KR20240034238A - 수분장벽이 있는 스페이서 - Google Patents

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KR20240034238A
KR20240034238A KR1020247005334A KR20247005334A KR20240034238A KR 20240034238 A KR20240034238 A KR 20240034238A KR 1020247005334 A KR1020247005334 A KR 1020247005334A KR 20247005334 A KR20247005334 A KR 20247005334A KR 20240034238 A KR20240034238 A KR 20240034238A
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wall
barrier layer
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KR1020247005334A
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플로리안 카레
얀 하겐
발터 샤이바
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쌩-고벵 글래스 프랑스
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Abstract

적어도
- 제1 측벽(2.1)과 이에 평행하게 배열된 제2 측벽(2.2), 측벽(2.1, 2.2)을 서로 연결하는 글레이징 내벽(3);
- 글레이징 내벽(3)과 실질적으로 평행하게 배열되고 측벽(2.1, 2.2)을 서로 연결하는 외벽(5);
- 측벽(2.1, 2.2), 글레이징 내벽(3) 및 외벽(5)으로 둘러싸인 공동(8);
- 중합체 중공체(1)의 제1 측벽(2.1), 외벽(5) 및 제2 측벽(2.2) 상의 수분 장벽(20)을 포함하는 중합체 중공 프로파일(1)을 포함하는 단열유리 유닛용 스페이서(I)에서,
수분장벽(20)은 적어도
- 원자층 증착(ALD)에 의해 증착되는 제1 장벽층(21) 및 이에 바로 인접한 제2 장벽층(22)을 포함하고,
- 제1 장벽층(21)과 제2 장벽층(22)의 두께는 각각 최대 15nm이고,
- 제1 장벽층(21)과 제2 장벽층(22)은 서로 독립적으로 질화물, 산화물, 황화물 또는 불화물 화합물을 기반으로 하는 수분장벽(20)을 포함하는 단열유리 유닛용 스페이서(I).

Description

수분장벽이 있는 스페이서
본 발명은 단열유리 유닛용 스페이서(spacer), 단열유리 유닛 및 그 용도에
관한 것이다.
단열유리는 일반적으로 유리나 중합체 재료로 만든 두 개 이상의 판유리를 갖고 있다. 판유리는 스페이서에 의해 정의된 가스 또는 진공 공간에 의해 서로 분리된다. 단열유리의 단열 성능은 단일 유리보다 훨씬 높으며 삼중 유리에서 또는 특수 코팅을 사용하면 단열 성능이 더욱 향상되고 개선될 수 있다. 예를 들어, 은을 함유한 코팅은 적외선 복사의 투과를 줄여서 겨울에 건물의 냉각을 줄인다.
유리의 특성과 구조뿐만 아니라 단열유리의 다른 추가적인 구성 요소도 매우 중요하다. 밀봉제와 무엇보다도 스페이서는 단열유리의 품질에 큰 영향을 미친다. 단열유리에서는 원주형 스페이서가 두 개의 유리판 사이에 고정되어 가스나 공기로 채워진 내부 판유리사이공간이 만들어지고 밀봉되어 수분 침투를 방지한다.
글레이징의 단열 특성은 모서리 복합재 영역, 특히 스페이서 영역의 열전도성에 의해 상당히 영향을 받는다. 금속 스페이서의 경우 금속의 높은 열전도성으로 인해 유리 가장자리에 열교(thermal bridge)가 형성된다. 이 열교 때문에, 한편으로는 단열유리의 가장자리 영역에서 열손실이 발생하고, 다른 한편으로는 높은 공기 습도와 낮은 외부 온도로 인하여 이 스페이서 영역의 내부 판유리에 응축수가 생긴다. 이러한 문제를 해결하기 위해 열적으로 최적화된 소위 "웜 에지(warm-edge)" 시스템이 점점 더 많이 사용되고 있으며, 이 시스템에서는 스페이서는 열전도성이 낮은 재료, 특히 플라스틱으로 구성된다.
특히, 플라스틱 본체를 기반으로 하는 스페이서는 내부 판유리사이공간에 충전된 가스의 손실과 내부 판유리사이공간으로 수분이 침투하는 것을 방지하거나 또는 이 둘 다를 최대한 방지하기 위해 추가적인 밀봉이 필요하다. 이에 대한 한 가지 가능한 방법은 예를 들어 알루미늄이나 스테인리스강으로 만든 금속 박막을 적용하는 것이다. 순전한 금속막의 단점은 높은 재료비와 금속의 높은 열전도율이다. 스페이서는 단열유리의 가장자리 복합재의 일부이기 때문에 열교의 형성을 방지하기 위해 스페이서를 통한 열전도 가장 낮아지도록 한다.
예를 들어 WO2013/104507A1에 개시된 바와 같이 금속층과 중합체층을 모두 포함하는 다층필름을 사용하면 개선된 결과가 달성된다. 이 경우, 밀봉도 우수하고열전도율도 동시에 낮게 하기 위해 바람직하게는 중합체층과 교대로 배열되는 다수의 금속층 또는 세라믹층이 사용된다. 상기 층은 바람직하게는 기상 증착에 의해 생성된다.
이와 관련, EP2729533A1은 2차 밀봉제와 대면하는 쪽에 SiOx 또는 AlOy의 얇은 접착층이 있는 필름을 갖는 스페이서를 개시한다. 층은 다양한 방법, 예를 들어 진공 공정(스퍼터링, 증발 또는 플라즈마 CVD)을 통해 또는 반응성 기상 공정(플라즈마 CVD 또는 ALD)을 통해 적용될 수 있다. 얇은 접착층 외에도 필름은 수분 밀봉 기능을 하는 중합체층을 실질적으로 포함한다. 배향된 EVOH층은 특히 습기에 대한 장벽층의 역할을 한다. 더욱이, 2개의 중합체층 사이에 금속산화물층을 추가로 부착하는 것이 개시되어 있다. EVOH층의 한 가지 단점은 시중에서 판매되는 PET층에 비해 비용이 높다는 것이다.
중합체 기판 상에 박층을 생성하기 위한 방법으로서 ALD를 사용하는 것이 예를 들어 EP1629543B1에 개시되어 있다. 특히, 최대 100nm 두께의 개별 층을 사용하여 전자부품을 산소 차단 방식으로 패키징할 수 있는 방법이 여기에 개시되어 있다. 또한, WO03008110A1에는 최대 100nm 두께의 무기층을 유기 중합체에 적용하는 것이 개시되어 있다.
금속, 금속산화물 또는 특정 중합체로 만들어진 장벽층은 다층필름의 기밀성에 결정적이다. 높은 기밀성과 이와 동시에 낮은 열전도율을 달성하기 위해 일반적으로 금속 또는 금속산화물로 만든 다수의 층이 사용된다. 반면, 재료비 및 그에 따른 비용 지출을 가능한 한 낮게 유지하기 위해 장벽층의 수와 두께를 줄이는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 전술한 단점을 갖지 않는, 개선된 스페이서를 제공하고, 개선된 단열유리 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 독립항 제1항에 따른 단열유리 유닛용 스페이서에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 종속항에 나타나 있다.
본 발명에 따른 단열유리 유닛 및 그 용도는 추가적인 독립항에 나타나 있다.
단열유리 유닛을 위한 본 발명에 따른 스페이서는 제1 측벽, 제1 측벽에 평행하게 배열된 제2 측벽, 글레이징 내벽, 외벽 및 공동을 갖는 적어도 하나의 중공 중합체 프로파일을 포함한다. 공동은 측벽, 글레이징 내벽 및 외벽으로 둘러싸여 있다. 글레이징 내벽은 측벽에 실질적으로 수직으로 배열되고 제1 측벽을 제2 측벽에 연결한다. 측벽은 단열유리 유닛의 외부 판유리가 부착되는 중공 프로파일의 벽이다. 글레이징 내벽은 완성된 단열유리 유닛에 스페이서를 설치하였을 때 내부 판유리사이공간과 대면하는 중공 프로파일의 벽이다. 외벽은 글레이징 내벽과 실질적으로 평행하게 배열되고 제1 측벽을 제2 측벽에 연결한다. 완성된 단열유리 유닛에 설치하였을 때 스페이서의 외벽은 외부 판유리사이공간을 향하게 된다.
