EP0753638A1 - Abstandhalter für Isolierverglasungen - Google Patents

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EP0753638A1
EP0753638A1 EP96107759A EP96107759A EP0753638A1 EP 0753638 A1 EP0753638 A1 EP 0753638A1 EP 96107759 A EP96107759 A EP 96107759A EP 96107759 A EP96107759 A EP 96107759A EP 0753638 A1 EP0753638 A1 EP 0753638A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spacer
insulating glazing
spacers
glass
polymeric material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP96107759A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dierk Dr. Landwehr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huels AG
Original Assignee
Huels AG
Chemische Werke Huels AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huels AG, Chemische Werke Huels AG filed Critical Huels AG
Publication of EP0753638A1 publication Critical patent/EP0753638A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/663—Elements for spacing panes
    • E06B3/66309—Section members positioned at the edges of the glazing unit
    • E06B3/66328—Section members positioned at the edges of the glazing unit of rubber, plastics or similar materials
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/663—Elements for spacing panes
    • E06B3/66309—Section members positioned at the edges of the glazing unit
    • E06B3/66314—Section members positioned at the edges of the glazing unit of tubular shape
    • E06B3/66319—Section members positioned at the edges of the glazing unit of tubular shape of rubber, plastics or similar materials

Definitions

  • the invention relates to spacers for insulating glazing made of polymeric material and glass in the form of profiles, which often also contain a desiccant.
  • the products according to the invention aim, together with sealants or adhesives, to seal the gas-filled interspaces in insulating glazings in a gas-tight and water-tight manner.
  • Heat-insulating glazing has become increasingly important, especially against the background of resource-saving energy use, and has been the subject of numerous improvements and inventions in the past.
  • a large number of embodiments for insulating glazing and its components are therefore known.
  • insulating glazing consists of two or more translucent panels with air and water (steam) gas-tight interspaces that are spaced apart by webs or profiles, so that the glazing has a heat-insulating and possibly also sound-absorbing effect.
  • Tables made of glass or transparent plastic are usually used as translucent boards.
  • the use of plastic films between the outer panels of insulating glazing is also known. To improve the properties (e.g. improved sun protection), the panels used can additionally be surface-treated or coated.
  • the spaces between the panels of double glazing are usually with dehumidified air or gases or gas mixtures that conduct heat less than air, such as, for. B. argon, sulfur hexafluoride or argon / krypton mixtures filled.
  • the gas fillings are dehumidified to prevent the panels from fogging up inside the glazing at low temperatures.
  • insulating glazing In order to prevent an exchange of the gas fillings with (moist) ambient air and / or the penetration of water (moisture) into the insulating glazing, insulating glazing must be sealed around its circumference.
  • various sealing concepts and sealing compounds are known from the prior art. Components of the sealing concepts are - with a few exceptions apart from that - also the spacers, which are used in the insulating glazing to keep the panels at defined distances from each other.
  • the spacers are produced in the form of a frame in accordance with the shape of the insulating glazing panels from hollow profile bars, the profile cross section usually being more or less rectangular.
  • such a frame-shaped spacer with a rectangular cross-section is first provided with a sealing and adhesive compound on the side surfaces that will later face the glass panels and then glued to the periphery of the glass panels, so that firstly a firm bond is formed and secondly, the space between the insulating glazing is largely sealed.
  • the outer surface of the spacer frame usually forms a U-shaped joint together with the slightly protruding panels, which is additionally sealed with a sealing compound from e.g. B. polyurethane or polysulfide can be filled.
  • a sealing compound from e.g. B. polyurethane or polysulfide can be filled.
  • an adhesive between the spacer frame and board usually serve z. B. masses containing butyl.
  • Standard spacers today are mainly made of aluminum alloys. Rectangular hollow profiles filled with hygroscopic desiccants have largely prevailed, which are slotted on the side facing the space or have small openings, so that moisture which has penetrated into the space between the insulating glazing can be absorbed by the desiccant. As a result, the residual moisture in the insulating glazing remains sufficiently low to prevent fogging.
  • Molecular sieves or silica gel are preferably used as drying agents.
  • Spacers made of metals are very suitable for insulating glazing on the one hand because of their high mechanical strength values and their gas impermeability, but on the other hand they also pose numerous problems.
  • Aluminum in particular has a comparatively high thermal conductivity.
  • the spacer thus forms a thermal bridge, which worsens the thermal insulation effect of the double glazing. Due to the high thermal conductivity of the spacer, it can be used under extreme weather conditions In the case of commercially available double glazing with aluminum spacer frames, observe fogging or even icing of the glazing in the edge area. Due to the compared with z. B. Glass with very different coefficients of thermal expansion, metal spacers can also lead to severe stress conditions in the glazing, which may even result in glass breakage or damage to the sealing of the space. In addition, metal spacers deteriorate the recycling behavior of insulating glazing, since all metallic components of the glazing must be separated before the glass recycling process.
  • Plastic spacers made of plastic have therefore already been produced, in particular because of their low thermal conductivity compared to metals. Polymer spacers can be easily incorporated into glass recycling processes. However, plastics generally have a certain gas and water vapor permeability. Plastic spacers therefore do not prevent the interstice filling of insulating glazing from being replaced with the surrounding atmosphere in the long term, which can ultimately result in a considerable deterioration in the thermal insulation effect. However, various attempts to solve this problem are also known.
