JP2003509324A - 断熱ガラス・ユニットのシーラント・システム - Google Patents
断熱ガラス・ユニットのシーラント・システムInfo
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
- E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
- E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
- E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
- E06B3/663—Elements for spacing panes
- E06B3/66309—Section members positioned at the edges of the glazing unit
- E06B3/66342—Section members positioned at the edges of the glazing unit characterised by their sealed connection to the panes
-
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- E06B3/66352—Section 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Structural Engineering (AREA)
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- Securing Of Glass Panes Or The Like (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
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- Window Of Vehicle (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
スペーサ・フレームによって第2ガラス・シートから隔置された第1ガラス・シートを有する断熱ガラス・ユニットを提供する。スペーサ・フレームは、可撓性スペーサ・フレームであることが好ましく、第1側および第2側を有し、第1側が第1ガラス・シートの内面に隣接して配置され、第2側が第2ガラス・シートの内面に隣接して配置される。シーラント・システムは、例えば3成分のシーラント・システムで、例えばシーラント・システムをスペーサ・フレームの外面に形成するか、その上に流すなどによって、スペーサ・フレームの各側に隣接して設けられ、ガラス・シートをスペーサ・フレームに保持する。シーラント・システムは、熱硬化性材料のような第1構造シーラントを含み、これは別の、または同じ熱硬化性材料のような第2構造シーラントから隔置される。吸湿防止材料はPIBなどの熱可塑性材料であることが好ましく、第1構造シーラント材料と第2構造シーラント材料の間に配置される。
Description
【0001】
(発明の背景)
1.発明の分野
本発明は概ね断熱ガラス・ユニットに、特に断熱ガラス・ユニットの不透湿性
シーラント・システム即ちシーラント装置およびその作成方法に関する。
シーラント・システム即ちシーラント装置およびその作成方法に関する。
【0002】
2.現在利用可能な技術の説明
断熱ガラス(IG)ユニットが建物または他の構造の外側と内側間の熱伝達を
低下させることは、よく認識されている。IGユニットの例が、米国特許第4,
193,236号、第4,464,874号、第5,088,258号および第
5,106,663号、および欧州特許第65510号で開示され、その教示は
参照により本明細書に組み込まれる。先行技術のシーラント・システムまたはエ
ッジ・シール構造を図1に示す。図1のIGユニット10は、隔置され、シーラ
ント・システム15によって剛性スペーサ・フレーム14に接着剤で接合された
2枚のガラス・シート12および13を含み、2つのガラス・シート12および
13間に室16を提供する。室16は、アルゴンまたはクリプトン・ガスなどの
選択された雰囲気で充填し、IGユニット10の性能特性を強化することができ
る。ガラス・シート12および13をスペーサ・フレーム14に接合するシーラ
ント・システム15は、IGユニット10の一体性を維持するための構造的強度
を提供し、室16からのガス漏れまたはIGユニット10の外側からの雰囲気が
室16内に移動するのを防止すると予想される。シーラント・システム15は、
スペーサ14の上区間に防湿シーラントの層17を含み、室16およびシリコン
などの構造的タイプ・シーラントの層18へガスが出入りするのを防止して、シ
ートをスペーサに固定する。当技術分野で通常使用される防湿シーラントはポリ
イソブチレン(PIB)である。
低下させることは、よく認識されている。IGユニットの例が、米国特許第4,
193,236号、第4,464,874号、第5,088,258号および第
5,106,663号、および欧州特許第65510号で開示され、その教示は
参照により本明細書に組み込まれる。先行技術のシーラント・システムまたはエ
ッジ・シール構造を図1に示す。図1のIGユニット10は、隔置され、シーラ
ント・システム15によって剛性スペーサ・フレーム14に接着剤で接合された
2枚のガラス・シート12および13を含み、2つのガラス・シート12および
13間に室16を提供する。室16は、アルゴンまたはクリプトン・ガスなどの
選択された雰囲気で充填し、IGユニット10の性能特性を強化することができ
る。ガラス・シート12および13をスペーサ・フレーム14に接合するシーラ
ント・システム15は、IGユニット10の一体性を維持するための構造的強度
を提供し、室16からのガス漏れまたはIGユニット10の外側からの雰囲気が
室16内に移動するのを防止すると予想される。シーラント・システム15は、