스페이서는 중합체 중공 프로파일의 외벽, 제1 측벽 및 제2 측벽 상에 수분장벽을 추가로 포함한다. 수분장벽은 습기 침투로부터 내부 판유리사이공간을 밀봉하고 내부 판유리사이공간에 포함된 가스의 손실을 방지한다. 수분장벽은 적어도 하나의 제1 장벽층과 하나의 제2 장벽층을 포함하며, 둘 다 원자층 증착에 의해 증착된다. 제1 장벽층과 제2 장벽층은 서로 직접적으로 인접해 있다. 즉, 그들은 서로 직접 접촉하고 있다. 따라서, 제1 장벽층과 제2 장벽층 사이에는 접착층 또는 중합체 재료로 만든 층과 같은 추가 층이 존재하지 않는다. 제1 장벽층과 제2 장벽층은 각각 최대 15nm의 두께를 갖는다. 직접 인접한 2개의 층으로 형성된 "이중층"으로 실시한 결과, 개별 층이 비교적 얇더라도 수분 침투에 대한 차단 효과가 놀라울 정도로 우수하다. 제1 장벽층과 제2 장벽층은 서로 독립적으로 질화물, 산화물, 황화물 또는 불소 화합물을 기반으로 한다. 이러한 재료는 ALD(Atomic Layer Deposition)에 의해 특히 조밀한 층으로 사용될 수 있다. 이러한 재료는 기본 금속층과 비교하여 낮은 열전도성으로 차별화되는데, 이는 스페이서의 단열 특성을 위해서는 장점이 된다. 수분장벽은 장벽층, 중합체층 또는 접착층과 같은 추가 층을 포함할 수 있다.
어떤 층이 어떤 재료에 "기초하여" 또는 어떤 재료을 "기반으로" 형성되는 경우, 그 층은 임의의 불순물 또는 도핑 이외에 주로 이 재료로, 특히 실질적으로 이 재료로 구성된다. 그 재료의 비율은 50 중량% 초과, 바람직하게는 70 중량% 초과, 특히 바람직하게는 90 중량% 초과, 매우 특히 바람직하게는 95 중량% 초과이다.
ALD는 박층을 원자 단층까지 분리하는 방법이다. 증착될 재료의 구성성분(원자)은 화학적 형태로 캐리어 가스(소위 전구체 및 반응물)에 결합된다. 특정 전구체는 코팅할 표면에 화학적으로 결합되며, 일반적으로 단층인 박층이 표면에 결합된다. 이어서, 반응 챔버가 비워지고 반응물로 채워진다. 정의된 온도에서 결합된 전구체와 반응물 사이의 반응이 일어나 코팅할 표면에 원하는 화합물의 층이 형성된다. 그러면 반응 생성물이 펌핑되어 나가고 반응 챔버에 전구체가 다시 도입되어 공정이 처음부터 다시 시작된다. 따라서 원하는 층 두께가 달성될 때까지 개별 층이 연속적으로 도포된다. 개별 분리 단계 사이에 반응 챔버는 아르곤과 같은 불활성 가스로 정화될 수 있다. ALD의 특징은 부분 반응의 자기 제한적 특성이다: 즉, 반응물과 전구체는 그 자체 또는 그 자체의 리간드와 반응하지 않으며, 이로 인해 일정 시간 동안 및 임의의 가스 양에 대해 부분 반응의 층 성장이 하나의 단층의 최대치까지로 제한된다. 따라서, 정밀하게 조정된 층 두께를 갖는 매우 조밀한 층이 생성될 수 있다. 가스가 반응 챔버에 균일하게 분포되기 때문에 물체가 베어링 표면을 제외하고는 기하학적 형태에 관계없이 완전히 코팅된다. 적합한 전구체 및 반응물은 당업자에게 공지되어 있으며, 예를 들어 M. Leskela 및 M. Ritala, "ALD Precursor chemistry: Evolution and future Challenges" in Journal de Physique IV, vol. 9, 837-852 (1999) 또는 WO03008110A1 및 여기에 표시된 참고문헌에 기재되어 있다.
바람직한 일 실시예에서, 제1 장벽층 및/또는 제2 장벽층은 질화물 장벽층이다. 질화물 ALD 코팅을 생성하기 위해, 예를 들어 암모니아(NH3)가 반응물로 사용될수 있다. 적합한 전구체는 상응하는 할로겐화물, 예를 들어 금속할로겐화물이다. 바람직한 질화물은 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오븀, 탄탈륨, 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 철, 코발트, 니켈, 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 규소 및 주석의질화물이다. 이러한 질화물은 ALD에 의해 증착될 수 있다. 붕소, 규소, 티타늄, 지르코늄, 하프늄 및 알루미늄 및 이들의 혼합물의 질화물이 특히 바람직하다. 이러한 질화물을 함유한 장벽층은 특히 높은 기밀성을 갖는다. 이러한 질화물은 화학양론적으로, 아화학양론적으로 또는 초화학양론적으로 형성될 수 있다. 질화물은 바람직하게는 화학량론적으로 형성되며, 이는 원자층 증착에 의한 단층의 증착에 의해 가능하다. 예를들어, Si3N4, TiN, ZrN, HfN, AlN이 바람직하다.
추가의 바람직한 일 실시예, 제1 장벽층 및/또는 제2 장벽층은 산화물 장벽층이다. 금속산화물로 만들어진 ALD 코팅을 생성하기 위해 적합한 전구체는 예를 들어 한편으로는 상응하는 메틸-금속화합물 또는 상응하는 금속염화물이고, 다른 한편으로는 반응물로서 수증기 또는 오존이다. 바람직한 산화물은 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 스칸듐, 이트륨, 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오븀, 탄탈륨, 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 망간, 철, 코발트, 니켈, 아연, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 실리콘, 게르마늄, 주석, 및 비스무트의 산화물이다. 알루미늄, 크롬, 규소, 티타늄, 지르코늄, 하프늄 및 이들의 혼합물의 산화물이 특히 바람직하다. 산화물은 화학양론적으로, 아화학양론적으로 또는 초화학양론적으로 형성될 수 있다. 산화물은 바람직하게는 화학양론적으로 형성되며, 이는 원자층 증착에 의한 단층의 증착에 의해 가능하다. 예를 들어, Al2O3, Cr2O3, SiO2, TiO2, ZrO2, HfO2 또는 Al2TiO5가 바람직하다.
추가의 바람직한 일 실시예에서, 제1 장벽층 및/또는 제2 장벽층은 황화물 장벽층이다. 황화물 ALD 코팅을 생성하기 위해 예를 들어 황화수소(H2S)를 반응물로 사용할 수 있다. 적합한 전구체는 상응하는 할로겐화물, 예를 들어 금속할로겐화물이다. 바람직한 황화물은 티타늄, 몰리브덴, 텅스텐, 망간, 철, 코발트, 니켈, 아연, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 게르마늄, 주석 및 비스무스의 황화물이다. 철 및 코발트의 황화물이 특히 바람직하다. 황화물은 화학양론적, 아화학양론적 또는 초화학양론적일 수 있다. 황화물은 바람직하게는 화학양론적으로 형성되며, 이는 원자층 증착에 의한 단층의 증착에 의해 가능하다.
