DE69929537T2

DE69929537T2 - Herstellungsverfahren einer evakuierten isolierverglasung

Info

Publication number: DE69929537T2
Application number: DE69929537T
Authority: DE
Inventors: David Delhorme; Renω POIX; Yves Demars
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2019-12-10
Also published as: FR2787133B1; JP2002531375A; FR2787133A1; DE69929537D1; WO2000034614A1; EP1055047A1; JP4510296B2; US6689241B1; DK1055047T3; ES2257086T3; ATE316188T1; EP1055047B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Vakuumisolierglases, das aus zwei Glasscheiben besteht, die durch Abstandshalter und eine Umfangsdichtung voneinander beabstandet gehalten werden.
Es ist üblich, um eine Wärme- und/oder Schalldämmung zu erhalten, Isoliergläser herzustellen, die zwei Glasscheiben umfassen, die voneinander durch eine relativ dicke Luftfüllung getrennt sind. Solche Gläser bieten jedoch eine Wärmedämmung, die für bestimmte Verwendungen als ungenügend angesehen wird. Um dies zu verbessern, ist es bekannt, Gläser herzustellen, die drei Glasscheiben umfassen, wobei eine der Luftfüllungen durch ein Gas, beispielsweise Krypton, ersetzt werden kann. Diese Gläser haben deutlich bessere Wärmedämmeigenschaften, doch ist ihre Dicke derart, dass es nicht immer leicht ist, sie zu verwenden.
Weiterhin geht die aktuelle Nachfrage der Kunden hin zu einer Wärmedämmung der Verglasungen, die der von vollen Wänden, d.h. von Mauern, gleichwertig ist.
Insbesondere in dem Patent WO 91/02 878 sind Isoliergläser vorgeschlagen worden, die aus zwei Glasscheiben bestehen, die voneinander durch einen Zwischenraum getrennt sind, in welchem ein Vakuum erzeugt worden ist.
Diese Gläser bieten aufgrund des Vakuums eine sehr gute Wärmedämmung, sind aber sehr schwierig herzustellen. Einerseits muss der geringe Abstand zwischen den zwei Glasscheiben, der einige Zehntel Millimeter beträgt, über den gesamten Bereich konstant gehalten werden, in welchem sich die Glasscheiben einander gegenüberstehen. Andererseits muss zwischen den zwei Glasscheiben eine vollkommen dichte Versiegelung hergestellt werden.
In dem Patent WO 91/02 878 ist ein Verfahren beschrieben, das darin besteht, Stifte mit einer Höhe von einigen Zehntel Millimetern auf einer der Glasscheiben über die gesamte Fläche verteilt und gleichzeitig eine Dichtung anzubringen, welche die Abdichtung der zwei Glasscheiben erlaubt. Diese Stifte und diese Dichtung werden aus demselben Material hergestellt, das eine Glaszusammensetzung ist. Dabei hat es sich gezeigt, dass dieses Glas aufgrund dieser gleichzeitigen Arbeitsgänge, die komplizierte Vorgänge erfordern, schwierig herzustellen ist.
In der Patentanmeldung FR 96/09 632 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Vakuums zwischen zwei Glasscheiben, die ein Isolierglas bilden können, beschrieben. Gemäß jenem Verfahren wird das Verkleben der Abstandshalter durch aufeinander folgendes Aufbringen von Stiften aus einer anorganischen Klebeverbindung, beispielsweise mittels Siebdruck, und anschließend der Abstandshalter durch ein Saugwerkzeug, das mit Löchern durchbohrt ist, die kleiner als die Abstandshalter sind und denselben Abstand wie die erhaltenen Stifte haben, durchgeführt. Die gemäß jenem Verfahren erhaltenen Abstandshalter haben die Form einer doppelt abgeplatteten Kugel, deren Flächen parallel stehen. Ein solches Verfahren erfordert eine komplizierte Vorrichtung und eine große Genauigkeit der Arbeitsgänge.
