WO2024251444A1 - Verbundscheibe mit aerogel-lage und vakuumisolierung - Google Patents

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Yahya MOTEMANI SHARABIANI
Siyamak MEMAR JAVID
Marine ZILLER
Sebastian ARENDT
Valentin SCHULZ
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Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
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    • Y02B80/00—Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings
    • Y02B80/22—Glazing, e.g. vaccum glazing

Definitions

  • the invention relates to a composite pane equipped with an aerogel layer and a vacuum insulating glazing, and to the use thereof.
  • the energy input through the glazing is a problem.
  • the total solar energy radiated in is made up of the energy radiated directly and the energy radiated indirectly as thermal radiation after the pane components have heated up. This is typically characterized as a TTS value. If the interior of the building or vehicle heats up too much, this must be countered with air conditioning, which is not in the spirit of energy-saving operation. Glass manufacturers therefore endeavor to minimize the energy input through the glazing as much as possible.
  • VOG vacuum insulating glazing
  • Two panes of glass are spaced apart from one another by spacers, with the space between the panes being evacuated.
  • Such glazing for buildings is known, for example, from EP1978199A1 and WG9804802A1.
  • EP3878827A1 discloses a vehicle window that is designed as vacuum insulating glazing.
  • Aerogels are highly porous solids which are known to have very low thermal conductivity and heat-insulating properties.
  • WO2012154602A1 discloses an insulating glazing with an aerogel layer.
  • US2010146880A1 discloses a building roof pane made up of two panes of glass and an aerogel layer in between.
  • EP3381881A1 discloses a composite pane made up of two panes of glass and an intermediate thermally insulating layer which can be designed as an aerogel layer.
  • a type of insulating glazing is known from CN102839893A and CN208267668U, in which two panes of glass are connected to each other via a spacer. The space between them is filled with aerogel and evacuated.
  • the present invention is based on the object of providing an improved composite pane which has a low heat input and ensures a high level of thermal comfort.
  • the composite pane according to the invention comprises an outer pane and an inner pane, which are connected to one another in a planar manner.
  • An aerogel layer is embedded in the composite pane between the outer pane and the inner pane.
  • the composite pane also has vacuum insulating glazing.
  • the vacuum insulating glazing comprises an outer pane and an inner pane, which are spaced apart from one another by means of spacers, so that a gap is formed between the outer pane and the inner pane.
  • the outer pane of the vacuum insulating glazing faces the outer pane of the composite pane, the inner pane faces away from the outer pane. The gap between the outer pane and the inner pane is evacuated.
  • the invention can basically be implemented in two different variants.
  • a first variant also referred to as “variant (i)”
  • the vacuum insulating glazing is embedded in the composite pane between the outer pane and the inner pane.
  • the inner pane of the composite pane also forms the inner pane of the vacuum insulating glazing.
  • the composite pane according to the invention has excellent thermal insulation properties.
  • the heat introduced into an interior through the composite pane is drastically reduced.
  • the aerogel layer also has acoustic insulating properties, which is advantageous for shielding from disturbing external noises.
  • the aerogel layer and the vacuum insulating glazing are very light, so that the total weight of the composite pane is also comparatively low.
  • the outer pane and the inner pane each have an outside surface and an inside surface and a circumferential side edge surface running between them.
  • the outside surface refers to the main surface which is intended to face the outside environment and the sun in the installed position.
  • the inside surface refers to the main surface which is intended to face the interior in the installed position.
  • the inside surface of the outside pane and the outside surface of the inner pane face each other and are connected to each other.
  • the outer pane of the vacuum insulating glazing When installed, the outer pane of the vacuum insulating glazing also faces the outside environment and the outer pane.
  • the inner pane of the vacuum insulating glazing faces the interior and, in variant (i), the inner pane.
  • the composite pane according to the invention is in particular a window pane, door pane or glass facade of a building or a vehicle.
  • the composite pane is preferably a window pane of a vehicle (vehicle pane), in particular a vehicle roof pane.
  • the vacuum insulating glazing has a smaller distance to the outer pane than the aerogel layer.
  • the composite pane preferably comprises, in the order given:
  • the vacuum insulating glazing has a greater distance to the outer pane than the aerogel layer.
  • the composite pane comprises
  • the outer pane and the inner pane are connected to one another via an intermediate layer, with both the aerogel layer and the vacuum insulating glazing being embedded in the intermediate layer.
  • the aerogel layer and the vacuum insulating glazing each form a layer of the intermediate layer.
  • the aerogel layer is arranged between the outer pane and the vacuum insulating glazing or between the vacuum insulating glazing and the inner pane.
  • the composite pane preferably comprises, in the order given:
  • the outer pane and the inner pane can optionally be thermally or chemically tempered, partially tempered or not tempered independently of one another.
  • the said connecting layers have the task of adhesively connecting the components of the composite pane between which they are arranged.
  • the connecting layers are preferably designed as thermoplastic layers.
  • the thermoplastic layers can alternatively also be referred to as thermoplastic layers.
  • the connecting layers can alternatively be designed as adhesive layers, for example.
  • So-called optically clear adhesives (OCA) are preferred, especially when the composite pane is intended as a glazing element that allows visibility (for example as a window pane).
  • OCAs are known as such to those skilled in the art. They are characterized in particular by high optical quality. They are particularly common where high optical quality is necessary so that the adhesive layer is virtually invisible, for example in displays or touch panels.
  • Optically clear adhesives are characterized in particular by high light transmission and the fact that low-distortion visibility is possible.
  • the optically clear adhesive is preferably a 2-component polyurethane adhesive, a 1-component acrylate adhesive, a 1-component silicone adhesive or a 1-component acrylate hybrid adhesive.
  • the outer pane and the inner pane are preferably glass panes, particularly preferably made of soda-lime glass, as is usual for window panes.
  • One or both of the panes can, in principle, also be made of other types of glass, for example quartz glass, borosilicate glass or aluminosilicate glass, or of rigid clear plastics, for example polycarbonate or polymethyl methacrylate.
  • the thicknesses of the outer pane and the inner pane are, independently of one another, preferably from 0.5 mm to 5 mm, particularly preferably from 1 mm to 3 mm. Plastic laminates can also be used as the outer pane and/or inner pane.
  • the composite pane according to the invention is not used as a glazing element, but for example as a facade panel of a building or part of a vehicle body.
  • the outer pane and/or the inner pane can also be designed as a metal plate, for example.
  • the outer pane is also the pane facing the external environment of the building or vehicle.
  • the composite pane is equipped with vacuum insulating glazing.
  • the vacuum insulating glazing comprises an outer pane and an inner pane, which are spaced apart from one another by spacers, so that a gap is formed between the outer pane and the inner pane.
  • the outer pane and the inner pane have a thickness of, for example, 0.3 mm to 5 mm, preferably from 0.3 mm to 3 mm, particularly preferably from 0.5 mm to 2 mm, very particularly preferably from 0.5 mm to 1.5 mm, in particular from 0.5 mm to 1 mm.
  • the outer and inner panes are preferably thinner than the outer pane and the inner pane.
  • the outer pane has a thickness of, for example, 0.3 mm to 5 mm, preferably 0.3 mm to 3 mm, particularly preferably 0.5 mm to 2 mm, very particularly preferably 0.5 mm to 1.5 mm, in particular 0.5 mm to 1 mm.
  • the inner pane is identical to the inner pane of the composite pane and the preferred thicknesses given above for the inner pane apply.
  • the outer pane and the inner pane are preferably made of glass. Soda-lime glass can also be used.
  • very thin outer and inner panes (for example with thicknesses of 0.5 mm to 1 mm) can also be made of aluminosilicate glass, which is preferably chemically tempered.
  • the gap between the outer and inner panes preferably has a thickness of 0.1 mm to 1 mm, particularly preferably 0.2 mm to 0.5 mm. This achieves good thermal insulation without the thickness of the composite pane having to be increased too much.
  • the thickness of the gap corresponds to the distance between the facing surfaces of the outer and inner panes.
  • the intermediate space is evacuated, whereby the outer pane and the inner pane spaced apart from it form vacuum insulating glazing.
  • the pressure in the intermediate space is preferably at most 100 mbar, particularly preferably at most 10 mbar.
  • the pressure can be, for example, from 0.01 mbar to 100 mbar, preferably from 0.1 mbar to 10 mbar.
  • the vacuum insulating glazing has spacers which ensure that the outer and inner panes do not deform despite the negative pressure between them.
  • the distance between the outer and inner panes is preferably kept constant by the spacers so that the outer and inner panes are arranged parallel to one another.
  • the spacer means preferably comprise a plurality of spacer columns.
  • the spacer columns are distributed (preferably evenly) over the surface of the outer and inner panes.
  • the number of spacer columns and their distance from one another depends on the thickness of the panes and the negative pressure prevailing in the space between them. The thinner the panes are (and the lower the pressure in the space between them), the more likely they are to deform, which requires a larger number of spacer columns.
  • the spacer columns are preferably transparent so as not to significantly impair visibility through the laminated pane. They are preferably made of glass or plastic.
  • the spacer means particularly preferably also comprise a circumferential spacer in an edge region between the outer pane and the inner pane.
  • the circumferential spacer runs circumferentially in an edge region between the outer and inner panes.
  • the evacuated space is limited by the outer pane, the inner pane and the circumferential spacer.
  • the spacer is made, for example, from glass, plastic, metal or a metal alloy.