추가의 바람직한 일 실시예에서, 제1 장벽층 및/또는 제2 장벽층은 불화물 장벽층이다. 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 아연 및 알루미늄의 불화물이 바람직하다. 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨의 불화물이 특히 바람직하다. 불화물은 화학양론적으로, 아화학양론적으로 또는 초화학양론적으로 형성될 수 있다. 불화물은 바람직하게는 화학량론적으로 형성되며, 이는 원자층 증착에 의한 단층의 증착에 의해 가능하다.
추가의 바람직한 일 실시예에서, 제1 장벽층은 중합체 중공 프로파일에 직접 도포된다. 직접 도포는 제1 장벽층이 중합체 중공 프로파일 상의 ALD에 직접 도포되어 접착층이나 중합체층이 거기에 배열되지 않음을 의미한다. 용매, 플라즈마 활성화 등을 이용한 중합체 중공 프로파일의 전처리가 가능하다. 다만, 직접 도포하는 경우에는 접착층이 제공되지 않는다. 제2 장벽층은 제1 장벽층에 직접 인접하여 배열된다. ALD를 사용하여 코팅을 도포하는 가장 큰 장점은 조밀하게 정의된 층을 갖는 복잡한 기하학적 형상도 균일하게 코팅된다는 것이다. 바람직하게는, 중합체 중공 프로파일에 중합체 층이 도포되지 않아서, 이 경우 수분장벽은 바람직하게는 모두 ALD에 의해 도포되는 장벽층만을 포함한다.
추가의 바람직한 일 실시예에서, 필름 형태의 수분장벽은 접착제에 의해 중합체 중공 프로파일에 부착된다. 이 경우, 수분장벽은 장벽층이 도포되는 적어도 하나의 중합체층을 포함한다. 장벽층을 갖는 필름의 ALD에 의한 코팅은 중합체 중공 프로파일의 생산과 별개로 이루어진다. 이렇게 하면 필름을 교체함으로써, 요구 사양이 다른 스페이서의 생산에 유연하게 적응할 수 있다. 바람직하게는, 수분장벽은 비가스성 접착제에 의해 중합체 중공 프로파일에 접착된다. 수분장벽과 중합체 중공 프로파일 사이의 길이 차이로 인해 열응력이 발생할 수 있다. 접착제를 통해 수분장벽을 부착하면 접착제의 탄성을 통해 모든 응력을 흡수할 수 있다. 적절한 접착제는 열가소성 접착제이지만 다중 구성성분 접착제와 같은 반응성 접착제도 적절하다. 바람직하게는 열가소성 폴리우레탄 또는 폴리메타크릴레이트가 접착제로 사용된다. 테스트해보니, 이것이 특히 적합한 것으로 입증되었다. 수분장벽은 바람직하게는 적어도 2개의 중합체층, 바람직하게는 정확히 2개, 3개 또는 4개의 중합체층, 특히 바람직하게는 2개 또는 3개의 중합체층을 포함한다. 중합체층은 먼저 캐리어 재료로 사용되며 장벽층 사이의 중간층으로 사용된다.
추가의 바람직한 일 실시예에서, 수분장벽은 기본 금속을 기반으로 하는 어떠한 장벽층도 포함하지 않는다. 바람직하게는, 수분장벽은 질화물, 산화물, 황화물 또는 불소 화합물을 기본으로 하는 무기 장벽층만을 포함한다. 반면, 기본 금속은 열전도율이 상대적으로 높아 스페이서의 단열 특성에 불리하다.
추가의 바람직한 일 실시예에서, 중합체층은 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리비닐리덴클로라이드(PVdC), 폴리아미드(PA), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 배향성 폴리프로필렌(oPP), 이축배향성 폴리프로필렌(boPP), 배향성 폴리에틸렌 테레프탈레이트(oPET), 이축배향성 폴리에틸렌 테레프탈레이트(boPET)을 함유한다. 바람직하게는, 중합체층 또는 각각의 중합체층은 각각 언급된 중합체 중 하나에 기초하여 형성된다. 언급된 중합체는 ALD 코팅에 특히 적합하며 단열 글레이징의 스페이서용 필름으로 적합하다. 중합체층은 특히 바람직하게는 ALD로 매우 잘 코팅될 수 있고 장벽층에 우수한 접착 특성을 가질 수 있는 PET, oPP, boPP, oPET 또는 boPET를 포함한다. 배향 폴리프로필렌과 배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 한 방향으로 연신된다. boPP 와 boPET 으로 만들어진 필름은 길이방향과 횡단방향으로 연신된다. 연신으로 인해 필름은 원본 필름보다 저항력이 더 강하다.
추가의 바람직한 일 실시예에서, 중합체층 또는 모든 중합체층은 5μm 내지 50μm, 바람직하게는 10μm 내지 35μm, 특히 바람직하게는 12μm 내지 25μm의 두께를 갖는다. 이러한 범위에서 개별 층의 처리가 잘 될 수 있고 비용 효율적으로 개별 층을 수득할 수 있다.
추가의 바람직한 일 실시예에서, 수분장벽은 에틸렌비닐알코올(EVOH)을 기반으로 하는 어떠한 중합체층을 함유하지 않는다. EVOH층 자체는 수분장벽층 역할을 하지만 상대적으로 비용이 많이 들고, 층의 두께에 따라서는 무기 장벽층보다 밀도가 낮다. 본 발명에 따른 수분장벽의 장점은 특히 얇은 장벽층의 디자인임에도 불구하고 높은 기밀성을 제공하므로 추가적인 장벽으로서 EVOH층이 필요하지 않다는 점이다.
추가의 바람직한 일 실시예에서, 수분장벽은 최소 3개의 장벽층, 바람직하게는 최소 4개의 장벽층, 더욱 바람직하게는 최소 5개의 장벽층 또는 최소 6개의 장벽층을 포함한다. 수분장벽은 바람직하게는 정확히 3개, 4개, 5개 또는 6개의 장벽층을 포함한다. 얇은 장벽층의 수가 많을수록 기밀성이 크게 향상되지만, 장벽층의 두께가 증가하더라도 기밀성이 약간만 개선되는 것으로 나타났다.
바람직하게는 모든 장벽층은 원자층 증착에 의해서 증착되고 서로 독립적으로 질화물, 산화물, 황화물 또는 불화물 화합물을 기반으로 한다. 장벽층을 생산하기 위해 ALD를 사용하기 때문에 많은 얇은 층을 사용할 수 있다. 수분장벽을 생산하기 위해 단일 방법을 사용하면 생산 공정이 더욱 단순화된다.
대안적인 바람직한 일 실시예에서, CVD(화학기상증착) 또는 PVD(물리기상증착)와 같은 통상적인 방법을 사용하여 수분장벽의 층을 추가적으로 생성한다.
더욱 바람직한 일 실시예에서, 제3 장벽층과 제4 장벽층은 서로 직접적으로 인접해 있다. 이중 장벽층으로서의 실시예는 기밀성을 개선하는데 특히 효과적인 것으로 입증되었다. 따라서, 본 실시예의 수분장벽은 최소 2개의 이중 장벽층을 포함한다. 더 바람직하게는, 수분장벽은 4개를 초과하여, 예를 들어 5개, 6개, 7개 또는 8개의 장벽층을 포함한다. 바람직하게는, 장벽층은 각각 2개의 장벽층이 항상 서로 직접 인접하도록 배열된다.
수분장벽에서 바람직한 가능한 층순서(layer sequence)는 다음과 같다: 제1 장벽층 - 제2 장벽층 - 제3 장벽층 - 제4 장벽층. 이 경우, 중합체층은 없지만 장벽층은 중합체 중공 프로파일 위에 직접적으로 배열되고 바람직하게는 모두 ALD에 의해 증착된다. 수분 장벽의 바람직한 또 다른 층순서는 다음과 같다: 제1 장벽층 - 제2 장벽층 - 제1 중합체층 - 제3 장벽층 - 제4 장벽층 - 제2 중합체층. 이러한 수분장벽은 한 면에 코팅된 두 개의 중합체층을 적층하여(이 경우 접착제 결합층은 제1 중합체층과 제3 장벽층 사이에 배열됨) 또는 대안적으로 두 면에 코팅된 중합체층을 접착 결합하여(이 경우, 예를 들어 접착제 결합층은 제4 장벽층과 제2 중합체층 사이에 배열될 것이다) 제조할 수 있다.