スペーサ14の上区間に防湿シーラントの層17を含み、室16およびシリコン
などの構造的タイプ・シーラントの層18へガスが出入りするのを防止して、シ
ートをスペーサに固定する。当技術分野で通常使用される防湿シーラントはポリ
イソブチレン(PIB)である。
【0003】
シーラント・システム15は、2枚のガラス・シート12および13をスペー
サ・フレーム14に接合して、不透湿性バリアを形成するばかりでなく、ガラス
・シート12および13の縁が、例えばIGユニットがある高度で製造され、別
の高度に設置されるような場合など、温度、風荷重および高度変化の結果として
生じる室16内の大気圧の変化による回転または撓みという自然の傾向にも対応
しなければならない。スペーサおよび選択されたシーラント・システムは、この
ような変化時にも、IGユニットの構造的完全性、さらに縁シール構造の密封特
性を維持しなければならない。
サ・フレーム14に接合して、不透湿性バリアを形成するばかりでなく、ガラス
・シート12および13の縁が、例えばIGユニットがある高度で製造され、別
の高度に設置されるような場合など、温度、風荷重および高度変化の結果として
生じる室16内の大気圧の変化による回転または撓みという自然の傾向にも対応
しなければならない。スペーサおよび選択されたシーラント・システムは、この
ような変化時にも、IGユニットの構造的完全性、さらに縁シール構造の密封特
性を維持しなければならない。
【0004】
理解されるように、図1に示すような箱形スペーサ・フレーム14は、このよ
うな融通性を可能にするには不適切である。例えば、図2を参照すると、室16
内外の圧力差によりシート12と13間の距離が増加すると、シーラント・シス
テム15、特に防湿シーラントの層17が応力によって伸びて薄くなり、それに
よって大気の流入および/または室16からのガスの逃げを防止する能力が低下
する。剛性の箱形スペーサ・フレームでは、構造的シーラント・システム15が
時間とともに過度の応力を受け、時期尚早に破損する傾向がある。また、剛性ス
ペーサ・フレーム自体が過度の応力を受けて、崩壊または変形するか、ガラス・
シートが縁に過度の応力を受けてひび割れることがある。さらに、ガラス・シー
ト間の室がアルゴン、クリプトンまたはこのような他の断熱ガスなどのガスで充
填された場合、シーラント17および18および/またはスペーサ・フレーム1
4が変形した結果、往々にして、これらのガスの室内から周囲雰囲気中への損失
が加速される。
うな融通性を可能にするには不適切である。例えば、図2を参照すると、室16
内外の圧力差によりシート12と13間の距離が増加すると、シーラント・シス
テム15、特に防湿シーラントの層17が応力によって伸びて薄くなり、それに
よって大気の流入および/または室16からのガスの逃げを防止する能力が低下
する。剛性の箱形スペーサ・フレームでは、構造的シーラント・システム15が
時間とともに過度の応力を受け、時期尚早に破損する傾向がある。また、剛性ス
ペーサ・フレーム自体が過度の応力を受けて、崩壊または変形するか、ガラス・
シートが縁に過度の応力を受けてひび割れることがある。さらに、ガラス・シー
ト間の室がアルゴン、クリプトンまたはこのような他の断熱ガスなどのガスで充
填された場合、シーラント17および18および/またはスペーサ・フレーム1
4が変形した結果、往々にして、これらのガスの室内から周囲雰囲気中への損失
が加速される。
【0005】
図1に示す先行技術の配置構成に対する代替案は、例えば米国特許第5,65
5,282号、第5,675,944号、第5,177,916号、第5,25
5,481号、第5,351,451号、第5,501,013号および第5,
761,946号で開示されたタイプなどの、より可撓性のあるスペーサ・フレ
ームを使用し、その教示は参照により本明細書に組み込まれる。このような可撓
性スペーサ・フレームは、剛性スペーサ・フレームで遭遇する問題の幾つかを緩
和するのに役立つが、可撓性スペーサ・フレームの使用自体は、既知の縁シール
および/またはIGユニット構造に伴う縁の破損および蒸気および/またはガス
移動の問題を完全には解消しない。
5,282号、第5,675,944号、第5,177,916号、第5,25
5,481号、第5,351,451号、第5,501,013号および第5,
761,946号で開示されたタイプなどの、より可撓性のあるスペーサ・フレ
ームを使用し、その教示は参照により本明細書に組み込まれる。このような可撓
性スペーサ・フレームは、剛性スペーサ・フレームで遭遇する問題の幾つかを緩
和するのに役立つが、可撓性スペーサ・フレームの使用自体は、既知の縁シール
および/またはIGユニット構造に伴う縁の破損および蒸気および/またはガス
移動の問題を完全には解消しない。
【0006】
したがって、既知のスペーサ・フレームおよび接合構造、およびそのようなI
Gユニットの製造方法に伴う問題を軽減するか、解消するシーラント・システム
を有するIGユニットを提供すると有利である。
Gユニットの製造方法に伴う問題を軽減するか、解消するシーラント・システム
を有するIGユニットを提供すると有利である。
【0007】
(発明の概要)
スペーサ・フレームによって第2ガラス・シートから隔置された第1ガラス・
シートを有する絶縁ガラス・ユニットが提供される。スペーサ・フレーム、好ま
しくは可撓性スペーサ・フレームが、第1側および第2側を有し、第1側が第1
ガラス・シートの内面に隣接して配置され、第2側が第2ガラス・シートの内面
に隣接して配置される。本発明の特徴を組み込むシーラント・システム即ちシー
ラント装置を、スペーサ・フレームの各側に設けて、ガラス・シートをスペーサ
・フレームに保持する。シーラント・システムは第1構造シーラントを含みこれ
は熱硬化性材料であることが好ましく、別の、または同じ熱硬化性材料などの第
2構造シーラントから隔置される。好ましくはPIBなどの熱可塑性材料である
吸湿防止材または不透湿性材料を、第1構造シーラント材料と第2構造構造シー