  • WO 91/02133 describes, for example, multiple glazing that contains at least one spacer (as a full profile) made of closed-pore, foamed plastic, along with any other conventional hollow (preferably metallic) spacers, and that can also be sealed with a gas-impermeable adhesive tape on the circumference of the insulating glazing .
  • Multi-layer plastic packing tapes are preferably used, which also z. B. can be coated with metal.
  • WO 92/08030 describes, inter alia, a spacer / sealing system in which the spacer made of heat-insulating organic material, such as. B. cardboard is produced and is coated on selected surfaces (parts) with a gas-impermeable layer of plastic and / or metal.
  • WO 91/00409 discloses a gas-impermeable spacer which is produced from a hardenable plastic resin in the form of a hollow profile and which is reinforced with fiber material. At least in the side wall of the spacer facing outward in the case of insulating glazing, a layer of a moisture-impermeable material is embedded, which is also at least partially covered on both sides with fiber material and is intended to protect the interspace from the ingress of moisture.
  • the gas permeability of the spacers is in part noticeably reduced, but exposed metal foils or metal coatings in particular are mechanically very sensitive to damage, which then nullifies the blocking effect.
  • the proposed embedding of the layers together with reinforcing fiber material means increased production costs.
  • the use of metal-containing spacers also significantly reduces the recycling behavior of the insulating glazing.
  • the spacer for insulating glazing according to claim 1 which comprises at least one base body made of (possibly reinforced) polymeric material and at least one layer of glass which, in the case of insulating glazing formed with the aid of the spacer according to the invention, has the gap defined by the spacer covered as completely as possible between adjacent panels.
  • the layer is therefore preferably arranged perpendicular to the glazing panels.
  • the material glass is impermeable to gas and water vapor and thus has the necessary barrier effect to prevent the interstice filling with air or the penetration of moisture over long periods in insulating glazing. Since the spacer according to the invention, apart from any non-metallic reinforcements, consists only of polymeric material and glass and is therefore poorly heat-conducting, the problem of the formation of thermal bridges in insulating glazing produced with spacers according to the invention in the edge region of the glazing is also eliminated. The recycling behavior is also not affected because the spacer according to the invention contains no metal parts.
  • the spacer according to the invention can be produced according to the prior art in a variety of shapes and dimensions, so that it can be used as an alternative to conventional spacers in almost all known designs of insulating glazing that use or can use profile rod spacers.
  • the spacer according to the invention is designed as a hollow profile which, like conventional spacers made of e.g. B. aluminum can be processed. So z. B. from a preferably rectangular spacer hollow profile according to the invention, a frame can be created in a manner known per se, which is glued to the size of the panels with two glass panels of suitable size, whereby a firm bond is created.
  • insulating glazing is obtained from two glass panels held at a defined distance, the space between being largely sealed in a gastight and moisture-tight manner.
  • the intermediate space can be filled with dehumidified air or dry gases or gas mixtures which conduct heat less than air.
  • the layer of glass used to reduce the gas and water vapor permeability of the spacer according to the invention (cf. FIG. 1) is applied to a side surface of the rectangular hollow profile in the preferred embodiment of the spacer according to the invention considered here and is arranged such that it is in the finished insulating glazing located on the outside of the frame and covers the gap between the connected glass panels as much as possible. A gas exchange between the surroundings and the space filling of the double glazing is almost impossible.
  • the glass panels and the glass layer of the spacer are themselves impermeable to gas, and the diffusion resistance of the adhesive seams between the glass panels and spacer frame is so high when using the sealing or adhesive compositions known from the prior art and because of the geometric conditions that gas exchange is largely excluded .
  • Insulating glazing with spacers according to the invention can easily achieve lifespans of over 10 years without sacrificing quality in terms of thermal insulation and condensation.
  • the diffusion-inhibiting glass layer of the spacer frame according to the invention is interrupted only as little as possible. This is e.g. B. achieved by the glass layers of the two corner spacer frame parts are joined together precisely and glued.
  • constructions with overlapping glass layers are also possible, which can be realized by rounding off using the smallest bending radius of the glass layer.
  • the glass layer of the spacer according to the invention used as a diffusion barrier is preferably 10 to 100 ⁇ m thick and therefore has a certain flexibility, which also allows a flexible shaping of the spacer according to the invention.
  • a 50 ⁇ m thick layer of borosilicate glass has a minimum bending radius of 10 mm.
  • the glass layer is preferably already connected to the polymeric material during the production of the base body, which is preferably carried out by means of extrusion.
  • the glass layer can e.g. B. applied to the base body or directly into the base body without additional reinforcement by z. B. fiber material can be embedded.
  • One or more outer or inner surfaces of the base body, which can also be curved, can be provided with a glass layer.
  • FIGS. 1 to 5 Different embodiments of the spacer according to the invention are shown in FIGS. 1 to 5, 1 each identifying the polymeric base body and 2 each a glass layer.
  • the cross section of the spacer profile is shown in each case.
  • the invention is not limited to the embodiments shown here.