코팅되거나 코팅되지 않은 필름을 수분장벽에 접착 결합하기 위한 접착제 결합층의 두께는 바람직하게는 1μm 내지 8μm, 바람직하게는 2μm 내지 6μm이다. 이는 안전한 접착 결합을 보장한다.
추가의 바람직한 일 실시예에서, 장벽층은 공동으로부터 멀어지는 중공 프로파일의 측면 상에 외부층으로 노출된다. "노출된"이라는 용어는 장벽층이 공동이 아닌 외부 환경과 대면하고 있음을 의미한다. 완성된 단열 글레이징에서, 외부층은 외벽 영역의 2차 밀봉제와 직접 접촉하거나 또는 측벽 영역의 1차 밀봉제와 직접 접촉한다. 무기 장벽층은 중합체 재료에 비해 밀봉제에 대한 실질적으로 향상된 접착력을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 장벽층이 외부층으로서 배열되는 것이 장점이 있다.
바람직한 일 실시예에서, 외부층은 ALD에 의해 증착된 본 발명에 따른 장벽층이고, 산화규소(SiOx)를 기반으로 하거나 또는 SiOx로 구성된다. SiOx는 특히 2차 밀봉제 재료와의 접착력이 좋고 열전도율이 낮아 스페이서의 단열성을 더욱 향상시킨다.
바람직한 일 실시예에서, 외부층은 ALD의 의해 증착된 본 발명에 따른 장벽 층이고, 알루미늄, 티타늄, 니켈, 크롬 또는 철의 산화물을 기반으로 한다. 이러한 금속산화물은 인접한 밀봉제에 대한 접착력이 특히 우수하다는 점에서 차별화된다. 크롬산화물 또는 티타늄산화물의 외부층으로 놀라울 정도의 좋은 결과가 달성된다.
직접적으로 인접한 2개의 장벽층은 본 발명에 따라 서로 다른 조성을 갖는다. 이는 직접적으로 인접한 2개의 장벽층이 2개의 서로 다른 화합물을 기반으로 한다는 것을 의미한다. 2개의 서로 다른 재료를 사용하면 동일한 재료로 만들어진 2개의 층에 비해 밀봉이 향상된다.
추가의 바람직한 일 실시예에서, 모든 장벽층의 두께는 각각 10nm 미만, 바람직하게는 1nm 내지 9nm, 특히 바람직하게는 2nm 내지 8nm, 매우 특히 바람직하게는 3nm 내지 7nm 이다. 이러한 박층을 도포하면 재료가 절약되고 ALD에 의한 증착 덕분에 기밀성이 뛰어나다.
추가의 바람직한 일 실시예에서, 모든 장벽층의 두께의 합은 50nm 미만, 바람직하게는 40nm 미만, 특히 바람직하게는 30nm 미만이다. 단열 글레이징용 스페이서 요구 사양을 충족하는 데에는, 매우 조밀한 장벽층 덕분에, 오직 작은 총두께만이 필요하다.
수분장벽은 바람직하게는 스페이서의 길이방향으로 연속적으로 배열되어 있기 때문에 단열 글레이징의 전체 주변 스페이서 프레임에 걸쳐 습기가 내부 판유리사이공간으로 침투할 수 없다.
글레이징 내벽에 인접한 2개의 측벽 영역에는 수분장벽이 존재하지 않도록 수분장벽을 도포하는 것이 바람직하다. 측벽에까지 전체 외벽에 부착함으로써 특히 우수한 스페이서 밀봉이 달성된다. 수분장벽이 없는 측벽 영역의 장점은 설치된 상태에서 광학적 외관이 개선된다는 데에 있다. 글레이징 내벽에 인접한 수분장벽의 경우 수분장벽이 완성된 단열유리 유닛에서 보일 수 있다. 이것은 때때로 미학적으로 매력적이지 않은 것으로 보이게 된다. 수분장벽이 없는 영역의 높이는 바람직하게는 1mm와 3mm 사이이다. 이렇게 구현하면, 완성된 단열유리 유닛에서의 수분장벽은 보이지 않는다.
대안적인 바람직한 일 실시예에서, 수분장벽은 측벽 전체에 부착된다. 선택적으로, 수분장벽은 글레이징 내벽에 추가로 배치될 수 있다. 그렇게 함으로써 스페이서의 밀봉이 더욱 향상된다.
본 발명에 따른 스페이서의 공동은 중실(中實)의 스페이서에 비해 중량이 감소되고 건조제와 같은 추가 구성요소를 수용하는 데 사용될 수 있다.
제1 측벽 및 제2 측벽은 스페이서가 설치될 때 단열 글레이징의 외부 판유리가 장착되는 스페이서의 측면을 나타낸다. 제1 측벽과 제2 측벽은 서로 평행하게 이어진다.
중공 프로파일의 외벽은 글레이징 내벽에 대향하며 외부 판유리사이공간 방향으로 단열유리 유닛의 내부(내부 판유리사이공간)에서 멀어지는 쪽을 향하는 벽이다. 외벽은 바람직하게는 측벽에 실질적으로 수직으로 뻗어있다. 전체 코스에서 측벽에 수직인(글레이징 내벽에 평행한) 평면형 외벽은 스페이서와 측벽 사이의 밀봉 표면이 최대화되고 간단한 성형으로 생산 공정이 용이하다는 장점이 있다.
본 발명에 따른 스페이서의 바람직한 일 실시예에서, 측벽에 가장 가까운 외벽 부분은 외벽에 대해 30°내지 60°의 각도(α)로 측벽 방향으로 기울어져 있다. 이렇게 구현하면 중합체 중공 프로파일의 안정성을 향상시킨다. 바람직하게는, 측벽에 가장 가까운 부분은 45°의 각도(α)로 기울어져 있다. 이 경우 스페이서의 안정성이 더욱 향상된다. 이렇게 각을 이루어 배열하면 수분장벽의 접착 결합이 개선된다.
본 발명에 따른 스페이서의 바람직한 일 실시예에서, 중합체 중공 프로파일은 실질적으로 균일한 벽 두께(d)를 갖는다. 벽 두께(d)는 바람직하게는 0.5mm 내지 2mm 범위이다. 이 범위에서 스페이서는 특히 견고하다.
본 발명에 따른 스페이서의 바람직한 일 실시예에서, 중공 프로파일은 바이오 기반 중합체, 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜( PET-G), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리아미드(PA), 폴리아미드-6,6, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 아크릴 에스테르 스티렌 아크릴로니트릴(ASA), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 폴리카보네이트(ABS/PC), 스티렌 아크릴로니트릴(SAN), PET/PC, PBT/PC 또는 이들의 공중합체를 함유한다. 특히 바람직한 일 실시예에서, 중공 프로파일은 실질적으로 언급된 중합체 중 하나로 구성된다.
중합체 중공 프로파일은 바람직하게는 강화유리섬유이다. 중합체 중공 프로파일의 유리섬유 함량을 선택함으로써 중합체 중공 프로파일의 열팽창 계수를 변경하고 조정할 수 있다. 중공 프로파일과 수분장벽의 열팽창 계수를 조정함으로써 다른 재료 사이의 온도로 인한 응력과 수분장벽의 박리를 방지할 수 있다. 중합체 중공 프로파일은 바람직하게는 20 중량% 내지 50 중량%, 특히 바람직하게는 30 중량% 내지 40 중량%의 유리섬유 함량을 갖는다. 동시에 중합체 중공 프로파일의 유리섬유 함량은 강도와 안정성을 향상시킨다. 강화유리섬유 스페이서는 일반적으로 단단한 스페이서로, 단열유리 유닛용 스페이서 프레임을 조립하는 동안 개별의 직선 피스(piece)로써 함께 끼워지거나 용접된다. 스페이서 프레임의 최적 밀봉을 보장 하려면 연결 지점을 밀봉제로 별도로 밀봉해야 한다. 본 발명에 따른 스페이서는 수분장벽의 높은 안정성과 밀봉제에 대한 특히 우수한 접착력으로 인해 특히 잘 가공될 수 있다.
