EP3511507B1 - Mehrfachglasscheibe und verfahren zum herstellen einer mehrfachglasscheibe - Google Patents

Mehrfachglasscheibe und verfahren zum herstellen einer mehrfachglasscheibe Download PDF

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EP3511507B1
EP3511507B1 EP18151138.7A EP18151138A EP3511507B1 EP 3511507 B1 EP3511507 B1 EP 3511507B1 EP 18151138 A EP18151138 A EP 18151138A EP 3511507 B1 EP3511507 B1 EP 3511507B1
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EP
European Patent Office
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spacer
secondary seal
glass
edge
foamed
Prior art date
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EP18151138.7A
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EP3511507A1 (de
Inventor
Hans Rudolf Mäder
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Prowerb AG
Original Assignee
Prowerb AG
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Publication date
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00Window 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
    • E06B3/66Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/663Elements for spacing panes
    • E06B3/66309Section members positioned at the edges of the glazing unit
    • E06B3/66342Section members positioned at the edges of the glazing unit characterised by their sealed connection to the panes
    • E06B3/66352Section members positioned at the edges of the glazing unit characterised by their sealed connection to the panes with separate sealing strips between the panes and the spacer
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00Window 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
    • E06B3/66Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/663Elements for spacing panes
    • E06B3/66309Section members positioned at the edges of the glazing unit
    • E06B3/66328Section members positioned at the edges of the glazing unit of rubber, plastics or similar materials

Definitions

  • the invention relates to a multiple pane of glass and a method for producing a multiple pane of glass, as well as a device for attaching an edge bond of a multiple pane of glass.
  • Insulating glass units are usually made from an inorganic or organic glass or from other materials such as plexiglass.
  • the space between the panes is preferably filled with inert insulating gas such as argon, krypton, xenon, etc.
  • inert insulating gas such as argon, krypton, xenon, etc.
  • nitrogen, oxygen, water, etc. contained in the ambient air should not get into the space between the panes.
  • the space between the panes must be sealed, and if possible diffusion should also be prevented.
  • Multiple panes of glass therefore generally consist of at least two panes of glass which are tightly connected to one another with the interposition of a spacer, for example a metallic spacer profile.
  • the spacer profile is glued to the panes, for example, with the aid of polyisobutylene, which serves as the primary seal.
  • the edge joint is filled with a secondary seal, for example polysulphide.
  • the polysulphide acts as a resilient adhesive and gas diffusion-tight secondary seal for a conventional gas filling.
  • the tightness of the edge seal of a multiple pane of glass has a major influence on the quality and service life of the insulating glazing.
  • the heat transfer of the edge seal that is to say of the spacer and the seals, also plays a major role in achieving low heat conduction from multiple glass panes.
  • thermoplastic spacers so-called TPS spacers
  • foamed inorganic spacers usually have to be provided with a vapor barrier layer.
  • edge seal The more components an edge seal comprises, the more complex the assembly and the higher the manufacturing costs.
  • JPH0828149 discloses a fireproof edge seal in which the secondary seal contains a foaming agent, so that the secondary seal foams and expands under the action of heat and supports or compensates for a primary seal that leaks under the action of heat.
  • the WO0029702A1 shows a double pane of glass with a spacer and a secondary seal made of foamed plastic material.
  • the edge seal comprises an outer seal and a foamed spacer.
  • the US2005 / 167028 A1 discloses a multiple pane of glass with two panes of glass and an edge bond with a secondary seal and a foamed spacer.
  • the object is to provide a multiple pane of glass and a method for producing a multiple pane of glass with which the disadvantages of the prior art are avoided, which in particular have a dense and insulating edge seal, which can also be produced as easily and inexpensively as possible and in particular a allows easy handling during assembly of the multiple pane of glass.
  • the object is achieved by a multiple pane of glass with at least two panes of glass, preferably made of float glass, and an edge bond.
  • the edge bond comprises at least one spacer, which is arranged between two glass panes, and at least one secondary seal, which is arranged on the side of the spacer facing the edge of the glass panes.
  • the secondary seal comprises foamed plastic material.
  • the secondary seal is preferably made of foamed plastic material.
  • the secondary sealant is foamed in such a way that only 20-90%, preferably 40-60%, more preferably about half of the total claimed volume is filled with the base material of the sealant. Compared to a non-foamed material, in which the base material fills the entire claimed volume, for example the entire edge joint, a material saving of 30-60% is obtained.
  • the coefficient of thermal conductivity is preferably roughly halved compared to a non-foamed material.
  • the secondary seal preferably has a depth of at least 2 mm, more preferably of at least 3 mm.
  • the depth indicates the extent of the secondary seal between the spacer and the edge of the glass pane.
  • the thickness is determined by the distance between the glass panes and the length from the circumference of the glass panes.
  • the foamed secondary seal can be made available as a barrel product for installation. Barrels can be injected into the edge joint.
  • the space which the glass panes and the spacer define on the side of the spacer facing the edge of the glass panes and which forms the edge joint is preferably filled with the secondary seal.
  • the optimal filling is best achieved with an injection.
  • the edge seal comprises at least two primary seals.
  • the primary seals are each arranged between the spacer and a pane of glass.
  • a plastic sealant based on polyisobutylene (butyl) can be used for the primary seal.
  • the secondary seal of the multiple glass pane according to the invention preferably comprises a material based on polysulfide, polyurethane and / or silicone.
  • a material based on polysulfide, polyurethane and / or silicone can be physically expanded by introducing nitrogen or carbon dioxide, for example, and have long-lasting stability after a short time.
  • the crosslinking can be optimized by adding calcium carbonate or plasticizers.
  • the basic material of the secondary seal can be a two-component sealant such as polysulfide, silicone or polyurethane.
  • a one-component hot-melt material can also be used.
  • the spacer is designed as a thermoplastic spacer, namely as a foamed thermoplastic spacer.
