(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱性材料を含んでなり、第二の基体係合面と間隔を置いた関係で第一の基体係合面を有し、使用された際に断熱組立品の第一及び第二の基体の間に形成される密閉空間に面する前フェースと、該前フェースとは反対側で延びる後フェースの両方をさらに有するものであって、該前フェースと該後フェースの両方が二つの基体係合面の間を横切って延びるものである、第一の気泡断熱体を構成要素とする、断熱組立品中で基体間に間隔を置くためのスペーサーにおいて、
少なくとも１つのみぞが該気泡断熱体内を前記前フェースにわたって長手方向に延びており、該みぞは大体矢じり型の形状であって、前記二つの基体係合面の間に位置し、それらと平行に延びているものであること、前記後フェースが蒸気バリヤーを含むこと、そして前記蒸気バリヤーが、更に気泡断熱性材料の第二体を含むことを特徴とする前記スペーサー。
【請求項２】
前記断熱性材料がフォーム材料からなる請求項１のスペーサー。
【請求項３】
前記フォーム材料が単一の材料からなる請求項２のスペーサー。
【請求項４】
前記フォーム材料が多成分材料フォームを含んでなる請求項２のスペーサー。
【請求項５】
前記みぞが、内部に前記みぞと協力的に係合するように構成されている乾燥剤マトリックスを含む請求項１のスペーサー。
【請求項６】
気泡断熱性材料の前記第一体及び気泡断熱性材料の前記第二体が同様の材料からなる請求項１のスペーサー。
【請求項７】
気泡断熱性材料の前記第一体及び気泡断熱性材料の前記第二体が異なる材料からなる請求項１のスペーサー。
【請求項８】
気泡材料の前記第一体及び気泡材料の前記第二体が各々発泡（foamed）材料の混合物からなる請求項１のスペーサー。
【請求項９】
内部雰囲気を有する断熱ガラス組立品にして、
一対のガラス基体と；
間隔を置いて離れた基体係合面を有し、該ガラス基体はそれぞれの一つの該基体係合面と係合し、前記一対の基体の間に形成された前記組立品の前記内部雰囲気の方を向く前フェースと、該内部組立品の該前フェースとは反対側の外方を向いて延びる後フェースとをさらに有する、気泡断熱体と
を構成要素とする上記断熱ガラス組立品において、
少なくとも１つのみぞが該気泡断熱体内を前記前フェースにわたって長手方向に延びており、該みぞは大体矢じり型の形状であって、前記二つの基体係合面の間に位置し、かつ、それらと平行に延びているものであること、前記断熱体の前記後フェースが、更に蒸気バリヤーを含むこと、及び前記蒸気バリヤーが、前記気泡断熱性材料の別の層を含むことを特徴とする前記断熱ガラス組立品。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのみぞが、該少なくとも１つのみぞに係合するように構成された乾燥剤マトリックスを含む請求項９の組立品。
【請求項１１】
前記断熱体の前記基体係合面、前記蒸気バリヤー及び前記気泡材料の別の層が各々独立にそれぞれの基体に係合する請求項９の組立品。
【請求項１２】
前記基体係合面が接着材料を有する請求項１１の組立品。
【請求項１３】
気泡材料の前記別の層がシーラント材で囲まれている請求項９の組立品。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、断熱基体組立品に用いる複合スペーサーに関し、更には、このようなスペーサーを組み入れた断熱ガラス組立品に関する。
背景技術
当該分野で現在公知の断熱組立品には、種々の高分子物質を他の材料と組み合わせ使用したものがある。このような組立品の一つとして、波動形金属スペーサーが埋め込まれたブチル化ポリマーがある。この種のシーラントストリップは、有用ではあるが、金属スペーサーは、時間が経つと基体に接触するようになり、この接触によって該ストリップの効率は著しく低下してしまうとう限界がある。この難点は、スペーサーが露出し、基体に接触した時に生じる水蒸気の透過により生じる。
