DE69734014T2

DE69734014T2 - Vorgeformetes flexibles laminat

Info

Publication number: DE69734014T2
Application number: DE69734014T
Authority: DE
Inventors: Lynn James BARATUCI; Ellsworth Ronald BUCHANAN; Anthony Louis FERRI; Dean Lanny RITZ
Original assignee: Truseal Technologies Inc
Current assignee: Truseal Technologies Inc
Priority date: 1996-02-27
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2017-02-27
Also published as: CA2246604A1; BR9707878A; RO118702B1; SK285171B6; CZ298210B6; ATE302107T1; ES2245791T3; WO1997031769A1; CN1216948A; JPH11508008A; PL185057B1; US6355328B1; NZ331573A; CA2246604C; RU2168414C2; EP0956186A4; KR19990087300A; UA65534C2; HUP9902688A2; PL328628A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Compositstruktur mit einem vorgeformten flexiblen Laminat, das vorteilhaft zwischen mindestens zwei durchsichtigen oder durchscheinenden Plattenelementen verwendet wird. Das vorgeformte flexible Laminat kann dazu dienen, die Platten aneinander zu befestigen, die Platten auf Abstand zu halten sowie einen Gasraum zwischen den Platten abzudichten. Genauer gesagt enthält das vorgeformte Laminat ein sich wellenförmig erstreckendes Abstandselement, ein Kernmaterial, das das Abstandselement teilweise oder vollständig einbettet sowie mindestens einen polymeren, sich von dem Kernmaterial unterscheidenden Film, welcher mindestens eine Oberfläche des Kernmaterials bedeckt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Multi-Cavity-Extrusionsdüse zur Formung des flexiblen Laminats, in welcher in einem in der Mitte gelegenen Hohlraum mit einer konvergierenden Wand und stromabgelegenen Steg das Kernmaterial auf das Abstandselement aufgetragen wird, ohne es zu verunstalten. Die Düse bringt auch nacheinander mindestens eines oder mehr Polymermaterialien an, die gleich oder verschieden wie das Kernmaterial sein können, wobei die Konfiguration des sich wellenförmig erstreckenden Abstandselements und des Kernmaterials beibehalten wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Mehrscheibenfenster (Wärme isolierend) sind erwünscht, weil sie den durch sie hindurch erfolgenden Verlust an Wärme oder Kühle vermindern. Der in Mehrscheibenfenstern verwendete Abstandshalter-Dichtungs-Streifen hat verschiedene Funktionen. Seiner Struktur nach kann er als Abstandhalter dienen (der die einzelnen Scheiben daran hindert, sich einander anzunähern) sowie als Klebstoff (der verhindert, dass sich die Scheiben abtrennen). Der Streiten kann auch den inneren Gasraum zwischen den Scheiben abdichten und trocknet den Gasraum oft aus, so dass der Taupunkt des Innengases nicht erreicht wird (was auf der Scheibe zu Kondenswasser führt), wenn sie kalten Temperaturen ausgesetzt wird.
Es ist beobachtet worden, dass sich viskoelastische Dichtungsmittel verformen, was dazu führt, dass in den Mehrscheibenaufbauten Relativebewegungen auftreten können. Eine Relativbewegung ist dann von Vorteil, wenn eine oder mehrere Scheiben einen physikalischen Stoß erleiden oder sich im Vergleich zu einer oder mehreren anderen Scheiben in unterschiedlichem Maße thermisch ausdehnen oder schrumpfen.
Es wurden unterschiedliche Abstandshalter-Dichtungsstreifen entwickelt. Weit verbreitet waren extrudierte Rohrkonstruktionen mit rechteckigem Querschnitt und gefüllt mit einem dem inneren Gasraum ausgesetzten Trockenmittel in Kombination mit einem Dichtungsmittel, um die mehreren Scheiben an den Rohrkonstruktionen mit rechteckigem Querschnitt aus Kunststoff oder Metall abzudichten und/oder zu befestigen. Die extrudierte Rohrkonstruktion muss im Allgemeinen an den Ecken geschnitten und gespleißt werden. Solche Spleiße stellen in der Dichtung im Allgemeinen Schwachstellen. dar. Ferner erhöhen getrennte Abstandshalter und Dichtungen die Komplexität und Schwierigkeit bei der genauen Positionierung der Abstandshalter und/oder Dichtungsmittel am Innenumfang der zerbrechlichen Glasscheiben.
Im US-Patent 4,431,691 wird ein einheitliches Abstandshalter/Dichtungsmittel beschrieben. Darin wird ein in ein Band aus deformierbarem Dichtungsmittel eingebetteter Abstandshalterstreifen verwendet. Der Abstandshalterstreifen und das Dichtungsmittel lassen sich ohne eine Spleißverbindung um Ecken biegen.
Die Dichtung dieses Dokuments umfasst ein sich kontinuierlich über die Länge der Einheitsdichtung erstreckendes Kernmaterial und mindestens ein sich kontinuierlich über die Länge der Einheitsdichtung erstreckendes Abstandshalterelement.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Einheitsdichtung gemäß Anspruch 1 zur Verfügung.
In einem Mehrscheibencompositfenster wird eine Einheitsdichtung (flexibles Laminat) verwendet, um den Raum zwischen zwei Scheiben zu definieren, diese zwei Scheiben zu befestigen und um den isolierenden Gasraum zwischen den mindestens zwei Scheiben abzudichten und trocken zu halten. Um ein Mehrscheibenfenster mit drei oder mehr Scheiben herzustellen, kann (können) (eine) zusätzliche Scheibe(n) und Einheitsdichtung(en) eingesetzt werden. Die Einheitsdichtung umfasst ein in Längsrichtung verlaufendes Abstandshalterelement (vorzugsweise wellenförmig verlaufend mit einer Feuchtigkeitsbarriere aus Metall), ein Kernmaterial und mindestens ein Klebematerial oder einen Klebefilm, mit welchem das Kernmaterial an die mindestens zwei Scheiben angeheftet wird. Es ist erwünscht, dass sich das Kernmaterial in seiner Zusammensetzung vom Klebematerial oder -film unterscheidet. Das Abstandhalterelement kann gebogen werden, um sich dem Umfang der beiden Scheiben anzupassen, ohne dass in dem Abstandshalterelement Diskontinuitäten auftreten.
Um ein wellenförmig sich erstreckendes Abstandshalterelement in ein Kernmaterial teilweise oder vollständig einzubetten und um mindestens ein Klebematerial oder einen Klebefilm auf eine Oberfläche des Kernmaterials aufzutragen, wird eine Multi-Cavity-Extrusionsdüse verwendet. Die Düse enthält einen Hohlraum für den Kern sowie eine Extrusionsöffnung zur Aufnahme des sich wellenförmig erstreckenden Abstandshalterelements und des Kernmaterials. Der konvergierende Winkel des Hohlraums für den Kern ist ebenso wichtig wie die Steglänge der Extrusionsöffnung, um zu verhindern, dass das (wünschenswerterweise wellenförmige) Abstandshalterelement zerbricht oder flach gepresst wird und dass das gebildete Extrudat aus dem Kernmaterial sich aufbläht oder nach dem Austritt aus der Kernextrusionsöffnung seine Gestalt ändert. Nach dem Auftragen des Kernmaterials wird durch einen oder mehrere Hohlräume für die Polymerzufuhr im Allgemeinen das Polymermaterial auf eine oder mehrere Oberflächen des Kernmaterials aufgetragen. Eine stromab angeordnete Beschichtungsöffnung mit gewünschter Steglänge bildet die fertige Form des Laminats und sorgt dafür, dass die Form des Abstandshalterelements beibehalten wird. Die mehreren Hohlräume für die Polymerzufuhr sind voneinander getrennt und können von einem einzelnen Verteilerblock beschickt werden, der seinerseits von einer einzelnen Quelle versorgt werden kann. Alternativ kann jeder Hohlraum für die Polymerzufuhr mit unterschiedlichem Polymermaterial beschickt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 Die 1–5 zeigen Querschnittsansichten der Einheitsdichtung (des Laminats).
In 1 ist das Abstandshalterelement (310) teilweise in die linke Seite des Kernmaterials (300) eingebettet. Der Klebefilm (330) ist auf drei Seiten der Dichtung (300) aufgetragen;
2 ist ähnlich, mit der Ausnahme, dass das Abstandhalterelement (410) näher in der Mitte der Dichtung (400) liegt;
3 ist ähnlich wie 2, mit der Ausnahme, dass eine neue Oberflächenschicht (540) enthalten ist, die eine Dekorschicht oder ein Barrierefilm sein kann;
4 ist ähnlich wie 2, mit der Ausnahme, dass die Klebefilme (630a) und (630b) eher zwei getrennte Filme sind, als der kontinuierliche Film (430) der 2;
5 ist ähnlich wie 2, mit der Ausnahme, dass außer dem Kernmaterial (720) ein zusätzliches Kernmaterial (740) enthalten ist;
6 ist eine längliche Querschnittsansicht der Dichtung der 3. Diese zeigt den wellenartigen Verlauf des Abstandshalters (210);
7 ist eine perspektivische Teilansicht des vorgeformten flexiblen Laminats der vorliegenden Erfindung;
In den 1–6 werden die Dichtungen mit geraden Inkrementen von 100 bezeichnet, der Abstandhalter ist mit 210, 310, 410 usw., der Kern mit 220, 320, 420 usw., der Klebefilm mit 230, 330, 430 usw., ein zusätzlicher Film mit 540 und ein zusätzliches getrenntes Kernmaterial mit 740 bezeichnet.
8 ist ein diagonal verlaufendes Querschnittsbild eines bevorzugten flexiblen Laminats;
9 ist eine längs verlaufende Querschnittsansicht eines bevorzugten flexiblen Laminats;
10 ist eine perspektivische Ansicht eines Explosionsbildes einer Multi-Cavity-Extrusionsdüse gemäß der vorliegenden Erfindung;
11 ist eine Querschnittsansicht eines Zufuhrverteilerblocks, welcher die Extrusionsdüse mit polymerem Zufuhrmaterial beliefert;
12 ist eine innere Seitenansicht der linken Düsenhälfte der vorliegenden Erfindung;
13 ist eine Ansicht der linken Düsenhälfte vom Boden aus;
14 ist eine Ansicht der linken Düsenhälfte von oben;
15 ist eine Ansicht der linken Düsenhälfte von hinten;
16 ist eine Außenansicht der linken Düsenhälfte von links;
17 ist eine Vorderansicht der linken Düsenhälfte;
18 ist ein Explosionsbild des Steg- und Öffnungsbereichs einer Multi-Cavity-Extrusionsdüse;
19 ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform einer Extrusionsdüse mit einem Außenstegeinsatz;
20 umfasst die 20A, 20B und 20C, welche Draufsichten auf die Außenstegeinsätze darstellen;
21 umfasst die 21A, 21B und 21C, welche Draufsichten auf andere Stegeinsätze darstellen.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es wird ein verbessertes vorgeformtes flexibles Laminat oder ein einheitlicher Abstandshalter. Dichtungs-Streifen offenbart, der sich aus einem Abstandshalterelement, einem Kernmaterial mit einem oder mehreren Polymermaterialien und polymeren Klebstoff(en) oder Film(en) zusammensetzt, die für die Verbindung an an die eine oder mehreren Scheiben einer Mehrscheibenisolierungseinheit sorgen. Es ist erwünscht, dass das (die) Kernmateriali(en) sich in seiner (ihrer) Zusammensetzung von der (den) Klebefilm(en) unterscheidet (unterscheiden). Der (die) Klebefilm(e) wird (werden) einzeln formuliert, um ihre Eigenschaften zu optimieren, während das Kernmaterial für einen unterschiedlichen Satz von Eigenschaften, wie z.B. den Modul, die Zugfestigkeit, die Trocknungsfähigkeit, die Wärmeleitfähigkeit und die Dampfdurchlässigkeitszahl (MVT) getrennt optimiert wird. Das Kernmaterial kann wahlweise aus einem oder mehreren unterschiedlichen Polymermaterialien bestehen (z.B. aus einem vorgeschäumten Polymermaterial und/oder einem vorgeformten nicht geschäumten Polymermaterial), um bestimmte physikalische Eigenschaften zu erlangen. In dieser Beschreibung sind Polymere als eine Spezies mit einem zahlenbezogenen mittleren Molekulargewicht über 10.000 definiert. Spezies mit niedrigerem Molekulargewicht werden als Öle, Klebrigmacher und chemische Verbindungen bezeichnet.
