CN112534113A - 非对称安全真空隔热玻璃窗单元 - Google Patents

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CN112534113A CN201980031981.7A CN201980031981A CN112534113A CN 112534113 A CN112534113 A CN 112534113A CN 201980031981 A CN201980031981 A CN 201980031981A CN 112534113 A CN112534113 A CN 112534113A
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P·施奈德
L·德列
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AGC Vidros do Brasil Ltda
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Abstract

本发明涉及一种真空隔热玻璃窗单元(10)，所述真空隔热玻璃窗单元沿着由纵向轴线X和竖直轴线Z限定的平面P延伸，并且包括：a.具有厚度Z1的第一玻璃片(1)和具有厚度Z2的第二玻璃片(2)，并且所述第二玻璃片具有内片面(21)和外片面(22)，其中，所述厚度是在垂直于所述平面P的方向上测量的。所述第一玻璃片的厚度Z1等于或大于6mm(Z1≥6mm)，并且所述第一玻璃片的厚度Z1与所述第二玻璃片的厚度Z2的厚度比率Z1/Z2等于或大于1.10(Z1/Z2≥1.10)。b.一组离散间隔件(3)，所述组离散间隔件定位在所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间，从而维持所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间的距离；c.气密结合密封件(4)，所述气密结合密封件在所述第一玻璃片和所述第二玻璃片的周界上密封所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间的距离；d.内部体积V，所述内部体积由所述第一玻璃片和所述第二玻璃片以及所述组离散间隔件限定并且被所述气密结合密封件封闭，并且其中，存在压力小于0.1mbar的绝对真空，并且其中，所述内片面面向所述内部体积V；真空隔热玻璃窗单元(10)的所述第二玻璃片(2)的外片面(22)通过至少一个聚合物夹层(6)层压到至少一个玻璃片材(5)，从而形成层压组件，其中，所述至少一个玻璃片材具有厚度Zs，所述厚度等于或大于0.5mm(Zs≥0.5mm)，其中所述厚度是在垂直于所述平面P的方向上测量的。