바람직한 하나의 대안 실시예에서, 중공 프로파일은 어떠한 유리섬유도 포함하지 않는다. 유리섬유의 존재는 스페이서의 단열 특성을 악화시키고 스페이서를 단단하고 부서지기 쉽게 만든다. 유리섬유가 없는 중공 프로파일은 더 잘 구부러질 수 있으며 연결 지점 밀봉이 생략된다. 굽힘 중에 스페이서는 특정 기계적 부하에 노출된다. 특히 스페이서 프레임의 모서리 부분에서는 수분장벽이 많이 늘어난다. 수분장벽을 갖춘 본 발명에 따른 스페이서의 구조는 또한 단열유리 유닛의 밀봉을 손상시키지 않고 스페이서를 구부릴 수 있게 한다.
추가적인 바람직한 일 실시예에서, 중합체 중공 프로파일은 발포 중합체로 구성된다. 이 경우, 발포제가 중합체 중공 프로파일을 생산하는 동안 첨가된다. 발포 스페이서의 예는 WO2016139180 A1에 개시되어 있다. 발포 스페이서는 중합체 중공 프로파일을 통한 열전도를 감소시키고 중실(中實) 중합체 중공 프로파일에 비해 재료 및 중량을 절약해준다.
바람직한 일 실시예에서, 글레이징 내벽은 최소 하나의 천공을 갖는다. 바람직하게는, 글레이징 내벽에 복수의 천공이 형성된다. 천공의 총 개수는 단열유리 유닛의 크기에 따라 다르다. 글레이징 내벽의 천공은 중공 공간을 단열유리 유닛의 내부 판유리사이공간에 연결하여 이들 사이의 가스 교환을 가능하게 한다. 이렇게 하면 공동에 있는 건조제가 공기 수분을 흡수하여 판유리에 김서림이 생기는 것을 방지할 수 있다. 천공은 바람직하게는 슬롯으로 설계되고, 특히 바람직하게는 폭 0.2mm 및 길이 2mm의 슬롯으로 설계된다. 슬롯은 건조제 없이 공동에서 내부 판유리사이공간으로 침투할 수 있는 최적의 공기 교환을 보장한다. 중공 프로파일을 제작한 후 천공을 글레이징 내벽에 간단히 펀칭하거나 드릴로 뚫을 수 있다. 천공은 글레이징 내벽에 열 펀칭되는 것이 바람직하다.
대안적인 바람직한 일 실시예에서, 글레이징 내벽의 재료는 다공성이거나 확산에 개방된 플라스틱으로 구현되므로 천공이 필요하지 않다.
중합체 중공 프로파일은 글레이징 내벽을 따라 바람직하게는 5mm 내지 55mm, 바람직하게는 10mm 내지 20mm의 폭을 갖는다. 본 발명의 의미에서, 폭은 측벽들 사이에 연장되는 치수이다. 폭은 서로 반대로 멀어지는 두 측벽 표면 사이의 거리이다. 단열유리 유닛의 판유리 사이의 거리는 글레이징 내벽의 폭을 선택함으로써 결정된다. 글레이징 내벽의 정확한 치수는 단열유리 유닛의 치수와 원하는 판유리사이공간 크기에 따라 달라진다.
중공 프로파일은 측벽을 따라 바람직하게는 5mm 내지 15mm, 특히 바람직하게는 6mm 내지 10mm의 높이를 갖는다. 이 높이 범위에서, 스페이서는 유리한 안정성을 가지며 그 외에 단열유리 유닛 내에서 눈에 띄지 않는 유리한 점이 있다. 또한, 스페이서의 공동은 적절한 양의 건조제를 수용하기에 유리한 크기를 갖는다. 스페이서의 높이는 서로 반대 방향을 향하는 외벽과 글레이징 내벽 표면 사이의 거리이다.
공동은 바람직하게는 건조제, 바람직하게는 실리카겔, 분자체, CaCl2, Na2SO4, 활성탄, 규산염, 벤토나이트, 제올라이트 및/또는 이들의 혼합물을 함유한다.
본 발명에 따른 구조 덕분에, 스페이서는 판유리사이공간으로부터의 가스 확산과 판유리사이공간으로의 수분 확산에 대해 우수한 밀봉을 제공한다. 본 발명에 따른 스페이서는 바람직하게는 EN 1279 Parts 2 + 3 테스트 표준을 충족한다.
본 발명은 또한 적어도 제1 판유리, 제2 판유리, 제1 판유리와 제2 판유리 사이에 배열된 본 발명에 따른 원주방향 스페이서, 내부 판유리사이공간 및 외부 판유리사이공간을 갖는 단열유리 유닛을 포함한다. 본 발명에 따른 스페이서는 원주방향 스페이서 프레임을 형성하도록 배열된다. 제1 판유리는 1차 밀봉제에 의해 스페이서의 제1 측벽에 부착되고, 제2 판유리는 1차 밀봉제에 의해 제2 측벽에 부착된다. 이는 1차 밀봉제가 제1 측벽과 제1 판유리 사이, 그리고 제2 측벽과 제2 판유리 사이에 배열된다는 것을 의미한다. 제1 판유리과 제2 판유리는 평행하게 배열되고, 바람직하게는 합동으로 배열된다. 따라서 2개의 판유리의 가장자리는 바람직하게는 에지 영역에서 같은 높이로 배열된다. 즉, 그들은 동일한 높이에 위치한다. 내부 판유리사이공간은 제1 및 제2 판유리와 글레이징 내벽에 의해 경계가 정해진다. 외부 판유리사이공간은 제1 판유리, 제2 판유리 및 스페이서 외벽 위에 있는 수분장벽에 의해 경계가 정해지는 공간으로 정의된다. 외부 판유리사이공간은 적어도 부분적으로 2차 밀봉제로 채워져 있으며, 2차 밀봉제는 수분장벽과 직접적으로 접촉한다. 2차 밀봉제는 단열유리 유닛의 기계적 안정성에 기여하고 가장자리 복합재에 작용하는 기후 부담의 일부를 흡수한다.
본 발명에 따른 단열유리 유닛의 바람직한 일 실시예에서, 1차 밀봉제는 중합체 중공 프로파일과 수분장벽 사이의 전이부를 덮는다. 이로써 단열유리 유닛의 밀봉이 특히 양호하게 된다. 이렇게 하면, 수분장벽이 플라스틱에 인접한 위치에서 수분이 스페이서 공동으로 확산되는 것을 감소해준다(계면 확산이 적음).
본 발명에 따른 단열유리 유닛의 추가의 바람직한 일 실시예에서, 2차 밀봉제는 외벽의 중앙 영역에 2차 밀봉제가 존재하지 않도록 제1 판유리 및 제2 판유리를 따라 도포된다. 중앙 영역은 제1 판유리와 제2 판유리에 인접한 외벽의 2개의 외부 영역과 달리 2개의 외부 판유리에 대해 중앙에 배열된 영역을 나타낸다. 이렇게 하면, 단열유리 유닛의 안정화가 양호하게 달성되며, 동시에 2차 밀봉제의 재료비가 절약된다. 이러한 구조는 외부 판유리에 인접하여 외부 영역의 외벽에 두 가닥의 2차 밀봉제를 적용하여 쉽게 생성될 수 있다.
