JP3866287B6 - 熱可塑性バリヤー部材を組み入れた断熱組立品 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、断熱ガラス組立品に用いる複合スペーサーに関し、さらには、このようなスペーサーを組み入れた断熱ガラス組立品に関する。
背景技術
本分野で現在公知の断熱組立品には、様々な高分子物質を他の材料と組み合わせ使用したものがある。このような組立品の一つとして、波形金属スペーサーが埋め込まれたブチル化ポリマーがある。この種のシーラントストリップは、有用ではあるが、金属スペーサーは時間の経過と共に基体に接触するようになる点で制限があり、この接触によってストリップの効率は著しく低下してしまう。この特別の難点は、スペーサーが露出し、基体に接触したときの水蒸気の浸透により生じる。
さらに、断熱ガラス組立品に現在用いられているブチル化ポリマーの多くは、乾燥剤を含浸している。これにより、さらなる問題、すなわち、ブチル化シーラントの接着性低下が生じる。
米国特許第４，９５０，３４４号でグローバー(Glover)らは、蒸気バリヤーにより分離されたフォーム本体を含みさらに組立品の周囲にシーラント手段を含むようにしたスペーサー組立品を提供している。この装置は、エネルギーの観点から、特に効率的であるが、鍵となる制限の１つは、組立品を多数の工程で作らななければならないことである。一般的に述べるなら、まずスペーサーを設置した後に続く工程でシーラントを組立品の周囲に打ち込まなければならない。このことは、製造段階での細分化となり、製造コストの増大、従って組立品自体のコスト増大に直接つながる。
スペーサーの主要構成部分として、低い熱伝導率を有する軟質で弾力のある断熱体を組み入れることが特に有利であることが判明した。有用であることが判った材料の例には、天然および合成のエラストマー（ゴム）、コルク、ＥＰＤＭ、シリコーン、ポリウレタンおよび発泡ポリシリコーン、ウレタンおよび他の適当な発泡材料がある。有意義な利点が、これらの材料の選択から生じるのは、これらがエネルギーの点から優れた絶縁材であるばかりでなく、さらに、使用材料により、スペーサー全体がある程度の弾力性を保持できるからである。このことは、たとえば、このようなストリップと係合した窓が、変動する圧力および熱的な伸縮を受ける場合に重要である。弾力体を利用することにより、これらの応力は緩和され、従って、たとえば、硬質のスペーサーを組み入れた組立品の場合のように基体に応力が伝えられることがない。
フォーム本体は、熱可塑性プラスチックまたは熱硬化性プラスチックから作ることができる。熱硬化性プラスチックの適当な例は、シリコーンおよびポリウレタンである。熱可塑性プラスチックとしての例は、シリコーンフォームまたはエラストマーである。後者の例としては、ＳＡＮＴＯＰＲＥＮＥ^ＴＭがある。上記化合物による利点には、上記した事に加え、特に、高い耐久性、ガス発生が極めて少ないこと、低い圧縮性、高い弾性および温度安定性がある。
特に有用なのはシリコーンフォーム及びポリウレタンフォームである。この種の材料は高強度であり、組立品に重要な構造一体性を与える。このフォーム材料は、本体の構造一体性を犠牲にすることなく大容量の空気を材料中に導入可能なので、断熱グレージング（insulating glazing）組立品またはガラス組立品に使用するのに特に好都合である。これが好都合なのは、空気が良好な断熱体であることが知られているからであり、フォームを、後述するスペーサーの他の特徴と共に低い熱伝導性を有する材料と組み合わせ使用すると、高効率の複合スペーサーが得られる。加えて、フォームは、温度変動がある状況下で伸縮を受けにくい。このことは断熱基体組立品を長期に亘って確固としたシールを維持するのに明らかに有益である。
乾燥ブチル(desiccated butyl)の限界を克服し、後続する手順でシーラント材を追加する必要性を克服する複合スペーサーを手に入れることは望ましいであろう。本発明は、公知技術の限界を払拭することに向けられている。
