EP4392636A1

EP4392636A1 - Abstandhalter mit feuchtigkeitsbarriere

Info

Publication number: EP4392636A1
Application number: EP22765547.9A
Authority: EP
Inventors: Florian CARRE; Jan Hagen; Walter Schreiber
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: 2021-08-23
Filing date: 2022-08-17
Publication date: 2024-07-03
Also published as: WO2023025634A1; CA3216897A1; JP2024529530A; MX2024002341A; US20240240509A1; CN117858999A; KR20240034238A

Abstract

Abstandhalter (I) für Isolierglaseinheiten, mindestens umfassend - ein polymeres Hohlprofil (1), umfassend - eine erste Seitenwand (2.1) und eine parallel dazu angeordnete zweite Seitenwand (2.2), eine Verglasungsinnenraumwand (3), die die Seitenwände (2.1, 2.2) miteinander verbindet; - eine Außenwand (5), die im Wesentlichen parallel zur Verglasungsinnenraumwand (3) angeordnet ist und die Seitenwände (2.1, 2.2) miteinander verbindet; - einen Hohlraum (8), der von den Seitenwänden (2.1, 2.2), der Verglasungsinnenraumwand (3) und der Außenwand (5) umschlossen wird, - eine Feuchtigkeitsbarriere (20) auf der ersten Seitenwand (2.1), der Außenwand (5) und auf der zweiten Seitenwand (2.2) des polymeren Hohlkörpers (1), wobei die Feuchtigkeitsbarriere (20)mindestens umfasst, - eine erste Barriereschicht (21) und eine unmittelbar angrenzende zweite Barriereschicht (22), die beide über Atomlagenabscheidung (ALD) abgeschieden sind, - die erste Barriereschicht (21) und die zweite Barriereschicht (22) jeweils eine Dicke von höchstens 15 nm haben, - die erste Barriereschicht (21) und die zweite Barriereschicht (22) unabhängig voneinander auf einer nitridischen, oxidischen, sulfidischen oder fluoridischen Verbindung basieren.

Description

Abstandhalter mit Feuchtigkeitsbarriere

Die Erfindung betrifft einen Abstandhalter für Isolierglaseinheiten, eine Isolierglaseinheit und deren Verwendung.

Isolierverglasungen enthalten in der Regel mindestens zwei Scheiben aus Glas oder polymeren Materialien. Die Scheiben sind über einen vom Abstandhalter (Spacer) definierten Gas- oder Vakuumraum voneinander getrennt. Das Wärmedämmvermögen von Isolierglas ist deutlich höher als das von Einfachglas und kann in Dreifachverglasungen oder mit speziellen Beschichtungen noch weiter gesteigert und verbessert werden. So ermöglichen beispielsweise silberhaltige Beschichtungen eine verringerte Transmission von infraroter Strahlung und senken so die Abkühlung eines Gebäudes im Winter.

Neben der Beschaffenheit und dem Aufbau des Glases sind auch die weiteren Komponenten einer Isolierverglasung von großer Bedeutung. Die Dichtung und vor allem der Abstandhalter haben einen großen Einfluss auf die Qualität der Isolierverglasung. In einer Isolierverglasung wird ein umlaufender Abstandhalter zwischen zwei Glasscheiben befestigt, sodass ein gasgefüllter oder luftgefüllter innerer Scheibenzwischenraum entsteht, der gegen das Eindringen von Feuchtigkeit abgedichtet ist.

Die wärmeisolierenden Eigenschaften von Isolierverglasungen werden ganz wesentlich vom Wärmeleitvermögen im Bereich des Randverbunds, insbesondere des Abstandhalters beeinflusst. Bei metallischen Abstandhaltern kommt es durch die hohe thermische Leitfähigkeit des Metalls zur Ausbildung einer Wärmebrücke am Rand des Glases. Diese Wärmebrücke führt einerseits zu Wärmeverlusten im Randbereich der Isolierverglasung und andererseits bei hoher Luftfeuchtigkeit und niedrigen Außentemperaturen zur Bildung von Kondensat auf der Innenscheibe im Bereich des Abstandshalters. Um diese Probleme zu lösen, werden vermehrt thermisch optimierte, sogenannte „Warme-Kante“-Systeme eingesetzt, bei denen die Abstandhalter aus Materialien mit geringerer Wärmeleitfähigkeit, insbesondere Kunststoffen bestehen.

Insbesondere Abstandhalter basierend auf Kunststoff-Grundkörpern benötigen eine zusätzliche Abdichtung, um den Verlust einer Gasfüllung aus dem inneren Scheibenzwischenraum und das Eindringen von Feuchtigkeit in den inneren Scheibenzwischenraum zu verhindern oder soweit es geht zu unterbinden. Eine Möglichkeit dafür ist zum Beispiel das Aufbringen dünner metallischer Folien aus Aluminium oder Edelstahl. Nachteile reiner metallischer Folien sind die hohen Materialkosten und die hohe Wärmeleitfähigkeit von Metallen. Da der Abstandhalter Teil des Randverbunds der Isolierverglasung ist, wird eine möglichst niedrige Wärmeleitung durch den Abstandhalter angestrebt, um die Ausbildung einer Wärmebrücke zu unterbinden.

Verbesserte Ergebnisse werden erzielt durch den Einsatz von Mehrschichtfolien, die sowohl metallische als auch polymere Schichten enthalten, wie beispielsweise offenbart in der WO 2013/104507 A1. Hier werden bevorzugt mehrere metallische oder keramische Schichten eingesetzt, die abwechselnd mit polymeren Schichten angeordnet sind um eine besonders gute Abdichtung bei gleichzeitig niedriger Wärmeleitung zu erhalten. Die Schichten werden bevorzugt durch Aufdampfen erzeugt.

Das Dokument EP2719533 A1 offenbart hierzu einen Abstandhalter mit einer Folie, die an der zum sekundären Dichtmittel weisenden Seite eine dünne Haftschicht aus SiOx oder AlOy aufweist. Die Schicht kann aufgebracht werden über verschiedene Verfahren, wie zum Beispiel in einem Vakuumprozess (Sputtern, Verdampfen oder Plasma-CVD) oder durch einen reaktiven Gasphasenprozess (Plasma-CVD oder ALD). Die Folie enthält außer der dünnen Haftschicht im Wesentlichen polymere Schichten, die die feuchtigkeitsabdichtende Funktion übernehmen. Als Sperrschicht gegen Feuchtigkeit dienen insbesondere orientierte EVOH-Schichten. Es ist zudem die Anbringung einer weiteren Metalloxidschicht zwischen zwei polymeren Schichten offenbart. Ein Nachteil der EVOH-Schichten sind die höheren Kosten im Vergleich zu handelsüblichen PET-Schichten.

Die Verwendung von ALD als Verfahren zur Herstellung von dünnen Schichten auf polymeren Substraten ist zum Beispiel in der EP1629543 B1 offenbart. Dabei ist insbesondere offenbart, wie elektronische Bauteile sauerstoffdicht verpackt werden können unter Verwendung von bis zu 100 nm dicken Einzelschichten. Des Weiteren offenbart WO 03008110 A1 die Aufbringung von bis zu 100 nm dicken anorganischen Schichten auf organischen Poylmeren. Entscheidend für die Dichtigkeit einer Mehrschichtfolie sind die Barriereschichten aus Metall, Metalloxid oder bestimmten Polymeren. Um eine hohe Dichtigkeit und gleichzeitig eine geringe Wärmeleitung zu erreichen, werden zumeist mehrere Schichten aus Metall oder Metalloxid verwendet. Es ist erstrebenswert, die Anzahl und die Dicke der Barriereschichten zu verringern, um den Materialaufwand und damit den Kostenaufwand möglichst gering zu halten.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Abstandhalter bereitzustellen, der die oben genannten Nachteile nicht aufweist, sowie eine verbesserte Isolierglaseinheit bereitzustellen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch einen Abstandhalter für Isolierglaseinheiten nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Eine erfindungsgemäße Isolierglaseinheit und deren erfindungsgemäße Verwendung gehen aus weiteren unabhängigen Ansprüchen hervor.

Der erfindungsgemäße Abstandhalter für Isolierglaseinheiten umfasst mindestens ein polymeres Hohlprofil mit einer ersten Seitenwand, einer parallel dazu angeordneten zweiten Seitenwand, einer Verglasungsinnenraumwand, einer Außenwand und einem Hohlraum. Der Hohlraum wird von den Seitenwänden, der Verglasungsinnenraumwand und der Außenwand umschlossen. Die Verglasungsinnenraumwand ist dabei im Wesentlichen senkrecht zu den Seitenwänden angeordnet und verbindet die erste Seitenwand mit der zweiten Seitenwand. Die Seitenwände sind die Wände des Hohlprofils, an denen die äußeren Scheiben der Isolierglaseinheit angebracht werden. Die Verglasungsinnenraumwand ist die Wand des Hohlprofils, die nach Einbau in die fertige Isolierglaseinheit zum inneren Scheibenzwischenraum weist. Die Außenwand ist im Wesentlichen parallel zur Verglasungsinnenraumwand angeordnet und verbindet die erste Seitenwand mit der zweiten Seitenwand. Die Außenwand weist nach Einbau in die fertige Isolierglaseinheit zum äußeren Scheibenzwischenraum.