추가의 바람직한 일 실시예에서, 2차 밀봉제는 외부 판유리사이공간 전체가 2차 밀봉제로 완전히 채워지도록 도포된다. 이는 단열유리 유닛을 최대로 안정되게 만든다.
2차 밀봉제는 바람직하게는 중합체 또는 실란 변성 중합체, 특히 바람직하게는 유기 폴리설파이드, 실리콘, 핫멜트, 폴리우레탄, 실온 가교(RTV) 실리콘고무, 과산화물 가교 실리콘 고무 및/또는 부가 가교 실리콘 고무를 함유한다. 이러한 밀봉제는 특히 우수한 안정화 효과를 가지고 있다. 본 발명에 따른 스페이서를 사용하면, 통상적인 2차 밀봉제의 모든 종류에 대해 접착층 덕분에 우수한 접착 결과가 달성되었다.
1차 밀봉제는 바람직하게는 폴리이소부틸렌을 함유한다. 폴리이소부틸렌은 가교 또는 비가교 폴리이소부틸렌일 수 있다.
단열유리 유닛의 제1 판유리 및 제2 판유리는 바람직하게는 유리, 세라믹 및/또는 중합체, 특히 바람직하게는 석영유리, 붕규산유리, 소다석회유리, 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 폴리카보네이트를 함유한다.
제1 판유리와 제2 판유리의 두께는 2mm 내지 50mm, 바람직하게는 3mm 내지 16mm이고, 두 판유리는 또한 서로 다른 두께를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 단열유리 유닛의 바람직한 일 실시예에서, 스페이서 프레임은 본 발명에 따른 하나 이상의 스페이서로 구성된다. 예를 들어, 온전한 프레임을 형성하기 위해 구부러지는 본 발명에 따른 스페이서일 수 있다. 또한 하나 이상의 플러그 커넥터에 의해 서로 연결되는 본 발명에 따른 복수의 스페이서일 수도 있다. 플러그 커넥터는 길이방향 커넥터 또는 코너 커넥터로 설계될 수 있다. 이러한 코너 커넥터는 예를 들어 마이터 컷을 구비한 2개의 스페이서가 인접하는, 씰이 있는 플라스틱 성형 부품으로 설계될 수 있다.
원칙적으로 단열유리 유닛은 다양한 형상, 예를 들어 직사각형, 사다리꼴 및 둥근 모양이 가능하다. 둥근 형상을 생성하기 위해, 본 발명에 따른 스페이서는 예를 들어 가열된 상태에서 구부러질 수 있다.
추가의 일 실시예에서, 단열 글레이징은 2개 이상의 판유리를 포함한다. 이 경우, 스페이서는 예를 들어 적어도 하나의 추가 판유리가 배열된 홈을 포함할 수 있다. 복수의 판유리는 또한 적층 판유리로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 스페이서에 관한 설명은 본 발명에 따른 단열유리 유닛에도 유사하게 적용된다. 마찬가지로, 본 발명에 따른 단열유리 유닛에 관한 설명은 본 발명에 따른 스페이서에도 적용될 수 있다.
본 발명은 또한 건물 내부 글레이징, 건물 외부 글레이징 및/또는 정면 글레이징으로서의 본 발명에 따른 단열유리 유닛의 용도를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시예는 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 특히, 위에서 언급하고 아래에서 설명하는 특징은 특정 조합으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 조합으로 또는 단독으로 사용될 수도 있다.
본 발명은 도면을 참조하여 아래에서 더 자세히 설명된다. 도면은 순전히 도식적인 표현이며 정확한 축척이 아니다. 그들은 어떤 식으로든 발명을 제한하지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 스페이서의 가능한 실시예의 단면 사시도를 도시하고,
도 2는 본 발명에 따른 스페이서의 수분장벽의 가능한 실시예의 단면을 도시하고,
도 3은 본 발명에 따른 스페이서의 수분장벽의 가능한 실시예의 단면을 도시하고,
도 4는 본 발명에 따른 스페이서의 수분장벽의 가능한 실시예의 단면을 도시하고,
도 5는 본 발명에 따른 스페이서의 수분장벽의 가능한 실시예의 단면을 도시하고,
도 6은 본 발명에 따른 스페이서의 수분장벽의 가능한 실시예의 단면을 도시하고,
도 7은 본 발명에 따른 단열유리 유닛의 가능한 실시예의 단면을 보여준다.
도 1은 본 발명에 따른 가능한 스페이서(I)의 단면을 도시한다. 스페이서는 제1 측벽(2.1), 이와 평행하게 연장되는 제2 측벽(2.2), 글레이징 내벽(3) 및 외벽(5)을 갖는 중합체 중공 프로파일(1)을 포함한다. 글레이징 내벽(3)은 측벽(2.1, 2.2)에 수직으로 연장되고, 두 개의 측벽을 연결한다. 외벽(5)은 글레이징 내 벽(3)에 대향하여 있고 두 개의 측벽(2.1, 2.2)을 연결한다. 외벽(5)은 측벽(2.1, 2.2)에 실질적으로 수직으로 이어진다. 그러나 측벽(2.1, 2.2)에 가장 가까운 외벽 부분(5.1, 5.2)은 외벽(5)에 대해 약 45°의 각도(α)로 측벽(2.1, 2.2) 방향으로 경사져 있다. 각진 기하학적 구조는 중공 프로파일(1)의 안정성을 향상시키고 수분장벽(20)과의 더 나은 접착 결합을 가능하게 한다. 중공 프로파일(1)은 실질적으로 20중량% 유리 섬유를 포함하는 폴리프로필렌으로 구성된 중합체 중공 프로파일이다. 중공 프로파일의 벽 두께는 1mm이다. 벽 두께는 거의 모든 곳에서 동일하다. 이는 중공 프로파일의 안정성을 향상시키고 생산을 단순화한다. 중공 프로파일(1)은 예를 들어 높이(h)가 6.5mm이고 폭이 15.5mm이다. 외벽(5), 글레이징 내벽(3) 및 두 개의 측벽(2.1, 2.2)은 공동(8)을 둘러싼다. 수분장벽(20)은 외벽(5), 제1 측벽(2.1)의 일부 및 제2 측벽(2.2)의 일부에 배치된다. 글레이징 내벽(3)에 인접한 제1 측벽(2.1) 및 제2 측벽(2.2)의 영역에는 수분장벽(20)이 없는 상태로 유지된다. 글레이징 내벽(3)으로부터 측정해서 1.9mm 폭의 띠에 수분장벽이 없는 상태로 유지된다. 수분장벽(20)은 예를 들어 폴리메타크릴레이트 접착제를 사용하여 중합체 중공 프로파일(1)에 고정될 수 있다. 적합한 수분장벽(20)의 예들이 도 2 및 도 4 내지 도 7에 도시되어 있다. 대안적으로, 수분장벽(20)은 중합체 중공 프로파일 상에 직접적으로 증착될 수도 있다. 이 경우, 예를 들어 도 3에 적절한 수분장벽(20)이 도시되어 있다. 수분장벽(20)은 바람직하게는 측벽(2.1, 2.2) 전체 위에 배열되는데, 왜냐하면 특히 수분장벽은 원자층 증착에 의해 직접적으로 코팅하는 경우에 쉽게 생성될 수 있기 때문이다. 공동(8)은 건조제(11)를 수용할 수 있다. 천공(12)은 단열유리 유닛의 내부 판유리사이공간에 연결부를 만드는데, 천공은 글레이징 내벽(3)에 만든다. 그러면 건조제(11)는 글레이징 내벽(3)에 있는 천공(12)를 통해 내부 판유리사이공간(15)에서 나오는 수분을 흡수할 수 있다(도 7 참조).