In dem Patent US 4 683 154 ist ein Verfahren, um auf eines der Glassubstrate Abstandshalter aus Glas zu schütten, die mittels eines Laserstrahls durch Verschweißen befestigt werden, für ein Vakuumisolierglas beschrieben. Jenes Verfahren erfordert ebenfalls eine beträchtliche Genauigkeit der Arbeitsgänge Anordnung der Abstandshalter und genaue Positionierung des Laserstrahls für jeden Abstandshalter.
Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Vakuumisolierglases bereitzustellen, dessen Durchführung einfach ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines Vakuumisolierglases, das aus zwei Glasscheiben besteht, die durch Abstandshalter und eine Umfangsdichtung voneinander beabstandet gehalten werden, gelöst, wel ches, nachdem die Abstandshalter zwischen den zwei Glasscheiben aufgebracht worden sind, im Erzeugen der Dichtung am Umfang und im Anlegen des Vakuums besteht. Das Verfahren ist derart, dass auf einer der Glasscheiben Klebepunkte mit einem Durchmesser von kleiner als oder gleich dem der Abstandshalter aufgebracht werden, dass die Abstandshalter derart über die Glasscheibe rollen gelassen werden, dass nur ein einziger Abstandshalter auf jedem Klebepunkt festklebt, und dass die zweite Glasscheibe auf den Abstandshaltern und die Umfangsdichtung angebracht werden.
Entsprechend einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden kugelförmige Abstandshalter rollen gelassen. Auf diese Weise bestimmt die Form des Abstandshalters nicht dessen Aufbringen an sich.
Entsprechend einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Glasscheibe in der Stufe des Aufbringens der Abstandshalter um mindestens 1° geneigt. So erlaubt die Neigung das Auftreffen der Abstandshalter auf die Klebepunkte und auch die Entfernung der Abstandshalter durch Abrollen von der Glasscheibe, wenn sie nicht auf einen Klebepunkt getroffen sind. Entsprechend einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das Aufbringen der Klebepunkte mittels Siebdruck durchgeführt.
Vorteilhafterweise bestehen die Klebepunkte aus einem Email.
Entsprechend einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden in der Phase des Anlegens des Vakuums die Abstandshalter leicht zusammengedrückt.
In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform beträgt der Durchmesser der Abstandshalter d₁ 0,2 bis 0,6 mm und der Durchmesser d₂ der Klebepunkte d₁ – 0,1 mm.
Entsprechend einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform werden die Abstandshalter derart zwischen den zwei Glasscheiben leicht zusammengedrückt, dass die Kontaktflächen, die sich an die Verformung des Glases anlegen, nicht punktförmig sind
Vorzugsweise ist der Klebstoff eine anorganische Verbindung und vorteilhafterweise ein Email in einem Suspensionsmittel, das durch Trocknung oder Polymerisation aushärtet.
Entsprechend einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform besitzt der metallische Abstandshalter einen Elastizitätsmodul von kleiner als oder gleich 250 GPa und eine Elastizitätsgrenze von kleiner als oder gleich 520 MPa.
Entsprechend einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht der Abstandshalter aus rostfreiem Stahl.
Weitere vorteilhafte erfindungsgemäße Merkmale und Einzelheiten werden anhand der Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die im Anhang befindlichen Figuren näher erläutert, wobei
1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Vakuumisolierglas zeigt und die
2a, b und c Schemata, welche die aufeinander folgenden Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulichen, zeigen.
Dazu ist festzustellen, dass aus Gründen der Vereinfachung in den Figuren die Maßstäbe zwischen den gezeigten einzelnen Elementen nicht streng eingehalten worden sind.
