Beins (44) ist, und die ersten und zweiten Schenkel (42, 44) voneinander beabstandet und zueinander ohne Kontakt angeordnet sind.