DE60031866T2

DE60031866T2 - Isolierscheibeneinheit mit strukturellem, primärem dichtungssystem

Info

Publication number: DE60031866T2
Application number: DE60031866T
Authority: DE
Inventors: Bruce Valencia VIRNELSON; Richard Oak Park GIANGIORDANO
Original assignee: PRC Desoto International Inc
Current assignee: PRC Desoto International Inc
Priority date: 1999-09-01
Filing date: 2000-09-01
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2020-09-02
Also published as: JP2003508327A; DE60031866D1; US6796102B2; ES2274807T3; AU771280B2; CN100352783C; US6457294B1; ATE345317T1; DK1216212T3; KR100710534B1; EP1216212A1; NO20021055D0; KR20020042661A; WO2001016046A1; US20020194813A1; AU7348400A; CN1377329A; NO20021055L; CA2384189A1; EP1216212B1

Description

1. Gebiet der Erfindung
Diese Anmeldung bezieht sich allgemein auf Isolierglaseinheiten und insbesondere auf eine Isolierglaseinheit mit einem zweifachen Dichtungssystem, das einen guten Schutz gegen Wasserdampfdurchlässigkeit sowie auch eine verbesserte strukturelle Einheit schafft.
2. Technische Überlegungen
Isolierglas(IG)-Einheiten kommen bei einer beträchtlichen Vielfalt von Anwendungen, wie zum Beispiel bei Oberlichtern, Kontrollfenstern in Hochtemperaturumgebung und Architekturfenstern, zur Anwendung, um nur einige zu nennen. IG-Einheiten werden typischerweise verwendet, um eine Wärmeübertragung, wie zum Beispiel zwischen dem Innen- und Außenbereich eines Gebäudes, zu reduzieren.
Eine typische IG-Einheit wird durch zwei Glasscheiben gebildet, die in der Nähe ihrer Kanten durch einen Abstandhalter getrennt sind, um eine Kammer zwischen den beiden Glasscheiben zu schaffen. Diese Kammer ist typischerweise mit einer ausgewählten Isolationsatmosphäre, wie zum Beispiel Argon, gefüllt, um die Isoliereigenschaften der IG-Einheit zu verbessern. Ein Dichtungssystem wird verwendet, um die zwei Glasscheiben mit dem Abstandhalter zu verbinden. Von dem Dichtungssystem wird erwartet, eine ausreichende strukturelle Festigkeit zu schaffen, um die Einheit der IG-Einheit aufrecht zu erhalten und auch um einen ausreichenden Schutz dagegen vorzusehen, dass die Isolieratmosphäre aus der Kammer entweicht und/oder dass Wasserdampf von der umgebenden Atmosphäre außerhalb der IG-Einheit in die Kammer eintritt. Beispiele von herkömmlichen IG-Einheiten sind offenbart in den US-Patentschriften mit den Nr. 4 193 236, 4 464 874, 5 088 258 und 5 106 663 sowie in einer europäischen Referenz EP 65510 .
Die Festigkeit und Leistung der IG-Einheit hängen sehr stark von dem Dichtungssystem und dem Typ der Dichtmittel ab, die verwendet werden, um die Glasscheiben an den Abstandhalter zu befestigen. Die Mehrheit der Dichtmittel, die gegenwärtig verwendet werden, können allgemein in zwei Haupttypen eingeteilt werden: (1) „Strukturelle Dichtmittel" und (2) „Dichtmittel mit einem niedrigen Betrag einer Durchlässigkeitsrate für Feuchtigkeitsdampf (MVT)".
Strukturelle Dichtmittel bilden eine kovalente Bindung zwischen der Glasscheibe und dem Abstandhalter und unterstützen die strukturelle Intaktheit der IG-Einheit. Beispiele von strukturellen Dichtmitteln umfassen thermofixierte Materialien, wie zum Beispiel Polysulfide, Polyurethane und Silikone. Diese thermofixierten Materialien haben typischerweise einen relativ hohen „Modul". Wie für den Fachmann für IG-Einheiten verständlich, bezieht sich der Ausdruck „Modul" auf das Belastungs- bzw. Beanspruchungs-Verhältnis eines Materials, das heißt die Kraft, die erforderlich ist, um ein Material eine gewisse Strecke zu strecken oder zu verlängern. Der Modul wird in herkömmlicher Weise als die Steigung der Belastungs- bzw. Beanspruchungs-Kurve definiert und kann in Übereinstimmung mit ASTM D412 berechnet werden. Je höher der Modulwert, desto mehr Kraft ist erforderlich, um das Material zu längen oder zu strecken, das heißt, desto fester ist das Material. Thermofixierte Materialien, wie Polyurethan, Polysulfid und Silikon, haben typischerweise Modulwerte in dem Bereich von mehreren 100 psi. Während die strukturelle Intaktheit der IG-Einheit verbessert wird, schaffen typischerweise strukturelle Dichtmittel schlechte MVT-Charakteristiken, zum Beispiel 10 g/m²/Tag oder größer (wie in Übereinstimmung mit ASTM F1249 gemessen) und schaffen auch relativ hohe Gasdurchlässigkeitsraten. Zum Beispiel haben typischerweise Materialien wie Polyurethan, Polysulfid und Silikon MTV-Werte jeweils entsprechend in dem Bereich von etwa 15, 25 und 50 g/m²/Tag. Das führt dazu, dass IG-Einheiten, die lediglich mit herkömmlichen strukturellen Dichtmitteln gefertigt sind, typischerweise keine kommerziell annehmbaren MVT-Charakteristiken oder Gasrückhalteeigenschaften erreichen.
Auf der anderen Seite schaffen gewöhnliche MVT-Dichtmittel, die keine kovalente Bindung mit den Glasscheiben und/oder dem Abstandhalter herstellen, verbesserte MVT-Charakteristiken, zum Beispiel weniger als 10 g/m²/Tag, und verbesserte Gassperrschicht-Tauglichkeiten im Vergleich zu strukturellen Dichtmitteln, jedoch wird dabei eine schlechtere strukturelle Intaktheit geschaffen. Beispiele von gewöhnlichen MVT-Dichtmitteln umfassen thermoplastische Materialien wie zum Beispiel Heißschmelzmaterialien, zum Beispiel Polyisobutylen (PIB). PIB-Materialien haben typischerweise einen MVT-Wert von etwa 1,0 g/m²/Tag oder weniger.
Thermoplastische Heißschmelzdichtmittel müssen typischerweise bei Temperaturen, die 300°F (149°C) überschreiten, angewendet werden. Diese hohe Anforderung an die Temperaturbeständigkeit kann zu erhöhten Herstellungskosten führen aufgrund des höheren Energieverbrauchs und der Notwendigkeit für eine speziell eingerichtete, für Hochtemperatur geeignete Ausrüstung. Darüber hinaus haben diese thermoplastischen Materialien typischerweise einen niedrigeren Modul als die thermofixierten Materialien, das heißt, thermoplastische Materialien erfordern weniger Kraft zum Strecken oder Verlängern und haben eine Tendenz zum Kaltfließen. Zum Beispiel hat PIB einen Modulwert von etwa 30 psi (2,1 kg/cm²). Deshalb sind thermoplastische Dichtmittel abhängig vom Weichwerden, wenn sie Wärme ausgesetzt werden, und, wenn sie einer Belastung ausgesetzt werden, können sie zur Entlastung fließend nachgeben oder sich exzessiv verformen. Das führt dazu, dass IG-Einheiten, die lediglich mit herkömmlichen thermoplastischen Dichtmitteln hergestellt sind, typischerweise nicht kommerziell annehmbare strukturelle Charakteristiken schaffen.
Bei der Verwendung eines einzelnen Dichtmittels für eine Isolierglaseinheit mit einem herkömmlichen festen Abstandhalter entsteht durch die Unterschiede der Dichtungsdicke in einem Dichtungssystem ein Problem. So ist zum Beispiel die Dicke (Breite) des Dichtmittels zwischen der Seite des Abstandhalters und der angrenzenden Glasscheibe (Seitenbereich) geringer als die Dicke des Dichtmittels, das sich zwischen den Glasscheiben außerhalb des Abstandhalters (Außenbereich) befindet. Wenn eine der Glasscheiben sich von dem Abstandhalter nach außen bewegt, zum Beispiel aufgrund einer Veränderung im Atmosphärendruck, ist deshalb der relative Prozentsatz einer Verlängerung für den dünneren Dichtungsabschnitt in dem Seitenbereich erheblich größer als der Prozentsatz der Verlängerung des dickeren Dichtungsabschnitts in dem Außenbereich. Das bedeutet, dass der dünnere Dichtungsabschnitt in dem Seitenbereich praktisch die gesamte Belastung des Dichtungssystems trägt, was die Ursache für ein Splittern oder ein vorzeitiges Versagen dieses Dichtungsabschnitts sein kann.