Es gibt industrielle Standards und Testverfahren, um die Fähigkeit von abgedichteten Isolierglaseinheiten zu bewerten und zu ermitteln, Temperaturänderungen, Druckänderungen und einer UV-Licht-Einwirkung zu widerstehen, während eine unversehrte Abdichtung beibehalten und die Bildung flüchtiger Stoffe vermieden wird, welche die inneren Glasoberflächen chemisch beschlagen können. Der National Standard of Canada CAN/CGSB-12.8-M90 ist ein brauchbarer Standard mit Testverfahren, da eine Befolgung der darin enthaltenen Tests die Fähigkeit anzeigt, ähnliche Standards in anderen Ländern zu bestehen. In CAN/CGSB-12.8-M90§3.6.3 Volatile Fogging ist das Vorkommen von durch UV-Strahlung abbaubaren organischen Materialien unerwünscht, weil dann, wenn die organischen Stoffe einen ein oder zwei Moleküle dicken Film auf dem Glaselement bilden, das mit der Kühlplatte in Berührung ist, dies dazu führen kann, dass der Standard nicht erfüllt wird. In §3.6.4, Dew Point alter Weather Cycling und §3.6.5, Dew Point after High Humidity Cycling steigert das Vorkommen von Klebrigmachern, die oft flüchtige und unter UV-Licht abbaubare Stoffe darstellen, die Leistung. In beiden Dew-Points-atter-Cycling-Tests hat der Temperaturdurchlauf Druck- und Zugkräfte auf die Dichtung zur Folge, da das Gas in dem abgedichteten Raum versucht, sich auszudehnen und sich zusammenzuziehen.
In dieser Offenbarung erlaubt die Fähigkeit zur Bildung einer zusammenhängenden Einheitsdichtung aus zwei oder mehr unterschiedlichen Zusammensetzungen dem Klebstoff oder der (den) Klebefilm(en) höhere Konzentrationen an Klebrigmachern und/oder haftfördernden Spezies (z.B. Silanen), während das (die) Kernmaterial(ien) getrennt auf den Modul, niedrige Flüchtigkeiten, niedrige Dichte usw. optimiert werden können, damit die Einheitsdichtung mehr Anforderungstests unterzogen werden kann.
Der einheitliche Abstandshalter/Dichtungs-Streifen ist ein Laminat aus mindestens drei Materialien. Er unterscheidet sich von anderen Streifen in Isolierglaseinheiten dadurch, dass der Abstandshalter (ein Feststoff), der Kern (mindestens ein viskoelastischer Stoff) und der Klebstoff oder -film (mindestens ein viskoelastischer Stoff) zu der einheitlichen Abstandshalter Abdichtung in einer weiter unten beschriebenen Multiple-Cavity-Extrusionsdüse verschmolzen werden. Es ist erwünscht, dass die Einheitsdichtung eine Breite und Dicke von ca. 0,1 bis ca. 1,25 Zoll aufweist, mehr erwünscht von ca. 0,2 bis ca. 1,00 Zoll. Sie kann auch als ein Band bezeichnet werden. In ihrer Breitenausdehnung erstreckt sie sich zwischen den zwei Plattenelementen. Das Band weist vorzugsweise zwei gegenüberliegende Klebeflächen auf, so dass das Band an ein oder eventuell beide Plattenelemente angeklebt werden kann. Vor seiner Anbringung an einer Platte kann das Band über den Klebeflächen eine oder mehrere entfernbare Film(e) aufweisen, um während des Transports zu verhindern, dass die Bänder selbst aneinander haften bleiben. Das integrierte Abstandselement wird verformt, so dass es zu der Peripherie der Platte passt, ohne dass sich seine Breite um einen wesentlichen Betrag verändert.
Die Einheitsdichtung unterscheidet sich von Dichtungen im Bauwesen, in Motoren, in hydraulischen Anlagen usw. dadurch, dass sie ca. 5 bis ca. 50 Gew.-%, mnehr bevorzugt ca. 8 bis ca. 15 Gew.-% Trockenmittel enthält.
Das Herstellungsverfahren für den (die) Abstandshalter/Dichtung der vorliegenden Erfindung vermeidet viele Probleme, die bei aus viskoelastischen Materialien (z.B. Polymerströmen) gebildeten Laminaten vorauszusehen sind. Beispielsweise würde die Gleichmäßigkeit des Querschnitts eines durch das Zusammenfügen verschiedener Polymerströme (geformt oder nicht geformt) außerhalb einer Düse hergestellten Laminats schwer zu kontrollieren sein. Der zur kohäsiven Bindung der unterschiedlichen Ströme angelegte Druck müsste inhärent niedriger sein als der Verformungsdruck des nachgiebigsten Polymerstroms. Ferner ist davon auszugehen, dass das Haftvermögen der Polymerströme (zur Bildung einer zusammen-hängenden einheitlichen Abstandshalter/Dichtung erwünscht) ein Ankleben des Streifens an der Formungs-/Laminierungs-Ausrüstung verursachen würde.
Das Kernmaterial umfasst mindestens eine Zusammensetzung, falls mehrere Zusammensetzungen vorliegen sind diese miteinander verklebt. Es ist erwünscht, dass sich das Kernmaterial in seiner Zusammensetzung von dem Klebefilm und dem Abstandshalter unterscheidet. Vorzugsweise bildet das (die) Kernmateriali(en) ca. 50 bis ca. 99 Vol.-% der Einheitsdichtung, mehr bevorzugt ca. 60 bis ca. 98 Vol.-% der Einheitsdichtung. Wenn im Folgenden auf die Zusammensetzung von Mehrfachfilmen oder Mehrfachkernmaterial Bezug genommen wird, sind die verglichenen Werte, wenn nicht ein einzelnes Material verwendet wird, mittlere Gewichtswerte für alle Kernmaterialien und alle Materialien für die Klebefilme.
Im Durchschnitt weisen das (die) (Kernmaterial(ien) mehr Füllmittel in Gewichtsprozent auf als der Klebefilm. Vorzugsweise enthält das (die) (Kernmaterial(ien) ca. 25 bis ca. 28 Gew.-% Füllmittel, mehr bevorzugt ca. 40 bis ca. 75 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des (der) Kernmaterial(ien). Vorzugsweise enthält das Klebematerial oder der (die) Film(e) ca. 5 bis ca. 50 Gew.-% Füllmittel und mehr bevorzugt ca. 10 bis ca. 35 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des (der) Klebefilm(s)(e). Da Füllmittel die Haftfähigkeit herabsetzen können, liegen sie in der (den) Klebefilm(en) vorzugsweise in niedrigerer Konzentration vor. Füllmittel können die Rheologie der Polymerzusammensetzungen verändern und UV-Schutz gewähren. Vorzugsweise verfügt das (die) Kernmaterial(ien) im Durchschnitt über mindestens 5 oder 10 Gew.-% und mehr bevorzugt über mindestens 20 Gew.-% mehr Füllmittel als der Klebefilm.
Vorzugsweise weist der Klebefilm im Durchschnitt mehr Klebrigmacher in Gew.-% auf als das Kernmaterial. Vorzugsweise enthält (enthalten) der (die) Klebefilm(e) ca. 2 bis ca. 50 Gew.-% Klebrigmacher (d.h. Harz) und mehr bevorzugt ca. 5 oder 10 bis ca. 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht an Klebefilm(en). Vorzugsweise verfügt das (die) Kernmaterial(ien) über weniger als 20, und mehr bevorzugt über weniger als 15 Gew.-% Klebrigmacher, bezogen auf das Gesamtgewicht an Kernmaterial(ien). Mehr bevorzugt verfügt die Klebefolie im Mittel über mindestens 2, 5 oder 10 Gew.-% mehr Klebrigmacher als das Kernmaterial und am meisten bevorzugt über mindestens 15 oder 20 Gew.-% mehr Klebrigmacher als das (die) Kernmaterial(ien). Es ist erwünscht, dass sich, wie weiter unten beschrieben, die mittleren gewichtsprozentualen Mengen an Trockenmittel und Glashaftungspromotor im Kern und dem Klebefilm ebenfalls unterscheiden.
Das Trockenmittel wird verwendet, um den inneren Gasraum bis unter die angegebenen Taupunkte zu trocknen. Es ist erwünscht, dass das (die) Trockenmittel im Kernmaterial im Durchschnitt mit einem größeren gewichtsprozentualen Anteil vorliegt (vorliegen) als der Klebefilm. Trockenmittel können in dem (den) Kernmaterial(ien) in Mengen von ca. 5 bis ca. 50 Gew.-%, mehr erwünscht in Mengen von ca. 8 bis ca. 10 Gew.-%, vorliegen. Trockenmittel können in dem (den) Klebefilm(en) in Mengen von ca. 0 bis ca. 12 Gew.-%, mehr erwünscht in Mengen von ca. 0 bis ca. 8 Gew.-%, vorliegen. Es ist erwünscht, dass die gewichtsprozentuale Konzentration des (der) Trockenmittel in dem (den) Kernmaterial(ien) mindestens 2, 5 oder 10 Gew.-% größer ist als in dem (den) Klebefilm(en) und am meisten erwünscht um mindestens 15 Gew.-% größer. Da das Trockenmittel benutzt wird, um den inneren Gasraum zu trocknen, ist es erwünscht, dass mindestens ein Teil (z.B. mindestens 20, 30, 40, 50 oder 60 Volumenprozent) des Kernmaterials zwischen dem inneren Gasraum und dem mindestens einen länglichen Abstandselement der Isoliereinheit untergebracht ist. Es ist erwünscht, dass die Einheitsdichtung so ausgebildet ist, dass dieser Teil des Kernmaterials so angeordnet ist. Bevorzugtes Trockenmittel ist ein Molekularsieb. Andere Trockenmittel sind andere Zeolithe, Silicagel, Calciumoxid, Calciumsulfat und aktiviertes Aluminium.
Es ist erwünscht, dass der (die) Klebefilm(e) auf gewichtsprozentualer Basis über mehr Glashaftungspromotoren (z.B. Silane wie Vinyltriethoxysilan) verfügt (verfügen) als das Kernmaterial und über weniger Trocken- und Füllmittel als das (die) Kernmaterial(ien). Es ist erwünscht, dass der (die) Klebefilm(e) im Mittel ca. 0,25 bis ca. 2 Gew.-% Silane (z.B. Kopplungsmittel) und mehr erwünscht ca. 0,5 bis ca. 1,5 Gew.-% aufweisen. Es ist erwünscht, dass das (die) Kernmaterial(ien) über mehr als 1 Gew.-% Silane und mehr erwünscht über weniger als 0,75 Gew.-% verfügen. Es ist erwünscht, dass der gewichtsprozentuale Anteil des Silans in dem (den) Klebefilm(en) mindestens 0,25 Gew.-% und mehr erwünscht 0,5 Gew.-% höher ist als in dem (den) Kernmaterial(ien).