ラント材料との間に配置する。
シートを有する絶縁ガラス・ユニットが提供される。スペーサ・フレーム、好ま
しくは可撓性スペーサ・フレームが、第1側および第2側を有し、第1側が第1
ガラス・シートの内面に隣接して配置され、第2側が第2ガラス・シートの内面
に隣接して配置される。本発明の特徴を組み込むシーラント・システム即ちシー
ラント装置を、スペーサ・フレームの各側に設けて、ガラス・シートをスペーサ
・フレームに保持する。シーラント・システムは第1構造シーラントを含みこれ
は熱硬化性材料であることが好ましく、別の、または同じ熱硬化性材料などの第
2構造シーラントから隔置される。好ましくはPIBなどの熱可塑性材料である
吸湿防止材または不透湿性材料を、第1構造シーラント材料と第2構造構造シー
ラント材料との間に配置する。
【0008】
断熱ガラス・ユニット用に本発明のシーラント・システムを作成し、使用する
方法も提供される。スペーサ・フレームを1対のガラス・シートの間に設けて、
その間に室を提供する。スペーサ・フレームは、スペーサ素材を屈曲または形成
することによって製造した可撓性スペーサ・フレームであることが好ましい。ス
ペーサ・フレームは、ベース、および隔置されてベースに結合された2本の脚部
を有し、ほぼU字形を提供する。シーラント・システムをスペーサ・フレームに
適用する。例えばシーラント材料のビードを、例えば脚部の外面および任意選択
でベースの外面など、スペーサ・フレームの外面に設ける。シーラント・システ
ムは、例えばポリイソブチレンまたはホットメルト・ブチルなどの熱可塑性材料
のような透湿性が低い材料または吸湿防止材のビードを含み、これが例えば接着
剤含有シリコンなどの熱硬化性材料のような構造シーラントの2つのビード間に
配置される。ガラス・シートは、シーラント・システムによってスペーサ・フレ
ームに固定される。
方法も提供される。スペーサ・フレームを1対のガラス・シートの間に設けて、
その間に室を提供する。スペーサ・フレームは、スペーサ素材を屈曲または形成
することによって製造した可撓性スペーサ・フレームであることが好ましい。ス
ペーサ・フレームは、ベース、および隔置されてベースに結合された2本の脚部
を有し、ほぼU字形を提供する。シーラント・システムをスペーサ・フレームに
適用する。例えばシーラント材料のビードを、例えば脚部の外面および任意選択
でベースの外面など、スペーサ・フレームの外面に設ける。シーラント・システ
ムは、例えばポリイソブチレンまたはホットメルト・ブチルなどの熱可塑性材料
のような透湿性が低い材料または吸湿防止材のビードを含み、これが例えば接着
剤含有シリコンなどの熱硬化性材料のような構造シーラントの2つのビード間に
配置される。ガラス・シートは、シーラント・システムによってスペーサ・フレ
ームに固定される。
【0009】
(好ましい実施形態の説明)
以下の説明では、「内部」、「外部」、「左」、「右」、「後部」などの空間
または方向に関する用語は、図面に図示された状態で本発明に関連付けられる。
しかし、本発明は、本明細書で開示される本発明の概念から逸脱することなく、
様々な代替方位および段階順序を想定できることを理解されたい。したがって、
このような用語は制限的なものとは見なされない。
または方向に関する用語は、図面に図示された状態で本発明に関連付けられる。
しかし、本発明は、本明細書で開示される本発明の概念から逸脱することなく、
様々な代替方位および段階順序を想定できることを理解されたい。したがって、
このような用語は制限的なものとは見なされない。
【0010】
本発明の特徴を組み込んだシーラント・システム23を有するIGユニット1
1の部分を、図3および図4に示す。IGユニット11は、内面21および外面
25を伴う第1ガラス・シート19を有する。第1ガラス・シート19は、内面
22および外面24を有する第2ガラス・シート20から隔置される。2枚のガ
ラス・シート19と20間の距離は、シーラント・システム23によって2枚の
ガラス・シート19および20に接着されたスペーサ・フレーム28を有する縁
アセンブリ26によって維持される。本発明を制限するものではないが、2枚の
ガラス・シート19および20は、約1/2インチ(約1.27cm)、より好
ましくは0.47インチ(約1.20cm)隔置して、2枚のガラス・シート1
9と20間に室30または「デッド・スペース」を形成することができる。室3
0は、アルゴンまたはクリプトンなどの断熱ガスで充填することができる。乾燥
剤材料32を、従来通りの方法で、例えば図3に示すようにスペーサ・フレーム
28のベース40の内面41など、スペーサ・フレーム28の内面の一方に接着
してもよい。
1の部分を、図3および図4に示す。IGユニット11は、内面21および外面
25を伴う第1ガラス・シート19を有する。第1ガラス・シート19は、内面
22および外面24を有する第2ガラス・シート20から隔置される。2枚のガ
ラス・シート19と20間の距離は、シーラント・システム23によって2枚の
ガラス・シート19および20に接着されたスペーサ・フレーム28を有する縁
アセンブリ26によって維持される。本発明を制限するものではないが、2枚の
ガラス・シート19および20は、約1/2インチ(約1.27cm)、より好
ましくは0.47インチ(約1.20cm)隔置して、2枚のガラス・シート1
9と20間に室30または「デッド・スペース」を形成することができる。室3
0は、アルゴンまたはクリプトンなどの断熱ガスで充填することができる。乾燥
剤材料32を、従来通りの方法で、例えば図3に示すようにスペーサ・フレーム
28のベース40の内面41など、スペーサ・フレーム28の内面の一方に接着
してもよい。
【0011】
2枚のガラス・シート19および20は、透明フロート・ガラスなどの透明ガ
ラスにするか、ガラス・シート14および20の一方または両方を着色ガラスに
してもよい。太陽光抑制または低放射率コーティングなど、機能的コーティング
34をMSVD、CVD、熱分解、ゾル・ゲルなどの従来通りの方法で、ガラス