Unlängst sind Versuche unternommen worden, für einzelne Dichtungsisolierglaseinheiten „Hybrid-Dichtmittel" herzustellen, die die niedrigen MVT-Charakteristiken eines thermoplastischen Materials mit den strukturellen Charakteristiken eines in Wärme gehärteten bzw. ausgehärteten Materials aufweisen. Zum Beispiel offenbart das US-Patent Nr. 5 849 832 ein aus einer Komponente bestehendes Dichtmittel, das ein thermoplastisches Heißschmelzmaterial kombiniert, welches mit einem unter Atmosphärenbedingungen aushärteten Polymer vermischt ist. Die MVT-Charakteristiken dieses Dichtmittels, zum Beispiel etwa 3,0–4,0 g/m²/Tag, sind besser als die MTV-Charakteristiken von herkömmlichen, in Wärme ausgehärteten Dichtmitteln, sie sind jedoch noch höher als die Charakteristiken von thermoplastischen Dichtmitteln, wie zum Beispiel PIB. Da dieses Dichtmittel darüber hinaus eine IG-Einheit mit einer strukturellen Intaktheit schafft, hat es ein Modul von etwa 250 psi (17,5 kg/cm²). Des Weiteren ist dieses Material härter als herkömmliche thermoplastische Materialien, das heißt, es hat eine Ausgangshärte größer als etwa 50 Shore A und eine ausgehärtete Härte von größer als etwa 60 Shore A (wie in Übereinstimmung mit dem Testverfahren P.1.A. des Verbandes von Herstellern von abgedichteten Isolierglaseinheiten (SIGMA) gemessen, wobei ein Shore-Messgerät (mit der Maßskala A) Verwendung findet, welches handelsüblich von der Shore Instrument Company erhältlich ist). Aus diesem Grunde löst dieses Material nicht vollständig die oben erörterten Nachteile.
Als Alternative zu einzelnen Dichtungssystemen, wurden so genannte „Dual-Dichtungssysteme", das heißt Systeme mit zwei Dichtungen, entwickelt, um die relativen Vorteile von strukturellen Dichtmitteln und Dichtmitteln mit niedrigem MVT zu kombinieren. Ein herkömmliches System mit zwei Dichtungen verwendet ein thermoplastisches inneres oder primäres Dichtmittel mit einem niedrigen MVT, das primär sich an dem Seitenbereich des Abstandhalters befindet, um die Durchlässigkeit für Feuchtigkeitsdampf in die Kammer zu verringern. Dieses primäre Dichtmittel schafft eine geringe oder keine strukturelle Intaktheit für die IG-Einheit. Ein sekundäres, äußeres strukturelles, in Wärme ausgehärtetes Dichtmittel befindet sich in erster Linie auf der Außenseite des Dichtmittels (Außenbereich), um den Abstandhalter und die Glasscheiben miteinander zu verbinden, um die IG-Einheit mit einer strukturellen Intaktheit zu schaffen.
Jedoch selbst bei diesen Systemen mit zwei Dichtungen besteht bei normaler Benutzung bei den Außenkanten der Glasplatten eine natürliche Tendenz, aufgrund von Veränderungen bei den atmosphärischen Bedingungen, wie Druck, Temperatur, Windlast oder Veränderung der Höhenlage, sich zu verwinden oder zu verbiegen. Unter diesen Umständen tendiert die thermoplastische primäre Dichtung dazu, sich auszudehnen und zusammenzuziehen, und kann sich von der Glasplatte und/oder von dem Abstandhalter wegbewegen. Dies kann Risse in dem Dichtungssystem herbeiführen, durch welche Feuchtigkeit in die Kammer eindringen kann oder durch welche die isolierende Atmosphäre aus der Kammer austreten kann.
Aus diesem Grunde mag es vorteilhaft sein, ein System mit zwei Dichtungen für eine IG-Einheit zu schaffen, die niedrige MVT-Charakteristiken liefert, aber die auch eine verbesserte strukturelle Ausführung bei herkömmlichen Dichtungssystemen liefert. Es mag auch wünschenswert sein, wenn das primäre Dichtmittel des Dichtungssystems über einen niedrigeren Modulwert als herkömmliche strukturelle Dichtmittel oder Hybrid-Dichtmittel verfügt, die Belastung zu verringern, die typischerweise von den primären Dichtmitteln getragen wird, die sich an dem Seitenbereich einer IG-Einheit befinden.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Isolierglaseinheit der Erfindung weist eine erste Scheibe aus Glas, eine zweite Scheibe aus Glas und ein Abstandhaltersystem auf. Das Abstandhaltersystem weist auf: (i) einen Abstandhalter, der zwischen einer Innenfläche der ersten Glasscheibe und einer Innenfläche der zweiten Glasscheibe angeordnet ist, und (ii) ein Dichtungssystem zum Anheften der Innenflächen der Glasscheiben an dem Abstandhalter. Das Dichtungssystem, das ein System mit zwei Dichtungen ist, das zwei getrennte oder einzelne Dichtungsbereiche hat, weist ein primäres Dichtmittel auf, das enthält: (a) zumindest ein thermoplastisches Heißschmelzmaterial mit einer Schmelztemperatur im Bereich von 125°F (52°C) bis 250°F (121°C) und (b) zumindest ein aushärtbares Material. Wenn das Dichtmittel ausgehärtet ist, bildet es eine kovalente Bindung zwischen dem Abstandhalter und den Scheiben. Das Dichtmittel hat eine Ausgangshärte im Bereich von 25 Shore A bis 45 Shore A und eine Nachhärtungshärte von zwischen 30 Shore A und 65 Shore A und nach dem Aushärten eine Durchlässigkeitsrate für Feuchtigkeitsdampf von weniger als 2,5 g/m²/Tag und einen Aushärtungsmodulwert im Bereich von 35 psi (2,5 kg/cm²) bis 100 psi (7 kg/cm²).
Eine andere Isolierglaseinheit umfasst eine erste Scheibe mit einer Innenfläche und einer Außenfläche und eine zweite Scheibe mit einer Innenfläche und einer Außenfläche, wobei die Scheiben derart positioniert sind, dass die Innenfläche der ersten Scheibe der Innenfläche der zweiten Scheibe gegenüber liegt. Ein Abstandhalter befindet sich zwischen den ersten und zweiten Scheiben und ein Dichtungssystem heftet die Scheiben an den Abstandhalter. Das Dichtungssystem umfasst: (a) das erste oder primäre Dichtmittel, das ein thermoplastisches Material und ein aushärtbares Material umfasst, und (b) ein sekundäres Dichtmittel. Das primäre Dichtmittel hat eine Durchlässigkeitsrate für Feuchtigkeitsdampf von weniger als 2,5 g/m²/Tag und eine Härte nach dem Aushärten, die von 30 Shore A bis 65 Shore A reicht, und einen niedrigeren Aushärtungsmodul als das sekundäre Dichtmittel, um die Belastung auf das primäre Dichtmittel zu verringern, welche auftritt, wenn die IG-Einheit sich verbiegt, wobei der Aushärtungsmodulwert des primären Dichtmittels sich über einen Bereich von 35 psi (2,5 kg/cm²) bis 100 psi (7 kg/cm²) erstreckt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorausgehende Zusammenfassung genauso wie die im Folgenden detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungen werden besser verstanden, wenn sie in Verbindung mit der angehängten Zeichnung gelesen werden.
1 zeigt einen Aufriss eines Abschnitts eines Kantenaufbaus einer IG-Einheit mit einem Dichtungssystem gemäß der Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
Wie hierin verwendet, sollen räumliche und richtungweisende Begriffe, wie zum Beispiel „innen", „außen", „links", „rechts", „zurück" und dergleichen sich auf die Erfindung beziehen, wie sie in der Figur gezeigt sind. Jedoch ist dies so zu verstehen, dass die Erfindung von verschiedenen Alternativen, Orientierungen und Schrittfolgen ausgehen kann, ohne die hier offenbarten erfinderischen Konzepte zu verlassen. Entsprechend sind derartige Ausdrücke nicht dahingehend als einschränkend zu betrachten, es sei denn, es ist anderweitig darauf hingewiesen worden. Des Weiteren sind, anders als in den Betriebsbeispielen oder wo anderweitig darauf hingewiesen wird, alle Zahlen, die Mengen von Zutaten, Reaktionsbedingungen und so weiter ausdrücken, die in der Patentbeschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, so zu verstehen, als wenn sie in allen Fällen durch den Ausdruck „etwa" abgeändert worden sind. Zusätzlich sind etwaige numerische Bezugnahmen auf Beträge, es sei denn, sie sind anderweitig spezifiziert, „gewichtsbezogen". Darüber hinaus sind alle hierin offenbarten Bereiche so zu verstehen, dass sie irgendwelche und alle Unterbereiche, die darin subsumiert sind, umfassen. Zum Beispiel ein Bereich von „1–10" umfasst irgendwelche und alle Unterbereiche zwischen (und einschließlich) dem Minimalwert von 1 und dem Maximalwert von 10, das heißt, irgendwelche und alle Unterbereiche mit einem Minimalwert von gleich bis oder größer als 1 und einem Maximalwert von gleich bis oder weniger als 10, zum Beispiel 5,5 bis 10.