更に、断熱ガラス組立品に現在用いられているブチル化ポリマーの多くには、乾燥剤が含浸されている。これにより、別の問題、即ち、ブチル化シーラントの接着性低下が生じる。
米国特許第４，９５０，３４４号でグローバー(Glover)らは、蒸気バリヤーにより分離されたフォーム（foam）体を有し、更に組立品の周囲にシーラント手段を有するスペーサー組立品を提供している。この構成は、エネルギーの観点から特に効率的であるが、重要な限界の１つは組立品を多数の工程で作らなければならないことである。一般的に述べるなら、まずスペーサーを設置した後に続く工程でシーラントを組立品の周囲に打ち込まなければならない。このことは、製造段階の細分化となり、製造コストの増大、従って組立品自体のコスト増大に直接つながる。
現存のスペーサー及びスペーサー組立品における主な弱点の一つは、スペーサーを通るエネルギーの伝搬に関わるものである。一般に現存の構成では、スペーサーを通る熱エネルギーの流路は、曲がりくねった道ではなくて簡単であり、その結果、スペーサーを経由して一つの基体から他の基体へ容易にエネルギーが伝搬される。従来技術では、この難点は、熱エネルギーを伝え易い材料を使用することにより、更に増大している。
産業上の利用可能性
スペーサーの主要構成要素として、熱伝導率の低い気泡材料からなる軟質又は適度に軟質で弾力のある断熱体を組み入れることが特に有利であることが判明した。有用であることが判明した材料の例には、天然及び合成のエラストマー（ゴム）、コルク、ＥＰＤＭ、シリコーン、ポリウレタン及び発泡ポリシリコーン、ウレタン及び他の好適な発泡材料がある。これらの材料の選択から重要な利点が生じるのは、これらがエネルギーの点から優れた絶縁材であるばかりでなく、使用材料に応じてスペーサー全体がある程度の弾力性を保持できるからである。このことは、例えば、このようなストリップと係合した窓が、変動する圧力及び熱的な伸縮を受ける場合に重要である。弾力体を利用することにより、これらの応力は緩和され、従って、例えば、硬質のスペーサーを組み入れた組立品の場合のように基体に応力が伝わることはない。
断熱体がフォーム材料からなる場合、フォーム本体は熱可塑性又は熱硬化性プラスチックから作ることができる。熱硬化性プラスチックの好適な例としては、シリコーン及びポリウレタンがある。熱可塑性プラスチックの例としては、シリコーンのフォーム又はエラストマーがある。後者の一例としては、ＳＡＮＴＯＰＲＥＮＥTMがある。上記化合物による利点には、上記の他、特に、高い耐久性、ガス発生が極めて少ないこと、低い圧縮性、高い弾力性及び温度安定性がある。
特に有用なのはシリコーンフォーム及びポリウレタンフォームである。この種の材料は高強度であり、組立品に重要な構造一体性を与える。このフォーム材料は、断熱体の構造一体性を何ら犠牲にすることなく、大容量の空気を材料中に導入できるので、断熱性板ガラスはめ込み(insulating glazing)組立品又はガラス組立品に使用するのに特に好都合である。これが好都合なのは、空気が良好な断熱材であることが知られているからであり、フォームを、後述するスペーサーの他の特徴と共に低い熱伝導率を有する材料と組み合わせて使用すると、高効率の複合スペーサーが得られる。しかもフォームは、温度変動が起こる状況下では重大な伸び又は縮みを受け難い。これは、断熱基体組立品を長期に亘って確固としたシールを維持するのに明らかに有益である。この断熱体は、ここで述べた多数の好適な材料から選択することができるし、また天然産の気孔を有する好適な材料又はこのような気孔を有する合成的に創造した材料は実用性を与えることは理解されよう。
既に使用されている乾燥ブチル(desiccated butyl)の制限を克服し、更に当該分野において、現在スペーサーが与えているエネルギー制限を克服する複合スペーサーを手に入れることは望ましいであろう。本発明はこれらの制限を満たすことに向けられている。
発明の開示
本発明の一つの目的は、断熱性の、基体、ガラス又は組立品に用いる改良スペーサーを提供することである。