Das Kernmaterial umfasst mindestens eine Zusammensetzung, falls mehrere Zusammensetzungen vorliegen sind diese miteinander verklebt, die verformbar ist, so dass während des Zusammenbaus der Mehrscheiben-Isoliereinheit sich die Breite der Einheitsdichtung (senkrecht zu den Platten) auf etwa die Breite des Abstandselements zusammenpressen lässt, während sie nahe der Peripherie der Platten eine zusammenhängende Abdichtung bildet. Ein Teil des Kernmaterials kann aus einem vorgeformten Schaum (z.B. Polymerschaum wie Urethanschaum oder geschäumte Polymere wie Poly(vinyl)chlorid), einem Polyethylen von hoher oder niedriger Dichte, einem mit Kautschuk modifizierten Polystyrol oder einem mit Polyethylen modifizierten Polystyrol bestehen. Der Rest des Kerns und oft der gesamte Kern ist ein zusammengesetztes, im Wesentlichen amorphes Polymer. Obwohl wegen ihrer geringen MVT Polymere auf Basis von Isobutylen, wie Polyisobutylen und Butylkautschuk, bevorzugt sind, können stattdessen oder zusätzlich zu Polymeren auf Basis von Isobutylen andere Polymere eingesetzt werden. Polymere auf Basis von Isobutylen werden definiert als Polymere mit mindestens 80 Mol-% sich wiederholender Einheiten aus Isobutylen. Beispiele für andere Polymere sind ein Ethylen-Propylen-Polymer, ein Ethylen-Propylen-Dien-Polymer (EPDM), Ethylen-Vinylacetat, acrylischer Kautschuk, Neopren-Kautschuk, chlorosulfoniertes Polyethylen, Urethan, Epoxy, natürlicher Kautschuk, ein Polymer aus konjugierten Dienen wie synthetisches Polyisopren-Polybutadien, Nitril-Kautschuk oder Styrol-Butadien-Kautschuk und amorphe Polyolefine (z.B. das Homopolymer oder Copolymer des Propens zusammen mit anderen Monoolefinen und Diolefinen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen und weniger als 20 Gew.-% Kristallinität als Polymere, welche nicht EPDM und ein Ethylen-Propylen-Polymer sind). Es ist erwünscht, dass die Polyisobutylene ein zahlenbezogenes mittleres Molekulargewicht von ca. 2000 bis 1.400.000 oder darüber und mehr erwünscht von 10.000 bis 500.000 aufweisen. Es ist erwünscht, dass die Polyisobutylene Polymere aus im Wesentlichen Isobutylen mit Initiatorfragmenten und/oder Kettentransfer- oder Kettenabbruchfragmenten bestehen. Butylkautschuk ist ein Polymer mit ca. 80 bis ca. 98 oder 99 Gew.-% Isobutylen und ca. 1 bis ca. 20 Gew.-% anderen Monomeren wie Diene mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen (z.B. Isopren) und/oder aromatische Vinylmonomere mit 8 bis 16 Kohlenstoffatomen wie Styrol, para-Methylstyrol usw.. Falls para-Methylstyrol ein Comonomer ist, ist es erwünscht, dass das Polymer halogeniert (z.B. bromiert) ist. Es ist erwünscht, dass der Butylkautschuk ein zahlenbezogenes mittleres Molekulargewicht von ca. 250.000 bis 600.000 und mehr erwünscht von ca. 350.000 bis ca. 450.000 hat. Es ist erwünscht, dass die anderen Polymere zahlenbezogene mittlere Molekulargewichte von ca. 10.000 bis 1.000.000 oder 2.000.000 haben. Es ist erwünscht, dass die amorphen Polyalphaolefine ein zahlenbezogenes mittleres Molekulargewicht von ca. 10.000 bis ca. 40.000 und mehr erwünscht von ca. 10.000 bis ca. 25.000 haben. Falls im Kern Butylkautschuk vorkommt, ist es erwünscht, dass er ca. 5 bis ca. 70 Gew.-% des Polymers ausmacht. Amorphe Polyalphaolefine werden oft zusammen mit Polyisobutylen und/oder Butylkautschuk eingesetzt. Es ist erwünscht, dass das Gewichtsverhältnis der amorphen Polyalphaolefine zu Polyisobutylen und/oder Butylkautschuk 1:8 bis 8:1 beträgt, mehr erwünscht 1:4 bis 4:1.
Wahlweise kann der Kern thermoplastische Elastomere wie Blockcopolymere aus Styrol-Butadien wie Kraton^TM oder durch dynamische Vulkanisation von einem oder mehreren Katschuks, während sie in einem oder mehreren thermoplastischern Polymeren dispergiert sind, enthalten. Diese können von Advanced Elastomer Systems in Akron, Ohio bezogen werden. Im Kern können Materialien mit niedriger Wärmeleitfähigkeit wie Schäume verwendet werden, um die Gesamtwärmeleitfähigkeit der Einheitsdichtung zu senken. Es ist erwünscht, dass die Wärmeleitfähigkeit des (der) Kernmaterials (Kernmaterialien) mindestens 20%, mehr erwünscht mindestens 20, 30, oder 50 Prozent niedriger ist als für die Klebefilm(e). Sie kann nach ASTM C177-85 gemessen werden.
Die Polymer(e) des Kernmaterials (der Kernmaterialien) und des Klebematerials (der Klebematerialien) oder -film(e) haben eine Glasübergangstemperatur (Tg). Die Tg ist die Temperatur, bei welcher das Polymer vom glasigen Zustand in den kautschukartigen Zustand übergeht. Sie lässt sich mittels Differential-Scanning-Kalometrie und/oder dynamischer mechanischer Analyse messen. Miteinander kompatible Polymere und organische Verbindungen (Kohlenwasserstoffharze) können die Tg eines Polymers verschieben, wenn sie darin vermischt sind. Die Steifigkeit nimmt beim Übergang vom glasartigen in den kautschukartigen Zustand ab. Es ist in dieser Anmeldung erwünscht, dass die Glasübergangstemperatur (d.h. der primäre Glasübergang, der mit mindestens 50 Vol.-% des Polymers assoziiert ist) sich zwischen dem (den) Kernmaterial(ien) und dem (den) Klebefilm(en) um mindestens 5°, 10° oder 20°C unterscheidet. Die Tg kann sowohl in dem (den) Klebefilm(en) als auch in dem (den) Kernmaterial(ien) höher liegen. Es ist erwünscht, dass die Tg des Klebefilms zwischen ca. 20°C bis ca. –60°C liegt und mehr erwünscht zwischen ca. 0°C und –30°C. Es ist erwünscht, dass die Tg des (der) Kernmaterials (Kernmaterialien) zwischen ca. 100°C bis ca. –60°C liegt und mehr erwünscht zwischen ca. 60°C und ca. –30°C.
Eine bevorzugte Zusammensetzung für das (die) Kernmaterial(ien) weist ca. 5 bis ca. 15 Gew.-% Polymere auf Basis von Isobutylen, ca. 5 bis ca. 15 Gew.-% amorphes Polyalphaolefin, ca. 5 bis ca. 15 Gew.-% Kohlenwasserstoffharz, ca. 25 bis ca. 75 Gew.-% Ruß oder andere Füllstoffe und ca. 10 bis ca. 30 Gew.-% Weichmacher auf.
Gemischkomponenten für das Kernmaterial und den Klebefilm sind Füllstoffe, Antioxidantien, Kohlenwasserstoffharze, Atiozonisierungsmittel, Weichmacher, Klebrigmacher (z.B. Klebrigmacherharze), Glashaftpromotoren, Trockenmittel usw.. Ruß ist ein bevorzugter Füllstoff, da er eine gewisse Verstärkerwirkung ausübt und sehr wirksam beim Schutz des Polymers der Dichtung gegen UV-Strahlung ist. Talk, TiO₂, und Hohlglaskügelchen sind andere bevorzugte Füllstoffe. Von Hohlglaskügelchen ist zu erwarten, dass sie die Dichte und Wärmeleitfähigkeit der Einheitsdichtung herabsetzen.
Da flüchtige Materialien auf den Oberflächen der Platten kondensieren können was zu einem chemischen Niederschlag oder Kondensat (Beschlagen) führen kann, ist es erwünscht, dass die Komponenten des Gemischs über eine geringe Flüchtigkeit verfügen oder, falls flüchtige oder verflüchtigbare Komponenten eingesetzt werden, diese in der Einheitsdichtung von dem inneren Gasraum entfernt angeordnet werden, um die Möglichkeit eines Beschlagens möglichst klein zu halten. Es ist erwünscht, dass flüchtige Klebrigmacher und Glashaftmittel im Kern in geringeren Konzentrationen und in dem Haftmaterial oder dem Film in größeren Konzentrationen vorkommen. Durch Bauweisen mit abwechselnden Einheitsdichtungen kann die Film in beschränktem Maße dem inneren Gasraum ausgesetzt sein.
Die primäre Funktion des Klebematerials oder -films ist die Anheftung und die sekundäre Funktion besteht darin, an der Schnittstelle zwischen dem Abstandshalter und den durchsichtigen oder durchscheinenden Platten als eine Feuchtigkeits-Dampf-Barriere zu wirken. Eine bevorzugte Zusammensetzung für (einen) Klebefilm(e) umfasst ca. 15 bis ca. 30 Gew.-% Polymer auf Basis von Isobutylen, ca. 15 bis ca. 30 Gew.-% Kohlenwasserstoffkautschuk, ca. 15 bis ca. 25 Gew.-% Weichmacher, ca. 15 bis ca. 35 Gew.-% Ruß oder andere Füllstoffe und wahlweise einen Haftungspromotor für Silan.
Das Klebematerial oder der Klebefilm (z.B. eine Beschichtung) der Einheitsdichtung kann vorkommen auf 1) nur Teilen der Kernoberfläche, welche ausreichen, um die erste und zweite Platte (Scheibe) miteinander zu verkleben, 2) den ganzen Oberflächen, die mit der ersten und zweiten Platte in Kontakt kommen oder 3) es kann das Kernmaterial teilweise oder vollständig umgeben (wie in den Figuren gezeigt). Somit ist das Klebematerial oder der Film mindestens ein Film oder ist in einigen bevorzugten Ausführungsformen mindestens zwei Filme mit gleicher oder unterschiedlicher Zusammensetzung (z.B. mit einer, die mit der ersten Platte in Kontakt ist und einer anderen, die mit der zweiten Platte in Kontakt ist). Das Klebematerial oder der Klebefilm ist im Allgemeinen eine gemischte Polymerzusammensetzung, die sich während der Herstellung der Einheitsdichtung umpumpen lässt. Für einige Anwendungen kann es erwünscht sein, dass sowohl der (die) Klebefilm(e) als auch das (die) Kernmaterial(ien) härtbar sind. Für diese Zwecke ist härtbar definiert als ein Verbinden von Polymeren, das zu einer Zunahme des Zug-E-Moduls nach dem Härten um mindestens 5, 10, oder 15% führt.
Die Polymere des Klebematerials oder des Films sind die gleichen Polymere, wie sie für das Kernmaterial beschrieben worden sind. Es ist erwünscht, dass die Polymere im Kern im Vergleich mit dem Klebefilm mit unterschiedlichen Prozentsätzen eingesetzt werden. Es ist erwünscht, dass die Polymere auf Basis von Isobutylen vorzugsweise mit mindestens 20 oder 25 Gew.-%, mehr erwünscht mit mindestens 50 Gew.-% und vorzugsweise mit mindestens 90 Gew.-% der gesamten Polymere für diesen Klebefilm vorliegen.