  • the spacer can have a cavity in which the desiccant is arranged.
  • the desiccant can also be integrated in the base material for a thermoplastic spacer.
  • the spacer can simultaneously assume the function of a primary seal and / or a gas / water vapor barrier.
  • the multiple pane of glass according to the invention in particular as described above, has at least two panes of glass and an edge bond.
  • the edge seal comprises at least one spacer, which is arranged between two panes of glass, and at least one secondary seal, which is arranged on the side of the spacer facing the edge of the panes of glass.
  • the spacer is designed as a foamed organic thermoplastic spacer.
  • the spacer is preferably foamed in such a way that only 20-90%, preferably 40-60%, of the total claimed volume is filled with the base material. Compared to a non-foamed spacer, in which the base material fills the entire claimed volume, a material saving of 30-70% is obtained.
  • the coefficient of thermal conductivity is preferably roughly halved compared to a non-foamed material.
  • the Shore hardness of an unfoamed organic thermoplastic spacer is about 55-60 Shore A
  • the hardness of the material for the foamed material is preferably increased by about 5 to 10%. This is done by adding plasticizers and / or calcium carbonate.
  • Sealing materials can give off decomposition products such as ethanol, methanol or alcohols over a longer period of time.
  • plasticizers can migrate. This can cause interactions and consequently the tightness of an edge seal and thus the function of insulating glass units.
  • the materials are preferably to be coordinated with one another in such a way that only materials that are compatible with one another are used, and / or the materials are to be separated from one another.
  • a vapor barrier layer in particular a vapor barrier film, is arranged between the spacer and the secondary sealant.
  • the vapor barrier layer can in particular be arranged between the primary seal and the secondary seal.
  • the vapor barrier layer preferably contains aluminum, PET and / or SiOx.
  • a coated film made of PET or a modified plastic is preferably used.
  • the object is also achieved by a method for producing a multiple pane of glass, as described above, with at least two panes of glass and an edge bond.
  • the procedure consists of the following steps. First, a spacer is attached. In addition, on the side of the spacer facing the edge of the glass panes, a secondary seal is attached which contains or preferably consists of foamed plastic material.
  • the secondary seal is preferably foamed.
  • the space which the glass panes and the spacer define on the side of the spacer facing the edge of the glass panes and which forms the edge joint is filled.
  • a device with an injector is advantageously used for foaming, by means of which, for example, a material mixed with gas is applied into the edge joint.
  • the foaming is preferably carried out physically with nitrogen or carbon dioxide.
  • the amount of gas introduced can be adjusted.
  • the feed rate can be adapted to the processing speed and / or to the outflow speed of the base material, so that a desired ratio of volume proportions of base material and gas pores is present in the foamed secondary seal.
  • the spacer can be attached directly to a pane of glass.
  • a primary seal is preferably attached, which is arranged between the spacer and the glass pane.
  • the primary seal acts as a gas and water vapor barrier.
  • the object is also achieved by a method, as described above, for producing a multiple pane of glass, as described above, with at least two glass panes and an edge bond; the method includes the step of attaching a spacer made of foamed organic thermoplastic material.
  • the basic material of the spacer, the organic thermoplastic material can be foamed with N 2 or CO 2.
  • the base material mixed with gas is preferred applied directly between the panes of glass.
  • an additional vapor barrier layer is applied, which is arranged between the spacer and the secondary seal and / or between the primary seal and the secondary seal.
  • a film is rolled out onto the spacer.
  • the vapor barrier film can be a PET film that is metallic or coated with SiO x on both sides. In particular, this improves the adhesion of the vapor barrier layer to a TPS spacer and the secondary seal. At the same time, the gas diffusion is reduced.
  • At least the spacer and the secondary seal are attached at the same time.
  • the spacer and the secondary seal, and in particular the vapor barrier layer can be applied in one work step.
  • Application heads can be moved in parallel around the glass pane, which successively deposit the respective components of the edge seal.
  • the respective materials can be co-extruded from an injection device.
  • the object is also achieved by a device according to claim 12 for attaching an edge bond of a multiple pane of glass with at least two panes of glass.
  • the device comprises at least one injector with a gas supply and with a nozzle for application into a gap between two panes of glass. In the nozzle or immediately in front of the nozzle, the gas and the sealing material are mixed, so that a foamed material is created.
  • the mixing with the gas preferably takes place in a homogenizing device which is arranged upstream of the nozzle and which ensures that the gas is evenly distributed in the base material.
  • the injector can be used to apply material to form a secondary seal or to form a spacer.
  • the mass released by the nozzle is preferably deposited with a specific profile that can be selected and / or adjusted.
  • the nozzle has, for example, a discharge opening with a selectable and / or adjustable profile.
  • the injector can be a one-component injector or, in particular, it can comprise a two-component mixer.
  • the device also includes, in particular, a pulling device with which the secondary seal is pulled off so that it ends flush with the outer edge of at least one glass pane.
  • the device also includes a metering control, via which the delivery rate of the base material and / or the quantitative ratio of gas and base material can be set.
  • the device also includes a further second injector with which, for example, a spacer can be foamed at the same time.
  • This injector also preferably has a nozzle which has a discharge opening with a selectable and / or adjustable profile.
  • the device thus comprises two injectors, a first injector with a first gas supply for applying a secondary seal made of foamed plastic and a second injector with a second gas supply for applying a foamed organic thermoplastic spacer.
  • the device can have a film application device so that the secondary seal and vapor barrier layer or secondary seal, vapor barrier layer and spacer can be applied in one work step.
  • Figure 1 shows a multiple pane of glass 1 not according to the invention with two panes of glass 2 and an edge bond 3.
  • the edge composite 3 comprises a spacer 4, which is arranged between the two glass panes 2, and a secondary seal 5, which is arranged on the side 7 of the spacer 4 facing the edge 6 of the glass panes 2.