  • the vacuum insulating glazing preferably has a gas-tight edge seal.
  • the surrounding spacer if present can itself act as an edge seal or the vacuum insulating glazing can be equipped with an additional edge seal, for example made of glass, a metal or a metal alloy (for example stainless steel, silver or copper) or a gas-tight plastic.
  • the thickness of the aerogel layer can be selected according to the requirements of the specific application.
  • the thermal conductivity of the aerogel (which in turn depends on the material, density and porosity), the heat absorption of the composite pane (which in turn depends on the other components of the composite pane, in particular the material, thickness and degree of tint of the outer pane, the inner pane and the connecting layers), the desired heat input (i.e. the desired TTS value, the total radiated solar energy) play a particularly important role. and the thermal insulation effect of the vacuum insulating glazing.
  • the aerogel layer preferably has a thickness in the range of 0.1 mm to 10 mm, particularly preferably from 0.2 mm to 8 mm, in particular from 0.5 mm to 6 mm. This achieves good results in typical applications.
  • the aerogel layer most preferably has a thickness of 1 mm to 4 mm. In typical applications, good thermal insulation is achieved even with such a small thickness of the aerogel layer, because the thermal insulation is further improved by the vacuum insulating glazing. This means that composite panes with advantageously thin aerogel layers can be produced.
  • aerogels are not gels, but highly porous solids.
  • the name comes from the fact that aerogels are typically made from gels, whereby the liquid component of the gel is replaced by a gas without the gel structure collapsing, for example through supercritical drying or freeze-drying.
  • aerogels consist of a branching of particle chains (dendritic structure) with very many spaces (pores), particularly in the form of open pores.
  • the particle chains have contact points with each other, so that the aerogel can be viewed as a stable, sponge-like network.
  • the particle chains themselves often result from the fusion of, for example, spherical particles.
  • a very high volume proportion of the aerogels consists of pores, particularly open pores.
  • Aerogels therefore have a very low density.
  • the aerogel layer according to the invention is therefore lightweight, so that the weight of the composite pane is not significantly increased even by comparatively thick aerogel layers. Aerogels can also have a high optical transparency, which can be particularly advantageous for applications in glazing. Aerogels can be produced using sol-gel processes, for example.
  • the aerogel layer according to the invention can also be referred to as an aerogel layer or as a layer made of an aerogel or based on an aerogel.
  • porosity refers to the proportion of the volume of the pores in relation to the total volume of the aerogel.
  • the aerogel layer according to the invention is preferably made of an aerogel or is based on an aerogel which has a porosity of 50% to 99.98%, particularly preferably 80% to 99%, particularly preferably from 85% to 98%.
  • the porosity can be determined by gas sorption measurement, in particular with carbon dioxide (CO2) as the measuring gas at a temperature of 273 K.
  • the pore size of the aerogel is preferably from 1 nm to 50 nm, particularly preferably from 10 nm to 40 nm. This refers in particular to the diameter of the typically approximately spherical pores.
  • the pore size can also be determined using the gas sorption measurement mentioned.
  • the density of the aerogel is preferably from 0.16 mg/cm 3 to 500 mg/cm 3 , particularly preferably from 10 mg/cm 3 to 300 mg/cm 3 . This means the bulk density based on the volume including the pore spaces, whereby the air in the pores is not included in the mass.
  • the particles that make up the network of particle chains typically have a size of 1 nm to 10 nm.
  • Aerogels can be formed from various materials (material of the particle chains).
  • the aerogel of the aerogel layer according to the invention is preferably made of silicate, a polymer, carbon, cellulose or a metal oxide.
  • all polymers and metal oxides are suitable. Examples are polyimide for a polymer and aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide (all transparent and white or bluish), iron oxide (opaque, red or yellow), chromium oxide (opaque, green or blue) and vanadium oxide (opaque, olive green) for metal oxides.
  • silicate aerosols do not have the chemical composition of a silicate, but rather SiO(OH) y (OR) z , where R is an organic residue and the parameters y and z depend on the manufacturing process. Nevertheless, they are generally referred to as such and the term silicate is also used accordingly in the context of the present invention.
  • silicate aerogel is also common (i.e. SiO2 aerogel).
  • silicate aerogels, polymer aerogels and cellulose aerogels are particularly preferred, in particular silicate aerogels and polymer aerogels. These aerogels are well researched and are already commercially available in large numbers.
  • the aerogel layer according to the invention can be structurally designed differently and integrated into the composite pane, in particular - as a so-called blanket or mat; this is understood to mean a composite material made of an aerogel (in particular silicate aerogel) and a material which influences the mechanical properties; the said material is in particular a fibre material (for example glass fibres); blankets are flexible and can be provided on rolls, for example; such a mat can be made of an aerogel felt (in particular silicate aerogel felt), for example;
  • films are flexible and can also be provided on rolls, for example; they can be made from or based on a polymer aerogel, which can optionally have inclusions; an aerogel film can comprise a carrier film (for example made of PET or polyimide) on which an aerogel layer is arranged;
  • the aerogel layer is preferably transparent or translucent, especially when the composite pane is a glazing intended for viewing through.
  • applications with an opaque aerogel layer are also conceivable if visibility through the pane is not desired.
  • a vehicle roof pane can also be completely opaque.
  • An opaque aerogel layer is understood to be a layer through which no one can see through.
  • An opaque aerogel layer preferably has a light transmission of less than 5%, particularly preferably less than 2%, in particular 0%.
  • a transparent aerogel layer is understood to be a layer through which one can see through, so that the viewer can see objects behind it. The aerogel layer can, however, be tinted to reduce the light transmission.
  • a transparent aerogel layer preferably has a light transmission of more than 5%, particularly preferably more than 10%, very particularly preferably more than 50%, in particular more than 70%.
  • a translucent aerogel layer is understood to be a layer through which light passes, but which is strongly scattered, so that the viewer cannot see objects behind it clearly (at most vaguely).
  • the composite pane preferably has (at least) one transparent or translucent area, which is referred to as a see-through area in the sense of the invention.
  • the composite pane often also has an opaque masking area. This is particularly common in vehicle windows, with the masking area being arranged in a peripheral edge area of the composite pane and surrounding the see-through area like a frame.
  • the masking area is typically formed by an opaque cover print on the outer pane and/or the inner pane, preferably on the interior surface of the outer pane.
  • An enamel printing paste which contains glass frits and a pigment, in particular black pigment, is printed onto the surface, for example using a screen printing process, and then fired.
  • a masking area can also be formed by making a thermoplastic layer opaque in some areas or by incorporating an opaque film or plate in one area of the composite pane.
  • the aerogel layer according to the invention preferably completely covers at least the see-through area of the composite pane. It can cover the entire composite pane and extend to its side edges. However, if the composite pane has a masking area, no aerogel layer has to be provided there. It is possible, for example, for the aerogel layer to be arranged in a section of a thermoplastic layer, which surrounds it in a frame-like manner, with the frame-like thermoplastic layer preferably being arranged in a peripheral masking area.
  • the vacuum insulating glazing according to the invention also preferably completely covers at least the view-through area of the composite pane. It can cover the entire composite pane and extend to its side edges.
  • the vacuum insulating glazing it is also possible here for the vacuum insulating glazing to be arranged in a section of a thermoplastic layer, which surrounds it in a frame-like manner.
  • the frame-like thermoplastic layer is in turn preferably arranged in a peripheral masking area.
  • Emissivity-reducing coatings are also known as heat radiation reflecting coatings, low emissivity coatings or LowE coatings (low emissivity). Emissivity is the measure that indicates how much heat radiation the In the installed position, the pane emits heat into the interior compared to an ideal heat radiator (a black body). Emissivity-reducing coatings have the function of preventing heat from radiating into the interior (IR components of solar radiation and in particular the thermal radiation of the pane itself) and also preventing heat from radiating out of the interior.
  • the emissivity-reducing coatings can at least partially reflect the thermal radiation emitted by the entire pane towards the interior. At low outside temperatures, they can reflect the thermal radiation emitted from the interior and thus reduce the effect of the cold pane as a heat sink. The emissivity-reducing coating further increases thermal comfort in the interior.
  • the emissivity-reducing coating is typically a transparent stack of thin layers.
  • the emissivity-reducing coating preferably has at least one, particularly preferably exactly one electrically conductive layer, which provides the IR-reflecting properties.
  • the conductive layer is preferably based on a transparent conductive oxide (TCO), in particular indium tin oxide (ITO), alternatively indium zinc mixed oxide (IZO), gallium-doped tin oxide (GZO), fluorine-doped tin oxide (FTO, SnO2:F), antimony-doped tin oxide (ATO, SnO2:Sb) or niobium-doped titanium oxide (TiO2:Nb).
  • TCO transparent conductive oxide
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc mixed oxide
  • GZO gallium-doped tin oxide
  • FTO, SnO2:F fluorine-doped tin oxide
  • the coating typically comprises dielectric layers (e.g. based on silicon oxide or nitride), which serve in particular to optimize the optical properties (e.g. light transmission) or serve as barrier layers to regulate oxygen diffusion during the deposition of the coating.
  • dielectric layers e.g. based on silicon oxide or nitride
  • the composite pane can also have several aerogel layers and/or several vacuum insulating glazings. However, in terms of a simple structure and a low overall thickness, it is preferred that the composite pane has only one aerogel layer and only one vacuum insulating glazing.
