ДИСТАНЦИОННАЯ РАМКА С ПРЕРЫВИСТЫМ АДГЕЗИОННЫМ СЛОЕМ
SPACER FRAME WITH INTERMITTENT ADHESION LAYER

Изобретение относится к дистанционной рамке для стеклопакетов, к стеклопакету и его применению.
Стеклопакет, как правило, содержит по меньшей мере два листа из стекла или полимерных материалов. Листы отделены друг от друга вакуумом или газовым пространством, ограниченным дистанционной рамкой (spacer). Теплоизолирующая способность стеклопакета значительно выше, чем у одинарного стекла, и может быть дополнительно усилена и улучшена в случае тройного остекления или при использовании специальных покрытий. Так, например, покрытия, содержащие серебро, позволяют уменьшить пропускание инфракрасного излучения и, таким образом, уменьшают охлаждение здания зимой.
Помимо состава и структуры стекла, большое значение имеют и другие компоненты стеклопакета. Уплотнение и, прежде всего, дистанционная рамка сильно влияют на качество изоляционного остекления. В стеклопакете между двумя стеклянными листами по периметру установлена дистанционная рамка, образующая заполненный газом или воздухом промежуток между листами, который герметично изолирован от проникновения влаги.
На теплоизоляционные свойства стеклопакетов значительное влияние оказывает теплопроводность в зоне кромок стеклопакета, в частности, в области дистанционной рамки. При использовании металлических дистанционных рамок высокая теплопроводность металла приводит к образованию теплового мостика на кромке стекла. Этот тепловой мостик, с одной стороны, приводит к утечке тепла в краевой зоне стеклопакета, а с другой стороны, при высокой влажности воздуха и низких наружных температурах, к образованию конденсата на внутреннем стекле в области дистанционной рамки. Для решения этих проблем все чаще используются термически оптимизированные системы, так называемые "системы с теплыми краями", в которых дистанционные рамки образованы из материалов с более низкой теплопроводностью, в частности, из пластика.
Соединение между стеклянным листом и дистанционной рамкой обеспечивается клеевым соединением, выполненным из так называемого первичного герметика, например, полиизобутилена. При повреждении этого клеевого соединения в это место может проникнуть влага. Как правило, на обращенную наружу сторону дистанционной рамки во внешнем пространстве между листами наносится вторичный герметик в качестве уплотнения кромок, который поглощает механические напряжения, вызванные климатическими нагрузками, и тем самым обеспечивает стабильность стеклопакета. Наружная сторона дистанционной рамки должна быть выполнена так, чтобы гарантировать хорошую адгезию ко вторичному герметику. Из-за изменения температуры во времени, например, из-за солнечного излучения, отдельные компоненты стеклопакета расширяются и снова сжимаются при похолодании. При этом стекло расширяется сильнее, чем дистанционная рамка из полимерного материала. Таким образом, эти механические колебания растягивают или сжимают клеевое соединение и уплотнение кромок, которые только в ограниченной степени могут компенсировать эти колебания за счет собственной эластичности. В процессе эксплуатации стеклопакета описанное механическое напряжение может привести к частичному или полному отслаиванию клеевого соединения. Это отслаивание соединения между герметиком и дистанционной рамкой может привести к проникновению влаги воздуха в стеклопакет, что вызывает образование конденсата в области стекол и снижение изолирующего эффекта. Поэтому стороны дистанционной рамки, контактирующие с герметиком, должны иметь как можно лучшую адгезию к герметику. Одним из подходов к улучшению адгезии к герметику является подбор свойств пароизоляционной пленки, находящейся на внешней стороне дистанционной рамки.
x
y
С этой целью в документе EP2719533 A1 описана дистанционная рамка с пленкой, которая на стороне, обращенной к вторичному герметику, содержит тонкий адгезионный слой из SiO или AlO. Кроме тонкого адгезионного слоя пленка содержит только полимерные слои, которые берут на себя также функцию защиты от влаги. В качестве влагоизолирующего слоя служат, среди прочего, слои из ориентированного EVOH.
В документе WO2019134825 A1 описана пленка для дистанционной рамки, которая содержит наружный адгезионный слой в форме органического грунтовочного слоя.
x
В документе WO 2015043626 А1 описана пленка для дистанционной рамки с наружным слоем SiO в качестве грунтовки для клеев и герметиков. Кроме того, описан внутренний слой из ориентированного полипропилена, который можно приварить к основному телу.
Помимо описанной в уровне техники оптимизированной адгезии ко вторичному герметику, большое значение имеет также адгезия нанесенной пленки к дистанционной рамке, а также внутренняя стабильность пленки. Для долговременной стабильности дистанционной рамки в стеклопакете адгезия должна быть высокой и к вторичному, и к первичному герметику, и, кроме того, сама пленка должна быть стабильной в течение длительного времен.
Таким образом, целью настоящего изобретения является создание усовершенствованной дистанционной рамки, не имеющей упомянутых выше недостатков, и создание усовершенствованного изоляционного стеклопакета.
Согласно изобретению, цель настоящего изобретения достигнута посредством дистанционной рамки для стеклопакетов по независимому пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения указаны в зависимых пунктах.
Стеклопакет согласно изобретению и его применение согласно изобретению выявляются из дополнительных независимых пунктов формулы.
Предлагаемая изобретением дистанционная рамка для стеклопакетов содержит по меньшей мере один полимерный полый профиль, проходящий в продольном направлении и имеющий первую боковую стенку, параллельную ей вторую боковую стенку, стенку внутреннего пространства остекления, наружную стенку и полость. Полость окружена боковыми стенками, стенкой внутреннего пространства остекления и наружной стенкой. При этом стенка внутреннего пространства остекления по существу перпендикулярна боковым стенкам и соединяет первую боковую стенку со второй боковой стенкой. Боковые стенки представляют собой стенки полого профиля, к которым крепятся наружные стеклянные листы стеклопакета. Стенка внутреннего пространства остекления является стенкой полого профиля, которая после монтажа в готовом стеклопакете обращена к внутреннему пространству между стеклянными листами. Наружная стенка по существу параллельна стенке внутреннего пространства остекления и соединяет первую боковую стенку со второй боковой стенкой. Наружная стенка после монтажа в готовом стеклопакете обращена к наружному пространству между листами.