  • Knowledge of the state of the art opens up a wide variety of other design and production variants to the person skilled in the art.
  • the glass layer or the glass layers can be connected to the polymeric base body in any mechanical-physical or chemical manner. So z. B. of course one or more layers of glass subsequently by z. B. Adhesive can be applied to the polymeric profile, which may already contain embedded glass layers.
  • the spacer according to the invention is preferably designed as a hollow profile like conventional spacers and is filled with a desiccant. Particularly suitable as drying agents are granular, free-flowing substances, such as, for. B. Molecular sieves.
  • the spacer according to the invention preferably has, in a manner similar to that known from the prior art, one or more slits or openings in the side wall which later faces the enclosed space in the insulating glazing, so as to keep the residual moisture in the space filling low and to prevent fogging. All possibilities known from the prior art are considered as interstice filling, since the glass layer used according to the invention as a diffusion barrier is effective with all gases or gas mixtures conventionally used as filling.
  • the basic body made of polymeric material can in principle be embedded in the polymeric material by non-metallic reinforcements - e.g. B. fiber material such as glass fibers, natural fibers or glass wool - be reinforced to improve the mechanical properties.
  • B. fiber material such as glass fibers, natural fibers or glass wool - be reinforced to improve the mechanical properties.
  • the base body consists only of polymeric material.
  • the production z. B. a glass fiber reinforced hollow profile made of polymeric material by means of extrusion is well known to those skilled in the art. However, preference is given to using polymeric materials which, in the solidified state without reinforcement, already have sufficient strength properties.
  • the coefficient of thermal expansion should also correspond as closely as possible to that of the glazing panels provided. There are also such polymers Preferred materials that contain as few volatile components as possible.
  • the polymeric material used should also be largely UV-resistant.
  • the spacer according to the invention can be provided with UV-resistant coatings, coatings, varnishes or the like as a substitute or in addition to at least the surfaces later exposed to the sun.
  • Such coatings or coatings can moreover also be applied to the spacer according to the invention in order to change other properties such as adhesive properties, appearance, etc.
  • These include e.g. B. also plasma surface modifications z. B. with SO 2 .
  • Suitable polymeric materials are e.g. B.
  • polyester preferably polybutylene terephthalate or polyethylene terephthalate, polyamides, polyimides or polyvinyl acetate.
  • the polymeric material can even be partially or completely foamed.
  • basic bodies made of different polymeric materials can also be made from several parts to form a solid composite, the individual parts being partly foamed, partly unfoamed, cf. Figure 6.
  • the unfoamed part of the base body is identified here with 1a, the foamed part with 1b.
  • the spacer according to the invention can be combined with almost all conventional glazing panels and adhesive and sealing compounds to form insulating glazing.
  • a composite with glass panels is preferred, since the advantages in the recycling behavior of the insulating glazing are particularly evident here.
  • the spacer frame according to the invention can also be covered in finished insulating glazing with a layer of a sealing compound on the circumference of the glazing.
  • the basic structure of a simple embodiment of such insulating glazing is shown in FIG. 7, in which 3 identifies the adhesive bond between the spacer and the panel, 4 the outer sealant layer, 5 the desiccant and 6 the glass panels.
  • the additional layer of a sealing compound is used less for sealing than for protecting the spacer according to the invention from mechanical damage.
  • the take-off speed for the profile is 15 m / min.
  • the profile emerging from the tool is coated with the continuously fed glass after passing through the calibration and the cooling section.
  • the length of the cooling section is chosen so that no further shrinkage of the material occurs after the passage.
  • a continuously metered epoxy resin adhesive is used to impart adhesion and bond the layers.
  • the finished profile can be assembled according to customer requirements at the end of the extrusion line.
  • the take-off speed for the profile is 15 m / min.
  • the profile emerging from the tool is sprinkled on the top with powdered polyamide hot melt, or a 20 ⁇ m thick sheet of hot melt polyamide is applied and melted using an IR field at a temperature of 115 ° C.
  • the continuously fed glass is then heated and pressed onto the spacer profile.
  • the adhesive bond achieved in this way provides adequate adhesion.
  • the finished profile can be assembled according to customer requirements at the end of the extrusion line.

Abstract

Als Abstandhalter für Isolierverglasungen dienen heute zumeist Hohlprofile mit rechteckigem Querschnitt aus Aluminiumlegierungen. Neben dem Problem der Wärmebrückenbildung durch den metallischen Abstandhalter beeinträchtigen diese Metallteile auch das Recyclingverhalten von Isolierverglasungen. Der erfindungsgemäße Abstandhalter besteht dagegen aus einem Grundkörper (1) aus polymerem Material und umfaßt zumindest eine Glasschicht (2), die als Diffusionssperre dient. Der erfindungsgemäße Abstandhalter ist so schlecht wärmeleitend und kann problemlos in Glasrecyclingprozesse eingebracht werden. Herstellung von Isolierverglasungen. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft Abstandhalter für Isolierverglasungen aus polymerem Material und Glas in Form von Profilen, die häufig zusätzlich ein Trockenmittel enthalten. Die erfindungsgemäßen Erzeugnisse bezwecken, gemeinsam mit Dicht- bzw. Klebstoffen die gasgefüllten Zwischenräume in Isolierverglasungen gas- und wasser(dampf)dicht abzuschließen.