Eine IG-Einheit 40 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt. Die IG-Einheit 40 hat eine erste Scheibe 44 mit einer Innenfläche 46 und einer Außenfläche 48. Die erste Scheibe 44 ist von einer zweiten Scheibe 50 beabstandet, die auch eine Innenfläche 52 und eine Außenfläche 54 hat. Die zwei Scheiben 44 und 50 können aus irgendeinem Material bestehen, das in herkömmlicher Art und Weise in dem Stand der Technik von IG-Baueinheiten Verwendung findet, zum Beispiel, jedoch nicht als einschränkend betrachtet, können die zwei Scheiben 44 und 50 Klarglas sein, zum Beispiel klares Floadglas, oder eine oder beide von den Scheiben können Buntglas sein. Das Glas kann vergütet, gehärtet sein oder durch Wärmebehandlung verstärktes Glas sein und kann unbeschichtetes oder beschichtetes Glas sein.
Die Innenfläche 46 der ersten Scheibe 44 liegt der inneren Fläche 52 der zweiten Scheibe 50 gegenüber, und die Innenflächen 46 und 52 sind einzeln durch ein Abstandhaltersystem 56 mit einem Abstandhalter 58 beabstandet, der an die beiden Scheiben 44 und 50 mittels eines Dichtungssystems 60, welches zwei Dichtmittel hat, zum Beispiel geklebt, befestigt ist. Der Abstandhalter 58 kann irgendein Typ sein, der in dem Stand der Technik der IG-Einheit Verwendung findet, wie zum Beispiel ein herkömmlicher fester oder kastenförmiger Abstandhalter, ein U-förmiger Abstandhalter oder ein flexibler Abstandhalter. Solche Abstandhalter sind typischerweise aus Metall gebildet, wie zum Beispiel aus Aluminium oder 201 oder 304 rostfreiem Stahl und sind in eine herkömmliche Abstandhalterform gebogen oder geformt. Beispiele von passenden Abstandhaltern, die aber nicht als einschränkend betrachtet werden, sind zum Beispiel in den folgenden US-Patentschriften mit den folgenden Nummern offenbart: 4193 236; 4 464 874; 5 088 258; 5 655 282; 5 675 944; 5177 916; 5 255 481; 5 351 451; 5 501 013 und 5 761 946, die hier unter Bezugnahme eingeschlossen sind. In der veranschaulichenden Ausführung, wie sie in 1 gezeigt ist, jedoch nicht in Bezug auf die Erfindung als einschränkend betrachtet wird, ist der Abstandhalter 58 als ein kastenförmiger Abstandhalter dargestellt, der eine Basis 66 mit einer ersten Seite 72 und einer zweiten Seite 74 aufweist, die sich von der Basis 66 erstreckt. Jede Seite 72, 74 schließt eine Außenfläche 76, 78 ein, die den Innenflächen 46, 52 der jeweiligen angrenzenden Scheiben 44, 50 gegenüberliegt.
Die zwei Scheiben 44 und 50 und das Abstandhaltersystem 56 bilden eine Kammer 62 oder „einen Todraum" zwischen den beiden Scheiben 44 und 50. Die Kammer 62 kann mit einer isolierenden Atmosphäre, wie zum Beispiel Luft oder Argon oder Kryptongas, gefüllt werden. Ein herkömmliches Trockenmittel 64, wie es in dem Stand der Technik geläufig ist, kann innerhalb des Abstandhalters 58 platziert werden, so kann zum Beispiel das Trockenmittelmaterial lose sein oder kann an eine der Innenflächen des Abstandhalters 58 in beliebiger herkömmlicher Art festgeklebt werden. Der Abstandhalter 58 kann vorzugsweise Kanäle oder Löcher 65 aufweisen, mittels derer das Trockenmittelmaterial 64 mit dem isolierenden Gas in der Kammer 62 in Kontakt steht.
Eine Beschichtung 70, wie zum Beispiel eine Kontrolleinrichtung der einfallenden Sonnenstrahlen, zum Beispiel im Hinblick auf einen niedrigen Emissionsgrad, oder eine photokatalytische Beschichtung kann auf eine beliebige herkömmliche Art und Weise, wie zum Beispiel MSVD, CVD, Pyrolyse, Sol-Gel und so weiter auf eine Fläche, zum Beispiel eine Innenfläche, von einer oder mehreren der Scheiben 44 und 50 aufgebracht werden.
Das Dichtungssystem 60 der vorliegenden Erfindung ist ein System mit zwei Dichtungen, welches zwei getrennte oder gesonderte Dichtbereiche aufweist, das heißt ein äußeres oder sekundäres Dichtmittel 80 und ein inneres oder primäres Dichtmittel 82 mit einer Dichtmittelzusammensetzung der Erfindung, die verwendet wird, um das primäre Dichtmittel 82 zu bilden.
Das primäre Dichtmittel 82 befindet sich prinzipiell in den Seitenbereichen des Abstandhalters 58, das heißt, dass die Mehrheit des Dichtmittels sich zwischen einer Seite des Abstandhalters 58 und der angrenzenden Scheibe 44 oder 50 befindet. Jedoch anders als herkömmliche primäre Dichtmittel, die niedrige MVD-Charakteristiken aber geringe bis keine strukturelle Intaktheit liefern, verbindet das primäre Dichtmittel 82 der Erfindung kovalent die Scheiben 44 und 50 und das Abstandmittel 58, um die IG-Einheit 40 nicht nur mit einer guten strukturellen Intaktheit zu schaffen, sondern auch, um eine geringe Durchlässigkeitsrate für Feuchtigkeitsdampf zu liefern, die generell mit einer Rate von herkömmlichen thermoplastischen primären Dichtmitteln, wie zum Beispiel PIB, vergleichbar ist.
Vorzugsweise hat das primäre Dichtmittel 82 eine Durchlässigkeitsrate für Feuchtigkeitsdampf von weniger als 10 g/m²/Tag, vorzugsweise weniger als 5 g/m²/Tag, mehr bevorzugt weniger als 3 g/m²/Tag und am meisten bevorzugt weniger als 2 g/m²/Tag.
Das primäre Dichtmittel 82 hat vorzugsweise einen niedrigeren Aushärtungsmodulwert als das sekundäre Dichtmittel 80, um die Belastung auf das primäre Dichtmittel 82 zu reduzieren, die verursacht wird, wenn die IG-Einheit 40 sich verbiegt. Vorzugsweise hat das primäre Dichtmittel 82 einen Aushärtungsmodulwert von weniger als 200 psi (14 kg/cm²), vorzugsweise weniger als 150 psi (10,5 kg/cm²) und mehr bevorzugt 35 psi (2,5 kg/cm²) bis 120 psi (8,4 kg/cm²).
Wie in den folgenden Beispielen noch genauer beschrieben wird, wird das primäre Dichtmittel 82 der vorliegenden Erfindung durch eine Zusammensetzung eines Dichtmittels gebildet, die ein thermoplastisches Heißschmelzmaterial und ein aushärtbares Material enthält.
Das Heißschmelzmaterial kann ein einzelnes Heißschmelzmaterial enthalten oder kann eine Mischung von mehreren chemisch unterschiedlichen Heißschmelzmaterialien sein. Das Heißschmelzmaterial kann ein oder mehrere Polyolefine, wie zum Beispiel Polyethylene, enthalten oder kann Polyvenylacetate, Polyamide, Kohlenwasserstoffharze, Asphalte, Bitumen, Wachse, Paraffine, Naturkautschuke, mit Fluorid behandelte Kautschuke, Polyvenylchloride, Polyamide, Fluorkohlenwasserstoffe, Polystyrene, Polypropylene, Zelluloseharze, Acrylharze, thermoplastische Elastomere, Styrol-Butadien-Harze, Ethylen-Propylen-Terpolymere, die aus Ethylen-Propylen-Dien-Monomeren, Polyterpentene und deren Mischungen enthalten. Zum Beispiel kann in einer exemplarischen Ausführung das thermoplastische Heißschmelzmaterial eine Mischung von festem Chlor-Paraffin und einem expoxidierten Soyaöl enthalten. In einer alternativen beispielhaften Ausführung kann das Heißschmelzmaterial eine Mischung von festem, chloriertem Paraffin und einem Polyisobutylen enthalten. In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführung enthält das Heißschmelzmaterial eine Mischung von epoxidiertem Soya-Plastifikator, Ethylen-Butylacrylat (EBA) und einem polyolefinen Material.
Das thermoplastische Heißschmelzmaterial der primären Dichtmittelzusammensetzung ist vorzugsweise mit einem Betrag von 10% bis 90 Gew.-%, mehr bevorzugt 20 Gew.-% bis 70 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mit 20 Gew.-% bis 70 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mit 25 Gew.-% bis 65 Gew.-% und am meisten bevorzugt mit 25 Gew.-% bis 35 Gew.-% auf Basis des Gesamtgewichts der primären Dichtmittelzusammensetzung in der Zusammensetzung vorhanden.