・シート19または20の少なくとも一方の内面などの表面に適用することがで
きる。
ラスにするか、ガラス・シート14および20の一方または両方を着色ガラスに
してもよい。太陽光抑制または低放射率コーティングなど、機能的コーティング
34をMSVD、CVD、熱分解、ゾル・ゲルなどの従来通りの方法で、ガラス
・シート19または20の少なくとも一方の内面などの表面に適用することがで
きる。
【0012】
スペーサ・フレーム28自体は、例えば図1に示すような当技術分野で知られ
ている従来の剛性または箱形のスペーサ・フレームでよい。しかし、スペーサ・
フレーム28は、201または304ステンレス鋼または錫めっき鋼などの金属
片から形成し、以下で説明するようなほぼU字形の連続的スペーサ・フレームに
成形する可撓性タイプのスペーサ・フレームであることが好ましい。スペーサ・
フレーム28は、隔置されたガラス・シート19および20の周囲または縁にシ
ーラント・システム23によって接着する。
ている従来の剛性または箱形のスペーサ・フレームでよい。しかし、スペーサ・
フレーム28は、201または304ステンレス鋼または錫めっき鋼などの金属
片から形成し、以下で説明するようなほぼU字形の連続的スペーサ・フレームに
成形する可撓性タイプのスペーサ・フレームであることが好ましい。スペーサ・
フレーム28は、隔置されたガラス・シート19および20の周囲または縁にシ
ーラント・システム23によって接着する。
【0013】
図3および図14に示すスペーサ・フレーム28は、約0.010インチ(0
.025cm)の厚さを有する鋼などの金属片から従来の方法で形成することが
できる。スペーサ・フレーム28は、内面41、外面43、および約0.25〜
0.875インチ(0.64cm〜2.22cm)の幅を有するベース40を含
む。スペーサ・フレーム28は、ベース40から延在する1対の対向する脚部4
2および44それぞれによって画定される、対向した第1および第2側を有する
。各脚部42、44は、約0.300インチ(0.76cm)の長さを有し、各
脚部42、44の外端には約0.05から0.08インチ(0.13から0.0
2cm)の長さを有する補剛要素46が形成される。各補剛要素46は、関連す
る脚部42、44の縦軸Lに例えばほぼ直角などで横断して延在する縦軸を有す
る。スペーサ28は、各脚部42、44がほぼ可撓性で、図4で示し、以下でさ
らに検討するような圧力または大気圧変化によるガラス・シート19および20
の動作を提供するよう構成される。各脚部42、44は、図3に示す中立位置か
ら少なくとも約0.5〜1.0°撓むことができるよう十分に可撓性であること
が好ましく、脚部42、44の一方を有する各面は、ベース40を有する面に対
してほぼ垂直である。各脚部42、44は、IGユニット11の内部に面する内
面48、および隣接するガラス・シート19または20の内面21または22に
面する外面50を有する。スペーサ・フレーム28は金属であることが好ましい
が、本発明は金属スペーサ・フレームに制限されるものではない。スペーサ・フ
レーム28は、例えばポリ塩化ビニリデンまたはフッ化物またはポリ塩化ビニル
またはポリトリクロロフルオロエチレンなどのハロゲン化ポリマ材料のようなポ
リマ材料で作成することができる。スペーサ・フレーム28は、「構造的に健全
」でなければならない。つまり、スペーサ・フレーム28は、ガラス・シート1
9および20を隔置された関係で維持しながら、大気圧、温度および風荷重の変
化によるガラス・シート19および20の局所的撓みを可能にする。
.025cm)の厚さを有する鋼などの金属片から従来の方法で形成することが
できる。スペーサ・フレーム28は、内面41、外面43、および約0.25〜
0.875インチ(0.64cm〜2.22cm)の幅を有するベース40を含
む。スペーサ・フレーム28は、ベース40から延在する1対の対向する脚部4
2および44それぞれによって画定される、対向した第1および第2側を有する
。各脚部42、44は、約0.300インチ(0.76cm)の長さを有し、各
脚部42、44の外端には約0.05から0.08インチ(0.13から0.0
2cm)の長さを有する補剛要素46が形成される。各補剛要素46は、関連す
る脚部42、44の縦軸Lに例えばほぼ直角などで横断して延在する縦軸を有す
る。スペーサ28は、各脚部42、44がほぼ可撓性で、図4で示し、以下でさ
らに検討するような圧力または大気圧変化によるガラス・シート19および20
の動作を提供するよう構成される。各脚部42、44は、図3に示す中立位置か
ら少なくとも約0.5〜1.0°撓むことができるよう十分に可撓性であること
が好ましく、脚部42、44の一方を有する各面は、ベース40を有する面に対
してほぼ垂直である。各脚部42、44は、IGユニット11の内部に面する内
面48、および隣接するガラス・シート19または20の内面21または22に
面する外面50を有する。スペーサ・フレーム28は金属であることが好ましい
が、本発明は金属スペーサ・フレームに制限されるものではない。スペーサ・フ
レーム28は、例えばポリ塩化ビニリデンまたはフッ化物またはポリ塩化ビニル
またはポリトリクロロフルオロエチレンなどのハロゲン化ポリマ材料のようなポ
リマ材料で作成することができる。スペーサ・フレーム28は、「構造的に健全
」でなければならない。つまり、スペーサ・フレーム28は、ガラス・シート1
9および20を隔置された関係で維持しながら、大気圧、温度および風荷重の変
化によるガラス・シート19および20の局所的撓みを可能にする。
【0014】
次に、例えばスペーサ脚部42、44の外面50とそれに関連するガラス・シ
ート14または20の内面21または22など、スペーサ・フレーム28の外面
の間に形成された本発明のシーラント・システム23について説明する。シーラ
ント・システム23は、防湿性または透湿度(MVTR)が低いシーラントなど
、構造的シーラントおよび防湿シーラントの両方を使用する3つの別個の、また
は異なるシーラント領域を使用する「トリプル・シール」システムであることが