Der Abstandhalter umfasst weiterhin eine Feuchtigkeitsbarriere auf der Außenwand, der ersten Seitenwand und der zweiten Seitenwand des polymeren Hohlprofils. Die Feuchtigkeitsbarriere dichtet den inneren Scheibenzwischenraum gegen das Eindringen von Feuchtigkeit ab und verhindert den Verlust eines im inneren Scheibenzwischenraum enthaltenen Gases. Die Feuchtigkeitsbarriere umfasst mindestens eine erste Barriereschicht und eine zweite Barriereschicht, die beide über Atomlagenabscheidung abgeschieden sind. Die erste Barriereschicht und die zweite Barriereschicht grenzen unmittelbar aneinander, das heißt sie stehen in direktem Kontakt miteinander. Zwischen der ersten Barriereschicht und der zweiten Barriereschicht befindet sich somit keine weitere Schicht, wie eine Klebeschicht oder eine Schicht aus einem polymeren Material. Die erste Barriereschicht und die zweite Barriereschicht haben jeweils eine Dicke von höchstens 15 nm. Durch die Ausführung als „Doppelschicht“ aus zwei direkt aneinandergrenzenden Schichten wird eine überraschend gute Barrierewirkung gegenüber dem Eindringen von Feuchtigkeit erzielt, obwohl die Einzelschichten vergleichsweise dünn sind. Die erste Barriereschicht und die zweite Barriereschicht basieren unabhängig voneinander auf einer nitridischen, oxidischen, sulfidischen oder fluoridischen Verbindung. Diese Materialien lassen sich als besonders dichte Schichten über Atomlagenabscheidung (atomic layer deposition, ALD) erzeugen. Im Vergleich zu elementaren Metallschichten zeichnen sich diese Materialien durch eine geringere Wärmeleitfähigkeit aus, was vorteilhaft ist für die wärmeisolierenden Eigenschaften des Abstandhalters. Die Feuchtigkeitsbarriere kann weitere Schichten wie Barriereschichten, polymere Schichten oder Klebeschichten enthalten.

Ist eine Schicht auf Basis eines Materials ausgebildet oder basiert auf einem Material, so besteht die Schicht mehrheitlich aus diesem Material, insbesondere im Wesentlichen aus diesem Material neben etwaigen Verunreinigungen oder Dotierungen. Der Anteil des Materials beträgt mehr als 50 Gew.-%, bevorzugt mehr als 70 Gew.-%, besonders bevorzugt mehr als 90 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mehr als 95 Gew.-%.

Die Atomlagenabscheidung (atomic layer deposition, ALD) ist ein Verfahren zur Abscheidung von dünnen Schichten, bis hin zu atomaren Monolagen. Die Bestandteile (Atome) des abzuscheidenden Materials sind in chemischer Form an ein Trägergas gebunden (sogenannte Präkursoren und Reaktanten). Der jeweilige Präkursor wird dabei chemisch an die zu beschichtende Oberfläche gebunden, wobei eine dünne Schicht, üblicherweise eine Monoschicht an der Oberfläche gebunden wird. Anschließend wird die Reaktionskammer geleert und mit einem Reaktanten befüllt. Bei einer definierten Temperatur findet eine Reaktion zwischen dem gebundenen Präkursor und dem Reaktanten statt, sodass eine Lage der gewünschten Verbindung auf der zu beschichtenden Oberfläche entsteht. Die Reaktionsprodukte werden dann abgepumpt und der Prozess wird wieder von vorne begonnen, indem wieder der Präkursor in die Reaktionskammer eingeleitet wird. So werden nacheinander einzelne Lagen aufgebracht bis die gewünschte Schichtdicke erreicht ist. Zwischen den einzelnen Abscheideschritten kann die Reaktionskammer mit einem Inertgas, beispielsweise Argon, gespült werden. Charakteristisch für ALD ist der selbstbegrenzende Charakter der Teilreaktionen: der Reaktant und der Präkursor reagieren nicht mit sich selbst oder Liganden von sich selbst, was das Schichtwachstum einer Teilreaktion bei beliebig langer Zeit und Gasmenge auf maximal eine Monolage begrenzt. So können sehr dichte Schichten mit präzise eingestellter Schichtdicke erzeugt werden. Da das Gas sich gleichmäßig in der Reaktionskammer verteilt, werden die Gegenstände unabhängig von ihrer geometrischen Form vollständig beschichtet, abgesehen von etwaigen Auflageflächen. Geeignete Präkursoren und Reaktanten sind dem Fachmann bekannt und zum Beispiel veröffentlich in M. Leskela and M. Ritala, „ALD precursor chemistry: Evolution and future challenges“ in Journal de Physique IV, vol. 9, 837-852 (1999) oder in WO 03008110A1 und den dort angegebenen Verweisen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Barriereschicht und / oder die zweite Barriereschicht eine nitridische Barriereschicht. Zur Erzeugung von nitridischen ALD-Beschichtungen kann beispielsweise Ammoniak (NH3) als Reaktant eingesetzt werden. Geeignete Präkursoren sind die entsprechenden Halogenide, wie zum Beispiel ein Metallhalogenid. Bevorzugte Nitride sind die Nitride von, Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram, Eisen, Cobalt, Nickel, Bor, Aluminium, Gallium, Indium, Silizium und Zinn. Diese Nitride können gut über ALD abgeschieden werden. Besonders bevorzugt sind Nitride von Bor, Silizium, Titan, Zirkonium, Hafnium und Aluminium und Gemische davon. Barriereschichten mit diesen Nitriden weisen eine besonders hohe Dichtigkeit auf. Die Nitride können stöchiometrisch, unter- oder überstöchiometrisch ausgebildet sein. Bevorzugt sind die Nitride stöchiometrisch ausgebildet, was durch die Abscheidung von Monolagen mittels Atomlagenabscheidung möglich ist. Beispielsweise bevorzugt sind SiaN4, TiN, ZrN, HfN, AIN.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erste Barriereschicht und / oder die zweite Barriereschicht eine oxidische Barriereschicht. Zur Erzeugung von ALD- Beschichtungen aus einem Metalloxid sind zum Beispiel geeignete Präkursoren die entsprechende Methyl-Metall-Verbindung oder das entsprechende Metallchlorid einerseits und als Reaktanten Wasserdampf oder Ozon andererseits. Bevorzugte Oxide sind die Oxide von Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Scandium, Yttrium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Zink, Aluminium, Gallium, Indium, Silizium, Germanium, Zinn und Bismuth. Besonders bevorzugt sind Oxide von Aluminium, Chrom, Silizium, Titan, Zirkonium, Hafnium und Gemische davon. Die Oxide können stöchiometrisch, unter- oder überstöchiometrisch ausgebildet sein. Bevorzugt sind die Oxide stöchiometrisch ausgebildet, was durch die Abscheidung von Monolagen mittels Atomlagenabscheidung möglich ist. Bevorzugt sind zum Beispiel AI2O3, C^Os, SiÜ2, TiÜ2, ZrÜ2, HfO₂ oder AhTiOs.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erste Barriereschicht und / oder die zweite Barriereschicht eine sulfidische Barriereschicht. Zur Erzeugung von sulfidischen ALD-Beschichtungen kann beispielsweise Schwefelwasserstoff (H2S) als Reaktant eingesetzt werden. Geeignete Präkursoren sind die entsprechenden Halogenide, wie zum Beispiel ein Metallhalogenid. Bevorzugte Sulfide sind die von Titan, Molybdän, Wolfram, Mangan, Eisen, Cobalt, Nickel, Zink, Aluminium, Gallium, Indium, Germanium, Zinn und Bismuth. Besonders bevorzugt sind die Sulfide von Eisen und Cobalt Die Sulfide können stöchiometrisch, unter- oder überstöchiometrisch ausgebildet sein. Bevorzugt sind die Sulfide stöchiometrisch ausgebildet, was durch die Abscheidung von Monolagen mittels Atomlagenabscheidung möglich ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erste Barriereschicht und / oder die zweite Barriereschicht eine fluoridische Barriereschicht. Bevorzugt sind Fluoride von Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Zink und Aluminium. Besonders bevorzugt sind Fluoride von Magnesium, Calcium, Strontium, Barium. Die Fluoride können stöchiometrisch, unter- oder überstöchiometrisch ausgebildet sein. Bevorzugt sind die Fluoride stöchiometrisch ausgebildet, was durch die Abscheidung von Monolagen mittels Atomlagenabscheidung möglich ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erste Barriereschicht unmittelbar auf dem polymeren Hohlprofil aufgebracht. Die unmittelbare Aufbringung bedeutet, dass die erste Barriereschicht direkt mit ALD auf dem polymeren Hohlprofil aufgebracht ist, sodass keine Klebeschicht oder polymere Schicht dort angeordnet ist. Eine Vorbehandlung des polymeren Hohlprofils mit einem Lösungsmittel, einer Plasmaaktivierung oder ähnlichem ist möglich. Bei der unmittelbaren Aufbringung ist jedoch keine Klebeschicht vorgesehen. Direkt angrenzend an die erste Barriereschicht ist die zweite Barriereschicht angeordnet. Ein großer Vorteil des Aufbringens einer Beschichtung mithilfe von ALD ist, dass auch komplizierte Geometrien mit dichten definierten Schichten gleichmäßig beschichtet werden. Bevorzugt werden keine polymeren Schichten auf das polymere Hohlprofil aufgebracht, sodass die Feuchtigkeitsbarriere in diesem Fall nur Barriereschichten umfasst, die bevorzugt alle über ALD aufgebracht sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Feuchtigkeitsbarriere in Form einer Folie über einen Kleber auf dem polymeren Hohlprofil angebracht. Die Feuchtigkeitsbarriere umfasst in diesem Fall mindestens eine polymere Schicht, auf der die Barriereschichten aufgebracht sind. Die Beschichtung von Folien mit Barriereschichten über ALD erfolgt unabhängig von der Herstellung des polymeren Hohlprofils. Dies ermöglicht eine flexible Anpassung der Herstellung von Abstandhaltern mit unterschiedlichen Anforderungen durch einen Austausch der Folie. Bevorzugt ist die Feuchtigkeitsbarriere auf das polymere Hohlprofil über einen nichtgasenden Kleber aufgeklebt. Der Unterschied in der Längenausdehnung zwischen Feuchtigkeitsbarriere und polymerem Hohlprofil kann zu thermischen Spannungen führen. Durch die Anbringung der Feuchtigkeitsbarriere über einen Kleber können über die Elastizität des Klebers gegebenenfalls Spannungen aufgenommen werden. Als Kleber kommen thermoplastische Kleber, aber auch reaktive Kleber, wie Mehrkomponentenkleber in Frage. Bevorzugt wird als Kleber ein thermoplastisches Polyurethan oder ein Polymethacrylat verwendet. Dieses hat sich in Versuchen als besonders geeignet erwiesen.