  • the laminated pane can be clear or have a tint or coloration. Tints and colors can be achieved by tinting or coloring the outer pane, the inner pane, the bonding layers (in particular the thermoplastic layers), the inner pane, the outer pane and/or the aerogel layer.
  • the laminated pane can be flat or cylindrical or spherically curved. Spherically curved laminated panes are particularly common for vehicle windows, while flat laminated panes are used for building glazing.
  • the composite pane preferably does not comprise any large-area electrical units. This is advantageous in terms of a simple structure and a low overall thickness.
  • the composite pane particularly preferably does not comprise any photovoltaic components (such as solar cells).
  • the composite pane preferably has a transparent see-through area.
  • the composite pane is preferably a vehicle roof pane.
  • the composite pane can be manufactured by stacking the individual layers in the intended order to form a stack of layers and then laminating them together.
  • Known processes can be used for this, for example autoclave processes, vacuum bag processes, vacuum ring processes, calender processes, vacuum laminators or combinations thereof.
  • the connection between the outer pane and the inner pane is usually carried out under the influence of heat, vacuum and/or pressure.
  • the invention also includes the use of a composite pane according to the invention in buildings or in means of transport for traffic on land, in the air or on water, in particular vehicle panes or building glazing.
  • the composite pane is particularly preferably used as a vehicle roof pane, in particular as a roof pane of a passenger car or truck.
  • Fig. 1 is a plan view of an embodiment of the composite pane according to the invention.
  • Fig. 2 is a cross-section along X-X' through the composite pane of Figure 1
  • Fig. 3 is a cross-section along X-X' through a further embodiment of the composite pane according to the invention.
  • Fig. 4 shows a cross section along X-X’ through a further embodiment of the composite pane according to the invention.
  • Figure 1 and Figure 2 each show a detail of a first embodiment of the composite pane according to the invention.
  • the composite pane is a vehicle roof pane. It has an opaque masking area M which is arranged all the way around the edge area and surrounds a central transparent see-through area D in a frame-like manner.
  • the composite pane has a multi-layer structure which includes the following structural components in the order given:
  • thermoplastic layer 3a a first thermoplastic layer 3a
  • the outer pane 1 faces the outside environment of the vehicle. It is made of soda-lime glass and has a thickness of, for example, 2.1 mm.
  • An opaque cover print 8 is applied to the interior surface of the outer pane 1 in a frame-like edge area, which forms the opaque masking area M.
  • the thermoplastic layers 3a, 3b, 3c are each formed as 0.76 mm thick PVB films.
  • the vacuum insulating glazing 5 is formed from an outer pane 5a and an inner pane 5b, which are connected to one another and kept at a distance by a surrounding spacer 5d in the edge area and by spacer columns 5e evenly distributed over the surface. This creates a gap 5c between the outer pane 5a and the inner pane 5b, which is evacuated.
  • the outer pane 5a and the inner pane 5b are each made of chemically tempered aluminosilicate glass and each have a thickness of 0.7 mm.
  • the gap 5c has a thickness of 0.3 mm.
  • the spacer columns 5e are made of glass or a transparent plastic.
  • the surrounding spacer 5d is made of a plastic. In addition, the surrounding spacer 5d is equipped with an edge seal (not shown) which seals the gap 5c in a gas-tight manner.
  • the aerogel layer 6 has a thickness of 2 mm, for example. It is designed as a flexible film made of a transparent or translucent polymer aerogel.
  • the inner pane 2 faces the vehicle interior. It is made of soda-lime glass and has a thickness of, for example, 1.6 mm.
  • the vacuum insulating glazing 5 and the aerogel layer 6 each have thermally insulating properties.
  • the combination of the two advantageously reduces the energy input through the composite pane into the vehicle interior, which is based in particular on IR components of the sun's radiation and thermal radiation from the heated pane.
  • the vacuum insulating glazing 5 and the aerogel layer 6 each have a low weight, so that the total weight of the composite pane also remains low.
  • the aerogel layer 6 in particular also has acoustically insulating properties, so that disturbing external noises are shielded.
  • An emissivity-reducing coating 9 is arranged on the interior surface of the inner pane 2. Such coatings are also known as LowE coatings. The emissivity-reducing coating 9 has reflective properties in the middle IR range. The emissivity-reducing coating 9 further reduces the energy input through the composite pane.
  • the vacuum insulating glazing 5 and the aerogel layer 6 extend to the side edges of the composite pane.
  • the aerogel layer 6 can also have an edge seal, for example in the form of a polymer adhesive tape.
  • FIG 3 shows a cross-section through a further embodiment of the composite pane according to the invention.
  • the composite pane is constructed from the same elements as in the embodiment according to Figure 2. The only difference is that the order of the vacuum insulating glazing 5 and the aerogel layer 6 is reversed.
  • the composite pane comprises in the following order:
  • Figure 4 shows a cross section through a further embodiment of the composite pane according to the invention. It differs from the above embodiments of Figures 2 and 3 in that the vacuum insulating glazing 5 is not arranged between the outer pane 1 and a separate inner pane 2. Instead, the inner pane 2 is part of the vacuum insulating glazing 5 and also forms its inner pane 5b.
  • the composite pane comprises in the following order:
  • thermoplastic layer 3a a first thermoplastic layer 3a
  • the outer pane 1 with the cover print 8, the first thermoplastic layer 3a, the aerogel layer 6 and the second thermoplastic layer 3b are designed in the same way as in the embodiment of Figure 2.
  • the outer pane 5a of the vacuum insulating glazing 5 is again a chemically toughened pane made of aluminosilicate glass with a thickness of 0.7 mm. It is connected to the inner pane 2 via a circumferential spacer 5d and via spacer columns 5e, which is also the inner pane 5b of the vacuum insulating glazing 5.
  • the inner pane consists of thermally toughened soda-lime glass and has a thickness of 1.6 mm.
  • the intermediate space 5c has a thickness of 0.3 mm and is evacuated.
  • the interior surface of the inner pane 2 is again provided with an emissivity-reducing coating 9.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundscheibe, umfassend eine Außenscheibe (1) und eine Innenscheibe (2), die flächig miteinander verbunden sind, wobei eine Aerogel-Lage (6) zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (2) in die Verbundscheibe eingelagert ist und wobei die Verbundscheibe eine Vakuumisolierverglasung (5) aufweist, welche eine zur Außenscheibe (1) hingewandte äußere Scheibe (5a) und eine über Abstandsmittel (5d, 5e) von der äußeren Scheibe (5a) beanstandete innere Scheibe (5b) umfasst, wobei der Zwischenraum (5c) zwischen der äußeren Scheibe (5a) und der inneren Scheibe (5b) evakuiert ist, und wobei (i) die Vakuumisolierverglasung (5) zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (2) in die Verbundscheibe eingelagert ist oder (ii) die Innenscheibe (2) der Verbundscheibe die innere Scheibe (5b) der Vakuumisolierverglasung (5) bildet.

Description

Verbundscheibe mit Aerogel-Lage und Vakuumisolierung
Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe, die mit einer Aerogel-Lage und einer Vakuumisolierverglasung ausgestattet ist, sowie deren Verwendung.
Bei Verglasungen von Gebäuden und Fahrzeugen stellt der Energieeintrag durch die Verglasung ein Problem dar. Die insgesamt eingestrahlte Sonnenenergie setzt sich zusammen aus der direkt eingestrahlten Energie und der indirekt als Wärmestrahlung nach Aufheizung von Scheibenbestandteilen eingestrahlten Energie. Sie wird typischerweise als TTS-Wert charakterisiert. Heizt sich der Innenraum des Gebäudes oder Fahrzeugs zu stark auf, muss dem mit einer Klimaanlage begegnet werden, was nicht im Sinne eines energiesparenden Betriebs ist. Glashersteller sind daher bemüht, den Energieeintrag durch die Verglasung möglichst zu minimieren.
Um eine thermische Isolierung bereitzustellen, ist es bekannt, die Verglasung als Vakuumisolierverglasung (VIG, vacuum insulating glazing) auszubilden. Dabei sind zwei Glasscheiben über Abstandshalter voneinander beabstandet, wobei der Scheibenzwischenraum evakuiert ist. Solche Verglasungen für Gebäude sind beispielsweise aus EP1978199A1 und WG9804802A1 bekannt. Aus EP3878827A1 ist eine Fahrzeugscheibe bekannt, die als Vakuumisolierverglasung ausgebildet ist.
Aerogele sind hochporöse Festkörper, welche sich bekanntermaßen durch eine sehr geringe thermische Leitfähigkeit und wärmedämmende Eigenschaften auszeichnen. Aus WO2012154602A1 ist eine Isolierverglasung mit Aerogel-Lage bekannt. Aus US2010146880A1 ist eine Gebäude-Dachscheibe bekannt aus zwei Glasscheiben und einer dazwischenliegenden Aerogel-Lage. EP3381881A1 offenbart eine Verbundscheibe aus zwei Glasscheiben und einer dazwischenliegenden thermisch isolierenden Schicht, die als Aerogel-Lage ausgebildet sein kann.
Aus CN102839893A und CN208267668U ist eine Art Isolierverglasung bekannt, wobei zwei Glasscheiben über einen Abstandshalter miteinander verbunden sind. Der Zwischenraum ist mit Aerogel gefüllt und evakuiert. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Verbundscheibe bereitzustellen, welche einen geringen Wärmeeintrag aufweist und einen hohen thermischen Komfort gewährleistet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Verbundscheibe gemäß dem unabhängigen Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der Unteransprüchen hervor.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die flächig miteinander verbunden sind. Zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe ist eine Aerogel-Lage in die Verbundscheibe eingelagert. Die Verbundscheibe weist außerdem eine Vakuumisolierverglasung auf.