Кроме того, дистанционная рамка содержит гидроизоляцию на наружной стенке, первой боковой стенке и второй боковой стенке полимерного полого профиля. Гидроизоляция препятствует попаданию влаги во внутреннее пространство между листами и предотвращает утечку газа, содержащегося во внутреннем пространстве между листами. Гидроизоляция имеет форму пленки, состоящую из нескольких слоев, и содержит многослойную систему с барьерной функцией. Эта многослойная система содержит по меньшей мере один полимерный слой и один неорганический барьерный слой. Многослойная система берет на себя барьерную функцию гидроизоляции и препятствует проникновению влаги во внутреннее пространство между листами. Кроме того, гидроизоляция содержит металлический или керамический внешний адгезионный слой толщиной d по меньшей мере 5 нм. Внешний адгезионный слой обращен к наружному пространству между листами и в готовом стеклопакете находится в контакте с вторичным герметиком. Адгезионный слой служит, в частности, для улучшения адгезии к вторичному герметику. При этом адгезионный слой прерывается в поперечном направлении (Y) участками без покрытия. Без покрытия означает, что в этой области гидроизоляции адгезионный слой отсутствует. Поперечное направление перпендикулярно продольному направлению и простирается от первой боковой стенки до второй боковой стенки. Продольное направление есть направление протяженности полимерного полого профиля. Поскольку адгезионный слой является прерывистым, в зависимости от производственного процесса требуется меньше материала по сравнению со сплошным адгезионным слоем, что выгодно. Кроме того, улучшаются теплоизоляционные свойства кромок стеклопакета, так как передача тепла от стекла, опирающегося на первую боковую стенку, к стеклу, опирающемуся на вторую боковую стенку, прерывается участками без покрытия. Неожиданно оказалось, что прерывистый адгезионный слой улучшает адгезию дистанционной рамки к вторичному герметику, так что с дистанционной рамкой согласно изобретению достигается улучшенная долговременная стабильность стеклопакета.
В одном предпочтительном варианте осуществления адгезионный слой граничит непосредственно с полимерным слоем многослойной системы с барьерной функцией. Таким образом, полимерный слой с прерывистым адгезионным слоем находится на стороне дистанционной рамки, обращенной наружу в направлении наружного пространства между листами. Благодаря этому нижележащий неорганический барьерный слой или слои защищены полимерным слоем.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления адгезионный слой толщиной d покрывает от 30% до 95% площади гидроизоляции, предпочтительно от 35% до 90%, особенно предпочтительно от 40% до 85%. Недостающая до 100% часть приходится на непокрытые участки толщиной 0 нм. При таких степенях покрытия улучшается адгезия к вторичному герметику и одновременно оптимизируются затраты на материал адгезионного слоя.
В следующем предпочтительном варианте осуществления адгезионный слой имеет толщину d от 5 нм до 1000 нм, предпочтительно от 10 нм до 1000 нм, особенно предпочтительно от 15 нм до 500 нм. Особенно предпочтительно толщина d адгезионного слоя составляет от 10 нм до 300 нм, предпочтительно от 15 нм до 100 нм, особенно предпочтительно от 20 нм до 50 нм. Так как адгезионный слой не предназначен для улучшения барьерного эффекта гидроизоляции, достаточно сравнительно небольшой толщины. В то же время предпочтительные диапазоны толщины гарантируют, что адгезионный слой будет достаточно толстым для надежного сцепления с пленкой и вторичным герметиком.
В одном предпочтительном варианте осуществления адгезионный слой толщиной d имеет вид регулярного рисунка. Равномерное распределение адгезионного слоя обеспечивает равномерное прочное сцепление по всей площади гидроизоляции. Это приводит к превосходным результатам в отношении долговременной стабильности стеклопакета с дистанционной рамкой согласно изобретению. Регулярный рисунок предпочтительно представляет собой регулярный рисунок из линий и/или точек. Регулярный означает, что рисунок состоит из равномерно повторяющихся элементов.
В случае точечного рисунка точки могут состоять либо из адгезионного слоя толщиной d, либо из практически непокрытого участка. Под точками здесь имеются в виду по существу круглые пятна. Диаметр точки зависит, наряду с прочим, от ширины дистанционной рамки и может составлять от 0,5 мм до 50 мм. Если это линейный рисунок, то линии предпочтительно проходят параллельно боковым стенкам в направлении (Х) полого полимерного профиля. При этом линии адгезионного слоя толщиной d располагаются попеременно с линиями без покрытия. Ширина линий (измеряемая в поперечном направлении) зависит, наряду с прочим, от ширины дистанционной рамки и может составлять от 0,5 мм до 25 мм.
В альтернативном предпочтительном варианте осуществления адгезионный слой имеет форму нерегулярного рисунка. Это означает, что распределение отдельных элементов, например, отдельных точек или линий является случайным. Нерегулярные рисунки можно легко создать без использования специальных масок. Несмотря на нерегулярность рисунка, непокрытые участки или адгезионный слой расположены таким образом, что прерывание в поперечном направлении (направлении Y) реализуется по всему полимерному полому профилю.
В следующем предпочтительном варианте осуществления адгезионный слой имеет вид пластинок/областей/участков с диаметром от 5 нм до 50 мм, предпочтительно от 0,5 мм до 40 мм. Термин "пластинки"/"области"/"участки" относится к пятнам, контуры которых отличаются от линий и точек. При этом в пределах покрытия площадь может меняться от пластинки к пластинке или оставаться неизменной. Пластинки могут иметь, например, приблизительно эллиптическую форму, прямоугольную форму, треугольную форму, крестообразную форму или любую другую многоугольную форму. Диаметр пластинки определяется в его самом широком месте. Ширина относится к поперечному направлению (направлению Y).
Распределение пластинок предпочтительно является равномерным, поскольку равномерное распределение адгезионного слоя обеспечивает особенно однородную адгезию. Альтернативно, пластинки предпочтительно расположены неравномерно. Этот вариант особенно хорошо реализуем без маски.