In 1 ist eine schematische Draufsicht auf ein Vakuumisolierglas 1 gezeigt. Es besteht aus zwei Glasscheiben 2 und 3, die von in 1 transparent sichtbaren Abstandshaltern 4 voneinander beabstandet gehalten werden. Die Glasscheiben haben eine Dicke von 4 mm und sind zuvor, um ihre mechanischen Eigenschaften zu verbessern, damit sie die Spannungen ertragen, die in ihnen beim Anlegen des Vakuums entstehen, thermisch vorgespannt worden.
In 1 ist zu sehen, dass die Abstandshalter 4 über die gesamte Fläche des Glases regelmäßig verteilt sind. Ihr Abstand voneinander beträgt 30 Millimeter. Diese Verteilung der Abstandshalter 4 erlaubt es, zwischen den Glasscheiben 2 und 3 einen Zwischenraum aufrecht zu erhalten. Ihre Anzahl, Abmessungen und Verteilung werden, um eine gute Widerstandsfähigkeit des Glases zu gewährleisten und die Gefahr des Kontakts zwischen den Glasscheiben 2 und 3 zu beseitigen, und derart festgelegt, dass keine zu starken Wärmebrücken erzeugt werden und die Lichttransmission nicht gestört wird.
Die Abstandshalter 4 sind aus rostfreiem Stahl in Form von Kugeln mit einem Durchmesser von 0,3 mm ausgeführt. Sie besitzen so verschiedene Eigenschaften, die für ihre Verwendung erforderlich sind, insbesondere eine geringe Wärmeleitfähigkeit, die es erlaubt, die Erzeugung von Wärmebrücken zwischen den zwei Glasscheiben 2 und 3 zu verhindern. Sie besitzen auch eine gute Druckfestigkeit mit einen Elastizitätsmodul von 250 GPa und einer Elastizitätsgrenze von 517 MPa und eine gute Festigkeit, die eine gute Beständigkeit dieses Glases bei dem Anlegen des Vakuums und anschließend seiner Verwendung sicherstellt.
In 1 ist weiterhin die Scheibe 5 dargestellt, die das Loch verschließt, das dazu gedient hat, das Vakuum in dem Glas 1 anzulegen. Diese Scheibe ist aus Kupfer ausgeführt. Sie kann an einer beliebigen Stelle des Glases, vorzugsweise, aus Gründen der Unauffälligkeit, an einem Rand angeordnet werden. Auch befindet sie sich vorzugsweise in der Mitte einer längeren Seite des Glases, wie in 1 dargestellt; dies ist beim Anlegen des Vakuums vorteilhaft, da es eine solche Position insbesondere erlaubt, die Pumpzeit bei einem gegebenen Absaugvorgang maximal zu verringern. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, jedes andere Mittel, durch welches das Glas endgültig abgedichtet wird, gehört ebenfalls zum Erfindungsumfang.
In 1 ist auch die Dichtung 6 zu sehen. Diese wird aus einer Emailpaste hergestellt, deren Einbrenntemperatur etwa 450°C beträgt, um die organischen Bestandteile zu entfernen. Diese Temperatur erlaubt insbesondere, eine Erholung der durch das Vorspannen erzeugten Spannungen, die erst bei höheren Temperaturen auftritt, zu vermeiden. Bei der Herstellung des Glases 1 wird die Dichtung 6 auf einer Breite von 3 bis 4 mm mit einer Dicke von 1,5 mm aufgebracht. Diese Dicke wird durch Pressen in der Einbrennphase auf 0,2 mm zwischen den zwei Glasscheiben verringert, um mit der Höhe der Abstandshalter 4 gleich zu werden, wenn diese zwischen den zwei Glasscheiben 2 und 3 leicht zusammengedrückt werden, wobei die Breite der Dichtung dann mindestens 10 mm beträgt.
In den 2a, 2b und 2c sind insbesondere die aufeinander folgenden Stufen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens gezeigt.
In 2a sind Klebestifte 7 aus einem Email auf einer Glasscheibe 3 aufgebracht worden. Die Stifte 7 sind beispielsweise durch Siebdruck mit einer Seidengaze aufgebracht worden. Diese Stifte 7 sind somit mit einem Abstand von 30 mm und einem Durchmesser von 0,2 mm genau angeordnet worden.