Das primäre Dichtmittel umfasst wenigstens ein aushärtbares Material, wobei dieses aushärtbare Material ein unter Strahlungsenergie aushärtendes Material, wie zum Beispiel ein bei IR oder UV aushärtbares Material, ein unter Wärme aushärtbares Material oder ein unter atmosphärischer Bedingung aushärtbares Material sein kann, wie zum Beispiel ein polymeres Material, das einer Komponente der umgebenden Atmosphäre, wie zum Beispiel Sauerstoff oder Wasserdampf, ausgesetzt vernetzt. Das aushärtbare Material kann eine oder mehrere unter Feuchtigkeit aushärtbare Polysulfide, Polydimethylsiloxane, unter Sauerstoff aushärtbare Polysulfide und deren Mischungen enthalten, die die Wirksamkeit von Silikon aufweist. Passende aushärtbare Materialien für die praktische Ausführung der Erfindung umfassen alkoxy-, acetoxy-, oxyamino-silanterminiertes Polyether und Polyetherurethane; des Weiteren mit alkoxi-, acetoxi-, oxyaminoorganofunktionellem Silan vernetzte Alkylsiloxan-Polymere; unter Feuchtigkeit aushärtbare isocyanatfunktionelle Polyoxyalkylenpolymere und Polyalkylenpolymere; thiolfunktionelle Polymere und Oligomere (wie zum Beispiel Polyether, Polyetherurethane, Polysulfide, Polythioether), die mit einem geeigneten Katalysator ausgestattet sind, um unter Feuchtigkeit aushärtbare Systeme herzustellen; epoxidfunktionelle Polymere und Oligomere mit feuchtigkeitsdeblockierbaren Vernetzungsmitteln; acrylfunktionelle Polymere deblockierbaren Vernetzungsmitteln, unter UV aushärtbare Acrylpolymere und deren Mischungen. Am meisten bevorzugt enthält das aushärtbare Material ein oder mehrere alkoxisilanterminierte Polyether, Polydimethylsiloxan- Polymere, organofunktionelle Silane und deren Mischungen. In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführung enthält das aushärtbare Material ein oder mehrere unter Feuchtigkeit aushärtbare Polyurethane, wie zum Beispiel PERMAPOL MS Polyurethan, handelsüblich erhältlich durch PRC DeSoto von Glendale, Kalifornien.
Das härtbare Material der primären Dichtmittelzusammensetzung ist vorzugsweise mit einem Betrag von 5 Gew.-% bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 10 Gew.-% bis 40 Gew.-%, mehr bevorzugt 10 Gew.-% bis 28 Gew.-% und am meisten bevorzugt 10 Gew.-% bis 15 Gew.-% auf Basis des Gesamtgewichts der Dichtmittelzusammensetzung in der Zusammensetzung vorhanden.
In einer gegenwärig bevorzugten Ausführung schließt die primäre Dichtmittelzusammensetzung auch einen Klebrigmacher ein, wie zum Beispiel Holzterpentinester, um ein Haftvermögen bei der anfänglichen Anwendung der Zusammensetzung zu schaffen, bevor ein kovalentes Abbinden stattfindet. Beispiele von anderen passenden Klebrigmachern umfassen: Kohlenwasserstoff-Harze, Terpen-Phenol-Harze und Alpha-Methylstyrol-Harze. Der Klebrigmacher kann in irgendeiner passenden Menge vorhanden sein, zum Beispiel – aber nicht als Einschränkung betrachtet – 5 Gew.-% bis 50 Gew.-% auf Basis des Gesamtgewichtes der Dichtmittelzusammensetzung.
Wie oben erörtert, kann die primäre Dichtmittelzusammensetzung des Weiteren einen Katalysator enthalten, wie zum Beispiel einen organischen Katalysator. Der spezifische organische Katalysator und die verwendete Menge werden von dem besonderen, aushärtbaren Material abhängen, das verwendet wird. Passende Katalysatoren umfassen Organozinn-Verbindungen, aliphatische Titanate (mit 1–12 Kohlenstoffatomen) wie zum Beispiel Niedrigalkyl-Titanate und Amine. Passende Katalysatoren umfassen Dibutylzinndilaurate, Dibutylzinndiacetat, Tetrabutyltitanat und Tetraäthyltitanat. Obwohl die Dichtmittelzusammensetzung der Erfindung ohne den Zusatz von Katalysator aushärtet, kann das Hinzufügen eines Katalysators für kürzere Aushärtzeiten sorgen, die vorteilhaft in bestimmten Situationen sein können.
Außerdem kann ein Beschleuniger zugegeben werden, um Aushärtraten noch mehr zu beschleunigen. Der spezifische Beschleuniger wird durch die Identität und Konzentration des Katalysators bestimmt und aus den im Stand der Technik üblichen Katalysatoren ausgewählt. Beispiele von passenden Beschleunigern umfassen blockierte Amine, wie zum Beispiel Bis-Oxaladin, handelsüblich verfügbar als "HARDNER OZ" von Bayer, Inc.
Die Dichtmittelzusammensetzung kann umfassen: Katalysatoren, Beschleuniger, Plastifikatoren, Füllmaterialien, Pigmente, Verbesserungsmittel hinsichtlich Wetterbeständigkeit und ähnliche Verbindungen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. In einigen Fällen kann es auch wünschenswert sein, zusätzliche Füllmaterialien, wie zum Beispiel Talk, Kalziumkarbonat, Silizium-Dioxide sowie Silikate, Pigmente, rheologische Agenzien und ähnliches, wie es zum Beispiel aus dem Stand der Technik bekannt ist, hinzuzufügen. Die Festigkeitseigenschaften in dem Dichtmittel hängen von dem Typ und der Menge des Heißschmelzmaterials sowie auch von der Wahl des Füllmaterials ab. Die Füllmaterialien können vom Fachmann ausgewählt werden und in einer Menge hinzugegeben werden, die ausreicht, um die geeignete Festigkeit zu verleihen sowie auch der Dichtmittelzusammensetzung wünschenswerte Anwendungseigenschaften zu verleihen. Die primäre Dichtmittelzusammensetzung der vorliegenden Erfindung sollte einfach zu handhaben und auf die IG-Einheit anzuwenden sein.
Das thermoplastische Heißschmelzmaterial, ein aushärtbares Material, und irgendwelche Verbindungen nach Wahl werden vorzugsweise kombiniert, um ein einzelnes, primäres Dichtmaterial zu bilden. Mit „einzelnes Material" ist gemeint, dass auf einem makroskopischen Maßstab das Dichtmittel eine im Wesentlichen homogene Mischung enthält; jedoch kann es auf einem mikroskopischen Maßstab kompositorische Variationen aufweisen.
In einer alternativen Ausführung kann das thermoplastische Heißschmelzmaterial und das aushärtbare Material dasselbe sein. Ein bevorzugter Ansatz enthält silikonterminierte Urethan-Vorpolymere mit hohem Molekulargewicht. Eine andere Rezeptur enthält silikonfunktionalisierte Kraton-Polymere (Block-Kopolymere, handelsüblich verfügbar durch Shell Chemical Company). Kraton-Polymere sind Block-Kopolymere mehrerer Typen, wie zum Beispiel SBS (Styrol-Butaren-Styrol), IS (Styrol-Isopren-Styrol) und SEBS (Styrol-Ehtylen/Butylen-Styrol). Ein noch anderer Ansatz enthält Kraton-Polymere mit anderen funktionellen Gruppen, die für ein schnelles Festwerden nach dem Abkühlen sorgen, gefolgt von einer chemischen Aushärtung, die sich nach einer Exposition unter atmosphärischen Bedingungen einstellt. Das sekundäre Dichtmittel 80 ist vorzugsweise ein herkömmliches, strukturelles Dichtmittel, wie zum Beispiel ein herkömmliches, in Wärme ausgehärtetes Dichtmaterial. Das Sekundärdichtmittel 80 kann zum Beispiel ein oder mehrere herkömmliche silikon-, polyurethan- oder polysulfid-strukturelle Dichtmaterialien enthalten, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Beispiele von geeigneten sekundären Dichtmateralien sind zum Beispiel offenbart in den US-Patentschriften mit den Nummern: 4193 236; 4 464 874; 5 088 258 und 5 106 663 sowie in einer europäischen Referenz EP 65510 . Alternativ kann PRC 590 Dichtmittel, handelsüblich verfügbar durch PRC DeSoto International, Inc., aus Glendale, Kalifornien, als sekundäres Dichtmittel 80 verwendet werden. US-Patentschrift Nr. 5 849 832, welche hierin als Referenz eingeschlossen ist, offenbart auch ein Material, das als sekundäres Dichtmittel für die vorliegende Erfindung geeignet ist. In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführung ist das sekundäre Dichtmittel 80 ein herkömmliches Silikon-Dichtmaterial. Wie für den Fachmann verständlich, liegt die prinzipielle Funktion des sekundären Dichtmittels 80 darin, eine strukturelle Intaktheit für die IG-Einheit 40 zu schaffen. Deshalb weist das sekundäre Dichtmittel vorzugsweise einen Modulwert von größer als 75 psi (5,3 kg/cm²), vorzugsweise größer als 125 psi (8,8 kg/cm²) und mehr bevorzugt größer als 200 psi (14 kg/cm²) auf, wie dies in Übereinstimmung mit ASTM D412 gemessen wird. Wie in 1 dargestellt, erstreckt sich das sekundäre Dichtmittel 80 über die Breite der Außenseite des Abstandhalters 58 (äußerer Bereich), zum Beispiel erstreckt sich das sekundäre Dichtmittel über die Länge der Rillenbegrenzungslinie, die durch die Außenfläche der Basis 66 des Abstandhalters 58 und den äußeren, am Rand befindlichen Kanten der Scheiben 44 und 50 gebildet wird.