  • the secondary seal 5 consists of foamed plastic material.
  • the space that the glass panes 2 and the spacer 4 define on the side 7 of the spacer 4 facing the edge 6 of the glass panes 2 is filled with the secondary seal.
  • the edge seal 3 comprises two butyl-based primary seals 8, which are each arranged between the spacer 4 and a glass pane 2.
  • the spacer 4 can be designed as a hollow profile in which a desiccant 9 is arranged.
  • Figure 2 shows a second example of a multiple glass pane 1 not according to the invention with two glass panes 2 and an edge seal 3.
  • the spacer 4 is designed as a plastic spacer to which a vapor barrier layer 10 is applied, which is arranged between the spacer 4 and the secondary seal 5.
  • Figure 3 shows a third example of a multiple glass pane 1 not according to the invention with two glass panes 2 and an edge bond 3.
  • the spacer 4 is designed as an unfoamed thermoplastic spacer. A vapor barrier layer and a primary seal are not necessary.
  • Figure 4 shows a fourth example of a multiple glass pane 1 with two glass panes 2 and an edge bond 3.
  • the spacer 4 is a foamed organic TPS spacer. Because of The porosity of the spacer 4 is provided with a vapor barrier layer 10, which is arranged between the spacer 4 and the foamed secondary seal 5. Since the organic TPS base material bonds well with the glass surface, a primary seal is not necessary.
  • thermoplastic spacer 4 a solvent-free, permanently plastic one-component sealant based on polyisobutylene can be used (for example "TS-970" from H.B. Fuller).
  • the spacer 4 can take over the function of a conventional primary seal and a desiccant in one product.
  • a thermoplastic, solvent-free, one-component sealant based on polyisobutylene with an integrated desiccant can be used (for example "Butylver TPS" from Fenzi).
  • a two-component polyurethane for example "Poliver” from Fenzi
  • a two-component polysulfide for example “Thiover” from Fenzi
  • a silicone sealant for example "Sikasil® IG-25” from Sika
  • the basic material of the two-component sealant polysulphide has a thermal conductivity of 0.41 W / mK, polyurethane of 0.40 W / mK.
  • the thermal conductivity of a foamed secondary seal made of a suitable material can be reduced to 0.20W / mK.
  • the secondary seal thus has a thermal conductivity that is below the other components typically used, for example 0.79W / mK for float glass, 0.41W / mK for isobutylene.
  • Spacers 4 have thermal conductivities in the range of 1.35W / mK for aluminum, 0.37W / mK for stainless steel and 0.27W / mK for a thermoplastic spacer.
  • a film with the following layer structure can be used as a vapor barrier layer: SiOx - polyethylene terephthalate (23pm) - adhesive (2-4 ⁇ m) - SiOx - ethylene vinyl alcohol - oriented polypropylene (18 ⁇ m).
  • Figure 5 shows a schematic representation of a device 11 for creating an edge bond.
  • the device 11 comprises a first injector 12 with a gas supply 13 for applying a secondary seal made of foamed plastic.
  • the first injector 12 can comprise a two-component mixer 14, which is fed from two reservoirs 15, 16 and provides a base material for a secondary seal.
  • a gas metering device 17 is used to mix nitrogen or carbon dioxide with this base material. The mixing is preferably carried out in a homogenizing device 18.
  • the foamed sealing material can be applied to an edge joint via a nozzle 19.
  • the device 11 also includes a second injector 20 for applying a spacer.
  • the second injector 20 is also equipped with a gas supply 21 in order to be able to apply a foamed organic thermoplastic spacer.
  • the second injector 20 can comprise a homogenizing device 22 which is fed from a reservoir 23 with organic thermoplastic base material.
  • a gas metering device 24 mixes nitrogen or carbon dioxide with this base material.
  • the foamed TPS material can be applied as a spacer between two panes of glass via a nozzle 25.
  • the TPS material is preferably heated to over 100.degree. C., preferably over 120.degree.
  • the device can also have a film dispensing device (not shown).
  • the edge bond can thus be produced in one work step, as it were, in that the spacer is applied one after the other, after it has cooled and hardened, the barrier layer and the secondary seal are applied to it.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
  • Securing Of Glass Panes Or The Like (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Mehrfachglasscheibe und ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrfachglasscheibe, sowie eine Vorrichtung zum Anbringen eines Randverbunds einer Mehrfachglasscheibe.
  • Bekannt sind Mehrfachglasscheiben mit mindestens zwei Glasscheiben, die in einer Isolierglaseinheit voneinander beabstandet gehalten sind. Isolierglaseinheiten werden normalerweise aus einem anorganischen oder organischen Glas oder aus anderen Materialien wie Plexiglas hergestellt.
  • Verschiedene Designs werden für Mehrfachglasscheiben verwendet, die eine gute Wärmeisolierung bereitstellen sollen. Gemäß einer Ausgestaltung ist der Zwischenraum zwischen den Scheiben vorzugsweise mit inertem Isoliergas wie Argon, Krypton, Xenon usw. gefüllt. Dieses Füllgas darf nicht aus dem Zwischenraum zwischen den Scheiben austreten. Außerdem sollte Stickstoff, Sauerstoff, Wasser usw., die in der Umgebungsluft enthalten sind, nicht in den Zwischenraum zwischen den Scheiben gelangen. Folglich muss der Zwischenraum zwischen den Scheiben abgedichtet werden, nach Möglichkeit soll auch eine Diffusion verhindert werden.
  • Mehrfachglasscheiben bestehen daher in der Regel aus mindestens zwei Glasscheiben, die unter Zwischenschaltung eines Abstandhalters, zum Beispiel eines metallischen Abstandhalterprofils dicht miteinander verbunden sind. Das Abstandhalterprofil wird dabei zum Beispiel mithilfe von Polyisobutylen, welches als Primärdichtung dient, mit den Scheiben verklebt. Zusätzlich wird die Randfuge mit einer Sekundärdichtung, zum Beispiel Polysulfid ausgefüllt. Das Polysulfid wirkt als belastbarer Kleber und gasdiffusionsdichter Sekundärdichtung für eine übliche Gasfüllung.