Bevorzugt umfasst die Feuchtigkeitsbarriere mindestens zwei polymere Schichten, bevorzugt genau zwei, drei oder vier polymere Schichten, besonders bevorzugt zwei oder drei polymere Schichten. Die polymeren Schichten dienen zum einen als Trägermaterial und als Zwischenschichten zwischen den Barriereschichten

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Feuchtigkeitsbarriere keine Barriereschichten auf Basis eines elementaren Metalls. Bevorzugt umfasst die Feuchtigkeitsbarriere ausschließlich anorganische Barriereschichten auf Basis von nitridischen, oxidischen, sulfidischen oder fluoridischen Verbindung. Elementare Metalle haben dagegen eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit, was von Nachteil ist für die wärmeisolierenden Eigenschaften des Abstandhalters.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält eine polymere Schicht Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylidenchlorid (PVdC), Polyamide (PA), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), orientiertes Polypropylen (oPP), biaxial orientiertes Polypropylen (boPP), orientiertes Polyethylenterephthalat (oPET), biaxial orientiertes Polyethylenterephthalat (boPET). Bevorzugt ist die polymere Schicht bzw. jede polymere Schicht auf Basis jeweils eines der genannten Polymere ausgebildet. Die genannten Polymere sind besonders geeignet zur Beschichtung mit ALD und geeignet als Folien für Abstandhalter von Isolierverglasungen. Besonders bevorzugt enthält die polymere Schicht PET, oPP, boPP, oPET oder boPET, die sich besonders gut mit ALD beschichten lassen und gute Haftungseigenschaften zu den Barriereschichten aufweisen. Orientiertes Polypropylen und orientiertes Polyethylenterephthalat sind in eine Richtung gereckte Folien. Folien aus boPP und boPET sind in Längsrichtung und in Querrichtung verstreckt. Durch das Verstrecken werden die Folien widerstandsfähiger als die ursprünglichen Folien.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat die polymere Schicht beziehungsweise haben alle polymeren Schichten eine Dicke von 5 pm bis 50 pm, bevorzugt von 10 pm bis 35 pm, besonders bevorzugt von 12 pm bis 25 pm. In diesen Bereichen lassen sich die einzelnen Schichten gut verarbeiten und sind kostengünstig erhältlich.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Feuchtigkeitsbarriere keine polymere Schicht auf Basis von Ethylenvinylalkohl (EVOH). EVOH-Schichten dienen selbst als Feuchtigkeitsbarriereschichten, sind jedoch relativ kostenintensiv und je nach Dicke der Schicht weniger dicht als anorganische Barriereschichten. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Feuchtigkeitsbarriere ist die besonders dünne Ausführung der Barriereschichten, die trotzdem eine hohe Dichtigkeit liefern, sodass keine EVOH- Schichten als zusätzliche Barriere benötigt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Feuchtigkeitsbarriere mindestens drei Barriereschichten, bevorzugt mindestens vier Barriereschichten, weiterhin bevorzugt mindestens fünf Barriereschichten oder mindestens sechs Barriereschichten. Die Feuchtigkeitsbarriere enthält bevorzugt genau drei, vier, fünf oder sechs Barriereschichten. Es hat sich gezeigt, dass eine höhere Anzahl an dünnen Barriereschichten zu einer deutlichen Verbesserung der Dichtigkeit führt, während die Erhöhung der Dicke der Barriereschichten nur eine geringe Verbesserung der Dichtigkeit zur Folge hat.

Bevorzugt sind alle Barriereschichten über Atomlagenabscheidung abgeschieden und basieren unabhängig voneinander auf einer nitridischen, oxidischen, sulfidischen oder fluoridischen Verbindung. Aufgrund der Verwendung von ALD zur Herstellung der Barriereschichten können viele dünne Schichten zur Anwendung kommen. Die Nutzung eines einzelnen Verfahrens zur Herstellung einer Feuchtigkeitsbarriere vereinfacht zudem den Herstellungsprozess.

In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform werden herkömmliche Verfahren, wie CVD (chemical vapor deposition) oder PVD (physical vapor deposition) zur Herstellung einer weiteren Schicht der Feuchtigkeitsbarriere genutzt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform grenzen eine dritte Barriereschicht und eine vierte Barriereschicht unmittelbar aneinander an. Die Ausführung als doppelte Barriereschicht hat sich als besonders effektiv erwiesen zur Verbesserung der Dichtigkeit. Somit umfasst die Feuchtigkeitsbarriere in dieser Ausführungsform mindestens zwei doppelte Barriereschichten. Weiterhin bevorzugt enthält die Feuchtigkeitsbarriere mehr als vier Barriereschichten, beispielsweise fünf, sechs, sieben oder acht Barriereschichten. Bevorzugt sind die Barriereschichten jeweils so angeordnet, dass immer zwei Barriereschichten unmittelbar aneinander angrenzen.

Eine mögliche bevorzugte Abfolge von Schichten in einer Feuchtigkeitsbarriere ist: Erste Barriereschicht - zweite Barriereschicht - dritte Barriereschicht - vierte Barriereschicht. In diesem Fall gibt es keine polymeren Schichten, sondern die Barriereschichten sind direkt auf dem polymeren Hohlprofil angeordnet und bevorzugt alle über ALD abgeschieden.

Eine weitere bevorzugte Abfolge von Schichten in einer Feuchtigkeitsbarriere ist:

Erste Barriereschicht - zweite Barriereschicht - erste polymere Schicht - dritte Barriereschicht - vierte Barriereschicht - zweite polymere Schicht. Diese Feuchtigkeitsbarriere lässt sich durch Lamination von zwei einseitig beschichteten polymeren Schichten herstellen (in diesem Fall wäre eine Verklebungsschicht zwischen der ersten polymeren Schicht und der dritten Barriereschicht angeordnet) oder alternativ durch Verklebung einer zweiseitig beschichteten polymeren Schicht mit einer weiteren polymeren Schicht (in diesem Fall wäre zum Beispiel eine Verklebungsschicht zwischen der vierten Barriereschicht und der zweiten polymeren Schicht angeordnet).