В одном предпочтительном варианте осуществления адгезионный слой на участках без покрытия имеет толщину 0 нм. Таким образом, достигается особенно хорошее улучшение теплоизоляции в области гидроизоляции, а также экономится материал на адгезионный слой. Этот вариант может быть осуществлен особенно хорошо способом с использованием маски.
В одном предпочтительном варианте осуществления прерывание реализовано за счет прерывистых участков шириной (в направлении Y) по меньшей мере 5 нм, предпочтительно по меньшей мере 0,5 мм и особенно предпочтительно по меньшей мере 2 мм. В случае более широких прерывистых участков перенос тепла через адгезионный слой значительно сокращается, так что теплоизоляционные свойства дистанционной рамки дополнительно улучшаются.
x
x
x
x
В одном предпочтительном варианте осуществления адгезионный слой представляет собой керамический адгезионный слой и содержит SiO или состоит из SiO. SiO имеет особенно хорошую адгезию к материалам вторичного герметика и имеет низкую теплопроводность, что дополнительно улучшает теплоизоляционные свойства дистанционной рамки. Предпочтительно использовать SiO с x в интервале от 0,7 до 2,1, предпочтительно от 1 до 1,5.
В следующем предпочтительном варианте осуществления адгезионный слой является металлическим адгезионным слоем. Согласно изобретению, металлический адгезионный слой может содержать как чистые металлы, так и их оксиды или их сплавы. Предпочтительно, металлический адгезионный слой содержит или состоит из алюминия, титана, никеля, хрома, железа или их сплавов или оксидов. Они имеют хорошую адгезию к примыкающему герметику. Предпочтительными сплавами является нержавеющая сталь и TiNiCr.
Особенно предпочтительно, металлический адгезионный слой содержит или состоит из оксида алюминия, титана, никеля, хрома, железа. Оксиды металлов отличаются особенно хорошей адгезией к примыкающему герметику и стабильны в течение особенно длительного времени. Особенно хорошие результаты с точки зрения долговременной стабильности были достигнуты при использовании металлического адгезионного слоя из оксида алюминия, оксида хрома или оксида титана.
В одном предпочтительном варианте осуществления металлический или керамический адгезионный слой наносится непосредственно на полимерный слой многослойной системы с барьерной функцией способом химического осаждения из газовой фазы (CVD) или физического осаждения из газовой фазы (PVD). В результате достигается особенно хорошая адгезия между полимерным слоем и адгезионным слоем.
В одном предпочтительном варианте осуществления металлический или керамический адгезионный слой наносится на полимерный слой многослойной системы посредством маски в форме рисунка, задаваемого маской. Этот способ получения особенно выгоден в случае регулярного рисунка.
Маску предпочтительно наносить на полимерный слой способом "с рулона на рулон". Полимерный слой уже может быть частью многослойной системы с барьерной функцией или может присутствовать как отдельный полимерный слой. Затем полимерный слой, снабженный маской, может быть покрыт адгезионным слоем способом PVD или CVD. Этот способ особенно хорошо подходит, например, для создания линейного рисунка. По окончании процесса маска удаляется.
Маску на подлежащий покрытию полимерный слой предпочтительно наносят в виде съемной самоклеящейся пленки, имеющей вырезы. Полимерный слой уже может быть частью многослойной системы с барьерной функцией или может присутствовать как отдельный полимерный слой, который на следующем технологическом этапе соединяется с остальной частью многослойной системы с барьерной функцией. Затем на полимерный слой, снабженный самоклеящейся пленкой, наносят материал адгезионного слоя способом PVD или CVD. Адгезионный слой остается только в местах, где в самоклеящейся пленке имеется вырез. После процесса напыления самоклеящуюся пленку удаляют. Там, где раньше была самоклеящаяся пленка, теперь находится непокрытый участок толщиной 0 нм, так что теплоперенос через адгезионный слой прерывается.
Маска предпочтительно наносится на полимерный слой в виде смываемой краски. Затем наносят полимерный слой способом CVD или PVD. Таким образом, участки без смываемой краски обеспечены адгезионным слоем, а прочие участки, оставшиеся после смыва краски, остаются непокрытыми и имеют толщину 0 нм. То есть, поскольку там не имеется адгезионного слоя, он имеет толщину 0 нм. Этот метод особенно гибок и может быть легко использован для создания самых разнообразных рисунков, так как краской можно напечатать любой рисунок.
В альтернативном предпочтительном варианте осуществления адгезионный слой нанесен без помощи маски. Это особенно экономично, поскольку не нужно изготавливать особую маску.
Процесс напыления предпочтительно применяется, например, для нанесения очень тонких слоев толщиной не более 10 нм. При этом образуется адгезионный слой в виде пластинок с толщиной d меньше 10 нм и непокрытыми участками без неорганического покрытия. Таким образом, создается адгезионный слой с нерегулярным распределением пластинок и участков без покрытия. Расстояние между отдельными пластинками предпочтительно лежит в нанометровом диапазоне.
В качестве многослойной системы с барьерной функцией можно использовать пленки, известные из уровня техники, какие описаны, например, в заявке WO 2013/104507 A1.
В одном предпочтительном варианте осуществления адгезионный слой напрямую граничит с полимерным слоем многослойной системы с барьерной функцией, а к нему примыкает неорганический барьерный слой, так что получается следующая последовательность слоев, начиная от стороны, обращенной к наружному пространству между листами: адгезионный слой - полимерный слой - неорганический барьерный слой. Таким образом, на стороне дистанционной рамки, обращенной в направлении наружного пространства между листами, находится полимерный слой с прерывистым адгезионным слоем. В результате нижележащий неорганический барьерный слой или слои защищены полимерным слоем.
В одном предпочтительном варианте осуществления многослойная система с барьерной функцией содержит по меньшей мере два полимерных слоя и по меньшей мере два неорганических барьерных слоя. Неорганические барьерные слои вносят существенный вклад в барьерные свойства многослойной системы. Полимерные слои служат, во-первых, несущим материалом и промежуточными слоями между неорганическими барьерными слоями. Во-вторых, полимерные слои могут также вносить значительный вклад в барьерные свойства. В частности, ориентированные полимерные пленки улучшают герметичность дистанционной рамки.
