СТЕКЛОПАКЕТ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
MULTIPLE GLASS UNIT AND METHOD OF FABRICATING IT

Изобретение касается стеклопакета, который имеет первое стекло и второе стекло, водонепроницаемо и жестко соединенную с первым и со вторым стеклом, окружную распорку между первым стеклом и вторым стеклом, которая имеет по меньшей мере две параллельно проходящие стенки контакта со стеклом, наружную стенку и обращенную к внутреннему пространству стеклопакета стенку, а также внутреннее пространство, и включает в себя проходящую вокруг наружной стенки распорки между первым и вторым стеклом водонепроницаемую полосу из уплотнительного средства, причем в эту полосу из уплотнительного средства и распорку вставлен по меньшей мере один элемент для выравнивания давления. Оно касается также способа изготовления такого стеклопакета, а также его применения.
Стеклопакеты уже десятки лет являются необходимым конструктивным элементом жилых и целевых строений в промышленных странах, в особенности в зонах умеренного и более холодного климата. В ходе предпринятых во всем мире усилий по защите климата и экономии затрат на отопление и кондиционирование они приобретают все большее значение и все больше применяются даже в менее развитых странах.
Застройщики выбирают стеклопакет не только по его теплоизоляционной способности и стоимости, но и в значительно мере также по внешнему виду. Застройщики все меньше мирятся с видимыми внешними недостатками, которые создаются, например, не вполне ровными поверхностями стекла, и их возникновение практически не допускается у стеклопакетов, предлагающихся на рынке.
Изготовление стеклопакетов осуществляется в массовом производстве на небольшом количестве больших заводах отдельных изготовителей, и готовые стеклопакеты поставляются затем во множество мест для последующей обработки с получением конструктивных элементов (окон, дверей и пр.) или для непосредственного применения заказчиком (например, для остеклений фасадов или крыш). Эти места могут находиться в положении, значительно отличающемся по высоте от места изготовления, так что у герметично запечатанного стеклопакета вследствие изменившегося давления в месте последующей обработки или применения может возникать прогиб стекол и заметно ухудшать внешний вид стеклопакета. Эти вызываемые разностями давления напряжения нагружают также краевое соединение стеклопакета и, как правило, приводят к проблемам надежности.
Поэтому существует потребность в решении, которое сделает возможным выравнивание давления между атмосферой и внутренним пространством остекления (стеклопакета) до или во время последующей обработки или применения заказчиком окончательно изготовленного стеклопакета.
В уровне техники известны разные варианты осуществления стеклопакетов, в которых обеспечивается возможность определенного газообмена между внутренним пространством остекления и окружающей средой.
EP 0 261 923 A2 раскрывает многокамерный стеклопакет, имеющий распорку из влагопроницаемой пены с интегрированным осушителем. Эта система предпочтительно уплотняется с помощью наружного запечатывания и газо- и влагонепроницаемой пленки. Эта пленка может содержать покрытый металлом ПЭТ (полиэтилен) и сополимеры поливинилиденхлорида.
DE 38 08 907 A1 раскрывает составную стеклянную панель, имеющую проходящий через краевое соединение вентиляционный канал и наполненную осушителем осушительную камеру.
DE 10 2005 002 285 A1 раскрывает систему выравнивания давления стеклопакета для применения в межстекольном пространстве теплоизолирующих стеклопакетов.
EP 2 006 481 A2 раскрывает устройство для выравнивания давления для блоков стеклопакетов, имеющих заключенный в них объем газа, при этом в распорку стеклопакета введен клапан для выравнивания давления. Однако эти клапаны для выравнивания давления имеют сложную механику в виде нескольких подвижных частей, которые не только вызывают повышенную предрасположенность системы к неисправностям, но и приводят к значительно более высокой стоимости производства.
В принадлежащей заявителю публикации WO 2014/095097 A1 описывается стеклопакет, имеющий элемент для выравнивания давления, и способ его изготовления. При этом элемент для выравнивания давления, который содержит газопроницаемую и пародиффузионно-непроницаемую мембрану, расположен в уплотнительной массе и вдается в наружную стенку распорки, и эта окружная распорка разделена специальной переборкой.