  • Die Dichtigkeit des Randverbunds einer Mehrfachglasscheibe hat einen großen Einfluss auf die Qualität und die Lebensdauer der Isolierverglasung. Ebenso spielt die Wärmeübertragung des Randverbunds, also des Abstandhalter und der Dichtungen, eine große Rolle bei der Erzielung einer geringen Wärmeleitung von Mehrfachglasscheibe.
  • Da Metallabstandhalter in der Regel über eine relativ gute Wärmeleitfähigkeit verfügen, können alternativ auch thermoplastischen Abstandhalter, sogenannte TPS-Abstandhalter, verwendet werden, insbesondere geschäumte anorganische Abstandhalter. Diese müssen allerdings in der Regel mit einer Dampfsperrschicht versehen werden. Je mehr Komponenten ein Randverbund umfasst, desto aufwendiger ist die Montage und desto höher sind die Herstellkosten.
  • Aus der DE10300389A1 ist bekannt, in die Eckverbindung zweier in einem Winkel aneinander stossender Isolierglasverbindungen eine Dämmelement einzubringen. Dabei kann ein Polyurethanschaum verwendet werden, wobei die Ausgangsmaterialien in dem Hohlraum zu einem Schaum reagieren.
  • Die JPH0828149 offenbart einen feuerfesten Randverbund, bei dem die Sekundärdichtung einen Schaumbildner enthält, sodass die Sekundärdichtung unter Hitzeeinwirkung schäumt, sich ausdehnt und eine unter Hitzeeinwirkung undicht werdende Primärdichtung unterstützt oder kompensiert.
  • Die WO0029702A1 zeigt eine Doppelglasscheibe mit einem Abstandhalter und einer Sekundärdichtung aus geschäumtem Kunststoffmaterial.
  • Aus der US4831799 A ist eine Mehrfachglasscheibe mit zwei Glasscheiben und einem Randverbund bekannt. Der Randverbund umfasst eine äussere Dichtung und einen geschäumten Abstandhalter.
  • Die US2005/167028 A1 offenbart eine Mehrfachglasscheibe mit zwei Glasscheiben und einem Randverbund mit einer Sekundärdichtung und einem geschäumten Abstandhalter.
  • Es besteht die Aufgabe, eine Mehrfachglasscheibe und ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrfachglasscheibe zur Verfügung zu stellen, mit denen die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden, die insbesondere eine dichten und dämmenden Randverbund aufweisen, der zudem möglichst leicht und kostengünstig herstellbar ist und insbesondere eine einfache Handhabung während der Montage der Mehrfachglasscheibe ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Mehrfachglasscheibe mit mindestens zwei Glasscheiben, bevorzugt aus Floatglas, und einem Randverbund. Der Randverbund umfasst mindestens einen Abstandhalter, der zwischen zwei Glasscheiben anordnet ist, und mindestens eine Sekundärdichtung, welche auf der zum Rand der Glasscheiben weisenden Seite des Abstandhalters angeordnet ist. Erfindungsgemäss umfasst die Sekundärdichtung geschäumtes Kunststoffmaterial. Bevorzugt besteht die Sekundärdichtung aus geschäumtem Kunststoffmaterial.
  • Um eine Sekundärdichtung in einer vorgegebenen Randfuge mit einem bestimmten Abstand der beiden Glasscheiben voneinander und einem Abstand des Abstandhalters von dem Rand der Glasscheiben anzubringen, ist ein vorgegebenes Volumen zu füllen und damit eine bestimmte Menge an Material notwendig. Bei geschäumtem Material, das Poren aufweist, ist weitaus weniger Grundmaterial notwendig. Das führt zu einer enormen Einsparung. Bevorzugt ist der Sekundärdichtstoff so geschäumt, dass nur 20-90%, bevorzugt 40-60%, weiter bevorzugt in etwa die Hälfte des insgesamt beanspruchten Volumens mit dem Grundmaterial des Dichtstoff gefüllt sind. Gegenüber einem ungeschäumten Material, bei dem das Grundmaterial das gesamte beanspruchte Volumen, zum Beispiel die gesamte Randfuge, ausfüllt, erhält man daher eine Materialersparnis von 30-60%.
  • Gleichzeitig führen die Poren und die darin enthaltenen Gaseinschlüsse zu einer Absenkung der Wärmeleitfähigkeit und damit zu einer Verbesserung der Isolierung. Bevorzugt wird der Wärmeleitkoeffizient gegenüber einem ungeschäumten Material in etwa halbiert.
  • Bevorzugt hat die Sekundärdichtung eine Tiefe von mindestens 2mm, weiterbevorzugt von mindestens 3mm. Die Tiefe gibt dabei die Ausdehnung der Sekundärdichtung zwischen dem Abstandhalter und dem Rand der Glasscheibe an. Die Dicke wird durch den Abstand der Glasscheiben und die Länge vom Umfang der Glasscheiben festgelegt.
  • Die geschäumte Sekundärdichtung kann für die Montage als Fassware zur Verfügung gestellt werden. Fassware kann in die Randfuge injiziert werden.
  • Bevorzugt ist der Raum, den die Glasscheiben und der Abstandhalter auf der zum Rand der Glasscheiben weisenden Seite des Abstandhalters definieren und der die Randfuge bildet, mit der Sekundärdichtung ausgefüllt. Die optimale Füllung ist am besten mit einer Injektion zu erreichen.
  • In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung umfasst der Randverbund mindestens zwei Primärdichtungen. Die Primärdichtungen sind jeweils zwischen dem Abstandhalter und einer Glasscheibe angeordnet. Für die Primärdichtung kann ein plastischer Dichtstoff auf Basis von Polyisobutylen (Butyl) verwendet werden.