В одном предпочтительном варианте осуществления многослойная система с барьерной функцией содержит ровно два полимерных слоя и три неорганических барьерных слоя. Благодаря третьему неорганическому барьерному слою дополнительно улучшается барьерный эффект гидроизоляции.
В одном предпочтительном варианте осуществления многослойная система содержит по меньшей мере три полимерных слоя и по меньшей мере три неорганических барьерных слоя. В следующем предпочтительном варианте осуществления многослойная система с барьерной функцией содержит ровно три полимерных слоя и ровно три неорганических барьерных слоя. Такая гидроизоляция может быть с успехом получена из трех односторонне покрытых пленок.
В одном предпочтительном варианте осуществления отдельные слои многослойной системы расположены так, чтобы образовать пакет со следующей последовательностью слоев: неорганический барьерный слой/ полимерный слой/ неорганический барьерный слой. В зависимости от способа получения слои могут быть соединены напрямую или соединены находящимся между ними клеевым слоем. Благодаря размещению полимерного слоя между двумя неорганическими барьерными слоями улучшается внутренняя стабильность гидроизоляции, поскольку отслоение отдельных слоев происходит реже, чем в конфигурации, когда все неорганические барьерные слои расположены рядом друг с другом.
Полимерный слой многослойной системы предпочтительно содержит полиэтилентерефталат, этиленвиниловый спирт, ориентированный этиленвиниловый спирт, поливинилиденхлорид, полиамид, полиэтилен, полипропилен, ориентированный полипропилен, двуосно-ориентированный полипропилен, ориентированный полиэтилентерефталат, двуосно-ориентированный полиэтилентерефталат или состоит из указанных полимеров. Ориентированные полимеры дополнительно способствуют барьерному эффекту.
Полимерный слой предпочтительно имеет толщину от 5 мкм до 24 мкм, предпочтительно от 10 мкм до 15 мкм, особенно предпочтительно 12 мкм. Такие толщины приводят в особенно стабильной многослойной системе в целом.
Клеевой слой для склеивания пленок с покрытием или без покрытия для получения многослойной системы предпочтительно имеет толщину от 1 мкм до 8 мкм, предпочтительно от 2 мкм до 6 мкм. Это гарантирует надежное склеивание.
Неорганический барьерный слой многослойной системы предпочтительно является металлическим или керамическим барьерным слоем. Толщина отдельного неорганического барьерного слоя предпочтительно лежит в диапазоне 20-300 нм, особенно предпочтительно в диапазоне 30-100 нм.
Металлический барьерный слой предпочтительно содержит или состоит из металлов, оксидов металлов или их сплавов. Металлический барьерный слой предпочтительно содержит или состоит из алюминия, серебра, меди, их оксидов или сплавов. Эти барьерные слои отличаются особенно высокой непроницаемостью.
Керамический барьерный слой предпочтительно содержит или состоит из оксида кремния и/или нитрида кремния. Эти слои обладают лучшими теплоизоляционными свойствами, чем металлические барьерные слои, и, кроме того, могут быть выполнены прозрачными.
В одном предпочтительном варианте осуществления многослойная система с барьерной функцией в качестве неорганических барьерных слоев содержит исключительно металлические барьерные слои. Это улучшает долговременную стабильность дистанционной рамки, поскольку термические напряжения из-за разных материалов внутри гидроизоляции компенсируются лучше, чем в случае комбинации разных барьерных слоев. В высшей степени предпочтительно, многослойная система с барьерной функцией в качестве металлических барьерных слоев содержит исключительно алюминиевые слои. Алюминиевые слои имеют особенно хорошие герметизирующие свойства и легко поддаются обработке.
x
x
В следующем предпочтительном варианте осуществления многослойная система с барьерной функцией в качестве неорганических барьерных слоев содержит исключительно керамические барьерные слои из SiO или SiN. Такая гидроизоляция характеризуется особенно хорошими теплоизоляционными свойствами. Особенно предпочтителен внешний адгезионный слой из SiO. Такую гидроизоляцию можно особенно хорошо реализовать в виде прозрачной пленки.
В следующем предпочтительном варианте осуществления многослойная система содержит один или несколько керамических барьерных слоев, а также один или несколько металлических барьерных слоев. Комбинируя различные барьерные слои и их различные свойства, можно добиться оптимальной герметизации от проникновения влаги и утечки газа из внутреннего пространства между листами.
Гидроизоляция предпочтительно проходит непрерывно в продольном направлении дистанционной рамки, так что в изоляционном стеклопакете по всему периметру дистанционной рамки влага не может проникнуть во внутреннее пространство между листами.
Гидроизоляцию предпочтительно наносят так, чтобы области обеих боковых стенок, граничащие со стенкой внутреннего пространства остекления, не содержали гидроизоляции. Благодаря нанесению гидроизоляции на всю наружную стенку вплоть до боковых стенок достигается особенно хорошая герметизация дистанционной рамки. Преимущество наличия свободных от гидроизоляции участков на боковых стенках заключается в улучшении внешнего вида в собранном состоянии. Если гидроизоляция доходит до стенки внутреннего пространства остекления, она будет видна в готовом стеклопакете. Иногда это воспринимается как эстетически непривлекательное. Высота участков, оставшихся свободными от гидроизоляции, предпочтительно составляет от 1 мм до 3 мм. В этом варианте осуществления гидроизоляция не видна в готовом стеклопакете.
В альтернативном предпочтительном варианте осуществления гидроизоляция нанесена на все боковые стенки. Факультативно гидроизоляция может дополнительно находиться также на стенке внутреннего пространства остекления. Это еще больше улучшает герметизацию дистанционной рамки.
Полость в дистанционной рамке согласно изобретению приводит к уменьшению веса по сравнению с цельной дистанционной рамкой и доступна для вмещения других компонентов, например, влагопоглотителя.
Первая боковая стенка и вторая боковая стенка представляют собой стороны дистанционной рамки, к которым при установке дистанционной рамки монтируются наружные листы стеклопакета. Первая боковая стенка и вторая боковая стенка параллельны друг другу.