도 2는 본 발명에 따른 스페이서(I)의 수분장벽(20)의 단면을 도시한다. 수분장벽(20)은 중합체층(31), 제1 장벽층(21) 및 제2 장벽층(22)을 포함한다. 중합체층(31)은 두께가 12μm인 PET층이다. 이어서, 원자층 증착(ALD)을 통해 9nm 두께의 산화티타늄층(21)을 증착하고, 마찬가지로 원자층 증착(ALD)을 통해 9nm 두께의 산화알루미늄층(22)을 직접적으로 증착하였다. 2개의 장벽층(21, 22)은 서로 다른 재료를 기반으로 하며, 이는 수분장벽(20)의 기밀성에 특히 이로운 것으로 입증되었다. 장벽층(21, 22)이 얇아도, 수분장벽(20)은 기밀성이 우수하다. 필름의 수증기 투과도를 결정하기 위한 측정에서는 두께가 12μm인 PET필름에 CVD로 약 80nm 두께로 알루미늄층을 코팅한 PET필름은 전체 장벽층의 두께가 더 두꺼움에도 불구하고, 이 PET필름에 비해 본원발명 필름의 WVTR(water vapor transmission rate)이 크게 향상되었다. 두 값은 모두 동일한 조건에서 측정된 것이다. 따라서, ALD를 이용하여 2개의 산화물 장벽박층을 도포하면 더 두꺼운 금속장벽층에 비해 투과도가 크게 개선된다. 또한, 상기 2개의 산화물 박층을 통한 열전도는 더 두꺼운 기본금속 장벽층에 의한 열전도보다 낮으며, 이는 기본금속층이 없는 본 발명에 따른 스페이서의 단열 특성을 향상시킨다. 수분장벽(20)은 바람직하게는 중합체층(31)이 중합체 중공 프로파일(1)의 외벽(5)을 향하게끔 도포된다. 이어서 수분장벽은 아크릴레이트 등의 접착제를 통해 외벽(5)에 부착된다. 이 경우, 산화알루미늄으로 만든 제2 장벽층(22)은 바깥 층이 되고, 완성된 단열유리 유닛에서 외측 판유리사이공간과 대면하며 2차 밀봉제와 직접적으로 접촉한다. 산화알루미늄층은 통상의 2차 밀봉제와의 접착력이 좋기 때문에 이러한 배치가 유리하다. 따라서 단열유리 유닛의 안정성이 장기적으로 더욱 향상된다.
도 3은 본 발명에 따른 스페이서(I)의 추가적인 수분장벽(20) 단면도를 도시한다. 도시된 수분장벽(20)은 ALD를 통해 도포되는 장벽층만을 포함한다. 이 경우, 실리콘산화물로 만든 제1 장벽층(21)은 ALD를 이용하여 중합체 중공 프로파일(1)에 직접적으로 도포된다. 그 다음에는 크롬산화물로 만든 제2 장벽층(22)이 바로 적용된다. 이어서 산화규소층(23)과 산화크롬층(24)이 또 배치된다. 이 경우, 바깥 층은 산화크롬으로 만든 제4 장벽층(24)이며, 이 층은 2차 밀봉제와의 접착력이 특히 우수하다. 모든 층의 두께는 7 nm이므로 장벽층의 총 두께는 30 nm 미만이다. 이러한 실시예에서는 특히 재료가 덜 들고, 여러 개의 얇고 아주 조밀한 장벽층의 구성에 의해 밀봉된다.
도 4는 본 발명에 따른 스페이서(I)의 추가 수분장벽(20)의 단면도를 도시한다. 수분장벽은 유리하게는 스페이서의 외벽(5)에 접착제를 이용하여 고정된다. 수분장벽(20)은 2개의 중합체층(31, 32)을 포함하는데, 제1 중합체층(31)은 12μm 두께의 PET층이고, 제2 중합체층(32)은 12μm 두께의 oPET층이다. oPET층은 외부 판유리사이공간 방향으로 추가로 배열된 중합체층이다. 이 층은 예를 들어 굽힘과 같이 스페이서를 가공하는 동안 더 높은 하중을 받는다. 따라서 여기서는 스페이서의 기계적 하중 지지 능력을 향상시키기 위해 특히 배향 저항성필름이 사용된다. 제1 중합체층(31)은 ALD를 통해 질화티타늄으로 만든 제2 장벽층(22)(5nm)과 질화규소로 만든 제1 장벽층(21)(5nm)으로 코팅된다. 제4 장벽층(24)은 실리콘산화물로 만들고(5mnm), 제3 장벽층(23)은 알루미늄산화물로 만든다(5nm). 수분장벽(20)은 코팅된 2개의 중합체층을 적층하여 제조될 수 있다. 이 경우, 도면에 도시되지 않았지만, 제1 중합체층(31)과 제3 장벽층(23) 사이에는 접착결합층이 배치될 수 있다. 2개의 중합체층과 총 4개의 장벽층 덕분에 수분장벽층은 내부 판유리사이공간으로 물이 확산되는 것을 특히 효율적으로 방지한다. 특히, "이중 층 ", 즉 각 경우에 2개의 장벽층이 서로 직접적으로 인접하는 장벽층의 구성이 유리한 것으로 입증되었다.
도 5는 본 발명에 따른 스페이서(I)의 수분장벽(20)의 단면을 도시한다. 수분장벽(20)은 2개의 중합체층(31, 32)을 포함하며, 각각은 12μm 두께의 oPP(배향폴리프로필렌)로 구성된다. 두 oPP층은 양면으로 코팅되어 있는 바, 2개의 장벽층으로 노출된 쪽 각각에 코팅되어 있고 접착결합층(40)과 대면하는 내면 위에 1개의 장벽층으로 양면 코팅되어 있다. 제1, 제3, 제4 및 제6 장벽층(21, 23, 24, 26)은 각각의 4nm 두께의 실리콘산화물층 이고, 제2 및 제5 장벽층(22, 25)은 각각 4nm 두께의 지르코늄산화물층이다. 다수의 층으로 인해 이 수분장벽은 특히 조밀하다. 바깥 층(21, 26)은 산화규소층이고 2차 밀봉제에 매우 잘 접착된다. 수분장벽이 대칭 구조이므로 폴리우레탄 접착제로 만든 3μm 두께의 접착층(40)을 이용하여 양면으로 코팅된 2개의 oPP층을 양면을 접착하여 필름을 제작할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 수분장벽(20)의 추가 실시예의 단면을 도시한다. 수분장벽은 3개의 중찹체층(31, 32, 33)과 총 6개의 장벽층(21, 22, 23, 24, 25, 26)을 포함한다. 6개의 장벽층은 3개의 블록으로 배열되며, 여기서 장벽층(21, 22), 장벽층(23, 24) 및 장벽층(25, 26)은 각각 ALD를 이용하여 서로에게 직접적으로 증착된다. 이중 장벽층의 구성이 특히 유리한 것으로 입증되었다. 제1 중합체층(31)은 12μm 두께의 PET층이고, 제2 중합체층(32)은 12μm의 PET층이며, 제3 중합체층(33)은 16μm 두께의 boPP 층이다. 제1 장벽층(21)과 제3 장벽층(23)은 각각 5nm 두께의 산화티타늄층이다. 제2 장벽층(22)과 제4 장벽층(24)은 각각 산화알루미늄층(5nm)이다. 제5 장벽층(25)은 5nm 두께의 실리콘산화물층(5nm)이고, 바깥 층으로 제공된 장벽층(26)은 크롬산화물층(5nm)으로 2차 밀봉제와의 접착력을 향상시킨다.