  • Wärmeisolierende Verglasungen haben vor allem vor dem Hintergrund eines ressourcenschonenden Energieeinsatzes fortwährend an Bedeutung gewonnen und waren so schon in der Vergangenheit Gegenstand zahlreicher Verbesserungen und Erfindungen. Es ist daher eine Vielzahl an Ausführungsformen für Isolierverglasungen und ihre Komponenten bekannt. Im allgemeinen bestehen Isolierverglasungen aus zwei oder mehreren durch Stege oder Profile auf Abstand gehaltenen, lichtdurchlässigen Tafeln mit luft- und wasser(dampf)dicht abgeschlossenen gasgefüllten Zwischenräumen, so daß eine wärmeisolierende und ggf. auch schalldämpfende Wirkung der Verglasung entsteht. Als lichtdurchlässige Tafeln werden gewöhnlich Tafeln aus Glas oder transparentem Kunststoff verwendet. Auch der Einsatz von Kunststofffolien zwischen den äußeren Tafeln einer Isolierverglasung ist bekannt. Zur Verbesserung der Eigenschaften (z. B. verbesserter Sonnenschutz) können die verwendeten Tafeln zusätzlich oberflächenbehandelt oder -beschichtet sein.
  • Die Zwischenräume zwischen den Tafeln einer Isolierverglasung sind in der Regel mit entfeuchteter Luft oder schlechter als Luft wärmeleitenden Gasen bzw. Gasgemischen, wie z. B. Argon, Schwefelhexafluorid oder Argon/Krypton-Gemischen, gefüllt. Die Gasfüllungen sind dabei entfeuchtet, um bei tiefen Temperaturen ein Beschlagen der Tafeln im Inneren der Verglasung auszuschließen.
  • Um einen Austausch der Gasfüllungen mit (feuchter) Umgebungsluft und/oder das Eindringen von Wasser (Feuchtigkeit) in die Isolierverglasung zu verhindern, müssen Isolierverglasungen an ihrem Umfang abgedichtet werden. Hierzu sind verschiedene Dichtkonzepte und Dichtmassen aus dem Stand der Technik bekannt. Bestandteile der Dichtkonzepte sind - von wenigen Ausnahmen abgesehen - auch die Abstandhalter, die bei den Isolierverglasungen dazu dienen, die Tafeln zueinander in definierten Abständen zu halten. Im allgemeinen werden die Abstandhalter rahmenförmig entsprechend zur Gestalt der Isolierverglasungstafeln aus Hohlprofilstäben hergestellt, wobei der Profilquerschnitt meist mehr oder weniger rechteckig ist. Bei handelsüblichem Isolierglas beispielsweise wird für gewöhnlich ein solcher rahmenförmiger Abstandhalter mit Rechteckquerschnitt auf den Seitenflächen, die später den Glastafeln zugewandt sind, zunächst mit einer Dicht- und Klebemasse versehen und anschließend mit den Glastafeln an deren Umfang verklebt, so daß erstens ein fester Verbund entsteht und zweitens der Zwischenraum der Isolierverglasung weitgehend abgedichtet ist. Die Außenfläche des Abstandhalterrahmens bildet dabei gewöhnlich zusammen mit den leicht überstehenden Tafeln eine U-förmige Fuge, die zusätzlich mit einer Dichtmasse aus z. B. Polyurethan oder Polysulfid ausgefüllt werden kann. Als Klebemasse zwischen Abstandhalterrahmen und Tafel dienen gewöhnlich z. B. butylhaltige Massen.
  • Marktübliche Abstandhalter werden heute hauptsächlich aus Aluminiumlegierungen hergestellt. Es haben sich mit hygroskopischen Trockenmitteln gefüllte Rechteck-Hohlprofile weitgehend durchgesetzt, die auf der dem Zwischenraum zugewendeten Seite geschlitzt sind oder kleine Öffnungen besitzen, so daß eventuell in den Zwischenraum der Isolierverglasung eingedrungene Feuchtigkeit vom Trockenmittel absorbiert werden kann. Dadurch bleibt die Restfeuchte in der Isolierverglasung hinreichend gering, um ein Beschlagen zu vermeiden. Als Trockenmittel werden bevorzugt Molekularsiebe oder Silicagel verwendet.
  • Abstandhalter aus Metallen, wie Aluminium oder seltener auch Stahl, sind wegen ihrer hohen mechanischen Festigkeitswerte und ihrer Gasundurchlässigkeit für Isolierverglasungen einerseits sehr geeignet, bereiten andererseits jedoch auch zahlreiche Probleme.
  • Insbesondere Aluminium besitzt eine vergleichsweise hohe Wärmeleitfähigkeit. Der Abstandhalter bildet so eine Wärmebrücke, die die Wärmeisolationswirkung der Isolierverglasung verschlechtert. Infolge der hohen Wärmeleitfähigkeit des Abstandhalters läßt sich unter extremen Wetterbedingungen bei handelsüblichen Isolierverglasungen mit Aluminium-Abstandhalterrahmen daher ein Beschlagen oder sogar ein Vereisen der Verglasung im Randbereich beobachten. Aufgrund der verglichen mit z. B. Glas sehr unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten können Metall-Abstandhalter auch zu starken Verspannungszuständen in der Verglasung führen, die ggf. sogar einen Glasbruch oder eine Beschädigung der Abdichtung des Zwischenraumes zur Folge haben können. Darüber hinaus verschlechtern Metall-Abstandhalter das Recyclingverhalten von Isolierverglasungen, da vor dem Recyclingprozeß des Glases sämtliche metallischen Bestandteile der Verglasung abgetrennt werden müssen.