Eine Verklebungsschicht zum Verkleben von beschichteten oder unbeschichteten Folien zu einer Feuchtigkeitsbarriere hat bevorzugt eine Dicke von 1 pm bis 8 pm, bevorzugt von 2 pm bis 6 pm. Dies gewährleistet eine sichere Verklebung.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt eine Barriereschicht auf der vom Hohlraum abgewandten Seite des Hohlprofils als äußere Schicht frei. Freiliegen bedeutet, die Barriereschicht weist zur äußeren Umgebung und nicht zum Hohlraum. In der fertigen Isolierverglasung steht die äußere Schicht in direktem Kontakt mit dem sekundären Dichtmittel im Bereich der Außenwand oder mit dem primären Dichtmittel im Bereich der Seitenwände. Die anorganischen Barriereschichten weisen im Vergleich zu einem polymeren Material eine wesentlich verbesserte Haftung zu den Dichtmitteln auf. Daher ist es von Vorteil, wenn als äußere Schicht eine erfindungsgemäße Barriereschicht angeordnet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die äußere Schicht eine erfindungsgemäße Barriereschicht abgeschieden über ALD und basiert auf Siliziumoxid (SiOx) oder besteht aus SiOx. SiOx weist eine besonders gute Haftung auf zu den Materialien des sekundären Dichtmittels und hat eine geringe Wärmeleitung, was die wärmeisolierenden Eigenschaften des Abstandhalters weiter verbessert.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die äußere Schicht eine erfindungsgemäße Barriereschicht abgeschieden über ALD und basiert auf einem Oxid von Aluminium, Titan, Nickel, Chrom oder Eisen. Diese Metalloxide zeichnen sich durch eine besonders gute Haftung zum angrenzenden Dichtmittel aus. Überraschend gute Ergebnisse wurden mit einer äußeren Schicht aus Chromoxid oder Titanoxid erzielt.

Zwei direkt aneinander angrenzende Barriereschichten haben erfindungsgemäß unterschiedliche Zusammensetzungen. Das heißt zwei direkt aneinander angrenzende Barriereschichten basieren auf zwei unterschiedlichen Verbindungen. Die Ausführung aus zwei unterschiedlichen Materialien führt zu einer verbesserten Abdichtung im Vergleich zu zwei Schichten aus demselben Material. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Dicke aller Barriereschichten jeweils kleiner als 10 nm, bevorzugt zwischen 1 nm und 9 nm, besonders bevorzugt zwischen 2 nm und 8 nm und ganz besonders bevorzugt zwischen 3 nm und 7 nm. Die Aufbringung solch dünner Schichten spart Material und hat dank der Abscheidung über ALD eine hervorragende Dichtigkeit.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Summe der Dicken aller Barriereschichten kleiner als 50 nm, bevorzugt kleiner als 40 nm und besonders bevorzugt kleiner als 30 nm. Dank der besonders dichten Barriereschichten ist nur eine geringe Gesamtdicke notwendig, um die Anforderungen für einen Abstandhalter für Isolierverglasungen zu erfüllen.

Die Feuchtigkeitsbarriere ist bevorzugt durchgehend in Längsrichtung des Abstandhalters angeordnet, damit in der Isolierverglasung entlang des gesamten umlaufenden Abstandhalterrahmens keine Feuchtigkeit in den inneren Scheibenzwischenraum gelangen kann.

Die Feuchtigkeitsbarriere ist bevorzugt so aufgebracht, dass die an die Verglasungsinnenraumwand grenzenden Bereiche der beiden Seitenwände frei von Feuchtigkeitsbarriere sind. Durch die Anbringung auf der gesamten Außenwand bis auf die Seitenwände wird eine besonders gute Abdichtung des Abstandhalters erreicht. Der Vorteil der von Feuchtigkeitsbarriere freibleibenden Bereiche auf den Seitenwänden liegt in einer Verbesserung des optischen Erscheinungsbilds im verbauten Zustand. Bei einer Feuchtigkeitsbarriere, die bis an die Verglasungsinnenraumwand grenzt, wird dieses in der fertigen Isolierglaseinheit sichtbar. Dies wird zum Teil als ästhetisch unschön wahrgenommen. Bevorzugt beträgt die Höhe des von der Feuchtigkeitsbarriere freibleibenden Bereichs zwischen 1 mm bis 3 mm. In dieser Ausführungsform ist die Feuchtigkeitsbarriere in der fertigen Isolierglaseinheit nicht sichtbar.

In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist die Feuchtigkeitsbarriere auf den gesamten Seitenwänden angebracht. Optional kann die Feuchtigkeitsbarriere zusätzlich noch auf der Verglasungsinnenraumwand angeordnet sein. Dadurch wird die Abdichtung des Abstandhalters weiter verbessert. Der Hohlraum des erfindungsgemäßen Abstandhalters führt zu einer Gewichtsreduktion im Vergleich zu einem massiv ausgeformten Abstandhalter und steht zur Aufnahme von weiteren Komponenten, wie beispielsweise eines Trockenmittels, zur Verfügung.

Die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand stellen die Seiten des Abstandhalters dar, an denen beim Einbau des Abstandhalters die Montage der äußeren Scheiben einer Isolierglaseinheit erfolgt. Die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand verlaufen parallel zueinander.

Die Außenwand des Hohlprofils ist die der Verglasungsinnenraumwand gegenüberliegende Wand, die vom Innenraum der Isolierglaseinheit (innerer Scheibenzwischenraum) weg in Richtung des äußeren Scheibenzwischenraums weist. Die Außenwand verläuft bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zu den Seitenwänden. Eine plane Außenwand, die sich in ihrem gesamten Verlauf senkrecht zu den Seitenwänden (parallel zur Verglasungsinnenraumwand) verhält, hat den Vorteil, dass die Dichtfläche zwischen Abstandhalter und Seitenwänden maximiert wird und eine einfachere Formgebung den Produktionsprozess erleichtert.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abstandhalters sind die den Seitenwänden nächstliegenden Abschnitte der Außenwand in einem Winkel a (alpha) von 30° bis 60° zur Außenwand in Richtung der Seitenwände geneigt. Diese Ausführung verbessert die Stabilität des polymeren Hohlprofils. Bevorzugt sind die den Seitenwänden nächstliegenden Abschnitte in einem Winkel a (alpha) von 45° geneigt. In diesem Fall ist die Stabilität des Abstandhalters weiter verbessert. Die gewinkelte Anordnung verbessert die Verklebung der Feuchtigkeitsbarriere.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abstandhalters hat das polymere Hohlprofil eine im Wesentlichen einheitliche Wandstärke d. Die Wandstärke d liegt bevorzugt im Bereich von 0,5 mm bis 2 mm. In diesem Bereich ist der Abstandhalter besonders stabil.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abstandhalters enthält das Hohlprofil biobasierte Polymere, Polyethylen (PE), Polycarbonate (PC), Polypropylen (PP), Polystyrol, Polyester, Polyethylenterephtalate (PET), Polyethylenterephtalat-Glykol (PET-G), Polyoxymethylen (POM), Polyamide, Polyamid- 6,6, Polybutylenterephthalat (PBT), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Acrylester-Styrol- Acrylnitril (ASA), Acrylnitril-Butadien-Styrol - Polycarbonat (ABS/PC), Styrol-Acrylnitril (SAN), PET/PC, PBT/PC, oder Copolymere davon. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht das Hohlprofil im Wesentlichen aus einem der gelisteten Polymere.

Das polymere Hohlprofil ist bevorzugt glasfaserverstärkt. Durch die Wahl des Glasfaseranteils im polymeren Hohlprofil kann der Wärmeausdehnungskoeffizient des polymeren Hohlprofils variiert und angepasst werden. Durch Anpassung des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Hohlprofils und der Feuchtigkeitsbarriere lassen sich temperaturbedingte Spannungen zwischen den unterschiedlichen Materialien und ein Abplatzen der Feuchtigkeitsbarriere vermeiden. Das polymere Hohlprofil weist bevorzugt einen Glasfaseranteil von 20 Gew.-% bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt von 30 Gew.-% bis 40 Gew.-% auf. Der Glasfaseranteil im polymeren Hohlprofil verbessert gleichzeitig die Festigkeit und Stabilität. Glasfaserverstärkte Abstandhalter sind in der Regel starre Abstandhalter, die beim Zusammenbau eines Abstandhalterrahmens für eine Isolierglaseinheit aus einzelnen geraden Stücken zusammengesteckt oder geschweißt werden. Die Verbindungsstellen müssen dabei separat mit einem Dichtmittel abgedichtet werden, um eine optimale Abdichtung eines Abstandhalterrahmens zu gewährleisten. Der erfindungsgemäße Abstandhalter lässt sich aufgrund der hohen Stabilität der Feuchtigkeitsbarriere und der besonders guten Haftung zum Dichtmittel besonders gut verarbeiten.