本発明の別の目的は、前フェース（face）及び後フェースを互いに間隔をおいた関係で有し、且つ第二の基体係合面と間隔を置いた関係で第一の基体係合面を有する気泡断熱体を構成要素とする断熱組立品中で基体間に間隔を置くためのスペーサーであって、；該断熱体内を該前フェースにわたって延び、かつ前記基体係合面（複数）の間を延びる少なくとも１つのみぞを備えた前記スペーサーを提供することである。
本発明の他の目的は、内部雰囲気を有する断熱ガラス組立品を提供することにあり、該組立品は、１対のガラス基体と、間隔をおいて離れた位地にある基体係合面（複数）を有する気泡断熱体とを構成要素とするものであって；仔のとき、一つのガラス基体は対応する一つの基体係合面係合するものであり；前記断熱体は該組立体の内部雰囲気の法を向く前フェースと該内部組立体の外方を向いて延びる該フェースとをさらに有するものであり；さらに、少なくとも１つのみぞが該断熱体内を前記前フェースにわたって延びており、該少なくとも１つのみぞは前記の２つの基体係合面（複数）の間を延びているものである。
更にまた本発明の目的は、断熱組立品内で基体間に間隔をおくための複合スペーサーを提供することであり、該複合スペーサーは、前フェース及び後フェースを互いに間隔をおいた関係で有し、且つ第二の基体係合面と間隔をおいた関係にある第一の基体係合面を有する気泡断熱性材料からなる第一体（少なくとも１つのみぞが該第一体内を前記前フェースに渡って延びており、この少なくとも１つのみぞは基体係合面（複数）の間を延びている）；気泡断熱材料からなる前記第一体の後フェースと接触する蒸気バリヤー；前記蒸気バリヤーと接触する、気泡断熱材料からなる第二体を構成要素とするものであって；前記第一及び第二の気泡断熱体並びに前記蒸気バリヤーは、共同して、それぞれの基体と係合するための少なくとも３つの独立した基体係合面を提供するものである。
付随的な利点として、乾燥(desiccated)マトリックス、断熱体及びシーラント材は、断熱体用に選択された材料の種類に応じて、一個の一体化したスペーサーとして同時に押し出しできることが判明した。これは、シーラント材をガラス板はめ込み装置で充填又は打ち込む工程、及び他のそのような工程に関連する後続の下流での処理を不要にするのに有用である。この方法では、スペーサーは一旦押し出されると、直ちに板ガラスはめ込み装置で使用できる。
当業者は理解するように、組立品では、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）、ブチル又は他の好適なシーラント又はブチル化材料を組立品の周囲に延ばしてもよく、更にシールされた面を与える。断熱体用のシーリング又はその他の接着は、特別な接着剤、例えばアクリル接着剤、感圧接着剤、特にホットメルトを供給することにより達成できる。更に断熱体は、少なくとも基体係合面の部分では、熱を加えることにより断熱体が基体に直接接着できるように未硬化材料を有していてもよい。このような実施例では、断熱性材料の断熱体は例えば紫外線硬化性材料からなる。
内部に少なくとも１つのみぞを有する気泡体を提供する主な利点の一つは、エネルギーの伝搬を考慮することから理解できる。当該分野で知られているように、一般に基体間でスペーサーの一方の側から他方の側への通路が曲がりくねっている程、一方の側から他方の側へのエネルギーの消散又は伝搬が大きくなる。この目的のため、種々の断面輪郭を有するみぞ構成で該通路は、エネルギーの伝搬が絶対的な最小限に維持されるようになる。この特徴を高品質のシーラント及び本発明により提供される多元的な（multiple）シーリング面と組み合わせると、高品質で高い熱効率のスペーサーが得られる。