  • Insbesondere wegen ihrer im Vergleich zu Metallen geringen Wärmeleitfähigkeiten sind daher auch bereits Abstandhalter aus Kunststoff hergestellt worden. Polymere Abstandhalter können problemlos in Glasrecyclingprozesse eingebracht werden. Kunststoffe besitzen aber generell eine gewisse Gas- und Wasserdampfdurchlässigkeit. Abstandhalter aus Kunststoff verhindern daher langfristig nicht den Austausch der Zwischenraumfüllung einer Isolierverglasung mit der Umgebungsatmosphäre, woraus schließlich eine erhebliche Verschlechterung der Wärmeisolationswirkung resultieren kann. Doch auch zur Überwindung dieser Problematik sind bereits verschiedene Lösungsversuche bekannt.
  • WO 91/02133 beschreibt beispielsweise eine Mehrfachverglasung, die zumindest einen Abstandhalter (als Vollprofil) aus geschlossen-porigem, verschäumtem Kunststoff neben ggf. weiteren herkömmlichen hohlen (bevorzugt metallischen) Abstandhaltern enthält und die am Umfang der Isolierverglasung zusätzlich mit einem gasundurchlässigen Klebeband abgedichtet werden kann. Bevorzugt werden mehrlagige Kunststoff-Packbänder verwendet, die zudem z. B. mit Metall beschichtet sein können.
  • WO 92/08030 beschreibt u. a. ein Abstandhalter/Dichtungssystem, bei dem der Abstandhalter aus wärmeisolierendem organischen Material, wie z. B. Pappe, hergestellt wird und an ausgewählten Oberflächen(-teilen) mit einer gasundurchlässigen Schicht aus Kunststoff und/oder Metall überzogen ist.
  • Weiterhin offenbart WO 91/00409 einen gasundurchlässigen Abstandhalter, der aus einem aushärtbaren Kunststoffharz in Form eines Hohlprofils hergestellt wird und der mit Fasermaterial verstärkt ist. Zumindest in die bei einer Isolierverglasung nach außen weisende Seitenwand des Abstandhalters ist dabei eine Schicht aus einem feuchtigkeitsundurchlässigen Material eingebettet, die ebenfalls zumindest teilweise auf beiden Seiten mit Fasermaterial bedeckt ist und den Zwischenraum vor dem Eindringen von Feuchtigkeit schützen soll.
  • Werden jedoch ausschließlich aus Kunststoff bestehende Abstandhalter und Dichtungssysteme eingesetzt, bleibt langfristig über die geforderte Lebensdauer von Isolierverglasungen betrachtet immer das Problem der Gas- und Wasserdampfdurchlässigkeit bestehen.
  • Durch den zusätzlichen Einsatz von Metallfolien oder Metallbeschichtungen wird die Gasdurchlässigkeit der Abstandhalter zwar teilweise merklich verringert, jedoch sind insbesondere freiliegende Metallfolien oder -beschichtungen mechanisch sehr empfindlich gegenüber Beschädigungen, die die Sperrwirkung dann wieder zunichte machen. Das auch vorgeschlagene Einbetten der Schichten zusammen mit verstärkendem Fasermaterial bedeutet demgegenüber erhöhten Fertigungsaufwand. Generell wird außerdem durch den Einsatz metallhaltiger Abstandhalter das Recyclingverhalten der Isolierverglasungen wieder deutlich verschlechtert.
  • Damit stellt sich die Aufgabe, einen Abstandhalter für Isolierverglasungen bereitzustellen, der eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt, weitgehend gas- und wasserdampfundurchlässig ist und der das Recycling der mit ihm bestückten Isolierverglasungen unwesentlich beeinflußt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Abstandhalter für Isolierverglasungen gemäß Patentanspruch 1, der zumindest einen Grundkörper aus (ggf. verstärktem) polymerem Material und zumindest eine Schicht aus Glas umfaßt, die bei einer mit Hilfe des erfindungsgemäßen Abstandhalters gebildeten Isolierverglasung den durch den Abstandhalter definierten Spalt zwischen angrenzenden Tafeln möglichst vollständig überdeckt. Bevorzugt wird die Schicht daher senkrecht zu den Verglasungstafeln angeordnet.
  • Der Werkstoff Glas ist gas- und wasserdampfundurchlässig und besitzt so die benötigte Sperrwirkung, um bei Isolierverglasungen den Austausch der Zwischenraumfüllung mit Luft bzw. das Eindringen von Feuchtigkeit über lange Zeiträume zu verhindern. Da der erfindungsgemäße Abstandhalter, abgesehen von eventuellen nichtmetallischen Verstärkungen, nur aus polymerem Material und Glas besteht und daher schlecht wärmeleitend ist, entfällt zudem das Problem der Wärmebrückenbildung bei mit erfindungsgemäßen Abstandhaltern hergestellten Isolierverglasungen im Randbereich der Verglasung. Auch das Recyclingverhalten wird nicht beeinträchtigt, weil der erfindungsgemäße Abstandhalter keine Metallteile enthält.