In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform enthält das Hohlprofil keine Glasfasern. Die Anwesenheit von Glasfasern verschlechtert die wärmeisolierenden Eigenschaften des Abstandhalters und macht den Abstandhalter starr und spröde. Hohlprofile ohne Glasfasern können besser gebogen werden, wobei das Abdichten der Verbindungsstellen entfällt. Während des Biegens ist der Abstandhalter besonderen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Insbesondere in den Ecken eines Abstandhalterrahmens wird die Feuchtigkeitsbarriere stark gedehnt. Der erfindungsgemäße Aufbau des Abstandhalters mit Feuchtigkeitsbarriere ermöglicht auch das Biegen des Abstandhalters ohne die Abdichtung der Isolierglaseinheit zu beeinträchtigen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht das polymere Hohlprofil aus einem geschäumten Polymer. Dabei wird während der Herstellung des polymeren Hohlprofils ein Schäumungsmittel zugesetzt. Beispiele für geschäumte Abstandhalter sind offenbart in W02016139180 A1. Die geschäumte Ausführung führt zu einer verringerten Wärmeleitung durch das polymere Hohlprofil und einer Material- und Gewichtseinsparung im Vergleich zu einem massiven polymeren Hohlprofil.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verglasungsinnenraumwand mindestens eine Perforierung auf. Bevorzugt sind mehrere Perforierungen in der Verglasungsinnenraumwand angebracht. Die Gesamtzahl der Perforierungen hängt dabei von der Größe der Isolierglaseinheit ab. Die Perforierungen in der Verglasungsinnenraumwand verbinden den Hohlraum mit dem inneren Scheibenzwischenraum einer Isolierglaseinheit, wodurch ein Gasaustausch zwischen diesen möglich wird. Dadurch wird eine Aufnahme von Luftfeuchtigkeit durch ein im Hohlraum befindliches Trockenmittel erlaubt und somit ein Beschlagen der Scheiben verhindert. Die Perforierungen sind bevorzugt als Schlitze ausgeführt, besonders bevorzugt als Schlitze mit einer Breite von 0,2 mm und einer Länge von 2 mm. Die Schlitze gewährleisten einen optimalen Luftaustausch ohne dass Trockenmittel aus dem Hohlraum in den inneren Scheibenzwischenraum eindringen kann. Die Perforierungen können nach Herstellung des Hohlprofils einfach in die Verglasungsinnenraumwand gestanzt oder gebohrt werden. Bevorzugt werden die Perforierungen warm in die Verglasungsinnenraumwand gestanzt.

In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist das Material der Verglasungsinnenraumwand porös oder mit einem diffusionsoffenen Kunststoff ausgeführt, sodass keine Perforierungen erforderlich sind.

Das polymere Hohlprofil weist bevorzugt entlang der Verglasungsinnenraumwand eine Breite von 5 mm bis 55 mm, bevorzugt von 10 mm bis 20 mm auf. Die Breite ist im Sinne der Erfindung die sich zwischen den Seitenwänden erstreckende Dimension. Die Breite ist der Abstand zwischen den voneinander abgewandten Flächen der beiden Seitenwände. Durch die Wahl der Breite der Verglasungsinnenraumwand wird der Abstand zwischen den Scheiben der Isolierglaseinheit bestimmt. Das genaue Abmaß der Verglasungsinnenraumwand richtet sich nach den Dimensionen der Isolierglaseinheit und der gewünschten Scheibenzwischenraumgröße.

Das Hohlprofil weist bevorzugt entlang der Seitenwände eine Höhe von 5 mm bis 15 mm, besonders bevorzugt von 6 mm bis 10 mm, auf. In diesem Bereich für die Höhe besitzt der Abstandhalter eine vorteilhafte Stabilität, ist aber andererseits in der Isolierglaseinheit vorteilhaft unauffällig. Außerdem weist der Hohlraum des Abstandhalters eine vorteilhafte Größe zur Aufnahme einer geeigneten Menge an Trockenmittel auf. Die Höhe des Abstandhalters ist der Abstand zwischen den voneinander abgewandten Flächen der Außenwand und der Verglasungsinnenraumwand.

Im Hohlraum ist bevorzugt ein Trockenmittel enthalten, bevorzugt Kieselgele, Molekularsiebe, CaCh, Na2SC>4, Aktivkohle, Silikate, Bentonite, Zeolithe und/oder Gemische davon.

Dank des erfindungsgemäßen Aufbaus bietet der Abstandhalter eine gute Abdichtung gegenüber der Diffusion von Gasen aus dem Scheibenzwischenraum und gegenüber der Diffusion von Feuchtigkeit in den Scheibenzwischenraum. Der erfindungsgemäße Abstandhalter erfüllt bevorzugt die Prüfnorm EN 1279 Teil 2 + 3.

Die Erfindung umfasst des Weiteren eine Isolierglaseinheit mit mindestens einer ersten Scheibe, einer zweiten Scheibe, einem umlaufenden zwischen erster und zweiter Scheibe angeordneten erfindungsgemäßen Abstandhalter, einem inneren Scheibenzwischenraum und einem äußeren Scheibenzwischenraum. Der erfindungsgemäße Abstandhalter ist zu einem umlaufenden Abstandhalterrahmen angeordnet. Die erste Scheibe ist dabei an der ersten Seitenwand des Abstandshalters über ein primäres Dichtmittel angebracht, und die zweite Scheibe ist an der zweiten Seitenwand über ein primäres Dichtmittel angebracht. Das bedeutet, zwischen der ersten Seitenwand und der ersten Scheibe sowie zwischen der zweiten Seitenwand und der zweiten Scheibe ist ein primäres Dichtmittel angeordnet. Die erste Scheibe und die zweite Scheibe sind parallel und bevorzugt deckungsgleich angeordnet. Die Kanten der beiden Scheiben sind daher im Randbereich bevorzugt bündig angeordnet, das heißt sie befinden sind auf gleicher Höhe. Der innere Scheibenzwischenraum wird von der ersten und zweiten Scheibe und der Verglasungsinnenraumwand begrenzt. Der äußere Scheibenzwischenraum ist definiert als der Raum, der durch die erste Scheibe, die zweite Scheibe und die Feuchtigkeitsbarriere auf der Außenwand des Abstandhalters begrenzt ist. Der äußere Scheibenzwischenraum ist mindestens teilweise mit einem sekundären Dichtmittel verfüllt, wobei das sekundäre Dichtmittel in direktem Kontakt steht mit der Feuchtigkeitsbarriere. Das sekundäre Dichtmittel trägt zur mechanischen Stabilität der Isolierglaseinheit bei und nimmt einen Teil der Klimalasten auf, die auf den Randverbund wirken.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Isolierglaseinheit bedeckt das primäre Dichtmittel den Übergang zwischen polymerem Hohlprofil und Feuchtigkeitsbarriere, sodass eine besonders gute Abdichtung der Isolierglaseinheit erzielt wird. Auf diese Weise wird die Diffusion von Feuchtigkeit in den Hohlraum des Abstandhalters an der Stelle, wo die Feuchtigkeitsbarriere an den Kunststoff grenzt, verringert (weniger Grenzflächendiffusion).

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Isolierglaseinheit ist das sekundäre Dichtmittel entlang der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe so aufgebracht, dass ein mittlerer Bereich der Außenwand frei von sekundärem Dichtmittel ist. Der mittlere Bereich bezeichnet den in Bezug auf die beiden äußeren Scheiben mittig angeordneten Bereich, im Gegensatz zu den beiden äußeren Bereichen der Außenwand, die benachbart zur ersten Scheibe und zweiten Scheibe sind. Auf diese Weise wird eine gute Stabilisierung der Isolierglaseinheit erzielt, wobei gleichzeitig Materialkosten für das sekundäre Dichtmittel gespart werden. Gleichzeitig lässt sich diese Anordnung leicht herstellen, indem zwei Stränge aus sekundärem Dichtmittel jeweils auf die Außenwand im äußeren Bereich angrenzend an die äußeren Scheiben aufgebracht werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das sekundäre Dichtmittel so angebracht, dass der gesamte äußere Scheibenzwischenraum vollständig mit sekundärem Dichtmittel gefüllt ist. Dies führt zu einer maximalen Stabilisierung der Isolierglaseinheit.