Из DE 195 06 119 A1 известен стеклопакет согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения, который, в частности, содержит элемент для выравнивания давления, создающий на основании измерения давления окружающей атмосферы ограниченное во времени соединение между внутренним пространством стеклопакета и атмосферой. Также из DE 38 42 129 A1 известно устройство для выравнивания давления для панелей стеклопакета, которое срабатывает на разность давлений между межстекольным пространством и атмосферой, при этом время от времени открывается клапан, соединяющий межстекольное пространство с атмосферой.
В основе изобретения лежит задача, указать простое и экономичное решение для выравнивания давления стеклопакетов после их окончательного изготовления, до или во время последующей обработки или применения заказчиком.
Эта задача в ее аспекте устройства решается с помощью стеклопакета с признаками п.1 формулы изобретения, а в аспекте способа с помощью способа изготовления с признаками п.13 формулы изобретения. Целесообразные усовершенствования идеи изобретения являются предметом соответствующих зависимых пунктов формулы изобретения.
Изобретение заключает в себе идею, предусмотреть в краевом соединении стеклопакета элемент для выравнивания давления, который с одной стороны открыт к окружающей атмосфере, а с другой стороны к внутреннему пространству распорки или к внутреннему пространству остекления (стеклопакета) между первым и вторым стеклом и выполнен так, что он создает ограниченное во времени газовое соединение между атмосферой и внутренним пространством распорки или внутренним пространством остекления.
При этом другой идеей является, реализовать это ограниченное во времени газовое соединение с помощью какого-либо вещества или активного элемента в элементе для выравнивания давления, который вследствие старения и/или атмосферных влияний решающим образом изменяет свою газопроницаемость в течение надлежащего периода времени. Одновременно изначально должно быть гарантировано, что этот элемент для выравнивания давления не будет угрожать водонепроницаемости и значительной пародиффузионной непроницаемости краевого соединения.
Под ограниченным во времени газовым соединением с функцией выравнивания давления здесь должно пониматься такое соединение, которое в значительной мере действует только в течение предопределенного времени после окончательного изготовления стеклопакета, то есть, в частности, в течение периода времени, который обычно проходит от окончательного изготовления «стеклопакета» до его встраивания в окно или дверь или до его применения в остеклении фасада. Это не обязательно означает, что в более поздний момент времени вообще больше не сможет происходить никакого газообмена и выравнивания давления, а скорее, что позднее он будет существенно снижен.
В частности, элемент для выравнивания давления содержит в основном теле водонепроницаемый активный элемент из изначально газопроницаемого вещества, которое стареет и/или деградирует под влиянием влаги воздуха в атмосфере и постепенно уменьшает газопроницаемость элемента для выравнивания давления до его полного закрытия. Упомянутое вещество в одном из простых вариантов осуществления может быть введено в основное тело в виде мембраны, в частности на базе поли(-1-триметилсилил-1-пропина)(ПТСМП).
В других вариантах осуществления с одной стороны деградирующее вещество может быть заправлено в элемент для выравнивания давления вместе с – в частности на наружной стороне – водонепроницаемой и газопроницаемой, однако тормозящей проход водяного пара мембраной, при этом, в частности, это деградирующее вещество содержит полиэтиленгликолевый (ПЭГ) порошок или гранулят, а водонепроницаемая мембрана - ПТФЭ-мембрану, в частности вытянутую или спеченную ПТФЭ-мембрану (Goretex). Наряду с названными, возможны и другие химические вещества или смеси, которые имеют сравнимую функцию и стоимости которых приемлемы.
Другой вариант осуществления предусматривает, что деградирующее вещество вставлено в элемент для выравнивания давления вместе с – в частности на внутренней стороне – водонепроницаемой и газопроницаемой, однако тормозящей проход водяного пара мембраной. И здесь, в частности, водонепроницаемая мембрана содержит ПТФЭ-мембрану, а деградирующее вещество является разбухающим под влиянием влаги воздуха веществом, которое имеется в виде изначально пористой или снабженной мелкими отверстиями вставки. Такие способные к разбуханию вещества известны в большом множестве; к ним относятся, в частности, некоторые термопластичные эластомеры (ТПЭ).