Наружная стенка полого профиля представляет собой стенку, противоположную стенке внутреннего пространства остекления, обращенную от внутреннего пространства стеклопакета (промежуток между внутренними листами) в направлении наружного пространства между листами. Наружная стенка предпочтительно проходит по существу перпендикулярно боковым стенкам. Плоская наружная стенка, перпендикулярная боковым стенкам на всем своем протяжении (параллельная стенке внутреннего пространства остекления), выгодна тем, что площадь уплотнения между дистанционной рамкой и боковыми стенками максимальна, а более простая форма облегчает производственный процесс.
В одном предпочтительном варианте осуществления дистанционной рамки согласно изобретению участки наружной стенки, ближайшие к боковым стенкам, наклонены под углом α (альфа) 30°-60° к наружной стенке в направлении боковых стенок. Такая конструкция повышает устойчивость полимерного полого профиля. Ближайшие к боковым стенкам участки предпочтительно наклонены под углом α (альфа) 45°. В этом случае стабильность дистанционной рамки еще больше улучшается. Угловая конфигурация улучшает приклеивание гидроизоляции.
В одном предпочтительном варианте осуществления гидроизоляция наклеивается на полимерный полый профиль клеем, не выделяющим газа. Различие в коэффициенте линейного расширения между гидроизоляцией и полимерным профилем может привести к термическим напряжениям. Благодаря прикреплению гидроизоляции посредством клея можно снять возможные напряжения за счет эластичности клея. В качестве клея подходят термопластичные клеи, а также реактивные клеи, такие как многокомпонентные клеи. В качестве клея предпочтительно используют термопластичный полиуретан или полиметакрилат. Они особенно хорошо показали себя в испытаниях.
В одном предпочтительном варианте осуществления дистанционной рамки согласно изобретению полимерный полый профиль имеет по существу постоянную толщину стенок d. Толщина стенок d предпочтительно составляет от 0,5 мм до 2 мм. В этом диапазоне дистанционная рамка является особенно стабильной.
В одном предпочтительном варианте осуществления дистанционной рамки согласно изобретению полый профиль содержит полимеры на биооснове, полиэтилен (PE), поликарбонат (PC), полипропилен (PP), полистирол, сложный полиэфир, полиэтилентерефталат (PET), модифицированный гликолем полиэтилентерефталат (PET-G), полиоксиметилен (POM), полиамид, полиамид-6,6, полибутилентерефталат (PBT), акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS), сополимер акрилового эфира, стирола и акрилонитрила (ASA), смесь поликарбоната и акрилонитрил-бутадиен-стирола (ABS/PC), стирол-акрилонитрил (SAN), PET/PC, PBT/PC или их сополимеры. В одном особенно предпочтительном варианте осуществления полый профиль состоит в основном из перечисленных полимеров.
Полимерный полый профиль предпочтительно усилен стекловолокнами. Коэффициент теплового расширения полого полимерного профиля можно варьировать и регулировать путем подбора содержания стекловолокна в полом полимерном профиле. Подбором коэффициентов теплового расширения полого профиля и гидроизоляции можно избежать напряжений между разными материалами, обусловленных температурой, и отслаивания гидроизоляции. Доля стекловолокна в полимерном полом профиле предпочтительно составляет от 20 до 50 вес.%, особенно предпочтительно от 30 до 40 вес.%. Фракция стекловолокна в полимерном полом профиле улучшает одновременно прочность и стабильность.
Армированная стекловолокном дистанционная рамка, как правило, является жесткой рамкой, которая скрепляется или сваривается из отдельных прямых частей при сборке дистанционной рамки для стеклопакета. При этом места соединения должны быть отдельно уплотнены герметиком, чтобы обеспечить оптимальную герметизацию дистанционной рамки. Благодаря высокой стабильности гидроизоляции и особенно хорошей адгезии к герметику дистанционная рамка согласно изобретению особенно хорошо поддается обработке.
В альтернативном предпочтительном варианте осуществления полый профиль не содержит стекловолокон. Отсутствие стекловолокон ухудшает теплоизоляционные свойства дистанционной рамки и делает рамку жесткой и хрупкой. Полые профили без стекловолокон легче сгибаются, поэтому герметизации мест стыков не требуется. При сгибании дистанционная рамка подвергается особым механическим нагрузкам. В частности, в углах дистанционной рамки гидроизоляция сильно растягивается. Предлагаемая изобретением конструкция дистанционной рамки с гидроизоляцией также позволяет сгибать дистанционную рамку без нарушения герметичности стеклопакета.
В следующем предпочтительном варианте осуществления полимерный полый профиль выполнен из вспененного полимера. В этом случае при изготовлении полимерного полого профиля добавляется пенообразователь. Примеры вспененных дистанционных рамок описаны в WO2016139180 A1. Вспененная конструкция приводит к уменьшению теплопереноса через полый полимерный профиль, а также к экономии материала и снижению веса по сравнению с полым профилем из сплошного полимера.
В одном предпочтительном варианте осуществления стенка внутреннего пространства остекления имеет по меньшей мере одну перфорацию. Предпочтительно, в стенке внутреннего пространства остекления выполнено множество перфораций. Общее количество перфораций зависит при этом от размера стеклопакета. Перфорации в стенке внутреннего пространства остекления соединяют полость с внутренним пространством между листами стеклопакета, что обеспечивает газообмен между ними. Это позволяет находящемуся в полости влагопоглотителю поглощать влагу из воздуха, предотвращая тем самым запотевание окон. Перфорации предпочтительно выполнены в виде щелей, особенно предпочтительно в виде прорезей шириной 0,2 мм и длиной 2 мм. Щели обеспечивают оптимальный воздухообмен без проникновения влагопоглотителя из полости во внутреннее пространство между листами. Перфорации могут быть легко пробиты или высверлены в стенке внутреннего пространства остекления после изготовления полого профиля. Перфорации предпочтительно вырубаются горячей штамповкой в стенке внутреннего пространства остекления.
В альтернативном предпочтительном варианте осуществления материал стенки внутреннего пространства остекления является пористым или выполнен из пластика с открытыми порами, так что перфорации не требуется.