産業上の利用可能性
本発明は断熱基体産業での利用可能性を有する。
発明の開示
本発明の１つの目的は、断熱ガラス組立品またはグレージング組立品で用いる改良スペーサーを提供することである。
本発明の他の１つの目的は、グレージング組立品の基体を互いに隔離させる複合スペーサーであって、該スペーサーは、隔離した複数の側部、前フェースおよび後フェースを有する断熱性本体と、シーラント材とを有し、各側部はその中に凹部を含み、かつ各側部は第１の基体係合面を含み、該シーラント材は各凹部にあって、該第１の基体係合面と同平面である第２の基体係合面を形成していることを特徴とする複合スペーサーを提供することである。
付随する利点として、乾燥(desiccated)マトリックス、断熱性本体およびシーラント材は、断熱性本体用に選択された材料の種類に応じて、一個型一体スペーサーに同時に押し出しできることが判った。これは、シーラント材をグレージングユニットに充填または打ち込み、その他のこのような工程に関連する後続の下流処理を防ぐのに有用である。このようにして、スペーサーは、一旦押し出されると、直ちに、グレージングユニットで使用できる。
本発明の１つの実施例によれば、シーラントと乾燥マトリックスとを含む全体としてＣ字形状の構造の中に入れられた、全体としてＴ字形状の断熱性本体を利用することにより、組立品は、Ｔ字形状の結果としてシーラント材とフォーム本体の上の突起部分とから生じる少なくとも２つのシーリング面を有することができることが判った。このことは、シーリングの点で有利であるばかりではなく、さらに、スペーサーに使用されている少なくとも２種類の異なった材料があるという事実の点から、熱ブリッジ（thermal bridge）効果の形成を排除するものである。
当業者に認識されるように、組立品では、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）、ブチルまたは他の適当なシーラントまたはブチル化材料が組立品の周囲に広がってもよく、従って、さらなるシールされた面を与える。断熱性本体突起部へのシーリング、その他の接着は、この部分に特別な接着剤、たとえばアクリル接着剤を供給することにより達成できる。さらには、突起部での断熱性本体は、熱を加えることにより本体が基体に直接接着するように未硬化であってもよい。これは、本体がたとえば紫外線硬化型材料からなるときに効果的である。
本発明のさらなる目的は、断熱グレージング組立品で用いる複合スペーサーであって、該スペーサーは、各側部にはその材料の一部分が除去されて形成された凹部と突起部とを有する対向した側部および対向したフェースを有する断熱材料からなる本体と、各突起部と同平面の各凹部内にあって、それぞれの基体をシールするシーラント材と、該スペーサーとは離れて組み合わされた乾燥性(desiccant)マトリックスとを有することを特徴る複合スペーサーを提供することである。この乾燥性材料は、たとえば乾燥性材料を分散させた各種のシリコーンのような半浸透性材料からなるマトリックスの形態をしていてよい。当該分野で周知のように、いかなる適当な乾燥性材料もマトリックス中に組み入れてもよい。マトリックスがスペーサーに使用するために選ばれないなら、シーラント材としては乾燥性材料を含んでもよい。これは、スペーサーの意図する用途に依存するものである。
断熱組立品でスペーサーを切断しないかまたは中断しないことが望ましい状況では、波形すなわち正弦曲線の輪郭に一致した絶縁スペーサーを有することが望ましい。これはコーナー周囲の曲げを容易にし、こうしてスペーサーを切断することに関連するエネルギーの問題を明らかに回避させる。
本発明のさらなる目的によれば、断熱材料からなる波形本体と、該波形本体に接着により係合したシーラント材とを備えた、グレージング組立品の基体を互いに隔離させる複合スペーサーが提供される。
本発明の１つの実施例のさらなる目的は、対向基体係合面を有して基体を互いに隔離させる１個型複合スペーサーにおいて、該スペーサーが、