好ましい。本明細書では、吸湿防止材、防湿性またはほぼ不透湿性または低MV
TRシーラントとは、水分または水蒸気に対して不透過性またはほぼ不透過性で
あるシーラントを指す。特に、シーラント・システム23は、各脚部42、44
の外端付近に配置された第1構造シーラント材料56、および第1構造シーラン
ト材料56から隔置され、ベース40の付近に配置された第2構造シーラント材
料58を含む。構造シーラント材料56および58は両方とも熱硬化性材料、つ
まり加熱または硬化させると永久的に剛性になることができる材料であることが
好ましく、ASTM D412により200%伸び時に約200〜300psi
の引っ張り強さを有することが好ましい。構造シーラント材料56、58は両方
とも高温で適用し、化学的に硬化させた一体のシリコン改質ポリウレタン断熱ガ
ラス・シーラントであることが好ましい。許容可能なシーラントの例は、ペンシ
ルバニア州ピッツバーグのPPG Industries, Inc.から市販されているPRC59
0シーラントである。低MVTRシーラント材料60を、2つの構造シーラント
材料56と58の間に配置する。低MVTRシーラント60は、ASTM D1
434で定義されているように、0.060インチ(1.524mm)のフィル
ムで測定して1日に1平方メートル当たり約0.20グラム未満の水蒸気透過率
、および0.040インチ(1.016mm)のフィルムで測定して1日に10
0平方インチ(645.16cm2)当たり約1〜3cm3未満の気体浸透性を有
することが好ましい。許容可能な低MVTRシーラント60には、ポリイソブチ
レン(PIB)または溶融ブチルがある。
ート14または20の内面21または22など、スペーサ・フレーム28の外面
の間に形成された本発明のシーラント・システム23について説明する。シーラ
ント・システム23は、防湿性または透湿度(MVTR)が低いシーラントなど
、構造的シーラントおよび防湿シーラントの両方を使用する3つの別個の、また
は異なるシーラント領域を使用する「トリプル・シール」システムであることが
好ましい。本明細書では、吸湿防止材、防湿性またはほぼ不透湿性または低MV
TRシーラントとは、水分または水蒸気に対して不透過性またはほぼ不透過性で
あるシーラントを指す。特に、シーラント・システム23は、各脚部42、44
の外端付近に配置された第1構造シーラント材料56、および第1構造シーラン
ト材料56から隔置され、ベース40の付近に配置された第2構造シーラント材
料58を含む。構造シーラント材料56および58は両方とも熱硬化性材料、つ
まり加熱または硬化させると永久的に剛性になることができる材料であることが
好ましく、ASTM D412により200%伸び時に約200〜300psi
の引っ張り強さを有することが好ましい。構造シーラント材料56、58は両方
とも高温で適用し、化学的に硬化させた一体のシリコン改質ポリウレタン断熱ガ
ラス・シーラントであることが好ましい。許容可能なシーラントの例は、ペンシ
ルバニア州ピッツバーグのPPG Industries, Inc.から市販されているPRC59
0シーラントである。低MVTRシーラント材料60を、2つの構造シーラント
材料56と58の間に配置する。低MVTRシーラント60は、ASTM D1
434で定義されているように、0.060インチ(1.524mm)のフィル
ムで測定して1日に1平方メートル当たり約0.20グラム未満の水蒸気透過率
、および0.040インチ(1.016mm)のフィルムで測定して1日に10
0平方インチ(645.16cm2)当たり約1〜3cm3未満の気体浸透性を有
することが好ましい。許容可能な低MVTRシーラント60には、ポリイソブチ
レン(PIB)または溶融ブチルがある。
【0015】
図3に示す本発明の好ましい実施形態では、第1構造シーラント材料56は約
0.015から0.025インチ(0.038〜0.064cm)の厚さ(t)
および約0.125インチ(0.318cm)の長さ(x)を有する。低MVT
Rシーラント60は、約0.015から0.025インチ(0.038〜0.0
64cm)の厚さ(t)および約0.125インチ(0.318cm)の長さ(
y)を有する。第2構造シーラント58は、約0.090インチ(0.23cm
)の長さ(z)を有し、図3に示すように、例えばベース40の外面43とガラ
ス・シート19および20の周縁によって形成された周溝を横切って延在するな
ど、スペーサ28の幅にわたって延在することが好ましい。このシーラント56
、58および60の組合せ、およびスペーサ脚部42および44の可撓性が、向
上した構造的容量、さらに低い水分および気体透過性をIGユニット11に提供
する。
0.015から0.025インチ(0.038〜0.064cm)の厚さ(t)
および約0.125インチ(0.318cm)の長さ(x)を有する。低MVT
Rシーラント60は、約0.015から0.025インチ(0.038〜0.0
64cm)の厚さ(t)および約0.125インチ(0.318cm)の長さ(
y)を有する。第2構造シーラント58は、約0.090インチ(0.23cm
)の長さ(z)を有し、図3に示すように、例えばベース40の外面43とガラ
ス・シート19および20の周縁によって形成された周溝を横切って延在するな
ど、スペーサ28の幅にわたって延在することが好ましい。このシーラント56
、58および60の組合せ、およびスペーサ脚部42および44の可撓性が、向
上した構造的容量、さらに低い水分および気体透過性をIGユニット11に提供
する。
【0016】
図4に示すように、応力がIGユニット11に加えられて、ガラス・シート1
9が回転または動作すると、構造シーラント56および58により、スペーサ脚
部44がガラス・シート19とともに屈曲または動作して、応力を緩和するのに
役立つことが保証される。例えば、コンピュータで生成した有限要素分析を実施
して、二重シーラント構造によって対向するガラス・シートに封止された剛性の
箱形スペーサ(図1および図2に図示)の性能と、三重シーラント構造によって