  • Bevorzugt umfasst die Sekundärdichtung der erfindungsgemässen Mehrfachglasscheibe ein Material auf Basis von Polysulfid, Polyurethan und/oder Silikon. Derartige Materialien sind physikalisch durch Einbringen von beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxid aufschäumbar und besitzen nach kurzer Zeit eine langanhaltende Standfestigkeit. Die Vernetzung kann durch den Zusatz von Kalziumcarbonat oder Weichmacher optimiert werden.
  • Bei dem Grundmaterial der Sekundärdichtung kann es sich um einen Zweikomponenten-Dichtstoff, wie Polysulfid, Silikon oder Polyurethan, handeln. Es kann auch ein einkomponentiges Hot-Melt-Material verwendet werden.
  • Der Abstandhalter ist als thermoplastischer Abstandhalter, nämlich als geschäumter thermoplastischer Abstandhalter, ausgeführt.
  • Der Abstandhalter kann einen Hohlraum aufweisen, in dem Trockenmittel angeordnet ist.
  • Das Trockenmittel kann auch in dem Grundmaterial für einen thermoplastischen Abstandhalter integriert sein.
  • Der Abstandhalter kann gleichzeitig die Funktion einer Primärdichtung und/oder einer Gas-Wasserdampfsperre übernehmen.
    Die erfindungsgemässe Mehrfachglasscheibe, insbesondere wie oben beschrieben, weist mindestens zwei Glasscheiben und einen Randverbund auf. Der Randverbund umfasst mindestens einen Abstandhalter, der zwischen zwei Glasscheiben anordnet ist, und mindestens eine Sekundärdichtung, welche auf der zum Rand der Glasscheiben weisenden Seite des Abstandhalters angeordnet ist. Der Abstandhalter ist als geschäumter organischer thermoplastischer Abstandhalter ausgeführt.
  • Als Grundstoff zum Herstellen eines organischen thermoplastischen Abstandhalters ist ein Einkomponenten-Dichtstoff auf der Basis von Polyisobutylen verwendet, der mit Stickstoff oder Kohlendioxid aufgeschäumt wird. Für den organischen thermoplastischen Abstandhalter wird keine Primärdichtung benötigt, da sich das Material gut mit der Glasoberfläche verbindet.
  • Für einen geschäumten Abstandhalter ist weitaus weniger Grundmaterial notwendig als für einen unaufgeschäumten Abstandhalter. Das führt zu einer enormen Einsparung. Bevorzugt ist der Abstandhalter so geschäumt, dass nur 20-90%, bevorzugt 40-60%, des insgesamt beanspruchten Volumens mit dem Grundmaterial gefüllt sind. Gegenüber einem ungeschäumten Abstandhalter, bei dem das Grundmaterial das gesamte beanspruchte Volumen ausfüllt, erhält man daher eine Materialersparnis von 30-70%.
  • Gleichzeitig führen die Poren und die darin enthaltenen Gaseinschlüsse zu einer Absenkung der Wärmeleitfähigkeit und damit zu einer Verbesserung der Isolierung. Bevorzugt wird der Wärmeleitkoeffizient gegenüber einem ungeschäumten Material in etwa halbiert.
  • Während die Shore Härte eines ungeschäumten organischen thermoplastischen Abstandhalters bei etwa 55-60 Shore A liegt, wird bevorzugt die Härte des Materials für das geschäumte Material um etwa 5 bis 10 % erhöht. Dies geschieht durch Zugabe von Weichmachern und/oder Kalziumkarbonat.
  • Grundsätzlich ist darauf zu achten, dass es nicht zu Wechselwirkungen zwischen den verwendeten Dichtmaterialien kommt. Dichtmaterialien können über einen längeren Zeitraum Spaltprodukte wie Ethanol, Methanol oder Alkohole abgeben. Ausserdem können Weichmacher wandern. Dies kann Wechselwirkungen hervorrufen und in der Folge die Dichtheit eines Randverbundes und somit die Funktion von Isolierglaseinheiten massiv beeinträchtigen. Ebenso besteht verstärkt die Gefahr von "Girlanden-Bildungen", welche auf Grund von Wechselwirkungen durch das Einwandern der Primärdichtung in den Scheibenzwischenraum ersichtlich werden. Die Materialien sind bevorzugt so aufeinander abzustimmen, dass nur miteinander kompatible Materialien verwendet sind, und/oder die Materialien sind voneinander zu trennen.
  • In einer vorteilhaften Ausführung der Mehrfachglasscheibe ist eine Dampfsperrschicht, insbesondere eine Dampfsperrfolie, zwischen Abstandhalter und Sekundärdichtstoff angeordnet. Die Dampfsperrschicht kann insbesondere zwischen Primärdichtung und Sekundärdichtung angeordnet sein.
  • Die Dampfsperrschicht enthält bevorzugt Aluminium, PET und/oder SiOx. Bevorzugt wird eine beschichtete Folie aus PET oder einem modifizierten Kunststoff verwendet.
  • Die Aufgabe wird ausserdem gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrfachglasscheibe, wie oben beschrieben, mit mindestens zwei Glasscheiben und einem Randverbund. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte. Zunächst wird ein Abstandhalter angebracht. Ausserdem wird auf der Seite des Abstandhalters, die zum Rand der Glasscheiben weist, eine Sekundärdichtung angebracht, die geschäumtes Kunststoffmaterial enthält oder bevorzugt daraus besteht.
  • Bevorzugt wird die Sekundärdichtung aufgeschäumt. Dabei wird insbesondere der Raum, den die Glasscheiben und der Abstandhalter auf der zum Rand der Glasscheiben weisenden Seite des Abstandhalters definieren, und welcher die Randfuge bildet, aufgefüllt.