Die Vakuumisolierverglasung umfasst ihrerseits eine äußere Scheibe und eine innere Scheibe, welche über Abstandsmittel voneinander beabstandet sind, so dass ein Zwischenraum zwischen der äußeren Scheibe und der inneren Scheibe ausgebildet wird. Die äußere Scheibe der Vakuumisolierverglasung ist der Außenscheibe der Verbundscheibe zugewandt, die innere Scheibe von der Außenscheibe abgewandt. Der Zwischenraum zwischen der äußeren Scheibe und der inneren Scheibe ist evakuiert.
Die Erfindung kann grundsätzlich in zwei verschiedenen Varianten realisiert werden. In einer ersten Variante (auch als „Variante (i)“ bezeichnet) ist die Vakuumisolierverglasung zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe in die Verbundscheibe eingelagert. In einer zweiten Variante (auch als „Variante (ii)“ bezeichnet) bildet die Innenscheibe der Verbundscheibe auch die innere Scheibe der Vakuumisolierverglasung.
Durch die Kombination einer Aerogel-Lage und einer Vakuumisolierverglasung weist die erfindungsgemäße Verbundscheibe hervorragende thermische Isolationseigenschaften aus. Der Wärmeeintrag in einen Innenraum durch die Verbundscheibe hindurch wird drastisch verringert. Die Aerogel-Lage hat außerdem akustisch isolierende Eigenschaften, was zur Abschirmung störender äußerer Geräusche vorteilhaft ist. Die Aerogel-Lage und die Vakuumisolierverglasung weisen nur ein sehr geringes Gewicht auf, so dass das Gesamtgewicht der Verbundscheibe ebenfalls vergleichsweise gering ist. Das sind große Vorteile der vorliegenden Erfindung. Die Verbundscheibe ist typischerweise dafür vorgesehen, in einer Öffnung (insbesondere Fensteröffnung, beispielsweise einer Fensteröffnung eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes) einen Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Mit Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung die dem Innenraum zugewandte Scheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet. Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen jeweils eine außenseitige und eine innenraumseitige Oberfläche auf und eine dazwischen verlaufende, umlaufende Seitenkantenfläche. Mit außenseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung und der Sonne zugewandt zu sein. Mit innenraumseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum zugewandt zu sein. Die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe und die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe sind einander zugewandt und miteinander verbunden.
Die äußere Scheibe der Vakuumisolierverglasung ist in Einbaulage ebenfalls der äußeren Umgebung und der Außenscheibe zugewandt. Die innere Scheibe der Vakuumisolierverglasung ist dem Innenraum zugewandt sowie in Variante (i) der Innenscheibe.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe ist insbesondere eine Fensterscheibe, Türscheibe oder Glasfassade eines Gebäudes oder eines Fahrzeugs. Die Verbundscheibe ist bevorzugt eine Fensterscheibe eines Fahrzeugs (Fahrzeugscheibe), insbesondere eine Fahrzeug- Dachscheibe.
In einer ersten Ausgestaltung der Variante (i) weist die Vakuumisolierverglasung einen geringeren Abstand zur Außenscheibe auf als die Aerogel-Lage. Die Verbundscheibe umfasst dabei in der angegebenen Reihenfolge bevorzugt:
- die Außenscheibe,
- eine erste Verbindungsschicht,
- die Vakuumisolierverglasung,
- eine zweite Verbindungsschicht,
- die Aerogel-Lage,
- eine dritte Verbindungsschicht und
- die Innenscheibe. In einer zweiten Ausgestaltung der Variante (i) weist die Vakuumisolierverglasung einen größeren Abstand zur Außenscheibe auf als die Aerogel-Lage. Die Verbundscheibe umfasst dabei
- die Außenscheibe,
- eine erste Verbindungsschicht,
- die Aerogel-Lage,
- eine zweite Verbindungsschicht,
- die Vakuumisolierverglasung,
- eine dritte Verbindungsschicht und
- die Innenscheibe.
In Variante (i) sind die Außenscheibe und die Innenscheibe über eine Zwischenschicht miteinander verbunden, wobei sowohl die Aerogel-Lage als auch die Vakuumisolierverglasung in die Zwischenschicht eingelagert sind. Aerogel-Lage und Vakuumisolierverglasung bilden jeweils eine Lage beziehungsweise Schicht der Zwischenschicht. Die Aerogel-Lage ist zwischen der Außenscheibe und der Vakuumisolierverglasung angeordnet oder zwischen der Vakuumisolierverglasung und der Innenscheibe.
Bei Variante (ii) umfasst die Verbundscheibe in der angegebenen Reihenfolge bevorzugt:
- die Außenscheibe,
- eine erste Verbindungsschicht,
- die Aerogel-Lage,
- eine zweite Verbindungsschicht,
- die Vakuumisolierverglasung.
In Variante (ii) ist die Vakuumisolierverglasung ein exponiertes Element der Verbundscheibe, wobei die exponierte innere Scheibe der Vakuumisolierverglasung auch die Innenscheibe der Verbundscheibe bildet. Innenscheibe und innere Scheibe sind also identisch. Die Außenscheibe und die Vakuumisolierverglasung sind über eine Zwischenschicht miteinander verbunden, wobei die Aerogel-Lage in die Zwischenschicht eingelagert ist. Die Aerogel-Lage bildet eine Lage beziehungsweise Schicht der Zwischenschicht. Die Aerogel-Lage ist zwischen der Außenscheibe und der Vakuumisolierverglasung angeordnet. In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorstehend beschriebenen Varianten besteht die Verbundscheibe strukturell jeweils nur aus den angegebenen Elementen. Die Außenscheibe, die Innenscheibe, die Verbindungsschichten und/oder die Scheiben der Vakuumisolierverglasung können darüber hinaus mit fachüblichen Beschichtungen oder Aufdrucken ausgestattet sein.
Die Außenscheibe und die Innenscheibe können optional unabhängig voneinander thermisch oder chemisch vorgespannt, teilvorgespannt oder nicht vorgespannt sein. Bei der Variante (ii) ist es vorteilhaft, wenn die Innenscheibe vorgespannt ist, bevorzugt thermisch vorgespannt. Da die Innenscheibe nur lokal beziehungsweise punktuell über Abstandsmittel mit der benachbarten Schicht (der äußeren Scheibe der Vakuumisolierverglasung) verbunden ist, kann durch die Vorspannung die mechanische Stabilität erhöht werden und der Gefahr von Glasbruch und der Erzeugung gefährlicher Glasscherben verringert werden.
Die besagten Verbindungschichten haben die Aufgabe, die Bestandteile der Verbundscheibe, zwischen denen sie angeordnet sind, adhäsiv miteinander zu verbinden. Die Verbindungsschichten sind in allen Ausgestaltungen bevorzugt als thermoplastische Lagen ausgebildet sein. Die thermoplastischen Lagen können alternativ auch als thermoplastische Schichten bezeichnet werden.
Die thermoplastischen Lagen sind bevorzugt auf Basis von Polyvinylbutyral (PVB), Ethylen- Vinylacetat (EVA) oder Polyurethan (PU) ausgebildet oder aus Gemischen oder Copolymeren oder Derivaten davon, besonders bevorzugt auf Basis von PVB. Damit ist gemeint, dass die Lage größtenteils das besagte Polymer enthält (Anteil größer als 50 Gew.-%). Die Lage kann außer dem Polymer weitere Zusätze enthalten, beispielsweise Weichmacher, UV-Absorber oder Stabilisatoren. Jede thermoplastische Lage ist bevorzugt aus mindestens einer thermoplastischen Folie ausgebildet. Die Dicke jeder Folie beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 1 mm. Beispielsweise können PVB-Folien mit den Standarddicken von 0,38 mm oder 0,76 mm verwendet werden.
Da die Aerogel-Lage akustisch dämpfende Eigenschaften aufweist, kann auch die Verwendung sogenannter akustischer thermoplastischer Folien verzichtet werden. Stattdessen können einlagige Folien verwendet werden, was deutlich kostengünstiger ist. Die Verbindungsschichten können alternativ beispielsweise als Klebstoffschichten ausgebildet sein. Bevorzugt sind dabei sogenannte optisch klare Klebstoffe (optically clear adhesives, OCA), insbesondere wenn die Verbundscheibe als Verglasungselement vorgesehen ist, welches die Durchsicht erlaubt (beispielsweise als Fensterscheibe). OCAs sind dem Fachmann als solche bekannt. Sie zeichnen sich insbesondere durch eine hohe optische Qualität aus. Sie sind insbesondere dort gebräuchlich, wo die hohe optische Qualität notwendig ist, so dass die Klebstoffschicht quasi unsichtbar ist, beispielsweise bei Displays oder Touch Panels. Optisch klare Klebstoffe zeichnen sich insbesondere durch eine hohe Lichttransmission aus und die Tatsache, dass eine verzerrungsarme Durchsicht möglich ist. Der optisch klare Klebstoff ist bevorzugt ein 2-Komponenten-Pulyurethan-Klebstoff, ein 1- Komponenten-Acrylat-Klebstoff, ein 1 -Komponenten Silikon-Klebstoff oder ein 1- Komponenten-Acrylat-Hybrid-Klebstoff.
Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt Glasscheiben, besonders bevorzugt gefertigt aus Kalk-Natron-Glas, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Eine oder beide der Scheiben können grundsätzlich aber auch aus anderen Glassorten gefertigt sein, beispielsweise Quarzglas, Borosilikatglas oder Aluminosilikatglas, oder aus starren klaren Kunststoffen, beispielsweise Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Die Dicken der Außenscheibe und der Innenscheibe betragen unabhängig voneinander bevorzugt von 0,5 mm bis 5 mm, besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm. Auch Kunststofflaminate können als Außenscheibe und/oder Innenscheibe eingesetzt werden.
Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die erfindungsgemäße Verbundscheibe nicht als Verglasungselement eingesetzt wird, sondern beispielsweise als Fassadenplatte eines Gebäudes oder Teil einer Fahrzeug-Karosserie. In diesem Fall können die Außenscheibe und/oder die Innenscheibe auch beispielsweise als Metall platte ausgebildet sein. Die Außenscheibe ist auch bei dieser Anwendung die der äußeren Umgebung des Gebäudes oder Fahrzeugs zugewandte Scheibe.
Die Verbundscheibe ist erfindungsgemäß mit einer Vakuumisolierverglasung ausgestattet. Die Vakuumisolierverglasung umfasst eine äußere Scheibe und eine innere Scheibe, welche über Abstandsmittel voneinander beabstandet sind, so dass ein Zwischenraum zwischen der äußeren Scheibe und der inneren Scheibe ausgebildet wird. In Variante (i) weisen die äußere Scheibe und die innere Scheibe eine Dicke von beispielsweise 0,3 mm bis 5 mm auf, bevorzugt von 0,3 mm bis 3 mm, besonders bevorzugt von 0,5 mm bis 2 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,5 mm bis 1 ,5 mm, insbesondere von 0,5 mm bis 1 mm. Die äußere und die innere Scheibe sind bevorzugt dünner ausgebildet als die Außenscheibe und die Innenscheibe.
In Variante (ii) weist die äußere Scheibe eine Dicke von beispielsweise 0,3 mm bis 5 mm auf, bevorzugt von 0,3 mm bis 3 mm, besonders bevorzugt von 0,5 mm bis 2 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,5 mm bis 1 ,5 mm, insbesondere von 0,5 mm bis 1 mm. Die innere Scheibe ist identisch mit der Innenscheibe der Verbundscheibe und es gelten die vorstehend für die Innenscheibe angegebenen bevorzugten Dicken.
Die äußere Scheibe und die innere Scheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt. Es kann ebenfalls Kalk-Natron-Glas eingesetzt werden. Insbesondere sehr dünne äußere und innere Scheiben (beispielsweise mit Dicken von 0,5 mm bis 1 mm) können auch aus Aluminosilikatglas ausgebildet sein, welches bevorzugt chemisch vorgespannt ist.
Der Zwischenraum zwischen der äußeren und der inneren Scheibe weist bevorzugt eine Dicke von 0,1 mm bis 1 mm auf, besonders bevorzugt von 0,2 mm bis 0,5 mm. Damit wird eine gute thermische Isolierung erreicht, ohne dass die Dicke der Verbundscheibe zu stark erhöht werden müsste. Die Dicke des Zwischenraums entspricht dem Abstand der einander zugewandten Oberflächen der äußeren und der inneren Scheibe.
Der Zwischenraum ist erfindungsgemäß evakuiert, wodurch sich aus der äußeren Scheibe und der davon beabstandeten inneren Scheibe eine Vakuumisolierverglasung ergibt. Damit ist gemeint, dass im Zwischenraum ein Unterdrück herrscht, also ein Druck, welcher geringer ist als der Umgebungsdruck. Der Druck im Zwischenraum beträgt bevorzugt höchstens 100 mbar, besonders bevorzugt höchstens 10 mbar. Der Druck kann beispielsweise von 0,01 mbar bis 100 mbar betragen, bevorzugt von 0,1 mbar bis 10 mbar.
Die Vakuumisolierverglasung weist Abstandsmittel auf, welche dafür sorgen, dass sich die äußere und die innere Scheibe trotz des zwischen ihnen herrschenden Unterdrucks nicht verformen. Der Abstand zwischen der äußeren und der inneren Scheibe wird durch die Abstandsmittel bevorzugt konstant gehalten, so dass die äußere und die innere Scheibe parallel zueinander angeordnet sind. Die Abstandsmittel umfassen bevorzugt eine Mehrzahl von Abstandshalter-Säulen. Die Abstandshalter-Säulen sind (bevorzugt gleichmäßig) über die Fläche der äußeren und der inneren Scheibe verteilt. Die Anzahl der Abstandshalter-Säulen und ihr Abstand zueinander richtet sich nach der Dicke der Scheiben sowie dem im Zwischenraum herrschenden Unterdrück. Je dünner die Scheiben sind (und je geringer der Druck im Zwischenraum), desto eher neigen sie zur Verformung, was eine größere Anzahl von Abstandshalter-Säulen notwendig macht.
Die Abstandshalter-Säulen sind bevorzugt transparent, um die Durchsicht durch die Verbundscheibe nicht wesentlich zu beeinträchtigen. Sie bestehen bevorzugt aus Glas oder Kunststoff.
Die Abstandsmittel umfassen besonders bevorzugt außerdem einen umlaufenden Abstandshalter in einem Randbereich zwischen der äußeren Scheibe und der inneren Scheibe. Der umlaufende Abstandshalter verläuft umlaufend in einem Randbereich zwischen der äußeren und der inneren Scheibe. Der evakuierte Zwischenraum wird begrenzt durch die äußere Scheibe, die innere Scheibe und den umlaufenden Abstandshalter. Der Abstandshalter ist beispielsweise als Glas, Kunststoff, Metall oder einer Metalllegierung gefertigt.
Um das Vakuum (genauer gesagt den Unterdrück) im Zwischenraum aufrecht zu erhalten, weist die Vakuumisolierverglasung bevorzugt eine gasdichte Randversiegelung auf. Der umlaufende Abstandshalter (falls vorhanden) kann selbst als Randversiegelung wirken oder die Vakuumisolierverglasung kann mit einer zusätzlichen Randversiegelung ausgestattet sein, beispielsweise aus Glas, einem Metall oder einer Metalllegierung (beispielsweise rostfreiem Stahl, Silber oder Kupfer) oder einem gasdichten Kunststoff.
Die Dicke der Aerogel-Lage kann den Erfordernissen des konkreten Anwendungsfalls entsprechend gewählt werden. Dabei spielen insbesondere die Wärmeleitfähigkeit des Aerogels (welche wiederum vom Material, Dichte und Porosität abhängig ist), die Wärmeaufnahme der Verbundscheibe (welche wiederum von den übrigen Bestandteilen der Verbundscheibe abhängig ist, insbesondere von Material, Dicke und Tönungsgrad der Außenscheibe, der Innenscheibe und der Verbindungsschichten), der erwünschte Wärmeeintrag (also der gewünschte TTS-Wert, die insgesamt eingestrahlte Sonnenenergie) sowie die thermische Isolierungswirkung der Vakuumisolierverglasung eine Rolle. Bevorzugt weist die Aerogel-Lage eine Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 10 mm auf, besonders bevorzugt von 0,2 mm bis 8 mm, insbesondere von 0,5 mm bis 6 mm. Damit werden bei typischen Anwendungen gute Ergebnisse erzielt. Ganz besonders bevorzugt weist die Aerogel-Lage eine Dicke von 1 mm bis 4 mm auf. Bei typischen Anwendungen wird bereits mit solch geringen Dicke der Aerogel-Lage eine gute thermische Isolierung erreicht, weil durch die Vakuumisolierverglasung die thermische Isolierung weiter verbessert wird. Dadurch können Verbundscheiben mit vorteilhaft dünnen Aerogel-Lagen realisiert werden.
Anders als der Name zunächst vermuten lässt sind Aerogele keine Gele, sondern hochporöse Festkörper. Der Name rührt daher, dass Aerogele typischerweise aus Gelen hergestellt werden, wobei die flüssige Komponente des Gels durch ein Gas ersetzt wird, ohne dass die Gelstruktur kollabiert, beispielsweise durch superkritische Trocknung oder Gefriertrocknung. Aerogele bestehen strukturell aus einer Verästelung von Partikelketten (dendritische Struktur) mit sehr vielen Zwischenräumen (Poren), insbesondere in Form offener Poren. Die Partikelketten weisen Kontaktstellen zueinander auf, so dass das Aerogel als stabiles, schwammartiges Netz aufgefasst werden kann. Die Partikelketten selbst ergeben sich häufig durch die Fusion von beispielsweise sphärischen Partikeln. Ein sehr hoher Volumenanteil der Aerogele besteht aus Poren, insbesondere offenen Poren. Daher weisen Aerogele eine sehr geringe Dichte auf. Die erfindungsgemäße Aerogel-Lage hat daher ein geringes Gewicht, so dass das Gewicht der Verbundscheibe selbst durch vergleichsweise dicke Aerogel-Lagen nicht wesentlich erhöht wird. Aerogele können darüber hinaus eine hohe optische Transparenz aufweisen, was für Anwendungen in Verglasungen besonders vorteilhaft sein kann. Aerogele können beispielsweise durch Sol-Gel-Verfahren hergestellt werden.