В других, предпочтительных с этой точки зрения вариантах осуществления обращенная к внутреннему пространству остекления стенка распорки выполнена газопроницаемой, и элемент для выравнивания давления вдается во внутреннее пространство распорки и соединяет его, выравнивая давление, с атмосферой.
Тогда из внутреннего пространства распорки осуществляется диффузия газа/воздуха в межстекольное пространство или в атмосферу, пока не будет достигнуто желаемое выравнивание давления.
Этот вариант осуществления уместен, в частности, когда внутреннее пространство распорки наполнено осушителем, потому что тогда поступающий в рамках выравнивания давления окружающий воздух проходит через осушитель и у него желательным образом отбирается влага воздуха. В частности, при этом обращенная к внутреннему пространству остекления стенка распорки может иметь множество маленьких отверстий, которые, в частности, распределены по всей длине распорки.
Но в принципе, возможен также вариант осуществления, при котором элемент для выравнивания давления пронизывает распорку и вдается во внутреннее пространство остекления и, выравнивая давление, соединяет его с атмосферой. В этом случае осушитель может быть предусмотрен в самом элементе для выравнивания давления, или при известных условиях в определенных случаях применения можно обходиться без осушения данного небольшого количества входящего окружающего воздуха.
В одном из целесообразных конструктивных вариантов осуществления участок основного тела элемента для выравнивания давления заделан в полосу из уплотнительного средства и открыт на его наружной стороне, и он зафиксирован на наружной стенке распорки, например, ввернут в нее. В частности, при этом заделанный в полосу из уплотнительного средства участок основного тела окружен в полосе из уплотнительного средства отдельным водонепроницаемым уплотнением, а у пронизывающего отверстия в наружной стенке распорки снабжен другим отдельным, непроницаемым для водяного пара уплотнением.
В одном другом варианте осуществления основное тело элемента для выравнивания давления имеет по существу ступенчатую цилиндрическую форму. Тогда участок большего диаметра, названный выше «участком основного тела», сидит на наружной стенке распорки, а участок меньшего диаметра вдается через предусмотренное там отверстие в распорку или пронизывает ее в другом, выровненном с первым отверстии в стенке внутреннего пространства остекления. При цилиндрическом выполнении основного тела это отдельное водонепроницаемое уплотнение имеет форму полого цилиндра, соответственно, кольца, а другое отдельное, непроницаемое для водяного пара уплотнение – форму кольца.
Относящиеся к способу варианты осуществления изобретения для специалиста легко вытекают из вышеупомянутых аспектов устройства, и поэтому здесь повторно не описываются.
Однако ссылаемся на то, что при известных условиях элемент для выравнивания давления перед вставкой в отверстие полосы из уплотнительного средства снабжается отдельным непроницаемым для водяного пара уплотнением. Кроме того, ссылаемся на то, что в другом варианте осуществления отверстие в полосе из уплотнительного средства выполняется с большими размерами, чем наружные размеры элемента для выравнивания давления, а после вставки элемента для выравнивания давления зазор между его наружным контуром и внутренней стенкой отверстия заполняется путем впрыскивания уплотнительной массы для образования отдельного водонепроницаемого уплотнения. Это делает возможным плотную заделку элемента для выравнивания давления в полосу из уплотнительного средства, независимо от ее конкретных механических свойств и от допусков изготовления при создании отверстия для элемента для выравнивания давления.
Преимущества и целесообразности изобретения вытекают также из последующего описания примера осуществления на основе фигур. На них показано:
фиг.1: частично рассеченный местный вид в перспективе известного стеклопакета;
фиг.2: вид в перспективе элемента для выравнивания давления для применения в предлагаемом изобретением стеклопакете;
фиг.2A-2C: схематичные изображения сечений вариантов осуществления элемента для выравнивания давления в выполнениях предлагаемого изобретением стеклопакета; и
фиг.3A-3D: схематичные виды сечений для иллюстрации этапов изготовления варианта осуществления предлагаемого изобретением стеклопакета.