Es ist erwünscht, dass der Klebefilm 0,001 Zoll (25 μm) Dicke bis ca. 50 Vol.-% der Einheitsdichtung sein kann, mehr erwünscht ca. 1 oder 2 bis ca. 40 Vol.-%. Es ist mehr erwünscht, dass der Klebefilm 0,002 Zoll bis ca. 0,200 Zoll (0,051 mm bis 5,08 mm) und vorzugsweise ca. 0,010 bis ca. 0,100 dick (0,254 mm bis 2,54 mm) ist. Mindestens ein Klebefilm aus der Einheitsdichtung muss in Kontakt mit der ersten Platte sein und die gleiche oder eine andere Klebefolie aus der Einheitsdichtung muss in Kontakt mit der zweiten Platte der Isoliereinheit sein. Wegen des Bildungsverfahrens (Coextrusion) für den Klebefilm kann der Klebefilm in seiner Dicke variieren, wenn die Einheitsdichtung im Querschnitt geschnitten wird.
Es ist erwünscht, dass der Klebefilm in der Isoliereinheit in nicht quervernetztem Zustand bleibt, aber wahlweise wird ein Teil des oder der gesamte Klebefilm unter den Bedingungen, bei denen das Kernmaterial nicht aushärtet, quervernetzt oder gehärtet. Die Vorliebe gegen eine Quervernetzung beruht darauf, dass während einer Quervernetzung flüchtige Stoffe erzeugt werden, die während der Benutzung einen chemisches Beschlag oder ein Kondensat auf den Platten (Beschlagen) wie in §3.6.3 von CAN/CGSB-12.8 verursachen können. Falls die Bildung flüchtiger Stoffe vermieden oder diese von dem inneren Gasraum ferngehalten werden könnten, wäre die Vorliebe weniger groß. Die polymere Folie kann aus zwei oder mehreren Klebefilmen bestehen, ja sogar bis zu zwei benachbarten, parallelen, in ihrer Zusammensetzung sich unterscheidenden Filmen, die an der gleichen ersten und zweiten Platte kleben.
Während der Extrusion der Einheitsdichtung oder nach der Bildung der Einheitsdichtung kann eine Dekorverkleidung (Sichtblende) aufgetragen werden. Dekorverkleidungen werden öfter auf der Innenseite der Einheitsdichtung neben dem abgedichteten Gasraum (d.h. parallel zum Abstandshalterelement) verwendet. Die Verkleidung kann auf der Rückseite der Einheitsdichtung (180° weg) verwendet werden. Falls sich diese Verkleidung auf der Innenfläche der Dichtung befindet, kann sie oft von der Innenseite des zusammengebauten Fensters aus gesehen werden und kann dazu verwendet werden, die Farbe oder das Aussehen der Einheitsdichtung zu verändern. Falls die Verkleidung nach der Extrusion der Dichtung aufgetragen wird, wird die Verkleidung zweckmäßig als nicht zur Einheitsdichtung gehörig definiert. Falls die Verkleidung koextrudiert wird und im Hinblick auf die Zusammensetzung äquivalent zum Klebefilm und mit diesem kontinuierlich ist, wird sie als Teil der Klebefolie(n) bezeichnet. Sonst wird sie als Teil des Kernmaterials bezeichnet.
Auf der gleichen Innenfläche der Einheitsdichtung kann, wie oben für die Dekorverkleidung beschrieben, eine Barrierefolie vorkommen. Falls die Barrierefolie eine geeignete Farbe aufweist, kann sie sowohl als Barrierefolie als auch als Dekorverkleidung dienen. Es ist erwünscht, dass eine Barrierefolie die Diffusion von flüchtigen oder verflüchtigbaren chemischen Verbindungen aus der Einheitsdichtung in den abgedichteten Raum zwischen den beiden Platten im CAN/CGSB-12.8-M90§3.6.3-Volatile-Fogging-Test verhindert. Um dieses Ergebnis zu erzielen, sollte die Barrierefolie zwischen den beiden Platten im Wesentlichen kontinuierlich sein (sich über beide Platten erstrecken und mit ihnen in Kontakt stehen) und um die gesamte Peripherie des abgedichteten Raumes herum verlaufen. Ferner sollte die Barrierefolie in ihrer Zusammensetzung einen niedrigen Gehalt an flüchtigen chemischen Stoffen oder Verbindungen aufweisen, welche flüchtige Stoffe abgeben, wenn sie UV-Strahlung ausgesetzt sind. Der niedrige Gehalt ist geringer als die mittleren Konzentrationen, die sich in dem (den) Klebefilm(en) und/oder dem (den) Kernmaterial(ien) befinden oder von diesen freigesetzt werden. Falls ein Füllstoff eingesetzt wird, ist erwünscht, dass dieser ein plättchenförmiger Füllstoff mit Barriereeigenschaften, wie z.B. Talk, ist. Es ist erwünscht, dass die Polymere, die mindestens 20 oder 25 Gew.-%, mehr erwünscht mindestens 50 Gew.-% und vorzugsweise mindestens 90 Gew.-% der Barrierefolie ausmachen Butylkatschuk oder Polyisobutylen oder EPDM-Kautschuk oder andere amorphe Polyolefine oder Kombinationen derselben sind. In ihrer Zusammensetzung stehen die Barrierefolien dem (den) Kernmaterial(ien) näher.
Es ist erwünscht, dass das Abstandshalterelement dazu befähigt ist, senkrechten Drücken zu widerstehen, die auf mindestens eine Ebene ausgeübt werden, die senkrecht auf einer Ebene steht, in welcher die längs verlaufenden Bereiche des Abstandshalters liegen (z.B. Kräfte senkrecht zu den Ebenen, die von den Plattenelementen gebildet werden), und im Allgemeinen den kleinsten Trennungsabstand zwischen einem ersten und zweiten Plattenelement bestimmt und den Feuchtigkeits-Dampfdurchtritt (MVT) über einen wesentlichen Abschnitt (Hauptabschnitt) der Einheitsdichtung blockiert. Der Kern und/oder der Klebefilm erstrecken sich im Allgemeinen über das Abstandselement in der einen Ebene um ein ausreichendes Stück hinaus, so dass sich beim Anlegen eines Druckes der Klebefilm und wahlweise das Kernmaterial leicht verformen, um so eine kontinuierliche dichtende Schnittstelle mit den beiden Platten zu bilden, sich jedoch nicht so weit verformen (wegen des Abstandshalters und der viskoelastischen Eigenschaften der anderen Komponenten), dass die Form der Einheitsdichtung zerstört wird. Es ist davon auszugehen, dass in den meisten Fällen die viskoelastische Natur des Klebefilms und des Kernmaterials zu einem Raum zwischen den Enden des Abstandshalterelements und einer jeweiligen Platte von ca. 0,001 Zoll bis ca. 0,03 Zoll führt. Es ist erwünscht, dass es wegen des nahe der Oberkante und dem Boden des Abstandselements eingefangenen viskoelastischen Materials einen Raum von ca. 0,01 Zoll gibt.
Ein Abstandselement aus Metall weist im Allgemeinen einen niedrigeren Feuchtigkeits-Dampf-Durchtritt (MVT) auf als eines aus Kunststoff. Die Breite des Abstandshalterelements wird senkrecht zu den Plattenelementen gemessen. Das Abstandshalterelement weist seine größte Steifheit über seine Breitenausdehnung auf. Quer zu seiner Höhenausdehnung ist der Abstandshalter relativ flexibel, wodurch er sich biegen lässt, um sich an die Peripherie der Plattenelemente anzupassen. Das bevorzugte Abstandshalterelement lässt sich quer (senkrecht) zu seiner Breite um einen Winkel von 1° oder 2° bis l50° verbiegen, ohne dass sich die Breite des Abstandshalterelements um mehr als ein Zehntel eines Prozents verändert und nur eine Wand des Abstandshalterelements verformt wird. Ein bevorzugtes Abstandshalterelement ist ein Streifen aus Kunststoff, Metall oder gehärtetem Kautschuk oder ein Laminat aus Kunststoff und Metall oder Papier (Cellulose) und Metall oder gehärtetem Kautschuk und Metall. Abstandshalterelemente, die sich wellenförmig (sinusförmig) längs ihrer Länge erstrecken sind wegen ihrer zusätzlichen Steifigkeit erwünscht. Die Lehre des US-Patents 0,431,691 wird in Bezug auf einen verbiegbaren Abstandshalterstreifen und seiner Wechselwirkung mit einer verformbaren Dichtung und Compositstrukturen hiermit als Referenz eingeführt.
Das Abstandshalterelement kann ca. 0,1 bis ca. 10% des Volumens der Einheitsdichtung ausmachen. Es ist erwünscht, dass das Abstandshalterelement zu einem Raum zwischen den Scheiben von ca. 0,1 bis ca. 1 Zoll, mehr erwünscht ca. 0,15 bis ca. 0,75 Zoll, führt (0,25–2,54 cm; 0,38–1,91 cm) führt. Es ist erwünscht, dass sich die Gesamtdicke des Abstandshalterelements (nicht zu zählen der Wellenverlauf, oder wie zuvor gemessen, ist es wellenförmig) auf ca. ein Zehntel oder weniger, mehr erwünscht auf ein Hundertstel oder weniger und vorzugsweise auf ein Tausendstel oder weniger von der Breite beläuft. Es ist z.B. erwünscht, dass Abstandshalterelemente aus Metall 0,001 bis 0,01 Zoll dick sind, während es mehr erwünscht ist, dass Abstandshalterelemente aus Kunststoff eine Dicke von 0,015 Zoll oder mehr aufweisen. Es ist erwünscht, dass bei Abstandshalterelementen aus Metall (mit größerer Wärmedurchlässigkeit als die meisten Polymere) der Querschnitt für die Wärmedurchlässigkeit klein gehalten wird.
Es ist erwünscht, dass das erste und zweite durchsichtige oder durchscheinende Plattenelement eine Scheibe aus Glas oder Kunststoff zur Verwendung in Fenstern ist. Sie können auch Verglasungsscheiben genannt werden. Wegen seiner niedrigen Durchlässigkeit für Feuchtigkeit/Dampf ist Glas bevorzugt, wodurch sich im inneren Gasraum ein niedriger Taupunkt über eine längere Standzeit aufrechterhalten lässt. Die Einheitsdichtung kann auch bei Platten verwendet werden, welche kein Licht hindurch lassen. Obwohl mindestens zwei Plattenelemente (Scheiben) benötigt werden, um einen abgedichteten isolierenden Gasraum zu definieren, können zusätzliche Platten oder andere Materialien enthalten sein, was zu zwei oder mehr isolierenden Gasräumen führt. Es ist erwünscht, dass die Plattenelemente einander gegenüber liegen, parallel sind und die gleiche Größe und Gestalt aufweisen.
Glaselemente sind einfaches Glas, beschichtete Glasscheiben, getempertes Glas und Glas mit niedrigem Emissionsvermögen (E), das auf einer oder mehr Oberflächen mit verschiedenen Metalloxiden behandelt worden ist. Typische Beschichtungen für E-Glas sind Schichten aus Iridiumoxid und/oder elementarem Silber und wahlweise Schichten aus Zinkoxid und/oder Titanoxid. Im Allgemeinen variieren die Glasdicken von ca. 0,080 bis ca. 0,25 Zoll (ca. 0,20 bis ca. 0,64 cm), obwohl das Glas für spezielle Anwendungen dünner oder dicker sein kann. Wegen ihrer höheren Feuchtigkeits/Dampf-Durchlässigkeit und ihres geringeren Gewichts sind Polymer-(Kunststoff)-Scheiben als Zwischenschichten in Isolierfenstern mit drei oder mehr Elementen bevorzugt. Diese Mehrscheibenfenster können zwischen allen Plattenelementen Dichtungen aufweisen oder sie können Platten aufweisen, die zwischen zwei anderen Plattenelementen angeordnet sind, die über eine einzige Dichtung miteinander verbunden sind. Die Platten können Spiegel-, Reflexions- oder Tönungsschichten auf einer oder mehr Oberflächen aufweisen, oder sie können innen getönt sein.