  • Zum Aufschäumen wird vorteilhafterweise eine Vorrichtung mit einem Injektor verwendet, über welchen zum Beispiel ein mit Gas versetztes Material in die Randfuge appliziert wird.
  • Bevorzugt erfolgt das Aufschäumen physikalisch mit Stickstoff oder Kohledioxid.
  • Dabei kann die eingebrachte Gasmenge eingestellt werden. Es kann zum Beispiel die Zuführrate an die Verarbeitungsgeschwindigkeit und/oder an die Ausströmgeschwindigkeit des Grundmaterials angepasst werden, so dass ein gewünschtes Verhältnis von Volumenanteilen Grundmaterial und Gasporen in der aufgeschäumten Sekundärdichtung vorliegt.
  • Der Abstandhalter kann direkt auf eine Glasscheibe aufgebracht werden. Bevorzugt wird ausserdem eine Primärdichtung angebracht, die zwischen Abstandhalter und Glasscheibe angeordnet ist. Die Primärdichtung wirkt als Gas- und Wasserdampfsperre.
  • Die Aufgabe wird ausserdem gelöst durch ein Verfahren, wie oben beschrieben, zum Herstellen einer Mehrfachglasscheibe, wie weiter oben beschrieben, mit mindestens zwei Glasscheiben und einem Randverbund; das Verfahren umfasst den Schritt des Anbringens eines Abstandhalters aus geschäumtem organischem thermoplastischen Material. Das Grundmaterial des Abstandhalters, das organische thermoplastische Material, kann mit N2 oder CO2 aufgeschäumt werden. Bevorzugt wird das mit Gas versetzte Grundmaterial direkt zwischen die Glasscheiben appliziert.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird eine zusätzliche Dampfsperrschicht angebracht, die zwischen Abstandhalter und Sekundärdichtung und/oder zwischen Primärdichtung und Sekundärdichtung angeordnet ist. Insbesondere wird auf den Abstandhalter eine Folie ausgerollt. Bei der Dampfsperrfolie kann es sich um eine PET Folie handeln, die beidseitig metallisch oder mit SiOx beschichtet ist. Dies verbessert insbesondere die Haftung der Dampfsperrschicht auf einem TPS Abstandhalter und der Sekundärdichtung. Gleichzeitig wird die Gasdiffusion reduziert.
  • In einer bevorzugten Ausbildung des Verfahrens werden zumindest der Abstandhalter und die Sekundärdichtung gleichzeitig angebracht. Insbesondere können der Abstandhalter und die Sekundärdichtung, sowie insbesondere die Dampfsperrschicht, in einem Arbeitsschritt appliziert werden.
  • Dabei können Applikationsköpfe parallel um die Glasscheibe bewegt werden, welche die jeweiligen Komponenten des Randverbunds sukzessive ablegen. Alternativ können die jeweiligen Materialien von einer Injektionsvorrichtung koextrudiert werden.
  • Die Aufgabe wird ausserdem gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 12 zum Anbringen eines Randverbunds einer Mehrfachglasscheibe mit mindestens zwei Glasscheiben. Die Vorrichtung umfasst mindestens einen Injektor mit einer Gaszufuhr und mit einer Düse zum Applizieren in einen Spalt zwischen zwei Glasscheiben. In der Düse oder unmittelbar vor der Düse werden das Gas und das Dichtmaterial gemischt, sodass ein aufgeschäumtes Material entsteht.
  • Die Mischung mit dem Gas findet bevorzugt in einer Homogenisiervorrichtung statt, die der Düse vorgeordnet ist und mit der sichergestellt wird, dass das Gas gleichmässig in dem Grundmaterial verteilt wird.
  • Mit dem Injektor kann Material zum Bilden einer Sekundärdichtung oder zum Bilden eines Abstandhalters appliziert werden.
  • Die von der Düse abgegebene Masse wird bevorzugt mit einem bestimmten Profil deponiert, das wählbar und/oder einstellbar ist. Die Düse hat dazu zum Beispiel eine Abgabeöffnung mit wählbarem und/oder einstellbarem Profil.
  • Der Injektor kann ein Einkomponenten-Injektor sein oder insbesondere einen Zwei-Komponenten-Mischer umfassen.
  • Die Vorrichtung umfasst insbesondere ausserdem einer Abziehvorrichtung, mit welcher die Sekundärdichtung abgezogen wird, damit sie bündig mit der Aussenkante mindestens einer Glasscheibe abschliesst.
  • Die Vorrichtung umfasst insbesondere ausserdem eine Dosiersteuerung, über welche die Abgaberate des Grundmaterials und/oder das Mengenverhältnis von Gas und Grundmaterial einstellbar sind.
  • Die Vorrichtung umfasst ausserdem einen weiteren zweiten Injektor, mit welchem beispielweise zeitgleich ein Abstandhalter aufgeschäumt werden kann. Dieser Injektor verfügt bevorzugt ebenfalls über eine Düse, die eine Abgabeöffnung mit wählbarem und/oder einstellbarem Profil aufweist.
  • Die Vorrichtung umfasst somit zwei Injektoren, einen ersten Injektor mit einer ersten Gaszufuhr zum Applizieren einer Sekundärdichtung aus aufgeschäumten Kunststoff und einen zweiten Injektor mit einer zweiten Gaszufuhr zum Applizieren eines aufgeschäumten organischen thermoplastischen Abstandhalters.
  • Die Vorrichtung kann über eine Folienauftragevorrichtung verfügen, so dass Sekundärdichtung und Dampfsperrschicht oder Sekundärdichtung, Dampfsperrschicht und Abstandhalter in einem Arbeitsschritt applizierbar sind.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in Figuren dargestellten Beispielen näher erläutert. Verschiedene Ausführungen von Komponenten mit gleicher Funktion sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen
  • Fig. 1:
    eine schematische Darstellung eines nicht erfindungsgemässen ersten Beispiels für eine Mehrfachglasscheibe mit einem Randverbund in einer Schnittdarstellung;
    Fig. 2:
    eine schematische Darstellung eines nicht erfindungsgemässen zweiten Beispiels für eine Mehrfachglasscheibe mit einem Randverbund;
    Fig. 3:
    eine schematische Darstellung eines nicht erfindungsgemässen dritten Beispiels für eine Mehrfachglasscheibe mit einem Randverbund;
    Fig. 4:
    eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen dritten Beispiels für eine Mehrfachglasscheibe mit einem Randverbund;
    Fig. 5:
    eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erstellen eines Randverbunds.