Bevorzugt enthält das sekundäre Dichtmittel Polymere oder silanmodifizierte Polymere, besonders bevorzugt organische Polysulfide, Silikone, Hotmelt, Polyurethane, raumtemperaturvernetzenden (RTV) Silikonkautschuk, peroxidischvernetzten Silikonkautschuk und/oder additions-vernetzten Silikonkautschuk. Diese Dichtmittel haben eine besonders gute stabilisierende Wirkung. Mit dem erfindungsgemäßen Abstandhalter wurden dank der Haftschicht für das gesamte Spektrum an üblichen sekundären Dichtmitteln hervorragende Haftungsergebnisse erzielt. Das primäre Dichtmittel enthält bevorzugt ein Polyisobutylen. Das Polyisobutylen kann ein vernetzendes oder nicht vernetzendes Polyisobutylen sein.

Die erste Scheibe und die zweite Scheibe der Isolierglaseinheit enthalten bevorzugt Glas, Keramik und/oder Polymere, besonders bevorzugt Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Polymethylmethacrylat oder Polycarbonat.

Die erste Scheibe und die zweite Scheibe verfügen über eine Dicke von 2 mm bis 50 mm, bevorzugt 3 mm bis 16 mm, wobei beide Scheiben auch unterschiedliche Dicken haben können.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Isolierglaseinheit besteht der Abstandhalterrahmen aus einem oder mehreren erfindungsgemäßen Abstandhaltern. Es kann sich zum Beispiel um einen erfindungsgemäßen Abstandhalter handeln, der zu einem vollständigen Rahmen gebogen ist. Es kann sich auch um mehrere erfindungsgemäße Abstandhalter handeln, die über einen oder mehrere Steckverbinder miteinander verknüpft sind. Die Steckverbinder können als Längsverbinder oder Eckverbinder ausgeführt sein. Derartige Eckverbinder können beispielsweise als Kunststoffformteil mit Dichtung ausgeführt sein, in dem zwei mit einem Gehrungsschnitt versehene Abstandhalter Zusammenstößen.

Grundsätzlich sind verschiedenste Geometrien der Isolierglaseinheit möglich, beispielsweise rechteckige, trapezförmige und abgerundete Formen. Zur Herstellung runder Geometrien kann der erfindungsgemäße Abstandhalter beispielsweise im erwärmten Zustand gebogen werden.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Isolierverglasung mehr als zwei Scheiben. Dabei kann der Abstandhalter zum Beispiel Nuten enthalten, in denen mindestens eine weitere Scheibe angeordnet ist. Es könnten auch mehrere Scheiben als Verbundglasscheibe ausgebildet sein.

Die Ausführungen zum erfindungsgemäßen Abstandhalter gelten analog für die erfindungsgemäße Isolierglaseinheit. Ebenso sind die Ausführungen zur erfindungsgemäßen Isolierglaseinheit auch für den erfindungsgemäßen Abstandhalter anwendbar. Die Erfindung umfasst weiterhin die Verwendung der erfindungsgemäßen Isolierglaseinheit als Gebäudeinnenverglasung, Gebäudeaußenverglasung und / oder Fassadenverglasung.

Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend erläuterten Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen sind rein schematische Darstellungen und nicht maßstabsgetreu. Sie schränken die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:

Figur 1 einen perspektivischen Querschnitt einer möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abstandhalters,

Figur 2 einen Querschnitt einer möglichen Ausführungsform einer Feuchtigkeitsbarriere eines erfindungsgemäßen Abstandhalters,

Figur 3 einen Querschnitt einer möglichen Ausführungsform einer Feuchtigkeitsbarriere eines erfindungsgemäßen Abstandhalters,

Figur 4 einen Querschnitt einer möglichen Ausführungsform einer Feuchtigkeitsbarriere eines erfindungsgemäßen Abstandhalters,

Figur 5 einen Querschnitt einer möglichen Ausführungsform einer Feuchtigkeitsbarriere eines erfindungsgemäßen Abstandhalters,

Figur 6 einen Querschnitt einer möglichen Ausführungsform einer Feuchtigkeitsbarriere eines erfindungsgemäßen Abstandhalters und

Figur 7 einen Querschnitt einer möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Isolierglaseinheit.

Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch einen möglichen erfindungsgemäßen Abstandhalter I. Der Abstandhalter umfasst ein polymeres Hohlprofil 1 mit einer ersten Seitenwand 2.1 , einer parallel dazu verlaufenden Seitenwand 2.2, einer Verglasungsinnenraumwand 3 und einer Außenwand 5. Die Verglasungsinnenraumwand 3 verläuft senkrecht zu den Seitenwänden 2.1 und 2.2 und verbindet die beiden Seitenwände. Die Außenwand 5 liegt gegenüber der Verglasungsinnenraumwand 3 und verbindet die beiden Seitenwände 2.1 und 2.2. Die Außenwand 5 verläuft im Wesentlichen senkrecht zu den Seitenwänden 2.1 und 2.2. Die den Seitenwänden 2.1 und 2.2 nächstliegenden Abschnitte 5.1 und 5.2 der Außenwand 5 sind jedoch in einem Winkel a (alpha) von etwa 45 ° zur Außenwand 5 in Richtung der Seitenwände 2.1 und 2.2 geneigt. Die abgewinkelte Geometrie verbessert die Stabilität des Hohlprofils 1 und ermöglicht eine bessere Verklebung mit einer Feuchtigkeitsbarriere 20. Das Hohlprofil 1 ist ein polymeres Hohlprofil, das im Wesentlichen aus Polypropylen mit 20 Gew.-% Glasfasern besteht. Die Wandstärke des Hohlprofils beträgt 1 mm. Die Wandstärke ist im Wesentlichen überall gleich. Dies verbessert die Stabilität des Hohlprofils und vereinfacht die Herstellung. Das Hohlprofil 1 weist beispielsweise eine Höhe h von 6,5 mm und eine Breite von 15,5 mm auf. Die Außenwand 5, die Verglasungsinnenraumwand 3 und die beiden Seitenwände 2.1 und 2.2 umschließen den Hohlraum 8. Eine Feuchtigkeitsbarriere 20 ist auf der Außenwand 5 und einem Teil der ersten Seitenwand 2.1 und einem Teil der zweiten Seitenwand 2.2 angeordnet. Die an die Verglasungsinnenraumwand 3 grenzenden Bereiche der ersten Seitenwand 2.1 und der zweiten Seitenwand 2.2 bleiben frei von Feuchtigkeitsbarriere 20. Von der Verglasungsinnenraumwand 3 gemessen, ist dies ein 1 ,9 mm breiter Streifen, der freibleibt. Die Feuchtigkeitsbarriere 20 kann beispielsweise mit einem Polymethacrylat-Klebstoff auf dem polymeren Hohlprofil 1 befestigt werden. Als Feuchtigkeitsbarriere 20 eignen sich zum Beispiel die in den Figuren 2 und 4 bis 7 gezeigten Ausführungsformen. Alternativ kann die Feuchtigkeitsbarriere 20 auch direkt auf dem polymeren Hohlprofil abgeschieden werden. In diesem Fall eignet sich zum Beispiel die in Figur 3 gezeigte Feuchtigkeitsbarriere 20. Dabei ist die Feuchtigkeitsbarriere 20 bevorzugt auf den gesamten Seitenwänden 2.1 und 2.2 angeordnet, weil dies besonders einfach herstellbar ist bei der direkten Beschichtung mittels Atomlagenabscheidung. Der Hohlraum 8 kann ein Trockenmittel 11 aufnehmen. In der Verglasungsinnenraumwand 3 sind Perforierungen 12 angebracht, die in der Isolierglaseinheit eine Verbindung zum inneren Scheibenzwischenraum herstellen. Über die Perforierungen 12 in der Verglasungsinnenraumwand 3 kann das Trockenmittel 11 dann Feuchtigkeit aus dem inneren Scheibenzwischenraum 15 aufnehmen (siehe Figur 7).

Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Feuchtigkeitsbarriere 20 eines erfindungsgemäßen Abstandhalters I. Die Feuchtigkeitsbarriere 20 umfasst eine polymere Schicht 31 , eine erste Barriereschicht 21 und eine zweite Barriereschicht 22. Die polymere Schicht 31 ist eine 12 pm dicke PET-Schicht. Darauf wurde eine 9 nm dicke Titanoxid-Schicht 21 über Atomlagenabscheidung (ALD) abgeschieden und direkt darüber eine 9 nm dicke Aluminiumoxid-Schicht 22 ebenfalls über Atomlagenabscheidung (ALD) abgeschieden. Die beiden Barriereschichten 21 und 22 basieren auf unterschiedlichen Materialien, was sich als besonders vorteilhaft für die Dichtigkeit der Feuchtigkeitsbarriere 20 erwiesen hat. Die Feuchtigkeitsbarriere 20 hat trotz der dünnen Barriereschichten 21 und 22 eine gute Dichtigkeit. Eine entsprechende Messung zur Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit der Folie ergab einen wesentlich verbesserten WVTR-Wert (water vapor transmission rate) im Vergleich zu einer 12 pm dicken PET-Folie, die mit einer etwa 80 nm dicken Aluminium-Schicht mittels CVD beschichtet war, trotz der insgesamt dickeren Barriereschicht. Beide Werte wurden unter denselben Bedingungen gemessen. Somit hat die Aufbringung von zwei dünnen oxidischen Barriereschichten über ALD eine deutliche Verbesserung gebracht im Vergleich zu einer dickeren metallischen Barriereschicht. Zudem ist die Wärmeleitung durch die beiden dünnen oxidischen Schichten geringer als durch die dickere elementare metallische Barriereschicht, was die wärmeisolierenden Eigenschaften des erfindungsgemäßen Abstandhalters ohne elementare metallische Schichten verbessert. Die Feuchtigkeitsbarriere 20 wird bevorzugt so aufgebracht, dass die polymere Schicht 31 zur Außenwand 5 des polymeren Hohlprofils 1 weist. Die Feuchtigkeitsbarriere wird dann auf der Außenwand 5 beispielsweise über einen Acrylat-Kleber befestigt. Die zweite Barriereschicht 22 aus Aluminiumoxid ist in diesem Fall die äußere Schicht und weist in der fertigen Isolierglaseinheit zum äußeren Scheibenzwischenraum und steht in direktem Kontakt mit dem sekundären Dichtmitteln. Da die Aluminiumoxid-Schicht eine gute Haftung zu den üblichen sekundären Dichtmitteln aufweist, ist diese Anordnung vorteilhaft. So wird die Langzeitstabilität der Isolierglaseinheit weiter verbessert.

Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Feuchtigkeitsbarriere 20 eines erfindungsgemäßen Abstandhalters I. Die gezeigte Feuchtigkeitsbarriere 20 umfasst ausschließlich Barriereschichten, die über ALD aufgebracht sind. Dabei ist die erste Barriereschicht 21 aus Siliziumoxid unmittelbar auf dem polymeren Hohlprofil 1 über ALD aufgebracht. Daran schließt unmittelbar die zweite Barriereschicht 22 aus Chromoxid an. Darüber ist wieder eine Schicht aus Siliziumoxid 23 und eine Schicht aus Chromoxid 24 angeordnet. Die äußere Schicht ist in diesem Fall die vierte Barriereschicht 24 aus Chromoxid, was eine besonders gute Haftung zum sekundären Dichtmaterial aufweist. Alle Schichten sind 7 nm dick, sodass sich eine Gesamtdicke der Barriereschichten von unter 30 nm ergibt. Dies ist eine besonders materialsparende Ausführung, wobei die Abdichtung durch die Anordnung von mehreren dünnen und besonders dichten Barriereschichten erfolgt.

Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Feuchtigkeitsbarriere 20 eines erfindungsgemäßen Abstandhalters I. Die Befestigung auf der Außenwand 5 des Abstandhalters erfolgt vorteilhaft über einen Kleber. Die Feuchtigkeitsbarriere 20 umfasst zwei polymere Schichten 31 , 32, wobei die erste polymere Schicht 31 eine 12 pm dicke PET-Schicht ist und die zweite polymere Schicht 32 eine 12 pm dicke oPET- Schicht ist. Die oPET-Schicht ist die weiter in Richtung des äußeren Scheibenzwischenraums angeordnete polymere Schicht. Diese Schicht ist bei der Verarbeitung des Abstandhalters, wie zum Beispiel beim Biegen höheren Belastungen ausgesetzt. Daher wird hier zur Verbesserung der mechanischen Belastbarkeit des Abstandhalters eine besonders widerstandsfähige orientierte Folie eingesetzt. Die erste polymere Schicht 31 ist mit der zweiten Barriereschicht 22 aus Titannitrid (5 nm) und der ersten Barriereschicht 21 aus Siliziumnitrid (5 nm) über ALD beschichtet. Die vierte Barriereschicht 24 ist aus Siliziumoxid (5 nm), die dritte Barriereschicht 23 aus Aluminiumoxid (5 nm). Die Herstellung der Feuchtigkeitsbarriere 20 kann durch Lamination von zwei beschichteten polymeren Schichten erfolgen. Dabei kann zwischen der ersten polymeren Schicht 31 und der dritten Barriereschicht 23 eine Verklebungsschicht angeordnet sein, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Dank der zwei polymeren Schichten und der insgesamt vier Barriereschichten verhindert die Feuchtigkeitsbarriere besonders effizient die Diffusion von Wasser in den inneren Scheibenzwischenraum. Insbesondere die Anordnung der Barriereschichten als „Doppelschichten“, das heißt, dass jeweils zwei Barriereschichten unmittelbar aneinander angrenzen, hat sich als vorteilhaft erwiesen.

Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch eine Feuchtigkeitsbarriere 20 eines erfindungsgemäßen Abstandhalters I. Die Feuchtigkeitsbarriere 20 umfasst zwei polymere Schichten 31 und 32, die jeweils aus 12 pm dickem oPP (orientiertes Polypropylen) bestehen. Beide oPP-Schichten sind doppelseitig beschichtet mit jeweils zwei Barriereschichten auf der freiliegenden Seite und einer Barriereschicht auf der innenliegenden, zur Verklebungsschicht 40 weisenden Seite. Die erste, dritte, vierte und sechste Barriereschicht 21, 23, 24 und 26 sind jeweils 4 nm dicke Siliciumoxid- Schichten und die zweite und fünfte Barriereschicht 22 und 25 sind jeweils 4 nm dicke Zirkoniumoxid-Schichten. Aufgrund der Vielzahl von Schichten ist diese Feuchtigkeitsbarriere besonders dicht. Die äußeren Schichten 21 und 26 sind Siliciumoxid-Schichten und haften sehr gut an dem sekundären Dichtmittel. Durch den symmetrischen Aufbau der Feuchtigkeitsbarriere kann die Folie durch Verklebung von zwei doppelseitig beschichteten oPP-Schichten über eine 3 pm dicke Verklebungsschicht 40 aus einem Polyurethankleber hergestellt werden.

Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Feuchtigkeitsbarriere 20. Die Feuchtigkeitsbarriere umfasst drei polymere Schichten 31, 32 und 33, sowie insgesamt sechs Barriereschichten 21, 22, 23, 24, 25 und 26. Die sechs Barriereschichten sind in drei Blöcken angeordnet, wobei die Schichten 21 und 22, die Schichten 23 und 24, sowie die Schichten 25 und 26 jeweils über ALD direkt aufeinander abgeschieden sind. Die Anordnung als zweifache Barriereschichten hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Die erste polymere Schicht 31 ist eine 12 pm dicke PET-Schicht, die zweite polymere Schicht 32 ist eine

12 pm dicke PET-Schicht und die dritte polymere Schicht 33 ist eine 16 pm dicke boPP-Schicht. Die erste Barriereschicht 21 und die dritte Barriereschicht 23 sind jeweils 5 nm dicke Titanoxid-Schichten. Die zweite Barriereschicht 22 und die vierte Barriereschicht 24 sind jeweils Aluminiumoxid-Schichten (5 nm). Die fünfte Barriereschicht 25 ist eine 5 nm dicke Siliziumoxid-Schicht (5 nm) und die als äußere Schicht vorgesehene Barriereschicht 26 ist eine Chromoxid-Schicht (5 nm) und verbessert die Haftung zum sekundären Dichtmittel.

Figur 7 zeigt einen Querschnitt des Randbereichs einer erfindungsgemäßen Isolierglaseinheit II mit dem in Figur 1 dargestellten Abstandhalter I. Die erste Scheibe

13 ist über ein primäres Dichtmittel 17 mit der ersten Seitenwand 2.1 des Abstandhalters I verbunden, und die zweite Scheibe 14 ist über das primäre Dichtmittel 17 an der zweiten Seitenwand 2.2 angebracht. Das primäre Dichtmittel 17 ist im Wesentlichen ein vernetzendes Polyisobutylen. Der innere Scheibenzwischenraum 15 befindet sich zwischen der ersten Scheibe 13 und der zweiten Scheibe 14 und wird von der Verglasungsinnenraumwand 3 des erfindungsgemäßen Abstandhalters I begrenzt. Der innere Scheibenzwischenraum 15 ist luftgefüllt oder mit einem inerten Gas wie Argon befüllt. Der Hohlraum 8 ist mit einem Trockenmittel 11, zum Beispiel Molsieb, gefüllt. Über Perforierungen 24 in der Verglasungsinnenraumwand 3 ist der Hohlraum 8 mit dem inneren Scheibenzwischenraum 15 verbunden. Durch die Perforierungen 24 in der Verglasungsinnenraumwand 3 findet ein Gasaustausch zwischen dem Hohlraum 8 und dem inneren Scheibenzwischenraum 15 statt, wobei das Trockenmittel 11 die Luftfeuchtigkeit aus dem inneren Scheibenzwischenraum 15 aufnimmt. Die erste Scheibe 13 und die zweite Scheibe 14 ragen über die Seitenwände 2.1 und 2.2 hinaus, sodass ein äußerer Scheibenzwischenraum 16 entsteht, der sich zwischen erster Scheibe 13 und zweiter Scheibe 14 befindet und durch die Außenwand 5 mit der Feuchtigkeitsbarriere 20 des Abstandhalters begrenzt wird. Die Kante der ersten Scheibe 13 und die Kante der zweiten Scheibe 14 sind auf einer Höhe angeordnet. Der äußere Scheibenzwischenraum 16 ist mit einem sekundären Dichtmittel 18 verfüllt.