Zwischen den durchsichtigen oder durchscheinenden Plattenelementen gibt es einen Raum, der durch die Platten und die Dichtung definiert wird, wobei erwünscht ist, dass die Dichtung so nahe an die Peripherie der Plattenelemente zu liegen kommt wie dies machbar ist und physikalisch mit den einander gegenüber liegenden Oberflächen in Kontakt steht. Obwohl in dem Raum ein Vakuum für eine bessere Isolierung sorgen würde, befindet sich in dem Raum gewöhnlich ein Isoliergas wie Luft, Argon, Schwefelhexafluorid oder Kombinationen derselben. Es ist erwünscht, dass der Raum zwischen den Platten eine niedrige Feuchtigkeit aufweist, so dass der Taupunkt des Gases in dem inneren Raum unter –30°F liegt, mehr erwünscht unter –60°F (unter –34°C und unter –51°C). Der Gasraum, der deutlich weniger wärmeleitfähig als Glas oder Metall ist, sorgt für eine thermische Isolierung.
Die Fähigkeit, Tests mit Temperaturdurchläufen wie CAN/CGSB-12.8-M90 §4.3.4 und §4.3.5 zu bestehen, ist ein Hinweise dafür, dass in einem zusammengebauten Fenster die Unversehrtheit der Dichtung über Jahre erhalten bleibt. In diesen Tests und beim aktuellen Einsatz wird durch Erhitzen oder Abkühlen der Isolierglaseinheiten ein genügender Druck über und unter einer Atmosphäre erzeugt. Um den Bedarf nach in der Zusammensetzung unterschiedlichem Kernmaterial und Klebefilm zu zeigen, wurden zwei einheitliche Streifen mit sich wellenförmig erstreckenden Abstandshaltern aus Aluminium hergestellt, wobei der erste lediglich ein wünschenswertes Kernmaterial (d.h. mit einem niedrigen Gehalt an flüchtigen Stoffen um §4.3.3 zu bestehen) und der zweite zusätzlich zu dem Kernmaterial einen sich in der Zusammensetzung unterscheidenden Klebefilm aufwies. Beide wurden in Tests mit Temperaturdurchläufen getestet, wo die Isolierglaseinheiten in Wasser eingetaucht wurden so dass undichte Stellen in der Dichtung durch Wasser im Innenraum angezeigt wurden. Die Einheitsdichtung ohne Klebstoff versagte innerhalb von 10 bis 15 Durchläufen, während die nahezu identische Dichtung mit einem Klebefilm mindestens 1,25, 1,5, 1,75, 2,0, 3,0, 4,0, 5,0,7,5 oder 10 Mal mehr Durchläufe ohne Dichtungsschaden überstand.
Die Steifigkeit von sowohl dem Kernmaterial als auch des Klebefilms ist wichtig für die Dauerhaftigkeit der zusammengebauten Isolierglaseinheit. Ein höherer Modul im Kernmaterial als in der Klebefolie würde die nötige Steifheit senkrecht zu den Glasoberflächen beeinflussen und das (die) Abstandshalterelement(e) weiter verstärken. Alternativ würde ein niedrigerer Modul im Kernmaterial als in der Klebefolie das System flexibler machen, was die Benetzungseigenschaften erhöhen und ferner die Konzentration der Belastung an der Schnittstelle Glas-Folie im Vergleich mit einem Kern mit höherem Modul und der gleichen Klebeschicht herabsetzen würde. Es ist erwünscht, dass der Unterschied zwischen dem Modul der Klebefolie und dem Kernmaterial 10 Prozent oder mehr beträgt, wobei er je nach der Ausführungsform noch größer sein kann. Die Moduln für diese Kennzeichnung werden mittels dynamischer mechanischer Analyse bei 40°C oder darüber bestimmt. Liegen Mehrfachkernmaterialien oder -klebefilm(e) vor, müssen sich alle Moduln im Kernmaterial von allen Moduln im Klebefilm um den angegebenen Mindestbetrag unterscheiden.
Die Einheitsdichtung findet bei der Herstellung von Isolierplattenelementen für Wohnungs-, Geschäfts- und Industriebauten Verwendung. Oft werden die Mehrplattenelemente und der mindestens eine dazwischen liegende Dichtungsstreifen an einem zentral gelegenen Ort zusammengebaut und dorthin transportiert (entweder wie sie sind oder in ein Schiebefenster eingebaut), wo sie eingebaut werden. Mit der Einheitsdichtung dieser Erfindung könnte eine Isolierstruktur aus einem Mehrfachplattenelement am Ort der Installation zusammengebaut oder verändert werden (z.B. wenn eine oder mehrere Platten ersetzt werden).
Die zur Herstellung des vorgeformten flexiblen Laminats oder Einheits-Abstandselement-Dichtungsstreifens der vorliegenden Erfindung verwendete Düse ist in 10 dargestellt. Eine im Allgemeinen mit der Nummer 100 angezeigte integrale Multi-Cavity-Extrusionsdüse (Spalt) verfügt über eine linke Hälfte 110A und eine rechte Hälfte 110B, welche durch Verwendung von Passstiften 111 und nicht gezeigten dazu passenden Aussparungen in der verbleibenden Düsenhälfte passend ineinander greifen. Die Düsenhälften 110A und 110B enthalten verschiedene Hohlräume, damit ein Beschickungsstrom aus dem Kernmaterial ein sich wellenförmig erstreckendes Abstandshalterelement 210 teilweise oder vollständig einbetten kann und ein oder mehrere Beschickungsströme aus Polymermaterial aufgetragen werden können, um, wie oben genauer beschrieben, vorher ausgesuchte Oberflächen des Kernmaterials zu beschichten. Die Multi-Cavity-Extrusionsdüse weist am Boden einen Verteilerblock 140 mit mehreren Öffnungen, einen Beschickungsblock 150 für die linke Seite und einen Beschickungsblock 160 für die rechte Seite auf, die alle auf jede herkömmliche Art und Weise an den Düsenhälften angebracht und/oder befestigt werden können, wie z.B. durch die Verwendung von Schraubenbolzen und Gewindeeinlässen. Es ist auch ein oberer Beschickungsblock 170 zusammen mit einem rechten Hilfsbeschickungsblock 180 vorgesehen, damit durch sie hindurch ein getrennter Beschickungsstrom aus Polymermaterial auf eine vorher ausgesuchte Oberfläche des Kernmaterials aufgetragen werden kann.
Die Multi-Cavity-Extrusionsdüse der vorliegenden Erfindung verfügt über einen oder mehrere Hohlräume zur Zufuhr des Polymermaterials zur Beschichtung oder Bildung eines Films auf einer speziellen Fläche oder Oberfläche des Kernmaterials, das ein Abstandshalterelement enthält, welches darin oder darauf eingebettet ist. Das heißt, die integrale Extrusionsdüse (Spalt) 110, die von den miteinander verbundenen Düsenhälften 110A und 110B gebildet wird, weist zumindest einen darin befindlichen Hohlraum zur Zufuhr auf, um in der integralen oder einzelnen Extrusionsdüse auf eine vorher ausgewählte Oberfläche des gebildeten Kernmaterials ein sich von dem Kernmaterial unterscheidendes Material aufzutragen. Somit ist die einzelne Multi-Cavity-Extrusionsdüse der vorliegenden Erfindung nicht mit einer zweiten Extrusionsdüse verbunden und benötigt kein Zusatzgerät auf dem Beschichtungsblock usw., das mindestens ein zweites unterschiedliches Material auf das Kernmaterial aufträgt.
Wie in 10 gezeigt, weist die Extrusionsdüse in einer bevorzugten Ausführungsform vier Hohlräume für die Zufuhr der Polymere auf. Das Polymermaterial kann für jeden Zufuhrhohlraum der Multi-Cavity-Extrusionsdüse gleich sein oder jeweils unterschiedlich oder zwei oder mehr der Zufuhrhohlräume können das gleiche Polymermaterial enthalten und so weiter. In der bevorzugten Ausführungsform enthält jeder Zufuhrhohlraum das gleiche Polymermaterial. Die Hohlräume können jeweils die gleiche Größe und Form aufweisen oder zwei oder mehr der Hohlräume können jeweils die gleiche Größe oder Form aufweisen und dergl.. Vorzugsweise sind die Größe und Form jedes Hohlraums gleich, ebenso wie der Winkel des Hohlraums in Bezug auf die Längsachse der Extrusionsdüse. Darüber hinaus kann die Lage des Auslasses oder Endes von jedem Zufuhrhohlraum, d.h. die Öffnung des Hohlraums zum Extrusionsbereich hin, sich am gleichen Punkt stromab zum Hohlraum für den Kern befinden, oder jede kann in unterschiedlichem Abstand stromab angeordnet sein oder zwei oder mehr Positionen für den Auslass können stromab mit gleichem Abstand angeordnet sein und dergl. Vorzugsweise befindet sich die Lage des Auslasses eines jeweiligen polymeren Zufuhrhohlraums im gleichen Abstand stromab zu dem Hohlraum für den Kern, um zu vermeiden, dass das Abstandhalterelement verdreht, gebogen, geglättet usw. wird. Ferner kann der Außenabstand der verschiedenen zwei oder mehr Hohlraumauslässe in Bezug auf das extrudierte Kernmaterial jeweils unterschiedlich sein oder es können zumindest zwei gleich sein, so dass ihre Beschichtungsdicke gleich ist. Darüber hinaus können die Hohlraumausgänge einander gegenüber liegend wie in einer Anordnung in einem Rechteck, einem Quadrat, einem Sechseck usw. angeordnet sein, oder zwei oder mehr Hohlräume können einander gegenüber liegend ausgerichtet sein, wobei die restlichen Hohlräume nicht einander gegenüber liegend angeordnet sind usw.. Vorzugsweise sind zwei der einander gegenüber liegenden Hohlraumausgänge ebenso wie die übrigen zwei Hohlraumausgänge einander gegenüber liegend angeordnet, alle jeweils in einer Linie mit dem extrudierten Kernmaterial. Die Beschreibung des Zuführungssystems bezieht sich somit auf diese bevorzugten Ausführungsformen, obwohl klar ist, dass viele Variationen wie die oben und weiter unten beschriebenen vorkommen können.
Der Verteilerzufuhrblock 190, der am Boden des Verteilerblocks 140 mit Mehrfachausgang befestigt oder angebracht ist, enthält eine Eingangsöffnung zur Aufnahme eines gewünschten Polymermaterials, z.B. eine polymere Klebebeschichtung, wie dies oben beschrieben ist. Das Polymermaterial kann dem Verteilerzufuhrblock von jeder herkömmlichen Quelle für die Zuführung zugeführt werden, wie z.B. von einer Schraubenspindelpumpe, einer Zahnradpumpe und dergl.. Falls zwei oder mehr unterschiedliche Polymermaterialien verwendet werden sollten natürlich zwei oder mehr unterschiedliche Zuführungsquellen benutzt werden. Da das Polymermaterial in den Verteilerzufuhrblock gepumpt wird, siehe 11, gelangt es durch die Eingangsöffnung 191 und gelangt zum Verteilungsbereich 192. Der Verteilungsbereich geht in die Zuführungskanäle 193A, 193B, 193C und 193D über. In jedem Zuführungskanal kann sich wahlweise ein Ventil 194A, 194B, 194C bzw. 194D zur Überwachung des Flusses befinden. Solche Ventile zur Überwachung des Flusses dienen dazu, die Menge an Polymermaterial zu kontrollieren, die auf eine spezielle Oberfläche des Kernmaterials aufgetragen wird oder auf eine Oberfläche des Abstandselements, falls dieses auf einer Oberfläche des Kernmaterials exponiert ist. Das Polymermaterial verlässt den Verteilerzufuhrblock durch die jeweiligen Ausgangsöffnungen 195A, 195B, 195C und 195D, von denen jede direkt mit jeweils einer von vier Zufuhröffnungen des Bodenverteilerblocks mit Mehrfachöffnung 140, nämlich 141A, 141B, 141C bzw. 141D, verbunden ist.