１対の第１の別個のシーリング面を有するフォーム本体であって、各面が基体とシール係合するようになっているフォーム本体；
フォームとは異なる第２の材料からなる１対の第２の別個のシーリング面であって、該面がフォーム本体と一体的である１対の第２の別個のシーリング面；および
フォーム材料とは異なる第３の材料からなる１対の第３の別個のシーリング面であり、該面がフォーム本体と一体的である１対の第２の別個のシーリング面
を備え、該スペーサーが、各々複数の別個のシーリング面を有する基体係合面を与えることを特徴とする１個型複合スペーサーを提供することである。
以上本発明を全体的に説明したので、次に、好ましい実施例を示す添付の図面について述べる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の１つの実施例の端部の分解図である。
図２は、本発明の第２の実施例の端面図である。
図３は、本発明の別の実施例による複合スペーサーの斜視図である。
図４は、図３に示したスペーサーの別の実施例の斜視図である。
図５は、スペーサーの配置を示したグレージング組立品の斜視図である。
図面中同じ数字は、同様の要素を示している。
発明を実施するための最良の形態
図１を参照すると、本発明の１つの実施例による複合スペーサーが示してあり、複合スペーサーが数字１０により全体的に示されている。図示してあるように、スペーサー１０は、全体的に「Ｔ字形」形状をなす断熱性本体１２を含む。本体１２は、隔離した側部１４および１６および対向したフェース１８および２０を有する。側部１４および１６の各々は、それぞれ凹部２２および２４を有する。凹部の深さは、用途毎に異なり得るものであるが、代表的には、この深さは、本体１２の深さの、約２％ないしたとえば２５％であろう。図１に示すように、本体の全体の寸法は、複合スペーサーの全寸法の主要な部分をなす。側部１４および１６は、各々基体（図示せず）とシール係合する基体係合面の役目をする。この目的のために、側部１４および１６の各々は、接着剤（図示せず）を含んで、基体とそれぞれの側部とのシール兼接着の係合を助けるようにしてもよい。第２に、さらなる可能性として、側部は、本体１２が、たとえば、ガラス基体と結合可能な材料で形成されている場合、未硬化の材料からなるものでよい。側部１４および１６と係合した基体の支持を補助するために、凹部２２および２４は、凹部の各々と接触するシーラント材２６および２８を受け入れ、接触した際、それぞれ各側部１４および１６と同平面関係を保つ。この同平面関係を保つことにより、基体が係合できる平坦な面ができる。さらに、１４、２６と１６、１８との組み合わせが、基体と係合する別個のシーリング面を与え、これらの面は、スペーサー１０と一体をなす。
任意の特徴として、図１に示すような複合スペーサー１０は、本体１２のフェース２０との接触のための流体バリヤー３０を含んでいてよい。１つの可能な実施例では、流体バリヤーは、アルミニウムまたは他の適当な金属をさらに含んでいてもよいＰＥＴフィルムからなるものでよい。加えて、他の金属化したフィルムまたは金属化してないフィルムをこの能力に用いることが考慮される。
さらなる特徴として、複合スペーサー１０は、数字３２で全体を示す乾燥性マトリックスを含んでいてもよい。適当な乾燥性マトリックスは、当該分野で周知であり、ゼオライトビーズ、シリカゲル、塩化カルシウム等を挙げることができ、これら全ては、半浸透性の柔軟な材料たとえばポリシリコーンまたは他の適当な半浸透性の物質などの中でマトリックスとなっていてよい。これをシーラント２６と２８のストリップの間に配置してもよい。さらなる選択肢として、乾燥性マトリックスは、複合スペーサーと組み合わせた別個のマトリックスに対向するようにブチル材料の連続体に組み入れてもよい。
次に、上記の一般的に述べた実施例を説明する図２を参照する。図２に示した実施例では、本体１０が、全体を数字３４で示したシーラント材の本体と単に係合している。図２に示した実施例では、シーラント材の本体は、シーラントが本体１２の凹部２２および２４と完全な係合をしている「Ｃ字」形状と全体的に一致する。