Die Dichtmittel 80, 82 können jede geeignete Dimension haben, um die Scheiben 40, 50 mit dem Abstandhalter 58 zu verkleben. Zum Beispiel kann das primäre Dichtmittel 82 eine Dicke von 3/32 inch (0,2 cm) bis 3/16 inch (0,5 cm) und das sekundäre Dichtmittel 80 kann eine Dicke von 3/16 inch (0,5 cm) bis ¼ inch (0,6 cm) haben.
Das Herstellungsverfahren für eine IG-Einheit 40, welches ein Dichtsystem 60 der Erfindung einschließt, wird nun im Folgenden beschrieben. Wie leicht zu erkennen, kann die IG-Einheit 40 und der Abstandhalter 58 auf jede herkömmliche Art und Weise hergestellt werden, wie dies zum Beispiel ohne einschränkende Wirkung in den US-Patentschriften mit den Nummern 4 807 439, 4 831 799, 4 431 691, 4 873 803 und 3 919 023 gelehrt, aber wie im Folgenden erörtert, modifiziert wird, um das Dichtungssystem 60 der Erfindung einzuschließen. Zum Beispiel kann ein Substrat, wie zum Beispiel ein Metallblech, mit einer Dicke, Länge und Breite ausreichend zur Herstellung eines Abstandhalters mit gewünschten Abmessungen durch herkömmliche Walz-, Biege- oder Formtechniken gebildet werden. Obwohl die primären und sekundären Dichtmittel 82, 80 vor einem Verformen an dem Substrat positioniert werden können, wird es bevorzugt, dass die primären und sekundären Dichtmittel 82, 80 angewendet werden, nachdem der Abstandhalter 58 geformt ist. Die primären und sekundären Dichtmittel 82, 80 können in einer beliebigen Reihenfolge auf den Abstandhalter 58 aufgetragen werden. Jedoch wird bevorzugt, dass das primäre Dichtmittel 82 zuerst aufgetragen wird und das sekundäre Dichtmittel 80 nachfolgend aufgetragen wird. Zum Beispiel kann das primäre Dichtmittel 82 auf die Außenseiten 76, 78 des Abstandhalters 58 mittels eines Satzes von Düsen aufgebracht werden und nachfolgend das sekundäre Dichtmittel 80 auf die Rückseite oder Basis 66 des Abstandhalters 58 mittels eines separaten Satzes von Düsen aufgebracht werden. Die Dichtmittel 80, 82 können mit jeder gewünschten Dicke aufgebracht werden.
Die IG-Einheit 40 kann anschließend mittels Positionieren und Verkleben der Scheiben 44 und 50 mit dem Abstandhalter 58 mit Hilfe des Dichtungssystems 60 zusammengebaut werden. Ein Isoliergas, wie zum Beispiel Luft, Argon oder Kryptongas, kann in die Kammer 62 auf jede herkömmliche Art und Weise eingeleitet werden.
Das primäre Dichtmittel 82 ist vorzugsweise fließfähig oder mehr bevorzugt eine Flüssigkeit mit hoher Viskosität, zum Beispiel mit einer Viskosität von etwa 50.000 Poise, bei einer Temperatur von etwa 160°F (71°C) bis 170°F (77°C). Das primäre Dichtmittel 82 der Erfindung wird vorzugsweise bei einer erhöhten Temperatur von annähernd 125°F (51°C) bis 250°F (121°C) in Form einer Flüssigkeit mit hoher Viskosität oder einer Paste aufgebracht, das sich anschließend wieder zu einem Festkörper zurückbildet, indem es auf eine Temperatur von 90°F (32°C) bis 100°F (38°C) abgekühlt wird. Das Heißschmelzmaterial des Dichtmittels funktioniert als die schmelzbare Komponente während der anfänglichen Anwendung und verleiht Festigkeit nach dem Abkühlen. Das aushärtbare Material beginnt dann auszuhärten, zum Beispiel durch eine Reaktion mit atmosphärischer Feuchtigkeit oder Wärme, um ein vernetztes Elastomer zu bilden, das einer Verformung nach einer Wärmebehandlung widersteht. Nachdem das aushärtbare Material ausgehärtet ist, fungiert das Heißschmelzmaterial als Plastifikator in der ausgehärteten Polymerphase.
Das Primärmittel 82 der Erfindung hat eine vorgehärtete Ausgangshärte von zwischen 25 Shore A und 45 Shore A. Das ausgehärtete primäre Dichtmittel 82 hat eine Härte von zwischen 30 Shore A und 65 Shore A, vorzugsweise eine Härte von etwa 48 Stunden nach einer Anwendung zwischen 30 Shore A und 50 Shore A oder mehr.
Ein Verfahren zur Herstellung des primären Dichtmittels der Erfindung wird nun im Folgenden erörtert. Das primäre Dichtmittel 82 der vorliegenden Erfindung kann auf die folgende Art und Weise angesetzt werden, wobei spezifischere Ansätze in den nachfolgenden Beispielen beschrieben werden. Das thermoplastische Heißschmelzmaterial oder dessen Mischungen wird bzw. werden als erstes in einen Mischbehälter bei erhöhter Temperatur gegeben. In einer bevorzugten Ausführung besteht der Mischbehälter aus einem rostfreien Stahlbehälter, der so ausgelegt ist, dass er ein Mischen unter Vakuum von 20 Torr oder niedriger ausführen kann, wobei der Mischbehälter des Weiteren ausgestattet ist: mit einem Mischer, der eine mit veränderlicher Geschwindigkeit arbeitende Mehrfachwelleneinheit hat, mit einem mit niedriger Geschwindigkeit arbeitenden Streichblatt, mit einem mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Dispergator und mit einer mit niedriger Geschwindigkeit arbeitenden Einzugsschnecke. Das Füllmaterial wird dann dem Heißschmelzmaterial zugeführt und es beginnt ein Mischvorgang bei niedriger Geschwindigkeit. Anschließend wird das aushärtbare Material oder dessen Mischungen, dem bzw. denen ein zusätzliches Füllmittel zugegeben worden sein kann, um eine aushärtbare Zusammensetzung zu bilden, der Mischung zugeführt, nachdem das Vakuum eingeschaltet worden ist. An dem Punkt, an dem das aushärtbare Material vorzugsweise zugeführt worden ist, wird die Mischung unter Vakuum durchgeführt, um die Möglichkeit auszuschalten oder zu reduzieren, dass die Mischung atmosphärischen Bedingungen ausgesetzt wird, und auch, um Restwasser aus den Rohmaterialien zu entfernen, wodurch die Packstabilität verbessert wird. Additive mit geringem Volumen, wie zum Beispiel Pigmente, Verbesserer der Wetterbeständigkeit, wie zum Beispiel UV-Absorber und Antioxydationsmittel und ähnliches können zugegeben werden, bevor das aushärtbare Material zugeleitet wird, während irgendein Katalysator anschließend zugegeben werden kann. Das Material wird unter im Wesentlichen trockenen Bedingungen gehalten, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem es fertig ist, um auf die IG-Einheit aufgebracht zu werden. In anderen bevorzugten Ausführungen kann das Mischen unter einem Schutz von trockenem, inertem Gas ausgeführt werden. Spezifische beispielhafte, nicht einschränkende Verfahren zur Herstellung des primären Dichtmittels der Erfindung sind in den folgenden Beispielen offenbart.
Wie oben erörtert, kann irgendein geeignetes, strukturelles Dichtmittel, wie zum Beispiel Silikon als ein herkömmliches Dichtmaterial, als das sekundäre Dichtmittel 80 zum Einsatz kommen.
Beispiel 1
Dieses Beispiel verdeutlicht, wie in Tabelle 1 weiter ausgeführt, eine geeignete Zusammensetzung des primären Dichtmittels der Erfindung und ein Verfahren zur Herstellung des primären Dichtmittels. Tabelle 1