Jede der Zufuhröffnungen 141A, 141B, 141C und 141D ist ihrerseits, wie in 10 gezeigt, mit verschiedenen Zufuhrblöcken verbunden, wobei jeder Zufuhrblock seinerseits mit einem speziellen Hohlraum der Multi-Cavity-Extrusionsdüse verbunden ist. So ist die Zufuhröffnung 141A mit dem Zufuhrkanal 151 des auf der linken Seite befindlichen Zufuhrblocks 150 verbunden. Der Zufuhrkanal 151 verläuft von der Eingangsöffnung 152 in einem Winkel teilweise durch den auf der linken Seite befindlichen Zufuhrblock 150, so dass der Eingang zur linken Düsenhälfte 110A größer ist als bei einem Winkel von 80°. Das Polymermaterial verlässt den Zufuhrblock auf der linken Seite durch die Ausgangsöffnung 153, die mit der Öffnung 114A der linken Düse des Hohlraums 115A auf der linken Seite verbunden ist (siehe 16). Der stumpfe Winkel zwischen dem Zufuhrkanal 151 und dem Zufuhrhohlraum 115A erleichtert das Fließen des Polymermaterials und verhindert einen extremen Rückstau und somit einen unausgewogenen Polymerdruck und/oder Fluss in Bezug auf die anderen Beschickungsströme. Die Zufuhröffnung 141B des Verteilerblocks 140 ist direkt mit der Bodenöffnung 114B des am Boden befindlichen Zufuhrhohlraums 115B verbunden. Die Zufuhröffnung 141C des Verteilerblocks 140 ist mit dem Kanal 161 des auf der rechten Seite befindlichen Zufuhrblocks verbunden, welcher eine Eingangsöffnung 162 und eine Ausgangsöffnung 163 aufweist. Die Ausgangsöffnung ist mit der rechten Düsenöffnung 114C des auf der rechten Seite befindlichen Zufuhrhohlraums 115C verbunden. Die Zufuhröffnung 141D ist mit dem Zufuhrkanal 181 des Hilfszufuhrblocks 180 verbunden, welcher eine Eingangsöffnung 181 und eine Ausgangsöffnung 183 aufweist. Es ist erwünscht, dass der Zufuhrkanal 181 mit dem Zufuhrkanal 171 des oben befindlichen Zufuhrblocks 170 verbunden ist. Der oben befindliche Zufuhrkanal weist eine Eingangsöffnung 172 und eine Ausgangsöffnung 173 auf, welche ihrerseits mit der oberen Düsenöffnung 114D des oberen Zufuhrhohlraums 115D verbunden ist. Wie bei dem Zufuhrkanal 151 bilden die Zufuhrkanäle 161 und 171 einen stumpfen Winkel mit ihrem jeweiligen Hohlraum der Extrusionsdüse.
Es wird nun die Multi-Cavity-Extrusionsdüse beschrieben, während auf die obigen bevorzugten Ausführungsformen Bezug genommen wird, doch sollte es klar sein, dass die Dicke eines jeweiligen auf das Kernmaterial aufgetragenen Polymerfilms unabhängig variieren kann, wobei eine gleiche Dicke auf mindestens gegenüberliegenden Oberflächen bevorzugt ist.
Wie aus 12 ersehen werden kann, weist die Multi-Cavity-Extrusionsdüse einen Hohlraum für den Kern 120 auf, der im Allgemeinen zylindrisch ist und Abstandshalterelemente 210 enthält. Im Allgemeinen ist im Hohlraum für den Kern 120 eine Führungsrutsche 105 mit aufeinander zulaufenden Wänden 107 angeordnet, die im Allgemeinen im unteren Abschnitt enden, d.h. im aufeinander zulaufenden Wandabschnitt des Hohlraums für den Kern. Vorzugsweise befindet sich die Lage des Endes der Rutsche gerade vor (d.h. in Längsrichtung über), z.B. 1/16 Zoll, dem Innensteg. Die Führungsrutsche kann über nicht gezeigte Halteelemente positioniert werden, so dass das Abstandselement, wie in den 2 oder 3 gezeigt, innerhalb des Kernmaterials zentral oder, wie in 1 gezeigt, auf eine Seite zu liegen kommt. Das bedeutet, dass das Abstandshalterelement im Allgemeinen auf jedem Abschnitt einer X-Y-Achse eines Koordinatennetzes liegen kann.
Der Hohlraum für den Kern endet mit aufeinander zulaufenden konischen Wänden 122 mit einem in Bezug auf die Längsachse der Düse, d.h. der Mittellinie oder von vorn nach hinten verlaufenden Achse 121 gewünschtem Winkel. Der Konvergenz- oder Annäherungswinkel ist sehr wichtig, denn wenn er zu klein ist, wird der Druck des durch den Hohlraum für den Kern gepumpten oder hindurch tretenden Kernmaterials das sich wellenförmig erstreckende Abstandshalterelement 210 verformen oder allgemein abflachen. Ist andererseits der konvergierende Annäherungswinkel zu groß, tritt ein turbulenter Fluss des Polymers auf, was ein Umklappen des Polymers und einen Einschluss von Luft ausgehend vom Boden der Führungsrutsche 105 längs des mit dem Kern beschichteten Abstandselements zur Folge hat. Geeignete Konvergenzwinkel von der Mittellinie 121 zur konvergierenden Wand 122 liegen im Bereich von ca. 30° bis ca. 60°, wünschenswerterweise von ca. 35° bis ca. 50° und vorzugsweise von ca. 37° bis ca. 45°. Da das Abstandselement durch den mit Kernmaterial angefüllten Hohlraum für den Kern gezogen wird, wird das Kernmaterial während des Betriebs der Multi-Cavity-Extrusionsdüse im Allgemeinen auf beide Seiten des typischerweise rechtwinkligen Elements sowie auf beide Kanten desselben aufgetragen.
Unmittelbar stromab zum Innensteg 130 des Hohlraums für den Kern befinden sich die verschiedenen Hohlräume für die Zufuhr des Polymermaterials (siehe 10, 12, 16, 18 und 19), von denen jeder eine zur Rückseite 118 der Extrusionsdüse gelegene Innenwand 124 sowie eine zur Vorderseite 119 der Düse gelegene Außenwand 126 aufweist. Der Winkel der Innenwand in Bezug auf die Längsachse (d.h. Mittellinie) 121 der Düse ist im Allgemeinen größer als der Konvergenzwinkel des Kerns und liegt im Allgemeinen bei ca. 50° bis ca. 65°, wobei ca. 55° bis ca. 65° bevorzugt sind, während der Winkel der Außenwand in Bezug auf die Düsenachse im Allgemeinen von ca. 65° bis ca. 85° variieren kann, wobei ca. 78° bis ca. 83° bevorzugt sind. Diese Winkel sind im Allgemeinen wichtig, damit eine gleichmäßige Beschichtungsdicke über die gesamte Breite der einen oder mehreren zu beschichtenden Oberflächen aufgetragen werden kann und damit ähnliche oder gleiche Drücke oder ein ausgeglichener oder gleicher Fluss der Polymerbeschichtung erzielt wird.
Wie besonders in 18 gezeigt wird, sind zwischen dem End- oder Auslassabschnitt der Hohlräume für die Polymerzufuhr und dem Ende der konvergierenden Wand für den Kern 122 im Wesentlichen parallel (d.h. im Wesentlichen in einem Winkel von weniger als 10°, wünschenswerterweise weniger als 5° und vorteilhafterweise ca. 0°, d.h. parallel in Bezug zueinander) verlaufende Steginnenflächen 130 angeordnet. Die in Längsrichtung verlaufende Länge der Steginnenflächen, d.h. der Abstand in der Längsrichtung oder Düsenachse ist wichtig, denn wenn die Länge zu lang ist wird zuviel Druck auf das Abstandselement ausgeübt, was ein Verbiegen, eine Größenminderung oder Einflachung der seitlichen wellenförmigen Ausdehnungen, Vorsprünge usw. zur Folge hat. Ist andererseits die Länge zu kurz, würde sich das auf das Abstandselement aufgetragene Kernmaterial nach Verlassen des Innenstegs 130 ausdehnen, so dass an Stelle der Ausbildung eines bevorzugten rechteckig geformten Kerns mit dem darin eingebetteten Abstandselement sich die Seiten aufblähen und bogenförmig, gebogen usw. sein würden. Eine geeignete Länge für den Innensteg liegt im Allgemeinen bei ca. 3/32 bis ca. ½, wünschenswerterweise ca. 1/8 bis ca. 7/16 und vorzugsweise bei ca. 3/16 bis ca. ¼ Zoll.
Danach oder nachdem das Abstandselement durch die Extrusionsöffnung 131 für den Kern hindurch getreten ist (d.h. stromab dazu), wird darauf eine Polymerbeschichtung oder -film über die eine oder mehreren, vorzugsweise vier, Hohlräume für die Polymerzufuhr aufgetragen, wobei der End- oder Auslassabschnitt zwischen dem Innensteg 130 und dem Außensteg 135 angeordnet ist In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Druck und/oder Fluss des polymeren Beschichtungsmaterials in den Hohlräumen 115A und 115C wünschenswerterweise gleich, so dass die beiden Kanten des bevorzugten rechtwinklig extrudierten Kernmaterials mit einem darin eingebetteten Abstandselement eine gleiche Dicke aufweisen (siehe 8). Es ist erwünscht, dass auch die Dicke der Beschichtung auf den Flächen (Seiten) des Kernmaterials eine gleiche Dicke aufweisen, obwohl sich diese Dicke von der Dicke an den Kanten unterscheiden kann. Die Fließgeschwindigkeit der Polymerbeschichtung lässt sich über den Druck, mit welchem sie durch die Beschickungshohlräume zugeführt wird, über ihre Temperatur oder über beide kontrollieren. Wenn die Temperatur des Beschichtungsmaterials erhöht wird, ist weniger Druck erforderlich, um dieses durch die Zufuhrhohlräume zu pressen. Alternativ erfordern niedrigere Temperaturen einen höheren Druck. Im Allgemeinen liegen die Viskositäten des Polymermaterials für einen jeweiligen Zufuhrhohlraum um 20 Prozent, wünschenswerterweise um 10 Prozent und vorzugsweise um 5 Prozent auseinander.
Es ist im Allgemeinen wichtig, dass der Fließdruck durch die verschiedenen zwei oder mehr Hohlräume im Allgemeinen aneinander angeglichen sind, da sonst ein größerer Druck oder eine Kraft durch den einen oder anderen Hohlraum zu einer Ablagerung von mehr Beschichtungsmaterial auf dieser besonderen Oberfläche und einer geringeren Menge an auf der gegenüberliegenden Oberfläche aufgetragenem Beschichtungsmaterial führen würde. Um sicher zu stellen, dass die Drücke gleich sind, können die Zufuhrhohlräume wahlweise über einen Fließspalter verfügen, d.h. ein (nicht gezeigtes) Stück Metall, das sich im Allgemeinen über die Öffnung des Zufuhrhohlraums erstreckt (wünschenswerterweise die Hohlräume unten 115D und oben 115B) und sicher stellt, dass gleiche Mengen an Polymerbeschichtung durch den gesamten Querschnitt der Hohlraumöffnung gelangt.