Полимерный полый профиль предпочтительно имеет ширину вдоль стенки внутреннего пространства остекления от 5 мм до 55 мм, предпочтительно от 10 мм до 20 мм. В контексте изобретения ширина измеряется между боковыми стенками. Ширина есть расстояние между обращенными друг от друга поверхностями двух боковых стенок. Выбор ширины стенки внутреннего пространства остекления определяет расстояние между листами стеклопакета. Точные размеры стенки внутреннего пространства остекления зависят от размеров стеклопакета и желаемого значения пространства между листами.
Полый профиль предпочтительно имеет высоту вдоль боковых стенок от 5 мм до 15 мм, особенно предпочтительно от 6 мм до 10 мм. В этом диапазоне высот дистанционная рамка обладает предпочтительной стабильностью, а с другой стороны, она незаметна в стеклопакете, что выгодно. Кроме того, полость в дистанционной рамке имеет предпочтительные размеры для вмещения подходящего количества влагопоглотителя. Высота дистанционной рамки представляет собой расстояние между обращенными друг от друга поверхностями наружной стенки и стенкой внутреннего пространства остекления.
2
2
4
В полости предпочтительно содержится влагопоглотитель, предпочтительно силикагели, молекулярные сита, CaCl, NaSO, активированный уголь, силикаты, бентониты, цеолиты и/или их смеси.
Изобретение относится также к стеклопакету с по меньшей мере одним первым листом, одним вторым листом, дистанционной рамкой согласно изобретению, проходящей по периметру между первым и вторым листами, внутренним пространством между листами и наружным пространством между листами. Дистанционная рамка согласно изобретению выполнена как периметровая дистанционная рамка. При этом первый лист прикреплен к первой боковой стенке дистанционной рамки посредством первичного герметика, и второй лист прикреплен ко второй боковой стенке посредством первичного герметика. Это означает, что между первой боковой стенкой и первым листом, а также между второй боковой стенкой и вторым листом находится первичный герметик. Первый лист и второй лист расположены параллельно и предпочтительно совпадают при наложении. Таким образом, кромки обоих листов в краевой области предпочтительно расположены вровень, то есть находятся на одинаковой высоте. Внутреннее пространство между листами ограничено первым и вторым листом и стенкой внутреннего пространства остекления. Наружное пространство между листами определено как пространство, ограниченное первым листом, вторым листом и гидроизоляцией на наружной стенке дистанционной рамки. Наружное пространство между листами по меньшей мере частично заполнено вторичным герметиком, при этом вторичный герметик находится в прямом контакте с внешним адгезионным слоем. Вторичный герметик способствует механической прочности стеклопакета и поглощает часть климатических нагрузок, действующей на кромки стеклопакета.
В одном предпочтительном варианте осуществления стеклопакета согласно изобретению первичный герметик покрывает переход между полимерным полым профилем и гидроизоляцией, так что достигается особенно хорошая герметизация стеклопакета. В результате снижается диффузия влаги в полость дистанционной рамки в месте, где гидроизоляция соприкасается с пластиком (меньше диффузии по поверхности раздела).
В следующем предпочтительном варианте осуществления стеклопакета согласно изобретению вторичный герметик наносится вдоль первого листа и второго листа таким образом, чтобы центральная область наружной стенки не содержала вторичного герметика. Под центральной областью понимается участок, расположенный по середине относительно двух внешних листов, в отличие от двух внешних областей наружной стенки, которые примыкают к первому и второму листам. В результате достигается хорошая стабилизация стеклопакета и одновременно уменьшаются материальные затраты на вторичный герметик. В то же время такую конфигурацию легко получить, нанося две полоски вторичного герметика на наружную стенку во внешней области, граничащей с наружными листами.
В следующем предпочтительном варианте осуществления вторичный герметик наносится таким образом, чтобы все наружное пространство между листами было полностью заполнено вторичным герметиком. Это приводит к максимальной стабилизации стеклопакета.
Вторичный герметик предпочтительно содержит полимеры или модифицированные силаном полимеры, особенно предпочтительно органические полисульфиды, силиконы, термоклей, полиуретаны, силиконовый каучук, сшитый при комнатной температуре (RTV), силиконовый каучук, сшитый пероксидом, и/или силиконовый каучук, сшитый аддитивной сшивкой. Эти герметики оказывают особенно хороший стабилизирующий эффект.
Первичный герметик предпочтительно содержит полиизобутилен. Полиизобутилен может быть сшитым или несшитым полиизобутиленом.
Первый лист и второй лист стеклопакета предпочтительно содержит стекло, керамику и/или полимеры, особенно предпочтительно кварцевое стекло, боросиликатное стекло, известково-натриевое стекло, полиметилметакрилат или поликарбонат.
Первый лист и второй лист имеют толщину от 2 мм до 50 мм, предпочтительно от 3 мм до 16 мм, причем эти два листа могут иметь разную толщину.
В одном предпочтительном варианте осуществления стеклопакета по изобретению дистанционная рамка состоит из одной или нескольких дистанционных рамок согласно изобретению. Это может быть, например, дистанционная рамка согласно изобретению, согнутая в цельную раму. Речь может идти также о нескольких дистанционных рамках согласно изобретению, соединенных друг с другом одним или несколькими штекерными соединителями. Штекерные соединители могут быть выполнены в виде продольных соединителей или угловых соединителей. Такие угловые соединители могут быть выполнены, например, в виде пластмассовой формованной детали с уплотнителем, в которой соединены встык две дистанционные рамки, снабженные косым срезом.
В принципе возможны самые разные геометрии стеклопакета, например, прямоугольная, трапециевидная и закругленная формы. Для получения круглых форм дистанционную рамку согласно изобретению можно сгибать, например, в нагретом состоянии.
В еще одном варианте осуществления стеклопакет содержит более двух стеклянных листов. При этом дистанционная рамка может, например, иметь канавки, в которых размещен по меньшей мере один дополнительный лист. Кроме того, некоторые листы также могут быть выполнены в виде многослойного стекла.
Кроме того, изобретение относится к применению стеклопакета согласно изобретению в качестве внутреннего остекления зданий, наружного остекления зданий и/или остекления фасадов.