  • Der erfindungsgemäße Abstandhalter kann entsprechend dem Stand der Technik in einer Vielzahl von Formen und Abmessungen hergestellt werden, so daß er in nahezu allen bekannten Ausführungen von Isolierverglasungen, die Profilstab-Abstandhalter verwenden oder verwenden können, alternativ zu herkömmlichen Abstandhaltern eingesetzt werden kann. In einer einfachen, besonders bevorzugten Ausführung ist der erfindungsgemäße Abstandhalter als Hohlprofil ausgeführt, das wie herkömmliche Abstandhalter aus z. B. Aluminium verarbeitet werden kann. So kann z. B. aus einem bevorzugt rechteckigen erfindungsgemäßen Abstandhalter-Hohlprofil in an sich bekannter Weise ein Rahmen erstellt werden, der mit zwei Glastafeln passender Größe am Umfang der Tafeln verklebt wird, wodurch ein fester Verbund entsteht. Man erhält in diesem einfachen Fall eine Isolierverglasung aus zwei auf definiertem Abstand gehaltenen Glastafeln, wobei der Zwischenraum weitestgehend gas- und feuchtigkeitsdicht verschlossen ist. Der Zwischenraum kann dabei, wie aus dem Stand der Technik bekannt, mit entfeuchteter Luft oder schlechter als Luft wärmeleitenden trockenen Gasen oder Gasgemischen gefüllt sein. Die zur Verringerung der Gas- und Wasserdampfdurchlässigkeit des erfindungsgemäßen Abstandhalters (vgl. Figur 1) verwendete Schicht aus Glas ist bei der hier betrachteten bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Abstandhalters auf eine Seitenfläche des rechteckigen Hohlprofils aufgebracht und wird so angeordnet, daß sie sich bei der fertigen Isolierverglasung an der Außenseite des Rahmens befindet und den Spalt zwischen den verbundenen Glastafeln weitestmöglich abdeckt. Ein Gasaustausch zwischen der Umgebung und der Zwischenraumfüllung der Isolierverglasung ist damit nahezu ausgeschlossen. Die Glastafeln sowie die Glasschicht des Abstandhalters sind selbst gasundurchlässig, und auch der Diffusionswiderstand der Klebenähte zwischen Glastafeln und Abstandhalterrahmen ist bei Verwendung der aus dem Stand der Technik bekannten Dicht- bzw. Klebemassen sowie wegen der geometrischen Verhältnisse so hoch, daß ein Gasaustausch weitestgehend ausgeschlossen ist. Isolierverglasungen mit erfindungsgemäßen Abstandhaltern erreichen so leicht Lebensdauern von über 10 Jahren ohne Qualitätseinbußen hinsichtlich Wärmeisolationswirkung und Kondensatbildung.
  • Besonderes Augenmerk muß allerdings auch den Eckbereichen bei z. B. rechteckigen Abstandhalterrahmen geschenkt werden. Es ist darauf zu achten, daß die diffusionshemmende Glasschicht des erfindungsgemäßen Abstandhalterrahmens nur so geringfügig wie möglich unterbrochen wird. Dies wird z. B. erreicht, indem die Glasschichten der beiden ein Eck bildenden Abstandhalterrahmenteile exakt auf Stoß aneinandergefügt und verklebt werden. Es sind aber auch Konstruktionen mit sich überlappenden Glasschichten möglich, die durch Abrundungen unter Ausnutzung des kleinsten Biegeradius der Glasschicht realisiert werden können.
  • Die als Diffusionssperre verwendete Glasschicht des erfindungsgemäßen Abstandhalters ist bevorzugt 10 bis 100 µm dick und besitzt daher eine gewisse Biegsamkeit, die auch eine flexible Formgebung des erfindungsgemäßen Abstandhalters erlaubt. So besitzt beispielsweise eine 50 µm dicke Schicht aus Borosilikatglas einen minimalen Biegeradius von 10 mm. Bevorzugt wird die Glasschicht mit dem polymeren Material bereits bei der Herstellung des Grundkörpers verbunden, die bevorzugt mittels Extrusion erfolgt. Die Glasschicht kann z. B. auf den Grundkörper aufgebracht werden oder auch direkt in den Grundkörper ohne zusätzliche Verstärkung durch z. B. Fasermaterial eingebettet werden. Es können eine oder mehrere Außen- oder Innenflächen des Grundkörpers, die auch gekrümmt sein können, mit einer Glasschicht versehen werden. Verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Abstandhalters zeigen die Figuren 1 bis 5, wobei 1 jeweils den polymeren Grundkörper und 2 jeweils eine Glasschicht kennzeichnet. Dargestellt ist jeweils der Querschnitt des Abstandhalterprofils. Die Erfindung ist dabei nicht auf die hier dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Dem Fachmann erschließen sich im Wissen um den Stand der Technik vielfältige weitere Ausführungs- und Herstellungsvarianten. Die Glasschicht bzw. die Glasschichten können auf beliebige mechanisch-physikalische oder chemische Weise mit dem polymeren Grundkörper verbunden sein. So können z. B. selbstverständlich eine oder mehrere Glasschichten auch nachträglich durch z. B. Kleben auf das polymere Profil aufgebracht werden, wobei dieses ggf. schon eingebettete Glasschichten enthalten kann.
  • Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Abstandhalter wie herkömmliche Abstandhalter als Hohlprofil ausgeführt und mit einem Trockenmittel gefüllt. Als Trockenmittel geeignet sind vor allem körnige, rieselfähige Substanzen, wie z. B. Molekularsiebe. Der erfindungsgemäße Abstandhalter besitzt in diesem Fall vorzugsweise, ähnlich wie aus dem Stand der Technik bekannt, einen oder mehrere Schlitze bzw. Öffnungen in der Seitenwand, die später in der Isolierverglasung dem umschlossenen Zwischenraum zugewendet ist, um so die Restfeuchte der Zwischenraumfüllung gering zu halten und ein Beschlagen sicher zu verhindern. Als Zwischenraumfüllung kommen alle bereits aus dem Stand der Technik bekannten Möglichkeiten in Betracht, da die erfindungsgemäß als Diffusionssperre eingesetzte Glasschicht bei allen herkömmlich als Füllung verwendeten Gasen oder Gasgemischen wirksam ist.
  • Der Grundkörper aus polymerem Material kann grundsätzlich durch in das polymere Material eingebettete nichtmetallische Verstärkungen - z. B. Fasermaterial wie Glasfasern, Naturfasern oder Glaswolle - zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften verstärkt sein. Abgesehen von solchen Verstärkungen besteht der Grundkörper aber nur aus polymerem Material. Die Herstellung z. B. eines glasfaserverstärkten Hohlprofils aus polymerem Material mittels Extruxion ist dem Fachmann wohl bekannt. Bevorzugt werden jedoch polymere Materialien verwendet, die im erstarrten Zustand ohne Verstärkung bereits ausreichende Festigkeitskennwerte aufweisen. Auch der thermische Ausdehungskoeffizient soll möglichst dem der vorgesehenen Verglasungstafeln entsprechen. Es werden ferner solche polymere Materialien bevorzugt, die in möglichst geringem Umfang flüchtige Komponenten enthalten. Dadurch wird verhindert, daß diese flüchtigen Komponenten in fertigen Isolierverglasungen in den umschlossenen Zwischenraum ausgasen und sich ggf. an den Tafeln niederschlagen. Das verwendete polymere Material sollte außerdem weitestgehend UV-beständig sein. Allerdings kann der erfindungsgemäße Abstandhalter ersatzweise oder ergänzend an zumindest den später der Sonneneinstrahlung ausgesetzten Flächen mit UV-beständigen Beschichtungen, Überzügen, Lacken o. ä. versehen sein. Derartige Beschichtungen oder Überzüge können darüber hinaus auf dem erfindungsgemäßen Abstandhalter zusätzlich auch aufgebracht sein, um andere Eigenschaften wie Klebeeigenschaften, Aussehen usw. zu verändern. Dazu gehören z. B. auch Plasma-Oberflächenmodifizierungen z. B. mit SO2. Geeignete polymere Materialien sind z. B. Polyester, bevorzugt Polybutylenterephthalat oder Polyethylenterephthalat, Polyamide, Polyimide oder Polyvinylacetat. Das polymere Material kann sogar teilweise in Bereichen oder vollständig verschäumt sein. In Fortführung des Erfindungsgedankens sind auch aus mehreren Teilen zu einem festen Verbund zusammengefügte Grundkörper aus verschiedenen polymeren Materialien realisierbar, wobei die Einzelteile teils verschäumt, teils unverschäumt sein können, vgl. Figur 6. Der unverschäumte Teil des Grundkörpers ist hier mit 1a, der verschäumte mit 1b gekennzeichnet.
  • Der erfindungsgemäße Abstandhalter ist mit nahezu allen herkömmlichen Verglasungstafeln und Klebe- und Dichtmassen zur Bildung von Isolierverglasungen kombinierbar. Bevorzugt ist jedoch ein Verbund mit Glastafeln, da hier die Vorteile im Recyclingverhalten der Isolierverglasungen besonders zum Tragen kommen. Wie von herkömmlichen Isolierverglasungen bekannt, kann der erfindungsgemäße Abstandhalterrahmen bei fertigen Isolierverglasungen zusätzlich mit einer Schicht einer Dichtmasse am Umfang der Verglasung abgedeckt sein. Den prinzipiellen Aufbau einer einfachen Ausführung einer solchen Isolierverglasung zeigt Fig. 7, in der 3 die Verklebung zwischen Abstandhalter und Tafel, 4 die äußere Dichtmassenschicht, 5 das Trockenmittel und 6 die Glastafeln kennzeichnet. Die zusätzliche Schicht aus einer Dichtmasse dient dabei weniger zur Abdichtung als vielmehr zum Schutz des erfindungsgemäßen Abstandhalters vor mechanischen Beschädigungen.