Nachdem die verschiedenen Polymerbeschichtungen über die Hohlräume für die Polymerzufuhr auf das extrudierte Kernmaterial mit dem Abstandselement aufgetragen sind, wird es dann durch die stromab gelegene Beschichtungs-Extrusionsöffnung 136 geformt, die zwischen sich gegenüberliegenden und im Wesentlichen parallelen (d.h. im Allgemeinen 10 Grad, wünschenswerterweise weniger als 5 Grad und bevorzugt ca. 0 Grad, d.h. parallel, in Bezug aufeinander) Außenstegflächen 135 geformt. Im Allgemeinen weist die Beschichtungs-Extrusionsöffnung 136 die gleiche Form wie das extrudierte Kernmaterial mit dem Abstandselement auf, hat aber eine geringfügig größere Breite und Höhe, um die Dicke der Beschichtung für die Kante und Stirnseite zu berücksichtigen, d.h. vorzugsweise eine gleiche Dicke für einander gegenüberstehende Oberflächen aber mit der Einschränkung, dass die Dicke für die Stirnseite sich von der Dicke für die Kante unterscheiden kann. Wie aus 18 ersichtlich, befinden sich die Außenstege unmittelbar stromab vom Ausgang der Hohlräume für die Polymerzufuhr. Wie bei der Länge für die Oberfläche des Innenstegs ist auch die die Länge für die Oberfläche des Außenstegs wichtig, denn wenn sie zu kurz ist, können die verschiedenen Beschichtungsmaterialien quellen oder sich vergrößern, was im Allgemeinen zur Bildung einer gekrümmten oder gebogenen Beschichtung auf einer Oberfläche führt, ist sie dagegen zu lang, kommt es zu einem übermäßigen Druckanstieg, was zu einer Zerstörung der gewünschten Auskragungen oder Wellengestalt des Abstandselements in Folge einer Abplattung desselben führt.
Obwohl 17 die Verhältnisse der Innen- und Außenstegen zwischen den Zufuhrhohlräumen 115B und 115D zeigt, liegt es, obwohl nicht gezeigt, auf der Hand, dass die Verhältnisse bei jeder restlichen Schnittfläche, z.B. der inneren und äußeren Schnittfläche zwischen den Zufuhrhohlräumen auf der linken Seite 115A und der rechten Seite 115C ähnlich sind. Beispielsweise befinden sich die Innenstege im gleichen Abstand stromab von dem Hohlraum für den Kern, weisen dieselbe Steglänge auf und können um das gleiche Stück vom extrudierten Kernmaterial zurückversetzt sein, so dass jede Kantendicke der Polymerdichtung gleich ist. Das gleiche trifft auf die Verhältnisse der Außenstege zu. Darüber hinaus ist die Länge des Außenstegs (d.h. der Abstand in Längsrichtung) im Allgemeinen der gleiche wie beim Innensteg.
Eine alternative Ausführungsform für die Multi-Cavity-Extrusionsdüse der vorliegenden Erfindung ist in 19 wiedergegeben. 19 zeigt eine linke Düsenhälfte und eine rechte Düsenhälfte, bei denen im Allgemeinen nur der Vorderabschnitt der Düse modifiziert worden ist, so dass es keinen integralen Außensteg gibt. Das bedeutet, dass die Längsachse der Multi-Cavity-Extrusionsdüse am Ende der Außenwand des Hohlraums für das Polymer endet. Da die restlichen Einzelheiten für die Multi-Cavity-Extrusionsdüse sowie die verschiedenen Zufuhrblöcke, z.B. den Verteilerblock am Boden, den Zufuhrblock auf der linken Seite, den Zufuhrblock auf der rechten Seite usw., im Wesentlichen gleich sind, wurden sie nicht gezeigt. Wie in 19 gezeigt, sind der Hohlraum für den Kern und die konvergierenden Wandwinkel für den Kern, die verschiedenen Hohlräume für die Polymerzufuhr und deren konvergierende Winkel, die gleich eingestellten Fließgeschwindigkeiten und/oder der Druck und dergl., wie oben angegeben, im Allgemeinen alle gleich und werden daher nicht beschrieben. Das gleiche trifft auf die Länge des Innenstegs und dessen Öffnung zu. Da bei der in den 10 bis 18 gezeigten Ausführungsform für die Multi-Cavity-Extrusionsdüse die verschiedenen Einzelheiten für den Außenstegeinsatz bezüglich der Länge des Außenstegs, dessen Öffnung und dergl. die gleichen sind wie bei dem oben beschriebenen integralen Außensteg, werden diese nicht wiederholt, jedoch hiermit voll als Referenz einbezogen.
Der Vorteil der Verwendung einer Multi-Cavity-Extrusionsdüse 10 mit einem Außenstegeinsatz 35 ist darin zu sehen, dass im Gegensatz zu den sonst zahlreichen und teuren Extrusionsdüsen, nur eine oder ein Paar von Multi-Cavity-Extrusionsdüsen benötigt wird (jede mit zahlreichen relativ billigen Stegeinsätzen 35).
Wie oben beschrieben extrudiert die Multiple-Cavity-Extrusionsdüse 10 das Kernmaterial im Allgemeinen um ein Abstandselement. Es kann zahlreiche unterschiedliche Ausführungsformen bezüglich des Außenstegeinsatzes geben. Beispielsweise kann die Breite verschiedener Abstandselemente 31 variieren, wie dies z.B. in den 20A, 20B und 20C gezeigt wird, die Öffnung des Außenstegs ist jedoch die gleiche. So ist die Kantendicke des Polymermaterials auf der Kante des Abstandselements in 20A dicker als die in 20B, die ihrerseits dicker ist als die in 20C. In allen 20A, 20B und 20C ist die Höhe der Stegöffnung gleich und somit sind auch die Dicken der Polymerbeschichtung auf der Stirnseite des Kernmaterials alle gleich. Alternativ kann, wie in den 21A, 21B und 21C gezeigt, die Breite des Abstandselements gleich sein, aber die Breite der Stegöffnung 36 variiert. Somit weist die Polymerbeschichtung auf der Kante der 21A eine große Dicke auf beiden Kanten des Abstandselements auf, während die Kantendicke der Polymerbeschichtung in 21B kleiner ist und die Kantendicke der Polymerbeschichtung in 21 ist ihrerseits selbst noch kleiner. In jeder der drei Ausführungsformen der 21A, 21B und 21C ist die Höhe der Steglänge gleich und somit sind die Dicken der Beschichtungen auf der Stirnseite des Kerns alle gleich.
Wie aus den Ausführungsformen für den Außensteg der 19, 20 und 21 hervorgeht, lassen sich zahlreiche Abstandselemente mit Kernmaterial und daraufhin mit einer Polymerschicht beschichten, in welcher die Breite der unterschiedlichen Abstandselemente variieren kann, die Höhe der unterschiedlichen Abstandselemente variieren kann, die Dicke der unterschiedlichen Polymerschichten auf der Kante des Abstandselements variieren kann oder die Dicke der unterschiedlichen Polymerschichten auf der Stirnseite variieren kann oder jede Kombination daraus. Darüber hinaus kann die Länge des Außenstegs von Einsatz zu Einsatz variieren. Die Verwendung des Außenstegeinsatzes erweitert somit in hohem Maße die Fähigkeit oder Verwendung einer einzelnen oder individuellen Multi-Cavity-Extrusionsdüse ohne Außensteg als integraler Bestandteil derselben.
Ein in einem Kernmaterial eingebettetes Abstandelement und eine Polymerbeschichtung, wie in den 1 bis 9 gezeigt, lassen sich auf die folgende Art und Weise herstellen. In den Hohlraum 120 für den Kern wird ein geeignetes Kernmaterial eingeführt. Das Kernmaterial kann unter Verwendung eines beliebigen herkömmlichen Extrusionsmittels durch den Hohlraum extrudiert werden. Ein geeignetes Abstandselement, das eine wellenförmige, zickzackförmige usw. Form haben kann, wird selektiv durch die Führungsrutsche 105 angeordnet und durch den Mittelabschnitt des Hohlraums für den Kern sowie durch die Innenstegöffnung 131 zugeführt. Daraufhin wird stromab hierzu die Polymerbeschichtung hinzugefügt oder auf eine oder mehrere vorher ausgesuchte Oberflächen oder Bereiche, z.B. gegenüberliegende Kanten des extrudierten Kernmaterials, in geeigneter und erwünschter gleichmäßiger Dicke sowie auf die Stirnseiten des extrudierten Kernmaterials aufgetragen. Das Polymermaterial wir sodann durch die Außenstegöffnung extrudiert. Der Außensteg kann wie in den 10–18 ein integraler Teil der Multi-Cavity-Extrusionsdüse sein oder, wie in 19, ein an einer modifizierten Extrusionsdüse angebrachtes Außenstegeinsatzstück. Die Temperatur des Kernmaterials ist so, dass dieses im Allgemeinen erweicht wird und es wird ein passender Druck verwendet oder angelegt, der das Kernmaterial veranlasst, z.B. mittels eines kalten Flusses durch den Innensteg zu fließen. Ähnlich sind die Temperatur und der Druck der Polymerbeschichtung so, dass das Material für die Polymerbeschichtung erweicht und der Druck ausreichend ist, so dass es auf das Kernmaterial aufgetragen werden und durch die Außenstegöffnung fließen kann. Die speziellen Temperaturen und Drücke variieren natürlich je nach der Art des verwendeten Kernmaterials oder des einen oder der mehreren Polymermaterialien. Passende Temperaturen können somit in einem breiten Rahmen variieren, wie z.B. von ca. 100°F (38°C) bis ca. 600°F (316°C) und mehr erwünscht von ca. 175°F (79°C) bis ca. 250°F (121°C). Passende Drücke für die Polymerbeschichtung können ebenfalls in breitem Umfang variieren, wie z.B. von ca. 50 bis ca. 2000 oder 3000 psi und mehr erwünscht von ca. 500 bis ca. 1000 psi.
Zusammenfassend wird das vorgeformte flexible Laminat 200 der vorliegenden Erfindung somit durch einen sequentiellen Beschichtungsschritt gebildet, d.h. allgemein die anfängliche Bildung eines Kernmaterials um ein Abstandshalterelement und die nachfolgende Auftragung der Polymerbeschichtung auf eine oder mehrere vorher ausgesuchte Oberflächen des gebildeten Kerns. Die vorher ausgesuchten Oberflächen des Kerns liegen in Bezug auf die Längsachse des Kerns in verschiedenen Ebenen. Das bedeutet, wenn zwei oder mehr Beschichtungshohlräume verwendet werden, beschichten sie Oberflächen, die im Allgemeinen keine Teile der gleichen längs verlaufenden Ebene oder Oberfläche sind sondern einander gegenüberliegende (d.h. parallele) Oberflächen wie in einem Quadrat, einem Rechteck, einem Sechseck oder einem Achteck usw. sind oder Oberflächen, die einen spitzem oder stumpfen Winkel miteinander bilden. Zur Bildung des Laminats wird nur ein einziger Extruder benötigt. Darüber hinaus braucht, wie in 11 gezeigt, nur ein Verteilerblock für die Beschickung benutzt zu werden, um eine Anzahl von Zufuhrströmen zu liefern, welche die zwei oder mehr Hohlräume der Multi-Cavity Extrusionsdüse mit im Allgemeinen gleichen Flussdrücken und/oder Flüssen beliefern. Das gesamte Verfahren erfolgt im Allgemeinen in Abhängigkeit von solchen Parametern wie geeigneten konvergenten Winkeln für den Kern, geeigneten Winkeln für das Auftragen der Polymerbeschichtung, geeigneten Längen für den Steg und dergl., so dass die Gestalt des sich wellenförmig erstreckenden Abstandshalterelements im Wesentlichen und vorzugsweise nicht beeinflusst, verformt oder verändert wird.
Während in Übereinstimmung mit den Patentbestimmungen die beste Art und die bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurden, bleibt der Umfang der Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern richtet sich eher nach den anhängenden Ansprüchen.