Anmerkung: Kessel aus rostfreiem Stahl auf 180°F (82°C) vorgewärmt. Diese Temperatur über die Verfahrensdauer gehalten. Das angewandte Vakuum betrug weniger als oder gleich etwa 20 Torr.
(1) CERECHLOR S52, ein 52% Chlor, langkettiges Normalparaffin handelsübl. verfügbar von ICI, Inc.
(2) PARAPLEX G-62, ein Soyabohnenölepoxid mit hohem Molekulargewicht, handelsüblich verfügbar von Rohm u. Haas.
(3) CHLOREZ 700-S, ein 70% Chlor, langkettiges Normalparaffin handelsüblich erhältlich von Dover Chemical Company.
(4) Handelsüblich erhältlich von Columbia Carbon Company.
(5) Handelsüblich erhältlich von Specialty Metals Corporation.
(6) Wie in der folgenden Tabelle 2 beschrieben.
(7) Handelsüblich erhältlich von Air Products Corporation
Bis-(8) Oxazoladin, handelsüblich erhältlich als HARDNER OZ von Bayer, Inc.

(1) Handelsüblich erhältlich von PRC DeSoto International, Inc.
(2) A-171 Vinyltrimethoxysilan, handelsüblich erhältlich von OSI, Inc.
(3) A-187 Glycidoxypropyltrimethoxysilan, handelsüblich erhältlich von OSI, Inc.