Далее изобретение подробнее поясняется на чертежах. Чертежи представляют собой чисто схематическое изображение и выполнены без соблюдения масштаба. Они никоим образом не ограничивают изобретение. На чертежах:
фигура 1:
вид в разрезе одного возможного варианта осуществления дистанционной рамки согласно изобретению,
фигуры 2a, b:
вид сверху гидроизоляции в одном возможном варианте осуществления дистанционной рамки согласно изобретению,
фигура 3:
вид в разрезе по линии A-A' гидроизоляции, показанной на фигуре 2a,
фигуры 4a, b:
вид сверху гидроизоляции в одном возможном варианте осуществления дистанционной рамки согласно изобретению (a) и вид в разрезе по линии B-B' гидроизоляции, показанной на фигуре 4a,
фигуры 5a, b:
вид сверху гидроизоляции в одном возможном варианте осуществления дистанционной рамки согласно изобретению (a) и вид в разрезе по линии C-C' гидроизоляции, показанной на фигуре 5a,
фигура 6:
вид в разрезе одного возможного варианта осуществления стеклопакета согласно изобретению.
Фигура 1 показывает в разрезе дистанционную рамку I, возможную согласно изобретению. Дистанционная рамка содержит проходящий в продольном направлении (X) полимерный полый профиль 1 с первой боковой стенкой 2.1, проходящей параллельно ей второй боковой стенкой 2.2, стенкой 3 внутреннего пространства остекления и наружной стенкой 5. Стенка 3 внутреннего пространства остекления проходит перпендикулярно боковым стенкам 2.1 и 2.2 и соединяет эти две боковые стенки. Наружная стенка 5 находится напротив стенки 3 внутреннего пространства остекления и соединяет две боковые стенки 2.1 и 2.2. Наружная стенка 5 проходит по существу перпендикулярно боковым стенкам 2.1 и 2.2. Однако ближайшие к боковым стенкам 2.1 и 2.2 участки 5.1 и 5.2 наружной стенки 5 наклонены под углом α (альфа) примерно 45° к наружной стенке 5 в направлении боковых стенок 2.1 и 2.2. Наклонная геометрия улучшает стабильность полого профиля 1 и обеспечивает лучшее склеивание с гидроизоляцией 30. Полый профиль 1 является полимерным полым профилем, который состоит в основном из полипропилена с 20 вес.% стекловолокон. Толщина стенок полого профиля составляет 1 мм. Толщина стенок по существу везде одинаковая. Это улучшает стабильность полого профиля и упрощает производство. Полый профиль 1 имеет, например, высоту h 6,5 мм и ширину 15,5 мм. Ширина измеряется в направлении Y от первой боковой стенки 2.1 до второй боковой стенки 2.2. Наружная стенка 5, стенка 3 внутреннего пространства остекления и обе боковые стенки 2.1 и 2.2 окружают полость 8. Газо- и влагонепроницаемая гидроизоляция 30 находится на наружной стенке 5, части первой боковой стенки 2.1 и части второй боковой стенки 2.2. Граничащие со стенкой 3 внутреннего пространства остекления участки первой боковой стенки 2.1 и второй боковой стенки 2.2 остаются без гидроизоляции 30. Если считать от стенки 3 внутреннего пространства остекления, свободной остается полоса шириной 1,9 мм. Гидроизоляция 30 может быть закреплена на полимерном полом профиле 1, например, посредством полиметакрилатного клея. В качестве гидроизоляции 30 подходят, например, варианты, показанные на следующих фигурах. Полость 8 может вмещать влагопоглотитель 11. В стенке 3 внутреннего пространства остекления предусмотрены перфорации 24, которые в стеклопакете обеспечивают соединение с внутренним пространством между листами. Через перфорации 24 в стенке 3 внутреннего пространства остекления влагопоглотитель 11 может поглощать влагу из внутреннего пространства 15 между листами.
x
Фигура 2a показывает в виде сверху наружную, обращенную к наружному пространству между листами, сторону гидроизоляции 30, какая может быть нанесена на дистанционную рамку I, представленную на фигуре 1. Гидроизоляция 30 содержит внешний адгезионный слой 31, который прерывается несколькими непокрытыми участками 36, в которых обнажается материал нижележащего полимерного слоя 35. В данном случае полимерный слой 35 состоит из PET. На фигуре 3 показано сечение по линии A-A'. Внешний адгезионный слой 31 имеет толщину d 30 нм и состоит из слоя SiO, который был нанесен способом PVD с использованием маски. Адгезионный слой 31 толщиной d прерывается участками 36 без покрытия. На участках без покрытия адгезионный слой отсутствует. В процессе маску предпочтительно наклеивают, чтобы между маской и полимерным слоем не мог проникнуть материал покрытия. Так как адгезионный слой 31 был получен способом PVD с маской, толщина адгезионного слоя 31 по существу равна толщине d по всей площади гидроизоляции. Адгезионный слой 31 в поперечном направлении (Y) прерывается участками 36 без покрытия. Как показано на фигуре 2a, адгезионный слой 31 имеет форму правильного точечного рисунка. Равномерное расположение адгезионного слоя 31 обеспечивает особенно однородную адгезию к вторичному герметику. Точки имеют диаметр около 4 мм.
На фигуре 2b показан аналогичный фигуре 2a вид сверху другого варианта осуществления гидроизоляции 30. Здесь вместо регулярного точечного рисунка адгезионный слой 31 имеет форму нерегулярного точечного рисунка. В этом случае участки 36 без покрытия имеют форму точек диаметром 3 мм, которые распределены неравномерно. На участках 36 без покрытия адгезионный слой имеет толщину 0 нм. Он получен путем нанесения смываемой краски на слой 35 из PET в местах, где предусмотрены непокрытые участки 36. Затем на снабженный краской слой PET напыляют слой оксида алюминия толщиной 10 нм. После процесса напыления смываемую краску смывали, в результате чего образовывался адгезионный слой 31 с непокрытыми участками 36. Поскольку вследствие использованного способа получения на непокрытых участках отсутствует слой оксида алюминия, перенос тепла от первой боковой стенки 2.1 ко второй боковой стенке 2.2 прерывается, что способствует улучшению теплоизоляционных свойств дистанционной рамки. Несмотря на неравномерное распределение участков без покрытия, гарантируется, что адгезионный слой 31 прерывается в поперечном направлении (направлении Y) участками без покрытия. Это прерывание реализовано за счет областей без покрытия по всему полому профилю в продольном направлении.