На фиг.1 на частично рассеченном виде в перспективе показан стеклопакет 1 из первой и второй стеклянной панели 2a, 2b, которые удерживаются в параллельном положении и с выровненными друг с другом кромками с помощью распорки 2 на расстоянии друг от друга. Обе поверхности 3a, 3b контакта со стеклами у распорки 3 снабжены бутиловыми полосами 4a, 4b, которые реализуют пародиффузионно-непроницаемое соединение между распоркой 3 и стеклянными панелями (стеклами) 2a, 2b. Полоса 5 из уплотнительного средства, которая посредством накатного валика W вдавливается снаружи распорки 3 в зазор между стеклами (панелями) 2a, 2b, создает водонепроницаемое соединение с замыканием материала между стеклами и завершает изготовление стеклопакета 1.
Распорка 3, которая имеет поперечное сечение соединенных друг с другом продольными сторонами прямоугольника и трапеции, наполнен шариками осушителя 6 и имеет снабженную маленькими отверстиями 3d обращенную внутрь остекления стенку 3c. Покрытая полосой 5 из уплотнительного средства стенка распорки 3 называется далее его наружной стенкой 3e. Наполнение внутреннего пространства 3f распорки 3 осушителем 6, в сочетании с отверстиями 3d, способствует тому, что, например, проникающая во внутреннее пространство 2c остекления влага может впитываться и не может приводить к запотеванию стекол.
На фиг.2 показан вид снаружи в перспективе элемента 7 для выравнивания давления, который предназначен для вставки в стеклопакет 1 в соответствии с фиг.1, а на фиг. 2A, 2B показаны примерные конструктивные варианты осуществления такого элемента для выравнивания давления.
В соответствии с фиг.2A элемент 7 для выравнивания давления имеет основную форму ступенчатого цилиндра, имеющего первый участок 7a основного тела, который имеет больший диаметр, и второй участок 7b основного тела, имеющий меньший диаметр, который снабжен здесь наружной резьбой 7c, но может быть также вставлен или защелкнут. Как такой элемент 7 для выравнивания давления размещается в стеклопакете 1, показано на фиг.3D и описано ниже. Наряду с первым отверстием 7d, которое уже различимо на фиг.2, элемент 7 для выравнивания давления имеет второе отверстие 7e, которое различимо на фиг.2A.
На фиг.2A-2C показаны возможные конструктивные реализации элемента 7 для выравнивания давления при практически идентичной конструкции корпуса. Эти изображения должны пониматься как принципиальные эскизы и не претендуют на то, чтобы показать все части, применяемые целесообразным образом для реализации каждой функции. Разумеется, что также конструкция корпуса и основная форма корпуса могут отличаться от данного на фиг.2-2C изображения.
На фиг.2A показана комплектация элемента 7 для выравнивания давления сверхпроницаемой в исходном состоянии, но вследствие старения материала в течение предопределенного периода времени преобразующейся в пародиффузионно-непроницаемую, а также препятствующую газообмену пленку мембраной 7f, например, из поли(1-триметилсилил-1-пропина) (ПТМСП) или похожего материала. Точный состав, структура и толщина мембраны выбирается в зависимости от конкретной цели применения, в частности в зависимости от того, в течение какого приемлемого периода времени от окончательного изготовления стеклопакета до его прибытия в конечное место применения должно быть возможным выравнивание давления между данной окружающей средой и внутренним пространством остекления.
На фиг.2B в качестве следующего варианта показан элемент 7 для выравнивания давления, в который на дне первого участка 7a основного тела вложенa пародиффузионно-непроницаемая, но газопроницаемая ПТФЭ-мембрана 7f, а над ней насыпан или уложен изначально хорошо газопроницаемый пластиковый материал 7g, например, ПЭГ (полиэтиленгликолевый)-порошок, гранулят или фасонное тело. У него газопроницаемость, в зависимости от времени, значительно снижена под влиянием влаги воздуха. В зависимости от цели применения, этот материал может быть выбран по своему химическому составу и форме ввода таким, чтобы снижение газопроницаемости осуществлялось в течение предопределенного периода времени (см. выше) и при известных условиях приводило к совершенно газонепроницаемому закрытию элемента для выравнивания давления.