Beispiel 2
Dieses Beispiel erläutert eine andere Zusammensetzung eines geeigneten primären Abdichtungsmittels nach der Erfindung und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Tabelle 3

Anmerkung: Kessel aus rostfreiem Stahl auf 180°F (82°C) vorgewärmt. Diese Temp. über die Verfahrensdauer gehalten. Das angewandte Vakuum betrug weniger oder gleich etwa 20 Torr.
(1) Vistanex LM Polyisobutylen mit niedrigem Molekulargewicht, handelsüblich erhältlich bei Exxon Corporation.

Beispiel 3
Das Beispiel erläutert eine andere Zusammensetzung e. gegenwärtig bevorzugten primären Dichtmittels nach der Erfindung und ein Verfahren z. Herstellung desselben. Tabelle 4

Anmerkung: Das eingesetzte Vakuum war weniger oder gleich 20 Torr.
(1) Handelsüblich erhältlich von Industrial Oil Company.
(2) Handelsüblich erhältlich von HP Polymers Company.
(3) Handelsüblich erhältlich von Hüls Company.
(4) Handelsüblich erhältlich von Elf Atochem.
(5) Handelsüblich erhältlich von Arizona Chemical Company.
(6) Handelsüblich erhältlich von E. I. duPont de Nemours and Company.
(7) Mercaptopropyl-Trimethoxysilan handelsüblich erhältlich von OSI.
(8) Wein der folgenden Tabelle 5 beschrieben.

Anmerkung: Das angewandte Vakuum betrug weniger als oder gleich etwa 20 Torr.

Vergleichendes Beispiel 4
Teste wurden mit primären Dichtmittelzusammensetzungen in Übereinstimmung mit dem oben aufgeführten Beispiel 3 durchgeführt und die Tabelle 6 listet die Testergebnisse (numerisches Mittel) für Tests auf, die die primäre Dichtmittelzusammensetzung der Erfindung verwenden, gegenüber Testergebnissen von einem herkömmlichen Polyisobutylen (PIB) als primäres Dichtmittelmaterial, das handelsüblich bei "ADCO Products" aus Michigan City, Michigan erhältlich ist.
Tabelle 6
Die Werte in Tabelle 6 basieren auf einer getesteten Dichtmitteldicke von 1,5 mm; es sei denn, es wird im Folgenden auf etwas anderes hingewiesen. Für die Werte in Tabelle 6 wurde eine Durchlässigkeitsrate für Feuchtigkeitsdampf (MVT) in Übereinstimmung mit ASTM F1249 gemessen. Die Abzugskraftwerte wurden in Übereinstimmung mit dem Testverfahren P.7.A der „Seald Insolating Glas Manufacturers Association" (SIGMA) gemessen, wobei folgendes verwendet wurde: Glasstücke mit den Abmessungen 3/16 inch (0,5 cm) × 1 inch (2,5 cm) × 5 inch (12,5 cm), ein Stahlstreifen mit den Abmessungen 0,010 inch (0,03 cm) × 1,0 inch (2,5 cm); ein 0,060 inch (0,15 cm) dicker Dichtwulst und eine Kreuzkopfgeschwindigkeit von 2,0 inch/Min. (5 cm/Min.). Die Werte der Überlappungsscherungsfestigkeit wurden unter Verwendung des SIGMA-Testverfahrens P.6.A bestimmt, wobei zum Einsatz kamen: Glasstücke mit den Abmessungen 3/16 inch × 1 inch × 2 inch (0,5 cm × 2,5 cm × 5 cm); Dichtmitteldicke 0,060 (0,16 cm) und eine Kreuzkopfgeschwindigkeit von 2,0 inch/Min. (5 cm/Min.). Die Härte wurde in Übereinstimmung mit der SIGMA-Testprozedur P.1.A. „Anfänglicher Härtetest" bestimmt. Der H-Blocktest wurde durchgeführt, indem drei hölzerne Blöcke zwischen zwei Glasstücke mit den Abmessungen 3/16 inch (0,5 cm) dick × 2 inch × 2 inch (5 cm × 5 cm) plaziert wurden. Der zentrale Block war ½ inch × ½ inch × 2 inch (1,3 cm × 1,3 cm × 5 cm). Ein Klebeband wurde um die Außenseite der Glasstücke gewickelt, um die Blöcke an der Stelle zwischen zwei Glasstücken zu fixieren. Als nächstes wurde der in der Mitte plazierte Block entfernt, wobei ein ½ inch × ½ inch × 2 inch (1,3 cm × 1,3 cm × 5 cm) großer, durch die Mitte der Struktur verlaufender Kanal zurückblieb. Die primäre Dichtmittelzusammensetzung des Beispiels 3 wurde in diesen mittigen Kanal extrudiert, wobei der Kanal leicht überfüllt wurde. Überflüssiges Material, das heißt Material jenseits der Glaskanten, wurde weggeschnitten und die Probe konnte für eine Stunde ruhen. Das Band wurde entfernt und die verbleibenden zwei Holzblöcke zwischen den Glasscheiben herausgenommen. Dies hinterließ zwei 2 inch × 2 inch (5 cm × 5 cm) große Glasplatten, die in ihren längsgerichteten Zentren durch einen Dichtmaterialblock mit den Abmessungen ½ inch × ½ inch × 2 inch (1,3 cm × 1,3 cm × 5 cm) verbunden waren. Die Spannungsfestigkeit wurde unter Verwendung eines herkömmlichen Spannungsfestigkeitsmessgeräts gemessen, das handelsüblich erhältlich ist durch Instron, Inc., um die Glasstücke bei einer Kreuzkopfgeschwindigkeit von 2 inch pro Min. (5 cm pro Min.) auseinander zu ziehen. Die Werte in Tabelle 6 stellen die Belastung dar, wenn das Material bricht. Der Modul wurde in Übereinstimmung mit ASTM D412 bestimmt.
Somit schafft die vorliegende Erfindung ein Dichtmaterial, das besonders als primäres Dichtmittel für eine IG-Einheit mit zwei Dichtungen brauchbar ist. Wie in Tabelle 6 dargestellt, hat das primäre Dichtmittel der Erfindung eine Durchlässigkeitsrate für Feuchtigkeitsdampf (1,95 g/m²/Tag), die viel geringer als die von herkömmlichen in Wärme ausgehärteten Materialien ist (typisch größer als 10 g/m²/Tag), und die vergleichbar mit der Rate eines herkömmlichen PIB-Dichtmittels (1,0 g/m²/Tag) ist. Zusätzlich hat das Primärdichtmittel der Erfindung einen höheren Modulwert (35–100 psi; 2,5–7 kg/cm²) als herkömmliches PIB (30 psi; 2,1 kg/cm²), das die strukturelle Intaktheit der IG-Einheit unterstützt. Jedoch ist der Modulwert des primären Dichtmaterials allgemein geringer als der Wert für herkömmliche, in Wärme ausgehärtete Materialien (typischerweise als 200 psi; 14 kg/cm²), so dass das primäre Dichtmittel der Erfindung nicht übermäßig belastet wird für den Fall, dass die IG-Einheit während eines Normalbetriebs verbogen oder verdreht wird. Somit schafft das Primärdichtmittel der Erfindung eine Durchlässigkeitsrate für Feuchtigkeitsdampf, die vergleichbar mit der Rate eines herkömmlichen thermoplastischen Materials ist, und unterstützt ebenso die strukturelle Intaktheit der IG-Einheit.
Der Fachmann wird ohne weiteres voll und ganz erkennen, dass Veränderungen an der Erfindung vorgenommen werden können, ohne von den offenbarten Konzepten in der zuvor ausgeführten Beschreibung abzuweichen. Somit sind die speziellen Ausführungen, die detailliert hier beschrieben worden sind, lediglich veranschaulichend und nicht im Hinblick auf den Umfang der Erfindung einschränkend, die durch den vollen Umfang der angehängten Ansprüche und irgendwelcher und aller deren Äquivalente festgelegt ist.