対向するガラス・シートに封止された可撓性スペーサ(図3および図4に図示)
の性能とを比較した。最大量の応力、つまりシーラントの単位面積当たりの伸び
または引っ張り力は、縁シールの内縁で見られ、ここで剥離量が最大となる。二
重シーラント・システムで約500psiの応力を生成するガラスの屈曲で、可
撓性スペーサを伴う三重シーラント・システムには約150psiの応力しかな
い。低い応力は、本発明のシーラント・システム23の時期尚早の損傷を防止す
るのに役立つ。さらに、二重シーラント・システムは、水銀(Hg)約0.07
4×10-5g・in/時ft2・inの水蒸気透過率を有するよう計算されるが
、可撓性スペーサを伴う本発明の三重シーラント・システムは、Hg約0.00
12×10-5g・in/時ft2・inの水蒸気透過率を有するよう計算され、
これは約64分の1に減少している。MVTRシーラント60は、2つの構造シ
ーラント56と58の間に堰き止められるので、先行技術のようなMVTRシー
ラント60の伸びがほとんど、または全くない。
9が回転または動作すると、構造シーラント56および58により、スペーサ脚
部44がガラス・シート19とともに屈曲または動作して、応力を緩和するのに
役立つことが保証される。例えば、コンピュータで生成した有限要素分析を実施
して、二重シーラント構造によって対向するガラス・シートに封止された剛性の
箱形スペーサ(図1および図2に図示)の性能と、三重シーラント構造によって
対向するガラス・シートに封止された可撓性スペーサ(図3および図4に図示)
の性能とを比較した。最大量の応力、つまりシーラントの単位面積当たりの伸び
または引っ張り力は、縁シールの内縁で見られ、ここで剥離量が最大となる。二
重シーラント・システムで約500psiの応力を生成するガラスの屈曲で、可
撓性スペーサを伴う三重シーラント・システムには約150psiの応力しかな
い。低い応力は、本発明のシーラント・システム23の時期尚早の損傷を防止す
るのに役立つ。さらに、二重シーラント・システムは、水銀(Hg)約0.07
4×10-5g・in/時ft2・inの水蒸気透過率を有するよう計算されるが
、可撓性スペーサを伴う本発明の三重シーラント・システムは、Hg約0.00
12×10-5g・in/時ft2・inの水蒸気透過率を有するよう計算され、
これは約64分の1に減少している。MVTRシーラント60は、2つの構造シ
ーラント56と58の間に堰き止められるので、先行技術のようなMVTRシー
ラント60の伸びがほとんど、または全くない。
【0017】
次に、本発明によるシーラント・システム23を組み込んだIGユニット11
の製造方法について説明する。理解されるように、IGユニット11およびスペ
ーサ・フレーム28は、例えば米国特許第5,655,282号で教示されてい
るような都合の良い方法で製造してもよいが、以下で検討するように、本発明の
シーラント・システム23を含むよう改修された状態で製造する。例えば、約0
.010インチ(0.254mm)の厚さおよび所望の寸法のスペーサ・フレー
ムを生成するのに十分な長さおよび幅を有する210または304ステンレス鋼
の金属薄板などの基板は、例えば米国特許第5,655,282号に記載されて
いるように、従来の圧延、曲げ、または成形技術で形成することができる。シー
ラント材料56、58および60は、成形前に基板に配置してもよいが、シーラ
ント材料56、58および60は、スペーサ・フレーム28の成形後に適用する
ことが好ましい。シーラント材料56、58および60は、任意の順序で適用し
てよい。第2構造シーラント材料58は複数のノズルで適用してよい。例えば、
1つのノズルが第2構造シーラント材料58をスペーサ28の側部、つまり脚部
42または44の外側に適用し、別のノズルが追加の第2シーラント材料58は
ベース40の外面43に適用する。IGユニット11は、ガラス・シート19お
よび20を都合の良い方法でシーラント・システム23によりスペーサ・フレー
ム28に配置し、接着することによって組み立てる。アルゴンまたはクリプトン
などの断熱ガスは、都合の良い方法で室30に導入してよい。構造シーラント材
料のビードは、一緒になってガラス・シート19、20をスペーサ・フレーム2
8に取り付けるよう作用する。本発明の実践では、PIBまたはホットメルト・
ブチルなどの低い透湿性および低い気体透過性、低い弾性の非構造シーラントを
、2つの構造シーラント・ビードの間の空間に入れ、抑制する。構造シーラント
・ビードの強度および構造的性質のため、低いMVTRの非構造材料は、装填の
間、大幅には変形せず、したがって元の低透湿性および低気体透過性を維持する
。
の製造方法について説明する。理解されるように、IGユニット11およびスペ
ーサ・フレーム28は、例えば米国特許第5,655,282号で教示されてい
るような都合の良い方法で製造してもよいが、以下で検討するように、本発明の
シーラント・システム23を含むよう改修された状態で製造する。例えば、約0
.010インチ(0.254mm)の厚さおよび所望の寸法のスペーサ・フレー
ムを生成するのに十分な長さおよび幅を有する210または304ステンレス鋼
の金属薄板などの基板は、例えば米国特許第5,655,282号に記載されて
いるように、従来の圧延、曲げ、または成形技術で形成することができる。シー
ラント材料56、58および60は、成形前に基板に配置してもよいが、シーラ
ント材料56、58および60は、スペーサ・フレーム28の成形後に適用する
ことが好ましい。シーラント材料56、58および60は、任意の順序で適用し
てよい。第2構造シーラント材料58は複数のノズルで適用してよい。例えば、
1つのノズルが第2構造シーラント材料58をスペーサ28の側部、つまり脚部
42または44の外側に適用し、別のノズルが追加の第2シーラント材料58は
ベース40の外面43に適用する。IGユニット11は、ガラス・シート19お
よび20を都合の良い方法でシーラント・システム23によりスペーサ・フレー