Фигуры 4a и 4b показывают пример гидроизоляции 30, которая способом CVD была покрыта слоем 31 оксида алюминия толщиной d 30 нм. При этом на полимерный слой PET наклеивали маску с регулярным линейным узором из линий шириной 1 мм, состоящую из адгезионного слоя и непокрытых участков, и нанесен слой 35 PET, снабженный маской. После процесса покрытия маску снова удаляли, получая регулярный линейный рисунок, который по существу по всей гидроизоляция имеет одинаковую толщину d адгезионного слоя. Это выгодно для однородной адгезии к вторичному герметику. В качестве многослойной системы 33 подходят различные барьерные пленки, известные из уровня техники, например, описанные в WO 2013/104507 A1, причем примыкающий к адгезионному слою полимерный слой 35 представляет собой слой PET.
Фигуры 5a и 5b показывают гидроизоляцию 30 дистанционной рамки I согласно изобретению. В качестве внешнего адгезионного слоя 31 в процессе напыления нанесен слой 31 алюминия неоднородной толщины. При этом толщина d адгезионного слоя варьируется в интервале от 5 нм до 10 нм. Между ними находятся зоны 36 без покрытия. Отдельные пластинки имеют разную геометрию, на что указывают разные геометрические площади. К адгезионному слою примыкает многослойная система 33 с барьерной функцией, состоящая из четырех полимерных слоев 35.1, 35.2, 35.3 и 35.4 и трех неорганических барьерных слоев 34.1, 34.2 и 34.3. Каждый неорганический барьерный слой представляет собой алюминиевый слой толщиной 50 нм. Полимерные слои 35.1, 35.2, 35.3 и 35.4 представляют собой слои PET толщиной 12 мкм каждый. Полимерные слои 35.2, 35.3 и 35.4 соединены непосредственно с одним алюминиевым слоем каждый. Между первым полимерным слоем 35.1 и первым алюминиевым слоем 34.1 находится клеевой слой толщиной 3 мкм из полиуретанового клея. Между вторым алюминиевым слоем 34.2 и вторым полимерным слоем 35.2 также находится клеевой слой. Между третьим алюминиевым слоем 34.3 и третьим полимерным слоем 35.3 также находится клеевой слой. Таким образом, во всем пакете гидроизоляции 30 имеется три клеевых слоя. Таким образом, гидроизоляция может быть получена путем ламинирования четырех покрытых с одной стороны полимерных пленок: одной пленки oPP со структурированным покрытием с одной стороны и трех односторонне покрытых по всей площади пленок PET. Ориентация третьего алюминиевого слоя 34.3 относительно пакета слоев защищает третий алюминиевый слой 34.3 от механических повреждений. Три тонких алюминиевых слоя обеспечивают высокую влагонепроницаемость гидроизоляции и, тем самым, дистанционной рамки.
Фигура 6 показывает в разрезе краевую зону предлагаемого изобретением стеклопакета II с дистанционной рамкой I, показанной на фигуре 1. Первый лист 13 соединен посредством первичного герметика 17 с первой боковой стенкой 2.1 дистанционной рамки I, а второй лист 14 прикреплен первичным герметиком 17 ко второй боковой стенке 2.2. Первичный герметик 17 по существу представляет собой сшитый полиизобутилен. Внутреннее пространство 15 между листами находится между первым листом 13 и вторым листом 14 и ограничено стенкой 3 внутреннего пространства остекления дистанционной рамки I согласно изобретению. Внутреннее пространство 15 между листами заполнено воздухом или инертным газом, таким как аргон. Полость 8 заполнена влагопоглотителем 11, например, молекулярным ситом. Через перфорации 24 в стенке 3 внутреннего пространства остекления полость 8 соединена с внутренним пространством 15 между листами. Через перфорации 24 в стенке 3 внутреннего пространства остекления происходит газообмен между полостью 8 и внутренним пространством 15 между листами, при этом влагопоглотитель 11 поглощает влагу воздуха из внутреннего пространства 15 между листами. Первый лист 13 и второй лист 14 выступают наружу из боковых стенок 2.1 и 2.2, образуя наружное пространство 16 между листами, которое находится между первым листом 13 и вторым листом 14 и ограничено наружной стенкой 5 с гидроизоляцией 30 дистанционной рамки. Кромка первого листа 13 и кромка второго листа 14 находятся на одной уровне. Наружное пространство 16 между листами заполнено вторичным герметиком 18. В данном примере вторичный герметик 18 является полисульфидом. Полисульфиды особенно хорошо поглощают силы, действующие на кромки стеклопакета, и, таким образом, способствуют высокой стабильности стеклопакета II. Адгезия полисульфидов к адгезионному слою дистанционной рамки согласно изобретению является превосходной. Первый лист 13 и второй лист 14 состоят из известково-натриевого стекла толщиной 3 мм.
Список позиций
I
дистанционная рамка
II
стеклопакет, изолирующее остекление
1
полый профиль
2.1
первая боковая стенка
2.2
вторая боковая стенка
3
стенка внутреннего пространства остекления
5
наружная стенка
5.1, 5.2
ближайшие к боковым стенкам участки наружной стенки
8
полость
11
влагопоглотитель
13
первый стеклянный лист
14
второй стеклянный лист
15
внутреннее пространство между листами
16
наружное пространство между листами
17
первичный герметик
18
вторичный герметик
24
перфорация в стенке внутреннего пространства остекления
30
гидроизоляция
31
адгезионный слой
33
многослойная система с барьерной функцией
34
неорганический барьерный слой
35
полимерный слой
36
не имеющие покрытия участки гидроизоляции
d
толщина адгезионного слоя
X
продольное направление, направление протяженности полого профиля
Y
поперечное направление