In 2b ist weiterhin die Stufe des Aufbringens der Abstandshalter, indem sie rollen gelassen werden, gezeigt. Die Glasscheibe 3 wird auf einer um 8 bis 2° geneigten Ebene aufgebracht. Die Abstandshalter 4 sind in einer Schüttvorrichtung 9 angeordnet, die sich über die Glasscheibe 3 bewegt, wobei sie vom tiefsten Teil ausgeht. Somit erlaubt es das Aufbringen von unten nach oben zu vermeiden, dass die Abstandshalter an Geschwindigkeit gewinnen und somit sich schlecht auf den Emailstiften 7 positionieren oder Email auf andere Teile der Glasscheibe 3 mitreißen. Die Abstandshalter 4, die nicht auf einen Emailstift 7 getroffen sind, werden in einem Behälter 10 gesammelt, um wieder verwendet zu werden.
In 2c ist die zweite Glasscheibe 2 auf den Abstandshaltern 4 und der Dichtung 6 aufgebracht worden, wobei die Klebestifte 7 aus Email eine Viskosität besitzen, die ausreicht, um die Abstandshalter an ihrer Stelle zu halten. Die Tatsache, dass die Abstandshalter 4 nicht mit der Glasscheibe 2 verklebt sind, erleichtert insbesondere deren Anbringung. Außerdem kann durch das Fehlen dieser Klebverbindung die Gefahr eines Bruchs, falls die beiden Glasscheiben nicht genau dieselbe Ausdehnung erfahren, bei der Verwendung des Glases 1 beseitigt werden.
Nach dem Aushärten, in welchem gleichzeitig das Email der Umfangsdichtung 6 und das Klebeemail 7 ausgehärtet werden, ist es möglich, ein Vakuum durch das Loch 11, das dazu vorgesehen ist, anzulegen und anschließend dieses Loch 11 mittels der Scheibe 5 durch ein beliebiges dem Fachmann bekanntes Mittel, beispielsweise durch das Verfahren, das in der von SAINT-GOBAIN VITRAGE unter der Nummer 96/09 632 eingereichten Patentanmeldung beschrieben ist, zu verschließen.
Nach Erzeugung des Vakuums im Glas 1 sind die Abstandshalter 4 zwischen den zwei Glasscheiben 2 und 3 derart leicht zusammengedrückt, dass sie nicht punktförmige Kontaktflächen aufweisen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Vakuumisolierglases, das aus zwei Glasscheiben besteht, die durch Abstandshalter und eine Umfangsdichtung voneinander beabstandet gehalten werden, welches, nachdem die Abstandshalter zwischen den zwei Glasscheiben aufgebracht worden sind, im Erzeugen der Dichtung am Umfang und im Anlegen des Vakuums besteht, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der Glasscheiben Klebepunkte mit einem Durchmesser von kleiner als oder gleich dem der Abstandshalter aufgebracht werden, dass die Abstandshalter derart über die Glasscheibe rollen gelassen werden, dass nur ein einziger Abstandshalter auf jedem Klebepunkt festklebt, und dass die zweite Glasscheibe auf den Abstandshaltern und die Umfangsdichtung angebracht werden.
Verfahren zur Herstellung eines Vakuumisolierglases nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass kugelförmige Abstandshalter rollen gelassen werden.
Verfahren zur Herstellung eines Vakuumisolierglases nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheibe in der Stufe des Aufbringens der Abstandshalter um mindestens 1° geneigt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Vakuumisolierglases nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Klebepunkte mittels Siebdruck durchgeführt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Vakuumisolierglases nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebepunkte Emailpunkte sind.
Verfahren zur Herstellung eines Vakuumisolierglases nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter in der Phase des Anlegens des Vakuums leicht zusammengedrückt werden.