Claims

Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) zum Abstand halten und Abdichten eines zwischen mindestens zwei einander gegenüber liegenden Plattenelementen liegenden Gasraumes zur Ausbildung einer isolierten Plattenstruktur, wobei die Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) a) mindestens einen kontinuierlich entlang der Länge der Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) mit zwei einander gegenüberliegenden Klebeflächen verlaufenden Klebefilm (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830), b) mindestens ein kontinuierlich entlang dieser Länge und zwischen diesen mindestens zwei einander gegenüberliegenden Klebeflächen sich befindliches Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) und c) mindestens ein kontinuierlich entlang dieser Länge der Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) sich erstreckendes und teilweise oder ganz in das Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) eingebettetes, eine Breite und Dicke aufweisendes Abstandselement (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) umfasst, wobei dieses mindestens eine Abstandselement dadurch, dass es über eine größere Breite als Dicke oder über mindestens eine Krümmung oder Kombinationen von beiden verfügt, gegenüber einer Druckbelastung mindestens die zweifache Steifheit aufweist, wenn die Belastung eher längs der Breite als der längs der Dicke anliegt, wobei sich der Klebefilm in seiner Zusammensetzung von dem Kernmaterial unterscheidet.
Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) nach Anspruch 1, welche ferner ca. 5 bis ca. 50 Gew.-% eines Trockenmittels aufweist, das ausgewählt ist aus einem Molekularsieb, Zeolith, Silicagel, Calciumoxid oder aktivem Aluminium oder Kombinationen derselben und in welchem das mindestens eine Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) über mindestens 2 Gew.-% mehr Trockenmittel verfügt als der Klebefilm (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830), bezogen auf das Gewicht des Kerns und des Klebefilms (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830).
Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) nach Anspruch 2, in welcher das Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) und der Klebefilm (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) und das Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) ein auf Isobutylen basierendes Polymer sowie einen Weichmacher umfassen.
Compositstruktur mit mindestens einem ersten und einem zweiten durchsichtigen oder durchscheinenden Plattenelement mit einander gegenüber liegenden, im allgemeinen parallelen Flächen mit im allgemeinen begrenztem Abstand voneinander sowie einer Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) nach Anspruch 1, die im allgemeinen längs der Peripherien des ersten und zweiten Elements in physikalischem Kontakt mit den einander gegenüber liegenden Flächen dieser Elemente angeordnet ist, wobei die Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) a) mindestens eine längs verlaufende Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) in physikalischem Kontakt mit dem ersten und zweiten Element oder mindestens eine zumindest das erste Element berührende Folie und eine weitere zumindest das zweite Element berührende Folie, b) mindestens ein längs verlaufendes Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) welches zwischen der mindestens einen Klebefolie sitzt; und c) mindestens ein längs verlaufendes, im wesentlichen senkrecht zu der von dem ersten und zweiten Element gebildeten Ebene ausgerichtetes Abstandselement (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) mit einer Breite kleiner oder gleich dem begrenzten Abstand umfasst, wobei dieses mindestens eine Abstandselement senkrecht zu seiner Breite gebogen werden kann, dieses mindestens eine Abstandselement sich im wesentlichen entlang der Länge dieser ersten Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) erstreckt und dieses mindestens eine Abstandselement (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) an dem mindestens einen längs verlaufenden Kernmaterial angeklebt und in es teilweise oder ganz eingebettet ist, wobei sich die Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) der Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) in ihrer Zusammensetzung von der Zusammensetzung des mindestens einen Kernmaterials (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) unterscheidet und mindestens ein Teil dieses längs verlaufenden Kernmaterials (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) zwischen dem Abstandselement (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) und einem durch das erste und zweite Element der Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) definierten Gasraum angeordnet ist.
Compositstruktur nach Anspruch 4, in welcher die Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) einen größeren gewichtsprozentualen Anteil an Klebeharz aufweist als das eine Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) und in welcher das Klebeharz ein mittleres zahlenbezogenes Molekulargewicht von unter 10.000 aufweist.
Compositstruktur nach Anspruch 5, in welcher die Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) ca. 2 bis ca. 50 Gew.-% des Klebers aufweist und das mindestens eine Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) weniger als 20 Gew.-% des Klebers enthält und der gewichtsprozentuale Kleberanteil in diesem mindestens einen Klebematerial mindestens 2 Gew.-% über dem des mindestens einen Kernmaterials liegt.
Compositstruktur nach Anspruch 4, in welcher der gewichtsprozentuale Anteil an Trockenmittel in dem mindestens einen Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) größer ist als in der Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830).
Compositstruktur nach Anspruch 7, in welcher das mindestens eine Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) ca. 5 bis ca. 50 Gew.-% an Trockenmittel aufweist und die mindestens eine Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) weniger als 12 Gew.-% an Trockenmittel aufweist und der gewichtsprozentuale Anteil an Trockenmittel in diesem mindestens einen Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) um mindestens 2 Gew.-% über dem der Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) liegt.
Compositstruktur nach Anspruch 4, in welcher die Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) ein größeres Modul als das Kernmaterial aufweist.
Compositstruktur nach Anspruch 4, in welcher das Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) ein größeres Modul als die Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) aufweist.
Compositstruktur nach Anspruch 4, in welcher die Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) ferner eine Sperrfolie in direktem physikalischen Kontakt mit einem Raum zwischen dem ersten und zweiten Plattenelement und der Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) und in ständigem Kontakt mit den aus der Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) und dem ersten und zweiten Plattenelement gebildeten Innenperipherien aufweist.
Compositstruktur nach Anspruch 11, in welcher die Sperrfolie als Sperre wirkt, damit flüchtige Stoffe in diesem mindestens einen Kernmaterial oder diesen mehreren Kernmaterialien (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) nicht in den abgedichteten Raum eindringen können.
Compositstruktur nach Anspruch 11, in welcher die Sperrfolie nach Belichten mit UV-Licht in CAN/OCGSB-12.8-M90§4.3.3 insgesamt weniger flüchtige organische Stoffe aufweist als die Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) ohne die Sperrfolie.
Compositstruktur nach Anspruch 4, in welcher diese mindestens eine Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) sich aus einem polymeren Material mit einer primären Tg von mindestens 5°C unter der primären Tg des zumindest einen Kernmaterials zusammensetzt.
Compositstruktur nach Anspruch 4, in welcher die kombinierte Wärmeleitfähigkeit des mindestens einen Kernmaterials (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) um mindestens 10 Prozent unter der Wärmeleitfähigkeit der Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) liegt.
Compositstruktur nach Anspruch 4, in welcher die Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) unter Bedingungen härtbar ist, unter denen das zumindest eine Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) nicht aushärtet.
Compositstruktur nach Anspruch 4, in welcher das zumindest eine Abstandselement (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) ein metallisches Abstandselement (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) umfasst, das sich entlang seiner Länge wellenförmig erstreckt.
Compositstruktur nach Anspruch 4, in welcher das zumindest eine Abstandselement (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) einen Gummi aus Kunststoff oder Cellulose oder einen quervernetzten Gummi oder Kombinationen derselben umfasst.
Compositstruktur nach Anspruch 4, in welcher das zumindest eine Abstandselement (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) ein wellenförmig sich erstreckendes Metalllaminat mit einem Gummi aus Cellulose, aus Kunststoff oder aus einem quervernetzten Gummi umfasst.
Compositstruktur nach Anspruch 4, in welcher das Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) ein geschäumtes polymeres Material aufweist.
Compositstruktur nach Anspruch 4, in welcher die Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) ein Polymer auf Basis von Isobutylen umfasst.
Compositstruktur nach Anspruch 4, in welcher das zumindest eine Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) ein Polymer auf Basis von Isobutylen umfasst.
Compositstruktur nach Anspruch 21, in welcher das zumindest eine Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) ein Polymer auf Basis von Isobutylen umfasst.
Compositstruktur nach Anspruch 21, in welcher das Abstandselement (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) einen sich wellenförmig erstreckenden Metallstreifen umfasst.
Compositstruktur nach Anspruch 24, in welcher das Polymer auf Basis von Isobutylen mindestens 20 Gew.-% des Polymers der Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) beträgt.
Compositstruktur mit mindestens einem ersten und einem zweiten durchsichtigen oder durchscheinenden Plattenelement mit einander gegenüber liegenden, im allgemeinen parallelen Flächen mit im allgemeinen begrenztem Abstand voneinander sowie einer Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) nach Anspruch 1, die im allgemeinen längs der Peripherien des ersten und zweiten Elements in physikalischem Kontakt mit den einander gegenüber liegenden Flächen dieser Elemente angeordnet ist, wobei die Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) umfasst: a) mindestens eine stetig entlang der Länge der Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) verlaufende Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) in physikalischem Kontakt mit dem ersten oder zweiten Element oder eine der zumindest einen Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) in Kontakt mit mindestens dem ersten Element sowie eine weitere Folie in Kontakt mit mindestens dem zweiten Element; b) mindestens ein zwischen der mindestens einen Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) sitzendes Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820); und c) mindestens ein sich entlang der Länge der Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) sich erstreckendes Abstandselement (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) mit maximaler Steifheit im wesentlichen senkrecht zu den durch das erste und zweite Element sowie dem zumindest einen Abstandselement (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) gebildeten Ebenen, das an das zumindest eine Kernmaterial angeklebt oder ganz oder teilweise darin eingebettet ist, wobei die zumindest eine Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) sich in ihrer Zusammensetzung vom Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) unterscheidet und die Zyklen bis zum Ausfall der Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) um den Faktor 1,25 mit den in CAN/OCGSB-12.8-M90§3.6,5 definierten Zyklen bis zum Ausfall erhöht werden, verglichen mit einer vergleichbaren Einheitsdichtung mit gleichem Abstandselement (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) und Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) und wobei die Klebefolie in dieser vergleichbaren Einheitsdichtung in ihrer Zusammensetzung identisch mit dem Kernmaterial ist.
Compositstruktur nach Anspruch 26, in welcher die Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) in Gew.-% eine größere Menge eines Klebstoffs und Haftungsbeschleunigers für Glas enthält als das Kernmaterial.
Compositstruktur nach Anspruch 27, in welcher der Faktor für die Erhöhung der Zyklen bis zum Ausfall im Vergleich mit einer vergleichbaren Dichtung mindestens 2 ist und in welcher die Klebefolie (230, 330, 430, 530, 630, 730, 830) mindestens 2 Gew.-% mehr Klebstoff und mindestens 0,25 Gew.-% mehr Haftungsbeschleuniger für das Glas aufweist als das Kernmaterial.
Compositstruktur nach Anspruch 28, in welcher die Klebefolie mindestens 5 Gew.-% mehr Klebstoff und mindestens 0,5 Gew.-% mehr Haftungsbeschleuniger für das Glas aufweist als das Kernmaterial (220, 320, 420, 520, 620, 720, 820) und in welcher der Haftungsbeschleuniger für das Glas eine Silanverbindung ist.
Verfahren zur Herstellung einer Einheitsdichtung (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) nach Anspruch 1, welches das Extrudieren von mindestens einem Beschichtungsmaterial auf mindestens zwei unterschiedliche Oberflächen eines extrudierten Materials in der gleichen Düse umfasst, in den Schritten: Extrusion des ersten Beschichtungsmaterials in der Düse; sodann Extrusion eines zweiten Materials auf eine vorgewählte Oberfläche dieses ersten extrudierten Materials und Extrudieren eins dritten Materials auf eine andere Oberfläche dieses ersten extrudierten Materials, wobei das dritte Material gleich dem zweiten Material sein oder sich von diesem unterscheiden kann, und Formung des zweiten und dritten Materials, um auf dem ersten extrudieren Material eine gewünschte Schichtkonfiguration zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 30 mit dem Auftragen des zweiten und dritten Materials in der Düse in gleichem Abstand stromab zum extrudierten ersten Material.
Verfahren nach Anspruch 30 mit der Zuführung eines Abstandselements (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) zur Düse und Extrudieren eines ersten Beschichtungsmaterials auf mindestens eine Oberfläche des Abstandselements (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810), mit der Formung des ersten Materials durch einander gegenüberstehende Formflächen, wobei das zweite und dritte Material gleich sind, und mit der Formung des zweiten und dritten Materials durch im wesentlichen einander gegenüberstehende aber parallele Formflächen.