このスペーサーの性能を更に向上させるため、みぞ内に少なくとも１つの突起を設けてエネルギー伝搬通路の複雑さを更に高めてもよい。本発明の一実施例では、この通路は波状であってもよいし、或いは幾つかの“指”状突起を有していてもよい。別の付随的な特徴として、乾燥マトリックスは、みぞの断面輪郭と一致し且つ協力するように構成する。この追加した特徴から、多くの利点が実現できる。即ち、同一形状の乾燥マトリックスを供給することにより、スペーサーに構造一体性が加わり、このためストリップ、即ちスペーサーに大容量の気泡材料を組み込むことが可能となること；フォーム体に対する乾燥マトリックスの密度差によってスペーサーの一方の側から他方の側へ通るエネルギーの伝搬が更に減少すること；及び乾燥材の吸湿特性が基体間の乾燥雰囲気を保持するのに役立つことである。好適な乾燥剤は、当該分野で周知であり、一例として、特にゼオライトビーズ、シリカゲル、塩化カルシウム、塩化カリウムが挙げられる。これらはいずれも、ポリシリコーン又はその他の適切な半透過性物質等の半透過性可撓性材料中でマトリックス化されていてよい。
以上のように本発明を一般的に説明したので、以下好ましい実施例を示す添付図面について述べる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施例の斜視図である。
図２は、乾燥マトリックスを有する分解状態を示す図１の側面図である。
図３は、スペーサーの別の実施例の分解図である。
図４は、基体間の所定の場所にあるスペーサーの斜視図である。また、
図５Ａ乃至５Ｉは、スペーサーの別の実施例である。
図中、同様の数字は、同様の構成要素を示している。
発明を実施するための形態
図１を参照すると、本発明の一実施例が示される。ここで、数字１０は全体としてのスペーサーを表す。ここに示した実施例では、スペーサーは１対の基体係合面１２及び１４を間隔をおいて有し、各基体係合面は基体（図示せず）を受け入れるようになっている。このスペーサーは、後フェース１６及び前フェース１８を有し、前フェース１８は、面１８内で延びるとともに該スペーサー１０内に突き入るみぞ２０を持っている。ここに示した実施例では、みぞ２０は、大体矢じり型の形状である。スペーサー１０は、気泡材料からなることが好ましい。気泡材料は合成品でも天然産でもよい。本例では、気泡材料が天然産の材料からなる場合コルク及びスポンジが好適な例であり、合成品では好適なポリマー、中でも好適な例としては、限定されるものではないが、塩化ビニル、ポリシリコーン、ポリウレタン、ポリスチレンが挙げられる。気泡材料は、更に構造の一体性を付与しながら、該材料に多量の(high degree)気孔又はボイド（空隙）を与えるので望ましい。この方法では、多量の空気が該構造中に含まれ、これが断熱性材料全体と組み合わされると、この空気のボイドは断熱の有効性を増大させる。
図２を参照すると、スペーサー１０の分解側面図が示される。このスペーサーには乾燥マトリックス２２が設けられている。マトリックス２２は、みぞ２０に対応するような形状で構成され、みぞ内に接着しても或いは本体１０と一緒に押し出してもよい。乾燥マトリックスは当該分野で周知であり、好適な乾燥材としては、中でもゼオライトビーズ、塩化カルシウム、塩化カリウム、シリカゲル、等がポリシリコーン等の半透過性材料の中にマトリックス化されているとなっているものが挙げられる。
図２に示す実施例では、スペーサー１０は、基体係合面１２及び１４をそれぞれの基体（図示せず）と接触させることにより、基体（図示せず）間に配置することができる。この目的のため、面１２及び１４には、アクリル接着剤、感圧接着剤、ホットメルト、ポリイソブチレン又はその他のこのような面同士の接着に役立つことが知られている好適なブチル材料等の好適な接着剤があってもよい。組立品中で後フェース１６は、組立品の外部を向くことになる。従って、後フェース１６には、一例としてホットメルトのような、一定形態のの最外周シーラントが施されていてもよい。