На фиг.2C в качестве следующего варианта показан элемент 7 для выравнивания давления, в котором друг над другом расположены водонепроницаемая, тормозящая проход водяного пара, но газопроницаемая ПТФЭ-мембрана 7f и фасонное тело 7g из разбухающего вследствие старения или под влиянием составляющих окружающего воздуха (например, влаги воздуха) материала. На этом изображении показано фасонное тело 7g, имеющее центральное сквозное отверстие 7h, которое вследствие разбухания постепенно закрывается. Но это фасонное тело может также иметь несколько более мелких сквозных отверстий или изначально относительно большие поры, которые похожим образом уменьшаются в зависимости от времени и при известных условиях в итоге полностью закрываются. Как в вышеназванных вариантах осуществления, выбор конкретного материала и конструктивного исполнения этого компонента элемента выравнивания давления осуществляется в зависимости от конкретной цели применения, в частности желаемого зависимого от времени снижения газопроницаемости.
На фиг.3A-3D на эскизных изображениях поперечных сечений предлагаемого изобретением стеклопакета 1' показаны существенные этапы его изготовления. Конструкция стеклопакета 1' практически соответствует конструкции стеклопакета 1 на фиг.1, и соответствующие или функционально похожие части обозначены такими же ссылочными позициями, как и там, и здесь повторно не поясняются. На фиг.3A-3D изображена прямоугольная в поперечном сечении распорка 3' без наполнения осушителем; однако можно исходить из того, что в контексте настоящего изобретения предпочтительно применяется распорка 3, имеющая показанную на фиг.1 геометрическую конфигурацию и наполнение осушителем. Также следует исходить из того, что распорка 3' может быть снабжена показанными на фиг.1 бутиловыми полосами 4a, 4b.
На фиг.3A показан стеклопакет 1' после комплектации краевого соединения путем нанесения полосы 5 из уплотнительного средства и ее затвердевания. Как можно различить на фиг.3B, затем в полосе 5 из уплотнительного средства и наружной стенке 3e' выполняется по одному адаптированному к наружной форме вставляемого элемента для выравнивания давления отверстию 5a, соответственно, 3g'. При этом отверстие 5a в полосе 5 из уплотнительного средства имеет большие размеры, чем соответствующие размеры элемента для выравнивания давления, в то время как отверстие 3g' в распорке 3' точно адаптировано к соответствующим размерам элемента для выравнивания давления, например, чтобы вкручивать в отверстие 3g' элемент для выравнивания давления, снабженный на отдельных участках резьбой.
Затем в соответствии с фиг.3C элемент 7 для выравнивания давления, снабженный бутиловым шнуром 8, подносится к месту отверстий 5a, 3g' и вставляется в эти отверстия (например, путем вкручивания в отверстие 3g') таким образом, чтобы он жестко сидел там, и бутиловый шнур 8 был упруго деформирован таким образом, чтобы он образовывал пародиффузионное уплотнение у отверстия 3g' распорки 3'. Это состояние показано на фиг.3D, и там можно также различить, что вставленный элемент 7 для выравнивания давления был залит кольцом 9 из уплотнительной массы для полного упругого заполнения отверстия 5a и для восстановления водонепроницаемого уплотнения кромки стеклопакета. На этом изготовление показанного варианта осуществления предлагаемого изобретением стеклопакета 1' закончено.
Кроме того, этот вариант осуществления изобретения возможен также во множестве модификаций показанных здесь примеров и отмеченных выше аспектов изобретения.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1, 1' Стеклопакет
2a, 2b Стеклянная панель (стекло)
2c Внутреннее пространство остекления
3, 3' Распорка
3a, 3b Стенка контакта со стеклом
3c Обращенная к внутреннему пространству остекления стенка
3d Маленькие отверстия
3e, 3e' Наружная стенка
3f Внутреннее пространство распорки
3g, 3g' Отверстие распорки
4a, 4b Бутиловая полоса
5 Полоса из уплотнительного средства
5a Отверстие полосы из уплотнительного средства
6 Осушитель
7 Элемент для выравнивания давления
7a, 7b Участки основного тела
7c Резьба
7d, 7e Отверстие элемента для выравнивания давления
7f Мембрана
7g Пластиковый гранулят, соответственно, фасонное тело
7h Отверстие в фасонном теле
8 Бутиловый шнур
9 Кольцо из уплотнительной массы
W Накатной валик