Claims

Isolierglaseinheit (40), enthaltend: eine erste Scheibe (44) aus Glas; eine zweite Scheibe (50) aus Glas; und ein Abstandhaltersystem (56), enthaltend (i) einen Abstandhalter (58), angeordnet zwischen einer Innenfläche (46) der ersten Glasscheibe (44) und einer Innenfläche (52) der zweiten Glasscheibe (50) und (ii) ein Dichtungssystem (60) zum Anheften der Innenflächen (46, 52) der Scheiben (44, 50) an dem Abstandhalter (58), wobei das Dichtungssystem (60) ein System mit zwei Dichtungen ist, das zwei getrennte oder einzelne Dichtungsbereiche (80, 82) aufweist, enthaltend: zumindest ein primäres Dichtmittel (82), enthaltend (a) zumindest ein thermoplastisches Heißschmelzmaterial mit einer Schmelztemperatur im Bereich von 125°F (51°C) bis 250°F (121°C), und (b) zumindest ein härtbares Material, wobei das primäre Dichtmittel, wenn es gehärtet ist, eine kovalente Bindung zwischen dem Abstandhalter (58) und den Scheiben (44, 50) bildet und wobei das primäre Dichtmittel eine Ausgangshärte im Bereich von 25 Shore A bis 45 Shore A und eine Nachhärtungshärte im Bereich von 30 Shore A bis 65 Shore A und nach dem Härten eine Durchlässigkeitsrate für Feuchtigkeitsdampf von weniger als 2,5 g/m²/Tag und einen Aushärtungsmodulwert im Bereich von 35 psi (2,5 kg/cm²) bis 100 psi (7 kg/cm²) aufweist, und wobei ein sekundäres Dichtmittel (80) einen Aushärtungsmodul über dem des primären Dichtmittels (82) aufweist.
Isolierglaseinheit (40) nach Anspruch 1, bei der das thermoplastische Heißschmelzmaterial 10 Gew.-% bis 90 Gew.-% des primären Dichtmittels enthält.
Isolierglaseinheit (40) nach Anspruch 1, bei der das thermoplastische Heißschmelzmaterial und das härtbare Material die gleichen sind, insbesondere jedes ein Material enthält, das ausgewählt ist aus siliciumhaltigen Urethan-Prepolymeren mit hohem Molekulargewicht und siliciumhaltigen Acrylnitril-Butadien-Copolymeren.
Isolierglaseinheit (40) nach Anspruch 1, bei der das thermoplastische Heißschmelzmaterial zumindest ein Material enthält, ausgewählt aus Polyolefinen, Polyvinylacetaten, Polyamiden, Kohlenwasserstoffen, Asphalten, Bitumen, Wachsen, Paraffinen, Rohgummi, fluorierten Gummis, Polyvinylchloriden, Polyamiden, Fluorkohlenstoffen, Polystyrolen, Celluloseharzen, Acrylen, thermoplastischen Elastomeren, Styrol-Butadien-Polymeren, Polyterpenen, Ethylen-Propylen-Terpolymeren und Mischung davon.
Isolierglaseinheit (40) nach Anspruch 1, bei der das thermoplastische Heißschmelzmaterial ein Material enthält, ausgewählt aus festem Chlor-Paraffin, Polyisobutylen, epoxydiertem Sojaöl, Ethylen-Butylacrylat, Polyolefin und Mischungen davon.
Isolierglaseinheit (40) nach Anspruch 1, bei der das thermoplastische Heißschmelzmaterial eine Mischung aus einem Epoxidmaterial, einem Acrylatmaterial und einem Polyolefinmaterial enthält.
Isolierglaseinheit (40) nach Anspruch 1, bei der das härtbare Material 5 Gew.-% bis 50 Gew.-% des primären Dichtmittels enthält.
Isolierglaseinheit (40) nach Anspruch 1, bei der das härtbare Material polymerisiert, wenn es einem Bestandteil der Atmosphäre ausgesetzt wird, wobei der Bestandteil insbesondere ein Material enthält, ausgewählt aus Sauerstoff, Wasserdampf oder Mischungen davon.
Isolierglaseinheit (40) nach Anspruch 1, bei der das härtbare Material ein Material enthält, ausgewählt aus UV-härtbaren Materialien, infrarothärtbaren Materialien, feuchtigkeitshärtbaren Materialien, sauerstoffhärtbaren Materialien, temperaturhärtbaren Materialien und Mischungen davon.
Isolierglaseinheit (40) nach Anspruch 1, bei der das härtbare Material ein Material enthält, ausgewählt aus alkoxysilanterminierten Polyurethanen, alkoxysilanterminierten Polyethern, Polydimethylsiloxanharzen, organofunktionellen Silanen und Mischungen davon.
Isolierglaseinheit (40) nach Anspruch 1, weiter enthaltend ein Additiv, ausgewählt aus Weichmachern, Füllstoffen, Pigmenten, Katalysatoren, Beschleunigern, Witterungsbeständigkeitsverbesserern und Mischungen davon.
Isolierglaseinheit (40) nach Anspruch 1, bei der das primäre Dichtmittel ein erstes Dichtmittel ist und die Einheit weiter ein zweites Dichtmittel enthält, angeordnet neben dem ersten Dichtmittel.
Isolierglaseinheit (40) nach Anspruch 12, bei der das zweite Dichtmittel ein duroplastisches Dichtmittel ist.
Isolierglaseinheit (40) nach Anspruch 12, bei der das zweite Dichtmittel ausgewählt ist aus Silicon-, Polysulfid- und Polyurethan-Dichtmitteln.
Isolierglaseinheit (40) nach Anspruch 1, bei der das sekundäre Dichtmittel (80) einen Aushärtungsmodul von mehr als 75 psi (5,3 kg/cm²) aufweist.
Isolierglaseinheit (40) nach Anspruch 1, bei der zumindest eine der Scheiben eine darauf vorgesehene Beschichtung aufweist.
Isolierglaseinheit (40) nach Anspruch 6, bei der das thermoplastische Material oder thermoplastische Heißschmelzmaterial eine Mischung aus expoxidiertem Soja-Weichmacher, Ethylen-Butylacrylat und einem Polyolefin, insbesondere amorphem Polyolefin, enthält.
Isolierglaseinheit (40) nach Anspruch 1, bei der das primäre Dichtmittel einen Beschleuniger enthält, insbesondere enthaltend ein blockiertes Aminmaterial.
Isolierglaseinheit (40) nach Anspruch 1, bei der das primäre Dichtmittel einen Klebrigmacher enthält, insbesondere enthaltend ein Holzterpentinharzester oder ausgewählt aus Holzterpentinharzestern, Kohlenwasserstoffharzen, Terpenphenolharzen und α-Methylstyrolharzen.