Es können Einlagerungen in den Poren vorhanden, beispielsweise um die mechanischen, thermischen oder optischen Eigenschaften der Aerogel-Lage zu beeinflussen. Die Poren sind typischerweise luftgefüllt, abgesehen von etwaigen Einlagerungen. Die erfindungsgemäße Aerogel-Lage kann auch Aerogel-Schicht bezeichnet werden oder als Lage oder Schicht aus einem Aerogel oder auf Basis eines Aerogels.
Unter der Porosität wird im Sinne der Erfindung der Anteil des Volumens der Poren am Gesamtvolumen des Aerogels bezeichnet. Die erfindungsgemäße Aerogel-Lage ist bevorzugt aus einem Aerogel beziehungsweise auf Basis eines Aerogels ausgebildet, welches eine Porosität von 50% bis 99,98% aufweist, besonders bevorzugt von 80% bis 99%, ganz besonders bevorzugt von 85% bis 98%. Die Porosität kann durch Gassorptionsmessung bestimmt werden, insbesondere mit Kohlendioxid (CO2) als Messgas bei einer Temperatur von 273 K.
Die Porengröße des Aerogels beträgt bevorzugt von 1 nm bis 50 nm, besonders bevorzugt von 10 nm bis 40 nm. Damit ist insbesondere der Durchmesser der typischerweise näherungsweise kugelförmigen Poren gemeint. Auch die Porengröße kann mit der besagten Gassorptionsmessung bestimmt werden.
Die Dichte des Aerogels beträgt bevorzugt von 0,16 mg/cm3 bis 500 mg/cm3, besonders bevorzugt von 10 mg/cm3 bis 300 mg/cm3. Damit ist die Rohdichte gemeint basierend auf dem Volumen einschließlich der Porenräume, wobei die Luft in den Poren nicht in die Masse eingerechnet wird.
Die Partikel, welches das Netzwerk an Partikelketten aufbauen, weisen typischerweise eine Größe von 1 nm bis 10 nm auf.
Aerogele können aus verschiedenen Materialien gebildet werden (Material der Partikelketten). Das Aerogel der erfindungsgemäßen Aerogel-Lage ist bevorzugt aus Silikat, aus einem Polymer, aus Kohlenstoff, aus Cellulose oder aus einem Metalloxid ausgebildet. Grundsätzlich sind sämtliche Polymere und Metalloxide geeignet. Beispiele sind Polyimid für ein Polymer und Aluminiumoxid, Titanoxid, Zirkoniumoxid (alle transparent und weiß oder bläulich), Eisenoxid (opak, rot oder gelb), Chromoxid (opak, grün oder blau) und Vanadiumoxid (opak, olivgrün) für Metalloxide. Silikat-Aerosole besitzen streng genommen nicht die chemische Zusammensetzung eines Silikats, sondern etwa SiO(OH)y(OR)z, wobei R ein organischer Rest ist und die Parameter y und z vom Herstellungsprozess abhängig sind. Sie werden dennoch allgemein derart bezeichnet und der Ausdruck Silikat auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung entsprechend benutzt. Im Englischen ist auch die Bezeichnung „silica aerogel“ gebräuchlich (also SiO2-Aerogel). Für die erfindungsgemäße Aerogel-Lage sind Silikat-Aerogele, Polymer-Aerogele und Cellulose-Aerogele besonders bevorzugt, insbesondere Silikat-Aerogele und Polymer-Aerogele. Diese Aerogele sind gut erforscht und bereits in großer Zahl kommerziell erhältlich.
Die erfindungsgemäße Aerogel-Lage kann strukturell unterschiedlich ausgebildet sein und in die Verbundscheibe integriert werden, insbesondere - als sogenanntes Blanket („Decke“) oder Matte; darunter wird ein Verbundwerkstoff verstanden aus einem Aerogel (insbesondere Silikat-Aerogel) und einem Werkstoff, welcher die mechanischen Eigenschaften beeinflusst; der besagte Werkstoff ist insbesondere ein Faser-Werkstoff (beispielsweise Glasfasern); Blankets sind flexibel und können beispielsweise auf Rollen bereitgestellt werden; eine solche Matte kann beispielsweise aus einem Aerogel-Filz (insbesondere Silikat- Aerogel-Filz) ausgebildet sein;
- als Folie; Folien sind flexibel und können ebenfalls beispielsweise auf Rollen bereitgestellt werden; sie können beispielsweise aus einem oder auf Basis eines Polymer-Aerogels ausgebildet sein, welches optional Einlagerungen aufweisen kann; eine Aerogel-Folie kann eine Trägerfolie (beispielsweise aus PET oder Polyimid) umfassen, auf der eine Aerogel- Schicht angeordnet ist;
- als starre Schicht (“Platte“);
- in Form von Granulat (mit Partikelgrößen beispielsweise im Millimeter-Bereich) oder Pulver (mit Partikelgrößen beispielsweise im Mikrometer-Bereich).
Die Aerogel-Lage ist bevorzugt transparent oder transluzent, insbesondere dann, wenn die Verbundscheibe eine zur Durchsicht vorgesehene Verglasung ist. Es sind aber auch Anwendungen denkbar mit einer opaken Aerogel-Lage, wenn keine Durchsicht durch die Scheibe gewünscht ist. So kann beispielsweise eine Fahrzeug-Dachscheibe auch vollständig opak ausgebildet sein.
Unter einer opaken Aerogel-Lage wird eine solche Lage verstanden, durch die keine Durchsicht möglich ist. Eine opake Aerogel-Lage weist bevorzugt eine Lichttransmission von weniger als 5%, besonders bevorzugt weniger als 2%, insbesondere 0% auf. Unter einer transparenten Aerogel-Lage wird eine solche Lage verstanden, durch die eine Durchsicht möglich ist, so dass der Betrachter dahinter befindliche Objekte erkennen kann. Die Aerogel- Lage kann aber durchaus getönt sein, um die Lichttransmission zu verringern. Eine transparente Aerogel-Lage weist bevorzugt eine Lichttransmission von mehr als 5%, besonders bevorzugt mehr als 10%, ganz besonders bevorzugt mehr als 50%, insbesondere mehr als 70% auf. Unter einer transluzenten Aerogel-Lage wird eine solche Lage verstanden, durch die zwar Licht hindurchtritt, welches dabei aber stark gestreut wird, so dass der Betrachter dahinter befindliche Objekte nicht klar (höchstens schemenhaft) erkennen kann. Die Verbundscheibe weist bevorzugt (mindestens) einen transparenten oder transluzenten Bereich auf, der im Sinne der Erfindung als Durchsichtsbereich bezeichnet wird. Häufig weist die Verbundscheibe außerdem einen opaken Maskierungsbereich auf. Dies ist insbesondere bei Fahrzeugscheiben verbreitet, wobei der Maskierungsbereich in einem umlaufenden Randbereich der Verbundscheibe angeordnet ist und den Durchsichtsbereich rahmenartig umgibt. Der Maskierungsbereich wird typischerweise durch einen opaken Abdeckdruck auf der der Außenscheibe und/oder der Innenscheibe ausgebildet, bevorzugt auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe. Dabei wird eine Emaille-Druckpaste, welche Glasfritten und ein Pigment, insbesondere Schwarzpigment, enthält, beispielsweise im Siebdruckverfahren auf die Oberfläche aufgedruckt und anschließend eingebrannt. Ein Maskierungsbereich kann alternativ auch dadurch ausgebildet sein, dass eine thermoplastische Lage bereichsweise opak ausgebildet ist oder eine opake Folie oder Platte in einem Bereich in die Verbundscheibe eingelagert wird.
Die erfindungsgemäße Aerogel-Lage deckt bevorzugt zumindest den Durchsichtsbereich der Verbundscheibe vollständig ab. Sie kann die gesamte Verbundscheibe abdecken und sich bis zu ihren Seitenkanten erstrecken. Weist die Verbundscheibe aber einen Maskierungsbereich auf, so muss dort keine Aerogel-Lage vorgesehen sein. Es ist beispielsweise möglich, dass die Aerogel-Lage in einem Ausschnitt einer thermoplastischen Lage angeordnet ist, von der sie rahmenartig umgeben wird, wobei die rahmenartige thermoplastische Lage bevorzugt in einem umlaufenden peripheren Maskierungsbereich angeordnet ist.
Auch die erfindungsgemäße Vakuumisolierverglasung deckt bevorzugt zumindest den Durchsichtsbereich der Verbundscheibe vollständig ab. Sie kann die gesamte Verbundscheibe abdecken und sich bis zu ihren Seitenkanten erstrecken. Alternativ ist es auch hier möglich, dass die Vakuumisolierverglasung in einem Ausschnitt einer thermoplastischen Lage angeordnet ist, von der sie rahmenartig umgeben wird. Die rahmenartige thermoplastische Lage ist wiederum bevorzugt in einem umlaufenden peripheren Maskierungsbereich angeordnet.