ム28に配置し、接着することによって組み立てる。アルゴンまたはクリプトン
などの断熱ガスは、都合の良い方法で室30に導入してよい。構造シーラント材
料のビードは、一緒になってガラス・シート19、20をスペーサ・フレーム2
8に取り付けるよう作用する。本発明の実践では、PIBまたはホットメルト・
ブチルなどの低い透湿性および低い気体透過性、低い弾性の非構造シーラントを
、2つの構造シーラント・ビードの間の空間に入れ、抑制する。構造シーラント
・ビードの強度および構造的性質のため、低いMVTRの非構造材料は、装填の
間、大幅には変形せず、したがって元の低透湿性および低気体透過性を維持する
。
【0018】
以上の記述で開示した概念から逸脱することなく、本発明を改修できることが
、当業者には容易に理解される。例えば、上述した例示的実施形態は、スペーサ
に取り付けた2枚のガラス・シートを使用したが、本発明は、ガラス・シートが
2枚しかないIGユニットに制限されず、当技術分野で知られているように、2
枚異常のガラス・シーラントを有するIGユニットを作成するよう実践してもよ
い。さらに、本発明の好ましい実施形態では、概ねU字形の断面を有するスペー
サ・フレームとともにシーラント・システム2を使用するか、例えば図1に示す
タイプなど、任意のタイプの断面を有するスペーサとともに使用してもよい。さ
らに、本発明は、スペーサ・フレームのベースの外面およびベースの外面より先
まで延在したシートの内周縁部分で形成された通路内にシーラント・システムの
一部を設けることによって検討した。本発明は、通路にシーラントを設けず、あ
るいは代替的に各シートの周縁をベースの外面と整列させるか、別の代替法では
シートの周縁より先まで延在するベースの外面で実践してもよい。さらに、シー
ラント・システムの層を、都合の良い方法でスペーサ・フレームの外面に適用さ
せるか、その上に流してもよい。例えば、1つの層、2つの層または3つの層を
スペーサ・フレーム上に流す。したがって、本明細書で詳細に説明した特定の実
施形態は、例示的に過ぎず、本発明の範囲を制限するものではなく、本発明の範
囲は、添付請求の範囲の全域およびその全ての等価物によって与えられる。
、当業者には容易に理解される。例えば、上述した例示的実施形態は、スペーサ
に取り付けた2枚のガラス・シートを使用したが、本発明は、ガラス・シートが
2枚しかないIGユニットに制限されず、当技術分野で知られているように、2
枚異常のガラス・シーラントを有するIGユニットを作成するよう実践してもよ
い。さらに、本発明の好ましい実施形態では、概ねU字形の断面を有するスペー
サ・フレームとともにシーラント・システム2を使用するか、例えば図1に示す
タイプなど、任意のタイプの断面を有するスペーサとともに使用してもよい。さ
らに、本発明は、スペーサ・フレームのベースの外面およびベースの外面より先
まで延在したシートの内周縁部分で形成された通路内にシーラント・システムの
一部を設けることによって検討した。本発明は、通路にシーラントを設けず、あ
るいは代替的に各シートの周縁をベースの外面と整列させるか、別の代替法では
シートの周縁より先まで延在するベースの外面で実践してもよい。さらに、シー
ラント・システムの層を、都合の良い方法でスペーサ・フレームの外面に適用さ
せるか、その上に流してもよい。例えば、1つの層、2つの層または3つの層を
スペーサ・フレーム上に流す。したがって、本明細書で詳細に説明した特定の実
施形態は、例示的に過ぎず、本発明の範囲を制限するものではなく、本発明の範
囲は、添付請求の範囲の全域およびその全ての等価物によって与えられる。
【図1】
先行技術のIGユニットの縁アセンブリの断面図である。
【図2】
先行技術のIGユニットに応力が加えられた場合の、図1の縁アセンブリの右
側断面図である。
側断面図である。
【図3】
本発明の特徴を組み込んだシーラント・システムを有するIGユニットの縁ア
センブリの断面図である。
センブリの断面図である。
【図4】
IGユニットに応力が加えられた場合の、図3の縁アセンブリの右側断面図で
ある。
ある。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年8月22日(2001.8.22)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ
,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML,
MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K
E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG
,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,
RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT,
AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C
A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM
,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,
GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K
E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS
,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN,
MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R
U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM
,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ,VN,YU,
ZA,ZW
Fターム(参考) 2E016 BA01 CA01 CB01 CC02
4G061 AA02 AA09 AA23 BA01 CA02
CB02 CB04 CB16 CD02 CD22
CD23 CD24 CD25 DA26 DA43
DA68
4H017 AA03 AA04 AB03 AB07 AC02
AC03 AC04 AC16 AD03 AE03
Claims (23)
- 【請求項1】 断熱ガラス・ユニットであって、 内面および外面を有する第1ガラス・シートと、 内面および外面を有する第2ガラス・シートとを備え、前記ガラス・シートは
、前記内面同士が面するよう配置され、さらに、 前記第1ガラス・シートと第2ガラス・シートとの間に配置されたスペーサ・
フレームを備え、前記スペーサ・フレームが第1側および第2側を有し、前記第
1側が前記第1ガラス・シートの前記内面に隣接して配置され、前記第2側が、
前記第2ガラス・シートの前記内面に隣接して配置されて、さらに、 前記ガラス・シートを前記スペーサ・フレームに接続するシーラント・システ
ムを備え、前記シーラント・システムが、第2構造シーラント材料から隔置され
た第1構造シーラント材料を含み、吸湿防止材料が前記第1構造シーラント材料
と前記第2構造シーラント材料との間に配置される断熱ガラス・ユニット。 - 【請求項2】 前記第1側がほぼ可撓性の第1脚部を備え、前記第2側がほ
ぼ可撓性の第2脚部を備える、請求項1に記載のユニット。 - 【請求項3】 前記第1および第2構造シーラント材料が、約200%の伸
びで約200〜300psiの引っ張り強さを有する、請求項1に記載のユニッ
ト。 - 【請求項4】 前記構造シーラントが、化学的に硬化したシリコン改質ポリ
ウレタン・シーラントを含む、請求項1に記載のユニット。 - 【請求項5】 前記吸湿防止材料がポリイソブチレンである、請求項1に記
載のユニット。 - 【請求項6】 前記吸湿防止材料が、1日に1平方メートル当たり約0.2
0グラム未満の水蒸気透過性を有する、請求項1に記載のユニット。 - 【請求項7】 前記吸湿防止材料が、1日に100平方インチ(645.1
6cm2)当たり約1〜3cm3未満の気体浸透性を有する、請求項6に記載のユ
ニット。 - 【請求項8】 前記吸湿防止材料が約0.20インチ(5.08mm)の厚
さおよび約0.125インチ(3.175mm)の長さを有し、前記第1構造シ
ーラントが約約0.20インチ(5.08mm)の厚さおよび約0.125イン
チ(3.175mm)の長さを有し、前記第2構造シーラントが約0.090イ
ンチ(2.286mm)の長さを有する、請求項1に記載のユニット。 - 【請求項9】 前記スペーサ・フレームが、自身から延在するほぼ可撓性の
2本の隔置された脚部を有し、各脚部が第1端部、第2端部、および内面および
外面を有し、前記脚部の外面が隣接するガラス・シートの前記内面に面する、請
求項1に記載の断熱ガラス・ユニット。 - 【請求項10】 前記熱可塑性材料が、1日に1平方メートル当たり約0.
20グラム未満の水蒸気透過率を有する、請求項9に記載のユニット。 - 【請求項11】 前記熱可塑性材料が、100平方インチ(645.16c
m2)当たり約1〜3cm3未満の気体浸透性を有する、請求項9に記載のユニッ
ト。 - 【請求項12】 各熱硬化性材料が200%の伸びで約200〜300ps
iの引っ張り強さを有する、請求項9に記載のユニット。 - 【請求項13】 各前記熱硬化性材料が、高温で適用し、化学的に硬化させ
た一体のシリコン改質ポリウレタン・シーラントを含む、請求項12に記載のユ
ニット。 - 【請求項14】 断熱ガラス・ユニットを作成する方法であって、 第1側および第2側を有するスペーサ・フレームを設ける段階と、 前記第1および第2スペーサ・フレームの側部に隣接してシーラント・システ
ムを形成する段階とを含み、前記形成する段階は、前記吸湿防止材料のビードが
前記第1構造シーラント材料ビードと第2構造シーラント材料ビードとの間に位
置する状態で、第1構造シーラント材料のビード、第2構造シーラント材料のビ
ードおよび吸湿防止材料のビードを前記スペーサ・フレーム上に配置することに
よって実践され、さらに、 前記シーラント・システムで第1ガラス・シートを前記第1側に固定する段階
と、 前記シーラント・システムで第2ガラス・シートを前記第2側に固定する段階
とを含む方法。 - 【請求項15】 前記第1ガラス・シートと第2ガラス・シートとの間に断
熱ガスを設けることを含む、請求項14に記載の方法。 - 【請求項16】 前記吸湿防止材料がポリイソブチレンである、請求項14
に記載の方法。 - 【請求項17】 前記吸湿防止材料が、約0.125インチ(3.175m
m)の長さおよび約0.020インチ(0.508mm)の厚さを有する、請求
項14に記載の方法。 - 【請求項18】 前記第1構造シーラント材料ビードが約0.20インチ(
5.08mm)の厚さおよび約0.125インチ(0.508mm)の長さを有
する、請求項14に記載の方法。 - 【請求項19】 前記第2構造シーラント材料ビードが約0.90インチ(
2.286mm)の長さを有する、請求項14に記載の方法。 - 【請求項20】 前記スペーサ・フレームが1対の隔置されたほぼ可撓性の
脚部を含む、請求項14に記載の方法。 - 【請求項21】 断熱ガラス・ユニット内でガラス・シートをスペーサ・フ
レームに接続するシーラント装置であって、 第2構造シーラント材料から隔置された第1構造シーラント材料と、 前記第1構造シーラント材料と第2構造シーラント材料の間に配置された吸湿
防止材料とを備えるシーラント装置。 - 【請求項22】 前記第1および第2構造シーラント材料が熱硬化性材料で
ある、請求項21に記載の装置。 - 【請求項23】 前記吸湿防止材料が熱可塑性材料である、請求項21に記
載の装置。
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