  • Der erfindungsgemäße Abstandhalter bietet damit zusammenfassend die folgenden Vorteile:
    • Der erfindungsgemäße Abstandhalter ist einfach und kostengünstig herstellbar, bevorzugt mittels Extrusion.
    • Der erfindungsgemäße Abstandhalter schließt eine Wärmebrückenbildung in der Randzone von Isolierverglasungen durch den Einsatz ausschließlich schlecht wärmeleitender Werkstoffe aus.
    • Durch den Einsatz zumindest einer Glasschicht ist der erfindungsgemäße Abstandhalter gas- und wasserdampfundurchlässig, so daß Isolierverglasungen mit hoher Lebensdauer (> 10 Jahre) hergestellt werden können.
    • Der erfindungsgemäße Abstandhalter kann problemlos in Glasrecyclingprozesse eingebracht werden.
    • Der erfindungsgemäße Abstandhalter ist in diversen Formen und Abmessungen herstellbar und kann an unterschiedliche Anforderungen angepaßt werden.
  • Der erfindungsgemäße Abstandhalter wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne dadurch beschränkt zu sein:
    • Beispiel 1:
  • Die Herstellung der Abstandhalterprofile nach Figur 1 erfolgt erfindungsgemäß so, daß Polybutylenterephthalat durch einen Einschneckenextruder (D = 40) bei Temperaturen zwischen 200 und 260 °C extrudiert wird. Die Abzugsgeschwindigkeit für das Profil beträgt 15 m/min. Das aus dem Werkzeug austretende Profil wird nach Durchlaufen der Kalibrierung und der Abkühlstrecke mit dem kontinuierlich zugeführten Glas beschichtet. Dabei ist die Länge der Abkühlstrecke so gewählt, daß nach dem Durchlauf keine weitere Schwindung des Materials auftritt. Zur Haftvermittlung und Verbindung der Schichten dient ein ebenfalls kontinuierlich dosierter Epoxidharzkleber. Das fertige Profil kann am Ende der Extrusionslinie den Kundenwünschen entsprechend konfektioniert werden.
    • Beispiel 2:
  • Die Herstellung der Abstandhalterprofile nach Figur 1 erfolgt erfindungsgemäß so, daß Polystyrol durch einen Einschneckenextruder (D = 40) bei Temperaturen zwischen 160 und 220 °C extrudiert wird. Die Abzugsgeschwindigkeit für das Profil beträgt 15 m/min. Das aus dem Werkzeug austretende Profil wird nach Durchlaufen der Kalibrierung auf der Oberseite mit Polyamidschmelzkleber in Pulverform bestreut, oder es wird eine 20 µm dicke Folie aus Polyamidschmelzkleber aufgelegt und mit Hilfe eines IR-Feldes bei einer Temperatur von 115 °C aufgeschmolzen. Danach wird das kontinuierlich zugeführte Glas erhitzt und auf das Abstandhalterprofil gepreßt. Die dadurch erreichte Verklebung bietet eine ausreichende Haftvermittlung. Das fertige Profil kann am Ende der Extrusionslinie den Kundenwünschen entsprechend konfektioniert werden.

Claims (11)

  1. Abstandhalter für Isolierverglasungen,
    gekennzeichnet durch
    - einen Grundkörper aus polymerem Material, der gegebenenfalls nichtmetallische Verstärkungen enthält,
    und
    - zumindest eine Schicht aus Glas.
  2. Abstandhalter für Isolierverglasungen nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch
    - ein Hohlprofil als Profilquerschnitt.
  3. Abstandhalter für Isolierverglasungen nach Anspruch 2,
    gekennzeichnet durch
    - eine Füllung mit Feuchtigkeit absorbierendem Trockenmittel.
  4. Abstandhalter für Isolierverglasungen nach einem der vorherigen Ansprüche,
    gekennzeichnet dadurch,
    daß die Glasschicht mechanisch-physikalisch oder chemisch mit dem polymeren Material verbunden ist.
  5. Abstandhalter für Isolierverglasungen nach einem der vorherigen Ansprüche,
    gekennzeichnet dadurch,
    daß zumindest eine Glasschicht in den Grundkörper aus polymerem Material integriert ist.
  6. Abstandhalter für Isolierverglasungen nach einem der vorherigen Ansprüche,
    gekennzeichnet dadurch,
    daß zumindest eine Glasschicht an einer Oberfläche des Abstandhalters angeordnet ist.
  7. Abstandhalter für Isolierverglasungen nach einem der vorherigen Ansprüche,
    gekennzeichnet dadurch,
    daß der Grundkörper aus mehreren polymeren Materialien besteht.
  8. Abstandhalter für Isolierverglasungen nach einem der vorherigen Ansprüche,
    gekennzeichnet dadurch,
    daß der Abstandhalter zumindest zum Teil verschäumtes polymeres Material umfaßt.
  9. Abstandhalter für Isolierverglasungen nach einem der vorherigen Ansprüche,
    gekennzeichnet dadurch,
    daß der oder die polymeren Materialien zum Teil mit Fasermaterial verstärkt sind.
  10. Verfahren zur Herstellung des Abstandhalters gemäß Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch
    - einen Extrusionsprozeßschritt.
  11. Verwendung des Abstandhalters gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von Isolierverglasungen.
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