  • Figur 1 zeigt eine nicht erfindungsgemässe Mehrfachglasscheibe 1 mit zwei Glasscheiben 2 und einem Randverbund 3.
  • Der Randverbund 3 umfasst einen Abstandhalter 4, der zwischen den zwei Glasscheiben 2 anordnet ist, und eine Sekundärdichtung 5, welche auf der zum Rand 6 der Glasscheiben 2 weisenden Seite 7 des Abstandhalters 4 angeordnet ist. Die Sekundärdichtung 5 besteht aus geschäumtem Kunststoffmaterial.
  • Der Raum, den die Glasscheiben 2 und der Abstandhalter 4 auf der zum Rand 6 der Glasscheiben 2 weisenden Seite 7 des Abstandhalters 4 definieren ist mit der Sekundärdichtung ausgefüllt.
  • Der Randverbund 3 umfasst zwei Primärdichtungen 8 auf Butylbasis, die jeweils zwischen dem Abstandhalter 4 und einer Glasscheibe 2 angeordnet sind.
  • Der Abstandhalter 4 kann als Hohlprofil ausgeführt sein, in dem ein Trockenmittel 9 angeordnet ist.
  • Figur 2 zeigt ein zweites Beispiel für eine nicht erfindungsgemässe Mehrfachglasscheibe 1 mit zwei Glasscheiben 2 und einem Randverbund 3. Der Abstandhalter 4 ist als Abstandhalter aus Kunststoff ausgeführt, auf den eine Dampfsperrschicht 10 aufgetragen ist, die zwischen Abstandhalter 4 und Sekundärdichtung 5 angeordnet ist.
  • Figur 3 zeigt ein drittes Beispiel für eine nicht erfindungsgemässe Mehrfachglasscheibe 1 mit zwei Glasscheiben 2 und einem Randverbund 3. Der Abstandhalter 4 ist als ungeschäumter thermoplastischer Abstandhalter ausgeführt. Eine Dampfsperrschicht und eine Primärdichtung sind nicht notwendig.
  • Figur 4 zeigt ein viertes Beispiel für eine Mehrfachglasscheibe 1 mit zwei Glasscheiben 2 und einem Randverbund 3. Der Abstandhalter 4 ist ein geschäumter organischer TPS Abstandhalter. Wegen der Porösität des Abstandhalters 4 ist eine Dampfsperrschicht 10 vorgesehen, die zwischen Abstandhalter 4 und geschäumter Sekundärdichtung 5 angeordnet ist. Da sich das organische TPS Grundmaterial gut mit der Glasoberfläche verbindet, ist eine Primärdichtung nicht notwendig.
  • Zum Herstellen eines thermoplastischen Abstandhalters 4 kann eine lösungsmittelfreier, dauerplastischer Einkomponenten-Dichtstoff auf der Basis von Polyisobutylen verwendet werden (zum Beispiel "TS-970" der Firma H.B. Fuller). Der Abstandhalter 4 kann die Funktion einer herkömmlichen Primärdichtung und eines Trocknungsmittels in einem Produkt übernehmen. Alternativ kann ein thermoplastischer lösungsmittelfreier einkomponentiger Dichtstoff auf der Basis von Polyisobutylen mit integriertem Trockenmittel verwendet werden (zum Beispiel "Butylver TPS" der Firma Fenzi).
  • Als Grundmaterial für einen Sekundärdichtstoff kann ein Zweikomponenten-Polyurethan (zum Beispiel "Poliver" der Firma Fenzi), ein Zweikomponenten-Polysulfid (zum Beispiel "Thiover" der Firma Fenzi) oder eine Silikondichtstoff (zum Beispiel "Sikasil® IG-25" der Firma Sika) verwendet werden.
  • Das Grundmaterial des Zweikomponenten Dichtstoffs Polysulfid weist eine Wärmeleitfähigkeit von 0.41 W/mK, Polyurethan von 0.40 W/mK auf. Die Wärmeleitfähigkeit einer geschäumten Sekundärdichtung aus entsprechendem Material lässt sich auf 0.20W/mK absenken. Damit hat die Sekundärdichtung einen Wärmeleitfähigkeit, die unterhalb der übrigen, typischerweise verwendeten Komponenten liegt, beispielsweise 0.79W/mK für Floatglas, 0.41W/mK für Isobutylen.
  • Abstandhalter 4 haben Wärmeleitfähigkeiten im Bereich von 1.35W/mK für Aluminium, 0.37W/mK für Edelstahl und 0.27W/mK für einen thermoplastischen Abstandhalter.
  • Als Dampfsperrschicht kann eine Folie mit dem folgenden Schichtaufbau verwendet werden: SiOx - Polyethylenterephtalat (23pm) - Kleber (2-4µm) - SiOx - Ethylenvinylalkohol - orientiertes Polypropylen (18µm).
  • Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 11 zum Erstellen eines Randverbunds.
  • Die Vorrichtung 11 umfasst einen ersten Injektor 12 mit Gaszufuhr 13 zum Applizieren einer Sekundärdichtung aus aufgeschäumten Kunststoff. Der erste Injektor 12 kann einen ZweiKomponenten-Mischer 14 umfassen, der aus zwei Reservoirs 15, 16 gespeist wird und ein Grundmaterial für eine Sekundärdichtung bereitstellt. Zu diesem Grundmaterial wird aus einer Gasdosiervorrichtung 17 Stickstoff oder Kohlendioxid zu gemischt. Das Mischen erfolgt bevorzugt in einer Homogenisiervorrichtung 18. Über eine Düse 19 kann das aufgeschäumte Dichtmaterial in eine Randfuge appliziert werden.