Die von der Zwischenschicht abgewandte, innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe ist bevorzugt mit einer emissivitätsmindernden Beschichtung versehen. Emissivitätsmindernde Beschichtungen sind auch als Wärmestrahlung reflektierende Beschichtungen, Beschichtungen niedriger Emissivität oder LowE-Beschichtungen (low emissivity) bekannt. Mit Emissivität wird das Maß bezeichnet, welches angibt, wie viel Wärmestrahlung die Scheibe in Einbaulage im Vergleich zu einem idealen Wärmestrahler (einem schwarzen Körper) in einen Innenraum abgibt. Emissivitätsmindernde Beschichtungen haben die Funktion, die Einstrahlung von Wärme in den Innenraum zu vermeiden (IR-Anteile der Sonnenstrahlung und insbesondere die thermische Strahlung der Scheibe selbst) und ebenso die Abstrahlung von Wärme aus dem Innenraum heraus. Sie weisen reflektierende Eigenschaften gegenüber infraroter Strahlung auf, insbesondere gegenüber Wärmestrahlung im Spektral be re ich von 5 pm - 50 pm (vgl. auch Norm DIN EN 12898:2019-06). Dadurch wird der thermische Komfort im Innenraum wirkungsvoll verbessert. Die emissivitätsmindernden Beschichtungen können bei hohen Außentemperaturen und Sonneneinstrahlung die von der gesamten Scheibe in Richtung des Innenraums abgestrahlte Wärmestrahlung zumindest teilweise reflektieren. Bei niedrigen Außentemperaturen können sie die aus dem Innenraum abgestrahlte Wärmestrahlung reflektieren und somit die Wirkung der kalten Scheibe als Wärmesenke verringern. Durch die emissivitätsmindernde Beschichtung wird der thermische Komfort im Innenraum weiter erhöht.
Die emissivitätsmindernde Beschichtung ist typischerweise ein transparenter Stapel von Dünnschichten. Die emissivitätsmindernde Beschichtung weist bevorzugt mindestens eine, besonders bevorzugt genau eine elektrisch leitfähige Schicht auf, welche die IR- reflektierenden Eigenschaften bereitstellt. Die leitfähige Schicht ist bevorzugt auf Basis eines transparenten leitfähigen Oxids (TCO, transparent conductive oxide) ausgebildet, insbesondere Indium-Zinn-Oxid (ITO, indium tin oxide), alternativ Indium-Zink-Mischoxid (IZO), Gallium-dotiertes Zinnoxid (GZO), Fluor-dotiertes Zinnoxid (FTO, SnÜ2:F), Antimondotiertes Zinnoxid (ATO, SnO2:Sb) oder Niob-dotiertes Titanoxid (TiÜ2:Nb). Im Gegensatz zu Metallen sind TCOs nicht korrosionsanfällig, so dass sie auf der exponierten innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe eingesetzt werden können. Außer der leitfähigen Schicht weist die Beschichtung typischerweise dielektrische Schichten auf (beispielsweise auf Basis von Siliziumoxid oder -nitrid), die insbesondere der Optimierung der optischen Eigenschaften (beispielsweise Lichttransmission) dienen oder als Barriereschichten zur Regulierung von Sauerstoffdiffusion bei der Abscheidung der Beschichtung dienen.
Die Verbundscheibe kann grundsätzlich auch mehrere Aerogel-Lagen und oder mehrere Vakuumisolierverglasungen aufweisen. Bevorzugt hinsichtlich eines einfachen Aufbaus und einer geringen Gesamtdicke ist jedoch, dass die Verbundscheibe nur eine Aerogel-Lage und nur eine Vakuumisolierverglasungen aufweist. Die Verbundscheibe kann klar sein oder eine Tönung oder Färbung aufweisen. Tönungen und Färbungen lassen sich realisieren durch Tönungen oder Färbungen der Außenscheibe, der Innenscheibe, der Verbindungsschichten (insbesondere der thermoplastischen Lagen), der inneren Scheibe, der äußeren Scheibe und/oder der Aerogel-Lage.
Die Verbundscheibe kann plan sein oder auch zylindrisch oder sphärisch gebogen. Insbesondere bei Fahrzeugscheiben sind sphärisch gebogene Verbundscheiben üblich, bei Gebäudeverglasungen plane Verbundscheiben.
Die Verbundscheibe umfasst bevorzugt keine großflächigen elektrischen Einheiten. Das ist vorteilhaft im Hinblick auf einen einfachen Aufbau und eine geringe Gesamtdicke. Die Verbundscheibe umfasst insbesondere bevorzugt keine photovoltaischen Bauteile (wie Solarzellen). Die Verbundscheibe weist bevorzugt einen transparenten Durchsichtsbereich auf. Die Verbundscheibe ist bevorzugt eine Fahrzeug-Dachscheibe.
Die Verbundscheibe kann hergestellt werden, indem die einzelnen Lagen in der vorgesehenen Reihenfolge zu einem Schichtstapel gestapelt werden und anschließend miteinander laminiert werden. Hierzu können an sich bekannte Verfahren zum Einsatz kommen, beispielsweise Autoklavverfahren, Vakuumsackverfahren, Vakuumringverfahren, Kalanderverfahren, Vakuumlaminatoren oder Kombinationen davon. Die Verbindung von Außenscheibe und Innenscheibe erfolgt dabei üblicherweise unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck.
Die Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe in Gebäuden oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere Fahrzeugscheibe oder Gebäudeverglasung. Die Verbundscheibe wird besonders bevorzugt als Fahrzeug-Dachscheibe verwendet, insbesondere als Dachscheibe eines Personenkraftwagens oder Lastkraftwagens. Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
Fig. 2 einen Querschnitt entlang X-X‘ durch die Verbundscheibe aus Figur 1 ,
Fig. 3 einen Querschnitt entlang X-X‘ durch eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
Fig. 4 einen Querschnitt entlang X-X‘ durch eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe.
Figur 1 und Figur 2 zeigen je ein Detail einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe. Die Verbundscheibe ist eine Fahrzeug-Dachscheibe. Sie weist einen opaken Maskierungsbereich M auf, der umlaufend im Randbereich angeordnet ist und einen zentralen transparenten Durchsichtsbereich D rahmenartig umgibt.
Die Verbundscheibe weist einen mehrlagigen Aufbau auf, welcher die folgenden strukturellen Bestandteile in der angegebenen Reihenfolge umfasst:
- eine Außenscheibe 1 ,
- eine erste thermoplastische Lage 3a,
- eine Vakuumisolierverglasung 5,
- eine zweite thermoplastische Lage 3b,
- eine Aerogel-Lage 6,
- eine dritte thermoplastische Lage 3c und
- eine Innenscheibe 2.
Die Außenscheibe 1 ist in Einbaulage der äußeren Umgebung des Fahrzeugs zugewandt. Sie ist aus Kalk-Natron-Glas gefertigt und weist eine Dicke von beispielsweise 2,1 mm auf. Auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe 1 ist in einem rahmenartigen Randbereich ein opaker Abdeckdruck 8 aufgebracht, welcher den opaken Maskierungsbereich M ausbildet.
Die thermoplastischen Lagen 3a, 3b, 3c sind jeweils als 0,76 mm dicke PVB-Folien ausgebildet. Die Vakuumisolierverglasung 5 ist gebildet aus einer äußeren Scheibe 5a und einer inneren Scheibe 5b, welche über einen umlaufenden Abstandshalter 5d im Randbereich sowie über gleichmäßig über die Fläche verteilte Abstandshalter-Säulen 5e miteinander verbunden sind und auf Abstand gehalten werden. Dadurch wird ein Zwischenraum 5c zwischen der äußeren Scheibe 5a und der inneren Scheibe 5b ausgebildet, welcher evakuiert ist. Die äußere Scheibe 5a und die innere Scheibe 5b sind jeweils aus chemisch vorgespanntem Aluminosilikatglas ausgebildet und weisen eine Dicke von jeweils 0,7 mm auf. Der Zwischenraum 5c weist eine Dicke von 0,3 mm auf. Die Abstandshalter-Säulen 5e sind aus Glas oder einem transparenten Kunststoff ausgebildet. Der umlaufende Abstandshalter 5d ist aus einem Kunststoff ausgebildet. Außerdem ist der umlaufende Abstandshalter 5d mit einer nicht dargestellten Randversiegelung ausgestattet, welche den Zwischenraum 5c gasdicht abschließt.
Die Aerogel-Lage 6 weist beispielsweise eine Dicke von 2 mm auf. Sie ist beispielsweise als flexible Folie aus einem transparenten oder transluzenten Polymer-Aerogel ausgebildet.
Die Innenscheibe 2 ist in Einbaulage dem Fahrzeug-Innenraum zugewandt. Sie ist aus Kalk- Natron-Glas gefertigt und weist eine Dicke von beispielsweise 1 ,6 mm auf.
Die Vakuumisolierverglasung 5 und die Aerogel-Lage 6 weisen jeweils thermisch isolierende Eigenschaften aus. Durch die Kombination der beiden wird der Energieeintrag durch die Verbundscheibe in den Fahrzeug-Innenraum hinein, welcher insbesondere auf IR-Anteile der Sonnenstrahlung sowie thermischer Strahlung der erwärmten Scheibe beruht, vorteilhaft reduziert. Die Vakuumisolierverglasung 5 und die Aerogel-Lage 6 weisen jeweils ein geringes Gewicht auf, so dass auch das Gesamtgewicht der Verbundscheibe gering bleibt. Insbesondere die Aerogel-Lage 6 weist außerdem akustisch isolierende Eigenschaften auf, so dass störende Außengeräusche abgeschirmt werden.
Auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe 2 ist eine emissivitätsmindernde Beschichtung 9 angeordnet. Solche Beschichtungen sind auch als LowE-Beschichtungen bekannt. Die emissivitätsmindernde Beschichtung 9 weist reflektierende Eigenschaften im mittleren IR-Bereich auf. Durch die emissivitätsmindernde Beschichtung 9 wird der Energieeintrag durch die Verbundscheibe weiter verringert. In der dargestellten Ausgestaltung erstrecken sich die Vakuumisolierverglasung 5 und die Aerogel-Lage 6 bis zu den Seitenkanten der Verbundscheibe. Es ist alternativ aber auch möglich, dass die Vakuumisolierverglasung 5 und/oder die Aerogel-Lage 6 rahmenartig von jeweils einer weiteren thermoplastischen Lage umgeben sind. Diese kann beispielsweise durch eine PVB-Folie ausgebildet sein, welche einen Ausschnitt aufweist, in welchen das betreffende Bauteil eingesetzt wird, welches dadurch komplett in der Verbundscheibe eingelagert wird und keinen Kontakt zur umgebenden Atmosphäre aufweist.
Die Aerogel-Lage 6 kann auch eine Randversiegelung beispielsweise in Form eines polymeren Klebebandes aufweisen.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe. Die Verbundscheibe ist aus den gleichen Elementen aufgebaut wie in der Ausgestaltung nach Figur 2. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Reihenfolge von Vakuumisolierverglasung 5 und Aerogel-Lage 6 vertauscht sind.
Die Verbundscheibe umfasst in der angegebenen Reihenfolge:
- die Außenscheibe 1 mit dem Abdeckdruck 8,
- die erste thermoplastische Lage 3a,
- die Aerogel-Lage 6,
- die zweite thermoplastische Lage 3b,
- die Vakuumisolierverglasung 5,
- die dritte thermoplastische Lage 3c und
- die Innenscheibe 2 mit der emissivitätsmindernden Beschichtung 9.
Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe. Sie unterscheidet sich von den vorstehenden Ausgestaltungen der Figuren 2 und 3 dadurch, dass die Vakuumisolierverglasung 5 nicht zwischen der Außenscheibe 1 und einer separaten Innenscheibe 2 angeordnet ist. Stattdessen ist die Innenscheibe 2 Teil der Vakuumisolierverglasung 5 und bildet auch deren innere Scheibe 5b.
Die Verbundscheibe umfasst in der angegebenen Reihenfolge:
- eine Außenscheibe 1 ,
- eine erste thermoplastische Lage 3a,
- eine Aerogel-Lage 5, - eine zweite thermoplastische Lage 3b und
- die Vakuumisolierverglasung 5.
Die Außenscheibe 1 mit dem Abdeckdruck 8, die erste thermoplastische Lage 3a, die Aerogel- Lage 6 und die zweite thermoplastische Lage 3b sind genauso ausgebildet wie in der Ausgestaltung der Figur 2.
Die äußere Scheibe 5a der Vakuumisolierverglasung 5 ist wiederum eine chemisch vorgespannte Scheibe aus Aluminosilikatglas mit einer Dicke von 0,7 mm. Sie ist über einen umlaufenden Abstandshalter 5d und über Abstandshalter-Säulen 5e mit der Innenscheibe 2 verbunden, welche gleichermaßen die innere Scheibe 5b der Vakuumisolierverglasung 5 ist. Die Innenscheibe besteht aus thermisch vorgespanntem Kalk-Natron-Glas und weist eine Dicke von 1 ,6 mm auf. Der Zwischenraum 5c weist eine Dicke von 0,3 mm auf und ist evakuiert. Die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe 2 ist wieder mit einer emissivitätsmindernden Beschichtung 9 versehen.
Bezugszeichenliste:
(1) Außenscheibe der Verbundscheibe
(2) Innenscheibe der Verbundscheibe
(3a) erste thermoplastische Lage
(3b) zweite thermoplastische Lage
(3c) dritte thermoplastische Lage
(5) Vakuumisolierverglasung
(5a) äußere Scheibe der Vakuumisolierverglasung
(5b) innere Scheibe der Vakuumisolierverglasung
(5c) evakuierter Zwischenraum der Vakuumisolierverglasung 5
(5d) umlaufender Abstandshalter der Vakuumisolierverglasung 5
(5e) Abstandshalter-Säulen der Vakuumisolierverglasung 5
(6) Aerogel-Lage
(8) Abdeckdruck
(9) emissivitätsmindernde Beschichtung (LowE-Beschichtung)
(D) Durchsichtsbereich der Außenscheibe 1
(M) Maskierungsbereich der Außenscheibe 1
X - X' Schnittlinie

Claims

Patentansprüche
1. Verbundscheibe, umfassend eine Außenscheibe (1) und eine Innenscheibe (2), die flächig miteinander verbunden sind, wobei eine Aerogel-Lage (6) zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (2) in die Verbundscheibe eingelagert ist und wobei die Verbundscheibe eine Vakuumisolierverglasung (5) aufweist, welche eine zur Außenscheibe (1) hingewandte äußere Scheibe (5a) und eine über Abstandsmittel (5d, 5e) von der äußeren Scheibe (5a) beanstandete innere Scheibe (5b) umfasst, wobei der Zwischenraum (5c) zwischen der äußeren Scheibe (5a) und der inneren Scheibe (5b) evakuiert ist, und wobei
(i) die Vakuumisolierverglasung (5) zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (2) in die Verbundscheibe eingelagert ist oder
(ii) die Innenscheibe (2) der Verbundscheibe die innere Scheibe (5b) der Vakuumisolierverglasung (5) bildet.
2. Verbundscheibe nach Anspruch 1 , welche gemäß Variante (i) ausgebildet ist, wobei die Aerogel-Lage (6) zwischen der Außenscheibe (1) und der Vakuumisolierverglasung (5) oder zwischen der Vakuumisolierverglasung (5) und der Innenscheibe (2) angeordnet ist, oder welche gemäß Variante (ii) ausgebildet ist, wobei die Aerogel-Lage (6) zwischen der Außenscheibe (1) und der Vakuumisolierverglasung (5) angeordnet ist.
3. Verbundscheibe nach Anspruch 1 oder 2 gemäß Variante (i), welche in der angegebenen Reihenfolge umfasst:
- die Außenscheibe (1),
- eine erste Verbindungschicht, bevorzugt thermoplastische Lage (3a),
- die Vakuumisolierverglasung (5),
- eine zweite Verbindungschicht, bevorzugt thermoplastische Lage (3b),
- die Aerogel-Lage (6),
- eine dritte Verbindungschicht, bevorzugt thermoplastische Lage (3c) und
- die Innenscheibe (2).
4. Verbundscheibe nach Anspruch 1 oder 2 gemäß Variante (i), welche in der angegebenen Reihenfolge umfasst:
- die Außenscheibe (1),
- eine erste Verbindungschicht, bevorzugt thermoplastische Lage (3a),
- die Aerogel-Lage (6),
- eine zweite Verbindungschicht, bevorzugt thermoplastische Lage (3b),
- die Vakuumisolierverglasung (5),
- eine dritte Verbindungschicht, bevorzugt thermoplastische Lage (3c) und
- die Innenscheibe (2).
5. Verbundscheibe nach Anspruch 1 oder 2 gemäß Variante (ii), welche in der angegebenen Reihenfolge umfasst:
- die Außenscheibe (1),
- eine erste Verbindungschicht, bevorzugt thermoplastische Lage (3a),
- die Aerogel-Lage (6),
- eine zweite Verbindungschicht, bevorzugt thermoplastische Lage (3b),
- die Vakuumisolierverglasung (5).
6. Verbundscheibe nach Anspruch 1 oder 5 gemäß Variante (ii), wobei die Innenscheibe (2) vorgespannt ist, bevorzugt thermisch vorgespannt.
7. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Aerogel-Lage (6) eine Dicke von 0,1 mm bis 10 mm aufweist, besonders bevorzugt von 0,5 mm bis 6 mm, ganz besonders bevorzugt von 1 mm bis 4 mm.
8. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Aerogel-Lage (6) auf Basis eines Aerogels ausgebildet ist, welches eine Porosität von 50% bis 99,98% aufweist, bevorzugt von 80% bis 99%, bestimmt durch Gassorptionsmessung.
9. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die äußere Scheibe (5a) und die innere Scheibe (5b) aus Glas gefertigt sind.
10. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9
- gemäß der Variante (i), wobei die äußere Scheibe (5a) und die innere Scheibe (5b) eine Dicke von 0,3 mm bis 3 mm aufweisen, bevorzugt von 0,5 mm bis 1 ,5 mm oder
- gemäß der Variante (ii), wobei die äußere Scheibe (5a) eine Dicke von 0,3 mm bis 3 mm aufweist, bevorzugt von 0,5 mm bis 1 ,5 mm.
11. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Zwischenraum (5c) zwischen der äußeren Scheibe (5a) und der inneren Scheibe (5b) eine Dicke von 0,1 mm bis 1 mm aufweist, bevorzugt von 0,2 mm bis 0,5 mm.
12. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Abstandsmittel (5d, 5e)
- einen umlaufenden Abstandshalter (5d) in einem Randbereich zwischen der äußeren Scheibe (5a) und der inneren Scheibe (5b) und
- eine Mehrzahl von Abstandshalter-Säulen (5e) umfassen.
13. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die von der Zwischenschicht (3) abgewandte Oberfläche der Innenscheibe (2) mit einer emissivitätsmindernden Beschichtung (6) versehen ist.
14. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Außenscheibe (1) und die Innenscheibe (2) aus Kalk-Natron-Glas ausgebildet sind und bevorzugt eine Dicke von 1 mm bis 3 mm aufweisen.
15. Verwendung einer Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als Fahrzeugscheibe oder Gebäudeverglasung, bevorzugt als Fahrzeug-Dachscheibe.
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