도 7은 도 1에 도시한 스페이서(I)을 갖는 본 발명에 따른 단열유리 유닛(II)의 에지 영역의 단면을 도시한다. 제1 판유리(13)는 1차 밀봉제(17)로 스페이서(I)의 제1 측벽(2.1)에 연결되고, 제2 판유리(14)는 1차 밀봉제(17)에 의해 제2 측벽(2.2)에 연결된다. 1차 밀봉제(17)는 본질적으로 가교결합 폴리이소부틸렌이다. 내부 판유리사이공간(15)은 제1 판유리(13)와 제2 판유리(14) 사이에 위치하고 본 발명에 따른 스페이서(I)의 글레이징 내벽(3)에 의해 경계가 정해진다. 내부 판유리사이공간(15)은 공기로 채워지거나 아르곤과 같은 불활성 가스로 채워진다. 공동(8)은 분자체 등의 건조제(11)로 채워져 있다. 공동(8)은 글레이징 내벽(3)의 천공(24)을 통해 내부 판유리사이공간(15)에 연결된다. 글레이징 내벽(3)의 천공(24)을 통해 공동(8)과 내부 판유리사이공간(15) 사이에서 가스 교환이 발생하며, 건조제(11)는 내부 판유리사이공간(15)으로부터 공기내 수분을 흡수한다. 제1 판유리(13)와 제2 판유리(14)는 측벽(2.1 및 2.2) 너머로 돌출되어 외부 판유리사이공간(16)이 만들어지고, 이 공간은 제1 판유리(13)와 제2 판유리 사이에 위치하며, 스페이서(I)의 수분장벽(20)을 갖는 외벽(5)에 의해 경계가 정해진다. 제1 판유리(13)의 에지와 제2 판유리(14)의 에지는 동일한 높이로 배열된다. 외부 판유리사이공간(16)은 2차 밀봉제(18)로 채워져 있다. 여기서 2차 밀봉제(18)는 폴리설파이드이다. 폴리설파이드는 에지의 복합재에 작용하는 힘을 특히 잘 흡수하여 단열유리 유닛(II)의 높은 안정성에 기여한다. 본 발명에 따른 스페이서의 접착층에 대한 폴리설파이드의 접착력은 우수하다. 제1 판유리(13)와 제2 판유리(14)는 3mm 두께의 소다석회유리로 구성된다.
I 스페이서
II 단열유리 유닛
1 중공 프로파일
2.1 제1 측벽
2.2 제2 측벽
3 글레이징 내벽
5 외벽
5.1, 5.2 측벽에 가장 가까운 외벽 부분
8 공동
11 건조제
12 글레이징 내벽의 천공
13 제1 판유리
14 제2 판유리
15 내부 판유리사이공간
16 외부 판유리사이공간
17 1차 밀봉제
18 2차 빌봉재
20 수분장벽
21 제1 장벽층
22 제2 장벽층
23 제3 장벽층
24 제4 장벽층
25 제5 장벽층
26 제6 장벽층
31 (제1) 중합체층
32 제2 중합체층
33 제3 중합체층
40 내부 접착결합층

Claims (15)

  1. 적어도
    - 제1 측벽(2.1)과 이에 평행하게 배열된 제2 측벽(2.2), 상기 측벽(2.1, 2.2)을 서로 연결하는 글레이징 내벽(3);
    - 글레이징 내벽(3)과 실질적으로 평행하게 배열되고 측벽(2.1, 2.2)을 서로 연결하는 외벽(5);
    - 측벽(2.1, 2.2), 글레이징 내벽(3) 및 외벽(5)으로 둘러싸인 공동(8);
    - 중합체 중공 프로파일(1)의 제1 측벽(2.1), 외벽(5) 및 제2 측벽(2.2) 위에 수분장벽(20)을 포함하는 중합체 중공 프로파일(1)을 포함하는 단열유리 유닛용 스페이서(I)에서,
    수분장벽(20)은 적어도
    - 원자층 증착(ALD)에 의해 증착되는 제1 장벽층(21) 및 이에 바로 인접한 제2 장벽층(22)을 포함하고,
    - 제1 장벽층(21)과 제2 장벽층(22)의 두께는 각각 최대 15nm이고,
    - 제1 장벽층(21)과 제2 장벽층(22)은 서로 독립적으로 질화물, 산화물, 황화물 또는 불화물 화합물을 기반으로 하는 수분장벽(20)을 포함하는 단열유리 유닛용 스페이서(I).
  2. 제1항에 있어서, 제1 장벽층(21)은 중합체 중공 프로파일(1)에 직접 도포되는 단열유리 유닛용 스페이서(I).
  3. 제1항에 있어서, 수분장벽(20)은 접착제(19)를 통해 중공체 중공 프로파일(1)에 필름 형태로 부착되고, 수분장벽(20)은 최소 하나의 중합체층(31)을 포함하며, 바람직하게는 최소 2개의 중합체층(31, 32)을 포함하는 단열유리 유닛용 스페이서(I).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 수분장벽(20)은 기본 금속을 기반으로 하는 장벽층을 포함하지 않는 단열유리 유닛용 스페이서(I).
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 중합체층(31)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리염화비닐리덴, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 배향 폴리프로필렌, 이축 배향 폴리프로필렌, 배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 이축 배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하며, 바람직하게는 상기 중합체 중 하나에 기초한 단열유리 유닛용 스페이서(I).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체층(31) 또는 모든 중합체층(31, 32)의 두께가 5μm 내지 50μm, 바람직하게는 10μm 내지 35μm, 특히 바람직하게는 12μm 내지 25μm인 단열유리 유닛용 스페이서(I).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 수분장벽(20)은 에틸렌비닐알코올(EVOH)로 만든 중합체층을 포함하지 않는 단열유리 유닛용 스페이서(I).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 수분장벽(20)은 최소 3개의 장벽층(21, 22, 23), 바람직하게는 최소 4개의 장벽층(21, 22, 23, 24)을 포함하는 단열유리 유닛용 스페이서(I).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 모든 장벽층(21, 22, 23, 24)은 원자층 증착을 통해 증착되고 서로 독립적으로 질화물, 산화물, 황화물 또는 불화물 화합물을 기반으로 하는 단열유리 유닛용 스페이서(I).
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 제3 장벽층(23)과 제4 장벽층(24)이 서로 직접적으로 인접하는 단열유리 유닛용 스페이서(I).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 장벽층(21, 22, 23, 24)이 중공 프로파일(1)의 공동(8)에서 멀어지는 측면의 바깥 층으로 노출되는 단열유리 유닛용 스페이서(I).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 모든 장벽층(21, 22, 23, 24) 두께의 합이 50nm 미만, 바람직하게는 40nm 미만, 특히 바람직하게는 30nm 미만인 단열유리 유닛용 스페이서(I).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 장벽층(21, 22, 23, 24)의 두께가 10nm 미만, 바람직하게는 1nm 내지 9nm, 특히 바람직하게는 2nm 내지 8nm, 매우 특히 바람직하게는 3nm 내지 7nm인 단열유리 유닛용 스페이서(I).
  14. 적어도 제1 판유리(13), 제2 판유리(14), 및 제1 판유리(13)와 제2 판유리(14) 사이에서 판유리 가장자리 둘레에 배열된 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 스페이서(I)를 포함하는 단열유리 유닛(II)에서,
    - 제1 판유리(13)는 1차 밀봉제(17)에 의해 제1 측벽(2.1)에 부착되고,
    - 제2 판유리(14)는 1차 밀봉제(17)에 의해 제2 측벽(2.2)에 부착되고,
    - 내부 판유리사이공간(15)은 글레이징 내벽(3), 제1 판유리(13) 및 제2 판유리(14)에 의해 경계가 정해지고,
    - 외부 판유리사이공간(16)은 외벽(5)에 장착된 수분장벽(20)과 제1 판유리(13) 및 제2 판유리(14)에 의해 경계가 정해지고,
    - 2차 밀봉제(18)가 외부 판유리사이공간(16)에 배열되고, 2차 밀봉제(18)가 수분장벽(20)과 접촉하는 단열유리 유닛(II).
  15. 건물 내부 글레이징, 건물 외부 글레이징 및/또는 파사드 글레이징으로서의 제14항에 따른 단열유리 유닛(II)의 용도.

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