  • Die Vorrichtung 11 umfasst ausserdem einen zweiten Injektor 20 zum Applizieren eines Abstandhalters. Der zweite Injektor 20 ist ebenfalls mit einer Gaszufuhr 21 ausgestattet, um einen aufgeschäumten organischen thermoplastischen Abstandhalter applizieren zu können.
    Der zweite Injektor 20 kann eine Homogenisiervorrichtung 22 umfassen, die aus einem Reservoir 23 mit organischen thermoplastischen Grundmaterial gespeist wird. Zu diesem Grundmaterial wird aus einer Gasdosiervorrichtung 24 Stickstoff oder Kohlendioxid zu gemischt.
  • Über eine Düse 25 kann das aufgeschäumte TPS Material als Abstandhalter zwischen zwei Glasscheiben appliziert werden.
  • Zum Applizieren wird das TPS Material bevorzugt auf über 100°C, bevorzugt über 120°C erhitzt.
  • Die Vorrichtung kann ausserdem über eine nicht dargestellt Folienabgabevorrichtung verfügen.
  • Der Randverbund kann damit quasi in einem Arbeitsschritt hergestellt werden, indem nacheinander der Abstandhalter, nach dessen Abkühlen und Aushärten die Sperrschicht und darauf die Sekundärdichtung appliziert werden.

Claims (12)

  1. Mehrfachglasscheibe (1) mit mindestens zwei Glasscheiben (2) und einem Randverbund (3), umfassend mindestens einen Abstandhalter (4), der zwischen zwei Glasscheiben (2) anordnet ist, wobei der Abstandhalter (4) als geschäumter organischer thermoplastischer Abstandhalter (4) ausgeführt ist, und mindestens einer Sekundärdichtung (5), welche auf der zum Rand (6) der Glasscheiben (2) weisenden Seite (7) des Abstandhalters (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärdichtung (5) geschäumtes Kunststoffmaterial umfasst oder bevorzugt daraus besteht und als Grundstoff zum Herstellen des Abstandhalters ein Einkomponenten-Dichtstoff auf der Basis von Polyisobutylen verwendet ist, der mit Stickstoff oder Kohlendioxid aufgeschäumt wird.
  2. Mehrfachglasscheibe gemäss Anspruch 1, wobei der Raum, den die Glasscheiben (2) und der Abstandhalter (4) auf der zum Rand (6) der Glasscheiben (2) weisenden Seite (7) des Abstandhalters (4) definieren, mit der Sekundärdichtung (5) ausgefüllt ist.
  3. Mehrfachglasscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sekundärdichtung (5) ein Material auf Basis von Polysulfid, Polyurethan und/oder Silikon umfasst.
  4. Mehrfachglasscheibe gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Dampfsperrschicht (10), insbesondere eine Dampfsperrfolie, zwischen Abstandhalter (4) und Sekundärdichtung (5) angeordnet ist, weiter insbesondere zwischen Primärdichtung (8) und Sekundärdichtung (5), insbesondere enthaltend Aluminium, PET und/oder SiOx.
  5. Verfahren zum Herstellen einer Mehrfachglasscheibe (1), gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mindestens zwei Glasscheiben (2) und einem Randverbund (3), umfassend die Schritte: Anbringen eines Abstandhalters (4) aus geschäumtem organischen thermoplastischen Material auf der Basis von Polyisobutylen,
    Anbringen einer Sekundärdichtung (5), die geschäumtes Kunststoffmaterial enthält oder bevorzugt daraus besteht, auf der Seite (7) des Abstandhalters (4), die zum Rand (6) der Glasscheiben (2) weist.
  6. Verfahren gemäss Anspruch 5, wobei die Sekundärdichtung (5) aufgeschäumt wird, und insbesondere der Raum, den die Glasscheiben (2) und der Abstandhalter (4) auf der zum Rand (6) der Glasscheiben (2) weisenden Seite (7) des Abstandhalters (4) definieren, aufgefüllt wird.
  7. Verfahren gemäss Anspruch 6, wobei das Aufschäumen mit N2 oder CO2 erfolgt.
  8. Verfahren gemäss Anspruch 5-7, wobei eine Primärdichtung (8) angebracht wird.
  9. Verfahren, gemäss einem der Ansprüche 5-8, umfassend den Schritt: Anbringen eines Abstandhalters (4), wobei das Aufschäumen mit N2 oder CO2 erfolgt.
  10. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 5-9, wobei eine Dampfsperrschicht (10) angebracht wird, insbesondere auf den Abstandhalter (4) eine Folie, weiter insbesondere eine beidseitig metallisch oder mit SiOx beschichtete PET-Folie, ausgerollt wird.
  11. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 5-10, wobei zumindest von Abstandhalter (4) und Sekundärdichtung (5) gleichzeitig angebracht werden, insbesondere das Applizieren von Abstandhalter (4), Dampfsperrschicht (10) und Sekundärdichtung (5) in einem Arbeitsschritt erfolgt.
  12. Vorrichtung zum Anbringen eines Randverbunds (3) einer Mehrfachglasscheibe (1) mit mindestens zwei Glasscheiben (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet dass, die Vorrichtung zwei Injektoren (12, 20) umfasst,
    einen ersten Injektor (12) mit einer ersten Gaszufuhr (13) zum Applizieren einer Sekundärdichtung (5) aus aufgeschäumten Kunststoff und einen zweiten Injektor (20) mit einer zweiten Gaszufuhr (21) zum Applizieren eines aufgeschäumten organischen thermoplastischen Abstandhalters auf der Basis von Polyisobutylen.
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