次に図３を参照すると、スペーサーの他の実施例が示されている。ここに示した実施例では、基体係合面１２及び１４には接着剤が追加されている。該接着層は、それぞれ数字２４及び２６で示されている。接着剤の好適な例は、先に図２に関して述べた。図３に示した実施例の別の特徴として、蒸気バリヤー２８が挙げられる。蒸気バリヤーは、この目的のために好適ないずれの材料であってもよく、例えばポリエステルフィルム、ポリビニルフルオライドフィルム等が挙げられる。更に蒸気バリヤー２８は、金属化されていてもよい。この目的に有用な例は、金属化マイラー(Mylar)TMフィルムである。この構成の有効性を更に高めるため、接着剤２４及び２６によって設けられた面とは異なる独立したシーリング面を蒸気バリヤー２８上に設ける。そのため、マイラーTMの基体接触面上にポリイソブチレンを配置することができる。このＰＩＢは、数字３０及び３２で示されている。
蒸気バリヤー２８と係合して、全体を数字３４で表わした第二の気泡断熱体が設けられる。この断熱体は第一の断熱体と同様な材料で構成してもよく、或いは先に論じたような天然又は合成の気泡材料から選ばれるが、全く異なった気泡材料であってもよい。断熱体３４は、基体係合面３６及び３８、並びに後フェース４０を有している。後フェース４０、より具体的には第二断熱体３４は、図４に図示するように基体４２と４４の間の所定位置におかれた時、これらの基体間に含まれる内部雰囲気に向かう方向ではなく、その反対方向の、断熱組立品の外部即ち外周を向く。その状態で、別のシーラント（数字４６で表されるＣ形シーラントの形状であってもよい）で断熱体３４を囲んでスペーサー組立品を完成することができる。この目的のための好適な材料としては、いかなる公知の好適な材料であってもよく、その一例はホットメルトである。
次に図５Ａ〜５Ｉを参照すると、図１で図示したスペーサーの別の実施例が示される。特に図５Ａは、先端を矢形に切った形状のみぞを例示し、図５Ｂは、方形の矢じり形状を例示している。図５Ｃは、矩形であるが丸められた内面を有するみぞを提供する。図５Ｄは、内部が多角形のみぞを提供する。図５Ｅは、図１に類似するが、内部に突起を有するみぞを紹介している。図５Ｆは、図５Ｅに図示した射出部分の変形を提供する。図５Ｇは、一般に波状即ち断面が波動形の輪郭を例示している。図５Ｈは矩形のみぞを例示し、一方、図５Ｉは先端が尖った波形のみぞを提供する。その他のみぞの輪郭は、当業者により理解されよう。
気泡材料の選択の可能性は多様であること、また第一及び／又は第二の断熱性材料を気泡材料の混合物で構成して該ストリップの断熱能力を更に高めるようにし得ることは理解されよう。
みぞを設けると共に適切な材料を選択することにより、本明細書で説明したスペーサー組立品は弾力性を維持することができる。このことは、基体間に弾力性を維持できない場合、両基体が伸びたり、縮んだり、あるいは高層建築の利用で経験されるように風圧の変動を受けた時に、その表面と基体との接触が断たれることなく、組立品全体が曲がることができるので、特に有利である。
当業者が理解するように、これらの好ましい例示した詳細は、例示した実施例の働きに影響することなく実質的に改変することができる。本発明の実施例を以上説明したが、これらに限定されないことなく、また請求の範囲に記載し、上に説明した発明の精神、性質及び範囲から外れない限り、多数の改変が本発明の一部を形成することは当業者には明白であろう。
【図１】
0004121150.tif 000002
【図２】
0004121150.tif 000003
【図３】
0004121150.tif 000004
【図４】
0004121150.tif 000005
【図５ａ】
0004121150.tif 000006
【図５ｂ】
0004121150.tif 000007
【図５ｃ】
0004121150.tif 000008
【図５ｄ】
0004121150.tif 000009
【図５ｅ】
0004121150.tif 000010
【図５ｆ】
0004121150.tif 000011
【図５ｇ】
0004121150.tif 000012
【図５ｈ】
0004121150.tif 000013
【図５ｉ】
0004121150.tif 000014