断熱性本体、シーラントおよび乾燥マトリックスを一個型一体ユニットに同時に押し出すことができることが特に好都合にも判った。このことは、断熱性本体が押し出し可能な材料からなるときに可能である。このことは明らかに有利であり、その理由は、以前、初期の装置で必要とされたシーラント材などを打ち込む工程を避けるからである。
図３を参照すると、断熱性本体１２が、波形の配置の形態である本発明のもう１つの実施例が示してある。さらに詳細には、図３の本体１２は、波形すなわち正弦曲線の輪郭を有する第１のフェース３６およびなだらかな非波形すなわち平坦な対向したフェース３８を与えている。図示の実施例では、なだらかで平坦なフェース３８は、図１に関して記載したような、蒸気バリヤー３０および乾燥マトリックス３２をさらに含んでいてもよい。スペーサー１０は、なだらかで平坦なフェース３８が、組立品（図示せず）の雰囲気中にあるように絶縁組立品（図示せず）の内部に配置される。
本体に波形のフェース３６を与えることにより、波形のフェース３６が断熱ガラス組立品の形成中にコーナーの周囲に容易に曲げられることが判った。このことが特に魅力的であるのは、波形のフェースを特に持たない装置で見られるようなストリヅプの切断がないという事実からいえる。連続した形態でスペーサーを保持することにより、断熱組立品のコーナーでのエネルギー損失が少ない。正弦曲線／波形の輪郭を有する付随的な利点は、本体を曲げたときに基体係合面かどこかで「座屈」または「膨れ」を起こさずに、寸法が実質的に一定のままでいるので、平らな基体係合面を確実にし、従って効果的なシールを確実にする。
図４を見ると、図３の別の実施例が示してあり、フェース３８は、また、波形である。用途に応じて、図３または４に関連して説明した実施例が用いられる。
図５を参照すると、図１のスペーサーが対向基体４０と４２との間に位置した断熱ガラス組立品またはグレージング組立品の側面図が示してある。対向した側部４６および４８を有するシーラント材４４が、組立品の周囲をシールし、本体１２のフェース１８に接触する。シーラント４４は、スペーサー１０と同時に押し出して、図示したような「サンドイッチ」フォーム本体１２を与えるようにしてもよい。この実施例では、スペーサーは、多数の別個のシーリング面、すなわち、要素２６、２８および１４、１６ならびに４６、４８から形成されたシーリング面を与える。
このシステムでは、シールの１つの破損または弱体化の際、補助のシールのいずれか一つが組立品をエネルギー的に無効になるのを防ぐ。
二重仕切り(double pane)グレージング組立品だけを説明したが、当業者ならば、開示したスペーサー組立品が、多数の仕切り組立品に容易に使用されることが理解されよう。
当業者が理解するように、これらの好ましい、説明をした詳細は、説明した実施例の働きに影響することなく実質的に変化させてもよい。発明の実施例を以上説明したが、これらに限定されることなく、また請求の範囲に記載し、説明した発明の精神、性質および範囲から外れないかぎり、当業者には、本発明の部分的な多数の変形が明白であろう。

Claims (37)

1. グレージング組立品の内部に密閉空間を形成するように、互いに隔離した基体の間に配置するのに適切なスペーサーであって、該スペーサーは、断熱材料からなる本体とシーラント材と乾燥剤含有マトリックスシーラントとを備えてなり、
   該本体は、互いに隔離した側部と、前フェースと後フェースとを有し、各側部が凹部を備え、該後フェースはグレージング組立品の密閉空間を向くようになっていて、各側部が第１の基体係合面を有し、
   該シーラント材は、該各凹部に配置されて、該第１の基体係合面と同平面である第２の基体係合面を形成し、
   前記の乾燥剤含有マトリックスシーラントは該第２の基体係合面内に配置される、
   ように構成されたスペーサーにおいて、
   該スペーサーは、予備成形された複合スペーサーであって、該凹部を該後フェースに対して開いた状態で有し、かつ該本体の該後フェースを少なくとも部分的に包囲するとともに、該密閉空間から該本体を分離可能にする流体バリヤー手段を有しており、