Das sekundäre Dichtmittel 18 ist im Beispiel ein Polysulfid. Polysulfide nehmen die auf den Randverbund wirkenden Kräfte besonders gut auf und tragen so zu einer hohen Stabilität der Isolierglaseinheit II bei. Die Haftung von Polysulfiden zur Haftschicht des erfindungsgemäßen Abstandhalters ist ausgezeichnet. Die erste Scheibe 13 und die zweite Scheibe 14 bestehen aus Kalk-Natron-Glas mit einer Dicke von 3 mm.

Bezugszeichenliste

I Abstandhalter II Isolierglaseinheit 1 Hohlprofil 2.1 erste Seitenwand 2.2 zweite Seitenwand 3 Verglasungsinnenraumwand 5 Außenwand 5.1 , 5.2 die den Seitenwänden nächstliegenden Abschnitte der Außenwand 8 Hohlraum 11 Trockenmittel 12 Perforierung in der Verglasungsinnenraumwand 13 erste Scheibe 14 zweite Scheibe 15 innerer Scheibenzwischenraum 16 äußerer Scheibenzwischenraum 17 primäres Dichtmittel 18 sekundäres Dichtmittel 20 Feuchtigkeitsbarriere 21 erste Barriereschicht 22 zweite Barriereschicht 23 dritte Barriereschicht 24 vierte Barriereschicht 25 fünfte Barriereschicht 26 sechste Barriereschicht 31 (erste) polymere Schicht 32 zweite polymere Schicht 33 dritte polymere Schicht 40 interne Verklebungsschicht

Claims

25

Patentansprüche bstandhalter (I) für Isolierglaseinheiten, mindestens umfassend

- ein polymeres Hohlprofil (1), umfassend eine erste Seitenwand (2.1) und eine parallel dazu angeordnete zweite Seitenwand (2.2), eine Verglasungsinnenraumwand (3), die die Seitenwände (2.1 , 2.2) miteinander verbindet; eine Außenwand (5), die im Wesentlichen parallel zur Verglasungsinnenraumwand (3) angeordnet ist und die Seitenwände (2.1, 2.2) miteinander verbindet; einen Hohlraum (8), der von den Seitenwänden (2.1, 2.

2), der Verglasungsinnenraumwand

(3) und der Außenwand (5) umschlossen wird, eine Feuchtigkeitsbarriere (20) auf der ersten Seitenwand (2.1), der Außenwand (5) und auf der zweiten Seitenwand (2.2) des polymeren Hohlkörpers (1), wobei die Feuchtigkeitsbarriere (20) mindestens umfasst,

- eine erste Barriereschicht (21) und eine unmittelbar angrenzende zweite Barriereschicht (22), die beide über Atomlagenabscheidung (ALD) abgeschieden sind,

- die erste Barriereschicht (21) und die zweite Barriereschicht (22) jeweils eine Dicke von höchstens 15 nm haben,

- die erste Barriereschicht (21) und die zweite Barriereschicht (22) unabhängig voneinander auf einer nitridischen, oxidischen, sulfidischen oder fluoridischen Verbindung basieren. bstandhalter (I) für Isolierglaseinheiten nach Anspruch 1 , wobei die erste Barriereschicht (21) unmittelbar auf dem polymeren Hohlprofil (1) aufgebracht ist. bstandhalter (I) für Isolierglaseinheiten nach Anspruch 1 , wobei die Feuchtigkeitsbarriere (20) in Form einer Folie über einen Kleber (19) auf dem polymeren Hohlprofil (1) angebracht ist und die Feuchtigkeitsbarriere (20) mindestens eine polymere Schicht (31) umfasst, bevorzugt mindestens zwei polymere Schichten (31 , 32) umfasst.

4. Abstandhalter (I) für Isolierglaseinheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Feuchtigkeitsbarriere (20) keine Barriereschichten auf Basis eines elementaren Metalls umfasst.

5. Abstandhalter (I) für Isolierglaseinheiten nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die polymere Schicht (31) Polyethylenterephthalat, Polyvinylidenchlorid, Polyamide, Polyethylen, Polypropylen, orientiertes Polypropylen, biaxial orientiertes Polypropylen, orientiertes Polyethylenterephthalat, biaxial orientiertes Polyethylenterephthalat enthält, bevorzugt auf Basis eines der genannten Polymere ausgeführt ist.

6. Abstandhalter (I) für Isolierglaseinheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die polymere Schicht (31) oder alle polymere Schichten (31 , 32) eine Dicke von 5 pm bis 50 pm, bevorzugt von 10 pm bis 35 pm, besonders bevorzugt von 12 pm bis 25 pm hat oder haben.

7. Abstandhalter (I) für Isolierglaseinheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Feuchtigkeitsbarriere (20) keine polymere Schicht aus Ethylenvinylalkohol (EVOH) enthält.

8. Abstandhalter (I) für Isolierglaseinheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Feuchtigkeitsbarriere (20) mindestens drei Barriereschichten (21, 22, 23), bevorzugt mindestens vier Barriereschichten (21 , 22, 23, 24) enthält.

9. Abstandhalter (I) für Isolierglaseinheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei alle Barriereschichten (21 , 22, 23, 24) über Atomlagenabscheidung abgeschieden sind und unabhängig voneinander auf einer nitridischen, oxidischen, sulfidischen oder fluoridischen Verbindung basieren.

10. Abstandhalter (I) für Isolierglaseinheiten nach Anspruch 8 oder 9, wobei eine dritte Barriereschicht (23) und eine vierte Barriereschicht (24) unmittelbar aneinander angrenzen.

11. Abstandhalter (I) für Isolierglaseinheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Barriereschicht (21, 22, 23, 24) auf der vom Hohlraum (8) abgewandten Seite des Hohlprofils (1) als äußere Schicht freiliegt. Abstandhalter (I) für Isolierglaseinheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei die Summe der Dicken aller Barriereschichten (21, 22, 23, 24) kleiner als 50 nm, bevorzugt kleiner als 40 nm und besonders bevorzugt kleiner als 30 nm ist. Abstandhalter (I) für Isolierglaseinheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Dicke der Barriereschichten (21, 22, 23, 24) jeweils kleiner als 10 nm, bevorzugt zwischen 1 nm und 9 nm, besonders bevorzugt zwischen 2 nm und 8 nm und ganz besonders bevorzugt zwischen 3 nm und 7 nm ist. Isolierglaseinheit (II), mindestens umfassend eine erste Scheibe (13), eine zweite Scheibe (14), einen zwischen erster Scheibe (13) und zweiter Scheibe (14) umlaufend angeordneten Abstandhalter (I) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei

- die erste Scheibe (13) über ein primäres Dichtmittel (17) an der ersten Seitenwand (2.1) angebracht ist,

- die zweite Scheibe (14) über ein primäres Dichtmittel (17) an der zweiten Seitenwand (2.2) angebracht ist,

- ein innerer Scheibenzwischenraum (15) von der Verglasungsinnenraumwand (3), der ersten Scheibe (13) und der zweiten Scheibe (14) begrenzt wird,

- ein äußerer Scheibenzwischenraum (16) von der auf der Außenwand (5) angebrachten Feuchtigkeitsbarriere (20) und der ersten Scheibe (13) und der zweiten Scheibe (14) begrenzt wird,

- im äußeren Scheibenzwischenraum (16) ein sekundäres Dichtmittel (18) angeordnet ist, wobei das sekundäre Dichtmittel (18) mit der Feuchtigkeitsbarriere (20) in Kontakt steht. Verwendung der Isolierglaseinheit (II) nach Anspruch 14 als Gebäudeinnenverglasung, Gebäudeaußenverglasung und/oder Fassadenverglasung.