   該流体バリヤー手段は、
   １）該凹部を占め、かつ該後フェース上に延びているシーラント材からなるＣ字形体、および
   ２）複数の層からなり、その少なくとも一層は乾燥剤含有マトリックスを有し、かつこれらの層の各々は該本体の該後フェースを越えて延びてこれらの層の少なくとも一層の端を覆うように配置されているものから選択された形態であることを特徴とするスペーサー。
2. 該本体が発泡プラスチックである請求項１記載の複合スペーサー。
3. 該シーラントが２）の形態であり、該後フェースが前記乾燥剤含有マトリックスシーラントにより覆われていることを特徴とする請求項１記載の複合スペーサー。
4. 該後フェースと該シーラント材との間に流体バリヤー手段をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の複合スペーサー。
5. 該後フェースと該乾燥剤含有マトリックスとの間にさらに流体バリヤー手段を含むことを特徴とする請求項３記載の複合スペーサー。
6. 該本体が、フォームからなることを特徴とする請求項１記載の複合スペーサー。
7. 該フォームが、ポリウレタンフォームまたはポリシリコーンフォームからなることを特徴とする請求項６記載の複合スペーサー。
8. 該断熱性本体がＥＰＤＭおよびコルクからなる群から選択されることを特徴とする請求項１記載の複合スペーサー。
9. 該前フェースが、シーラント層で覆われていることを特徴とする請求項１記載の複合スペーサー。
10. 該シーラントがブチルシーラントからなることを特徴とする請求項１記載の複合スペーサー。
11. 該シーラントがブチル材料からなるＣ字形であることを特徴とする請求項１０記載の複合スペーサー。
12. 該本体がＴ字形であり、Ｔ字の腕が組立品の外縁に最も近接するようになっていることを特徴とする請求項１記載の複合スペーサー。
13. 請求項１で特徴付けられるスペーサーと係合した１対の基体を含んでいる断熱グレージング組立品。
14. 断熱グレージング組立品に用いる複合スペーサーであって、
    該スペーサーが、対向した側部および対向したフェースを有する断熱材料からなる本体と、シーラント材とを備えてなり、
    各側部は、凹部および突起部を有し、各々の該突起部はそれぞれの基体をシールするようになっており、
    該シーラント材は各々の該凹部内に配置され各該突起部と同平面をなしてそれぞれの基体をシールする、
    ように構成されたスペーサーにおいて、
    該シーラント材と凹部とは、該組立品の密閉空間を向くように設置されている該本体のフェースに最も近接していること、および、
    さらに該スペーサーは、該本体および該シーラント材と明確に区別され且つ該本体および該シーラント材に当接して配置された乾燥剤マトリックスを有する予備成形された複合スペーサーであること、
    を特徴とする複合スペーサー。
15. 該本体が、フォーム材料からなることを特徴とする請求項１４記載の複合スペーサー。
16. 該スペーサーが、一個体として押し出し可能であることを特徴とする請求項１４記載の複合スペーサー。
17. 各該突起部が、基体に接着により係合する手段を含んでいることを特徴とする請求項１４記載の複合スペーサー。
18. 該基体に接着により係合する手段が、アクリル接着剤からなることを特徴とする請求項１７記載の複合スペーサー。
19. 該基体に接着により係合する手段が、感圧接着剤からなることを特徴とする請求項１７記載の複合スペーサー。
20. 該基体に接着により係合する手殺が、基体に接着により係合可能な未硬化材料からなることを特徴とする請求項１７記載の複合スペーサー。
21. 該未硬化材料が、未硬化シリコーンからなることを特徴とする請求項２０記載の複合スペーサー。
22. 該未硬化材料が、未硬化フォームからなることを特徴とする請求項２０記載の複合スペーサー。
23. 該組立品が請求項１４のスペーサーと係合した１対の基体を含んでいる記載したグレージング組立品。
24. 対向基体係合面を有する、基体を互いに隔離させる複合スペーサーであって、
    １対の第１の面を有し、各々の該第１の面が、基体とシール係合するようになっているフォーム本体、
    該フォーム本体の該第１の面と同平面をなし、該フォームと異なる第２の材料からなる層の１対の第２の基体係合面、および
    該第１および第２の面と同平面をなし、該フォーム材料とは異なる第３の材料の層の１対の第３の基体係合面
    を備えてなり、これにより該スペーサーが、該基体をシールするようになっている複数の別個の構成部分面を各々有する１対の対向基体係合面を与える前記複合スペーサーにおいて、
    該第１の面は組立てた状態で基体により密閉される空間に隣接しない位置にあり、かつ該層の１つが組み立てられた基体の平面内で延びていること、および、
    さらに該複合スペーサーが予備成形された単位体であること、
    を特徴とする複合スペーサー。
25. 流体バリヤーおよび乾燥剤含有マトリックスから選択される少なくとも１つの追加の層を含むことを特徴とする請求項２４記載の複合スペーサー。
26. 該フォーム本体が、紫外線硬化性フォームからなることを特徴とする請求項２４記載の複合スペーサー。
27. 該第２の材料および該第２の材料が、ポリウレタン、ブチル、ポリイソブチレンまたはそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項２４記載の複合スペーサー。
28. 単位体として押し出し可能であることを特徴とする請求項１４または請求項２４記載の複合スペーサー。
29. 間隔を置いた基体の間に配置されてグレージング組立体内に密閉空間を形成するのに適した複合スペーサーにして、互いに隔離した側部と、前フェースと、後フェースとを有し、各側部は凹部を備え、前記後フェースは該グレージング組立品の前記密閉空面を向くように構成されていて、各側部は基体とシール係合する第一の基体係合面を有しており、前記凹部に置かれたシール材は前記第１の基体係合面と同平面となる第２の基体係合面を形成している複合スペーサーであって、
    前記凹部は前記スペーサー本体の後面において前記側部の各々に存在することを特徴とし、
    さらに、前記凹部内の前記シーラント材が前記スペーサー本体の後面を少なくとも部分的に覆いかつこれら両方の凹部を占める大体Ｃ字形の一部を形成することを特徴とする上記複合スペーサー。
30. 該Ｃ字形体の一部が前記後面を覆う乾燥剤マトリックスを含んでいることを特徴とする請求項３０記載の複合スペーサー。
31. 該後フェースと該Ｃ字形体との間にさらに流体バリヤー手段を含むことを特徴とする請求項３１記載の複合スペーサー。
32. 前記のＣ字形体が全体がシーラントからなる単一体で構成されていることを特徴とする請求項２９記載の複合スペーサー。
33. 該後フェースと該乾燥剤含有マトリックスとの間にさらに流体バリヤー手段を含むことを特徴とする請求項３３記載の複合スペーサー。
34. 該前フェースが、シーラント層で覆われていることを特徴とする請求項２９記載の複合スペーサー。
35. 請求項２９〜３３のいずれか１項に記載の複合スペーサーであって、前記のスペーサー本体および前記のシーラント材のほかに、さらに一対の第三の基体係合面を有する第三のスペーサー要素を有し、該第三の係合面は該第１および第２の面と同平面をなし、これにより該複合スペーサーが、該基体とシールを形成するようになっている複数の別個の構成要素の面を各々有する１対の対向基体係合面を提供する前記複合スペーサー。
36. 該スペーサー本体がフォームからなることを特徴とする請求項２９〜３５のいずれか１項記載の複合スペーサー。
37. 請求項２９〜３６のいずれか１項のスペーサーと係合した１対の対向した基体を有する断熱グレージング組立品。

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