Description

非对称安全真空隔热玻璃窗单元
1.技术领域
本发明涉及一种真空隔热玻璃窗单元，其中玻璃片具有不同的厚度，并且其中具有较小厚度的玻璃片被进一步层压。
2.背景技术
由于真空隔热玻璃窗单元的高隔热性能，因此推荐真空隔热玻璃窗单元。真空隔热玻璃窗单元通常由至少两个玻璃片构成，这些玻璃片由内部空间分开，在该内部空间中已经产生真空。通常，为了实现高隔热性能(热传递系数U，U<1.2W/m2K)，玻璃窗单元内部的绝对压力通常为0.1mbar或更低，并且通常两个玻璃片中的至少一个覆盖有低辐射层。为了在玻璃窗单元内部获得这样的压力，气密结合密封件被放置在两个玻璃片的周边上，并且借助于泵在玻璃窗单元内部产生真空。为了防止玻璃窗单元在大气压力下(由于玻璃窗单元的内部与外部之间的压力差)塌陷，离散间隔件被放置在两个玻璃片之间。
近来的真空隔热玻璃窗单元已被非对称地构造，使得一个玻璃片比另一个玻璃片厚，以改善机械性能。JP 2001316137确实教导构造一种非对称真空隔热玻璃窗单元，其中，设置在室内侧的内玻璃片比外玻璃片厚，以便即使玻璃片被强日光照射也能避免发生变形或失真。JP 2001316138教导了相反的VIG构造，其中，设置在室外侧的外玻璃片比内玻璃平面厚，以改善耐冲击性和声学性。
除机械性能之外，真空隔热玻璃窗单元还必须满足欧洲标准规范EN 12600(ICS81.040.20；91.100.99，注明日期为2002年11月)中注册的安全要求。
EP 1 544 180披露了一种真空隔热玻璃窗单元，其中，玻璃板中的一个具有经由粘合剂层结合到板状构件的外表面，以使反射图像的失真最小化，同时保持低的热传递系数。
此外，内部空间(特别是建筑物)的自然照明是为人们创造愉悦和健康环境的关键参数。日光是这种照明的最令人关注的来源，并且重要的是在建筑物围护结构中具有一些透明的部分，以将这种光引入建筑物的内部。因此，市场上存在增加窗和透明门的尺寸、同时要求高机械性能的趋势。相应地，需要增加真空隔热玻璃窗单元的尺寸。为了维持如此大的尺寸，必须限制真空隔热玻璃窗单元的整体厚度。此外，在翻新旧建筑物时，通常需要在现有开口内安装新玻璃窗，这些现有开口通常提供较小的空间。在这些情况下，也必须限制真空隔热玻璃窗单元的整体厚度。
没有现有技术着手解决对通过安全要求测试并能以最小整体厚度设计的具有高机械性能的真空隔热玻璃窗单元进行构造的技术问题。
3.发明内容
本发明涉及一种真空隔热玻璃窗单元，所述真空隔热玻璃窗单元沿着由纵向轴线X和竖直轴线Z限定的平面P延伸，并且包括：
a)具有厚度Z1的第一玻璃片和具有厚度Z2的第二玻璃片，其中，所述厚度是在垂直于所述平面P的方向上测量的，并且其中，Z1大于Z2(Z1>Z2)。所述第一玻璃片的厚度Z1与所述第二玻璃片的厚度Z2的厚度比率Z1/Z2等于或大于1.10(Z1/Z2≥1.10)。所述第一玻璃片的厚度Z1等于或大于6mm(Z1≥6mm)。
b)一组离散间隔件(3)，所述组离散间隔件被定位在所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间，维持所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间的距离。
c)气密结合密封件(4)，所述气密结合密封件在所述第一玻璃片和所述第二玻璃片的周界上密封所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间的距离。
d)内部体积V，所述内部体积由所述第一玻璃片、所述第二玻璃片和所述组离散间隔件限定并且被所述气密结合密封件封闭，并且其中，存在压力小于0.1mbar的绝对真空。
所述第二玻璃片具有内片面(22)和外片面(23)。所述第二玻璃片(2)的外片面(23)通过至少一个聚合物夹层(6)层压到至少一个玻璃片材(5)，从而形成层压组件，其中，所述至少一个玻璃片材具有厚度Zs，所述厚度等于或大于0.5mm(Zs≥0.5mm)，其中，所述厚度是在垂直于所述平面P的方向上测量的。
本发明还涉及一种将外部空间与内部空间分隔开的分隔物。所述分隔物包括由根据本发明的真空隔热玻璃窗单元封闭的开口，优选地，其中，所述第一玻璃片面向所述外部空间。本发明还涉及根据本发明的真空隔热玻璃窗单元的用途，用于封闭这种分隔物的开口。
通过以下结合附图的详细描述，实施例的其他方面和优点将变得显而易见，附图通过举例的方式展示了所描述的实施例的原理。
4.附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例的非对称真空隔热玻璃窗单元的截面图。
5.具体实施方式
本发明的目的是提供一种真空隔热玻璃窗单元(后文称为VIG)，该真空隔热玻璃窗单元表现出高机械性能，满足安全性要求并且可以被构造成具有最小的整体厚度，同时允许较大的尺寸。
本发明涉及一种真空隔热玻璃窗单元，所述真空隔热玻璃窗单元通常包括：第一玻璃片和第二玻璃片，所述第一玻璃片和所述第二玻璃片通过一组离散间隔件关联在一起，所述组离散间隔件将所述玻璃片保持隔开一定距离，所述距离通常在50μm与1000μm之间、优选地在500μm与500μm之间、并且更优选地在50μm与150μm之间；以及在所述玻璃片之间的内部空间，所述内部空间包括至少一个第一空腔，其中所述空腔中存在绝对压力小于0.1mbar的真空，所述空间被置于围绕所述内部空间的玻璃片的周边上的周边气密密封件封闭。
如图1中所展示，真空隔热玻璃窗单元(10)沿着由纵向轴线X和竖直轴线Z限定的平面P延伸。本发明的非对称VIG包括：
a)具有厚度Z1的第一玻璃片(1)和具有厚度Z2的第二玻璃片(2)，其中，所述厚度是在垂直于所述平面P的方向上测量。所述第二玻璃片具有内片面(22)和外片面(23)。所述第二片的外片面通过至少一个聚合物夹层(6)进一步层压到至少一个玻璃片材(5)，从而形成层压组件；
b)一组离散间隔件(3)，所述组离散间隔件被定位在所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间并且维持所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间的距离；
c)气密结合密封件(4)，所述气密结合密封件在所述第一玻璃片和所述第二玻璃片的周界上密封所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间的距离；
d)内部体积V，所述内部体积由所述第一玻璃片、所述第二玻璃片和所述组离散间隔件限定并且被所述气密结合密封件封闭，并且其中，存在绝对压力小于0.1mbar的真空。
在VIG内，第一玻璃片具有内片面(12)和外片面(13)。所述第二玻璃片具有内片面(22)和外片面(23)。内片面面向非对称VIG的内部体积V。外片面面向VIG的外部。平行地，至少一个玻璃片材具有内片材表面和外片材表面，其中内片材表面面向该内片材表面层压到其上的玻璃片，并且外片材表面面向VIG的外部。
在本发明内，Z1大于Z2(Z1>Z2)，使得第一玻璃片的厚度Z1与第二玻璃片的厚度Z2的厚度比率Z1/Z2等于或大于1.10(Z1/Z2≥1.10)。在优选的实施例中，厚度比率Z1/Z2等于或大于1.30(Z1/Z2≥1.30)，优选地等于或大于1.55(Z1/Z2≥1.55)，更优选地包含在1.60与6.00之间(1.60≤Z1/Z2≤6.00)，理想地是包含在2.00与4.00之间(2.00≤Z1/Z2≤4.00)。令人惊讶地发现，Z1/Z2比率越高，则能更好地实现更高的机械性能。即使玻璃片表面面对内部环境与外部环境之间的剧烈温差，也可以限制变形或失真。
在本发明内，非对称VIG的第一玻璃片的厚度Z1等于或大于6mm(Z1≥6mm)，优选地等于或大于7mm(Z1≥7mm)，更优选地等于或大于8mm(Z1≥8mm)。通常，第一玻璃片的厚度Z1将不大于12mm、优选地不大于10mm。
在优选的实施例中，非对称VIG的第二玻璃片的厚度Z2等于或大于1mm(Z2≥1mm)，优选地等于或大于2mm(Z2≥2mm)，优选地等于或大于3mm(Z2≥3mm)。通常，第二玻璃片的厚度Z2将不大于10mm、优选地不大于8mm。然而，为了改进机械阻力并且最小化本发明的非对称VIG的整体厚度，优选的是将第二片的厚度Z2保持为最小。
在本发明内，第二玻璃片的外片面(23)通过至少一个聚合物夹层(6)进一步层压到至少一个玻璃片材(5)，从而形成层压组件。所述玻璃片材的厚度Zs等于或大于0.5mm(Zs≥0.5mm)。厚度是在垂直于平面P的方向上测量的。
本发明基于以下令人惊讶的发现：本发明的非对称VIG提供高机械性能，满足安全性要求，同时使VIG的整体厚度最小化。VIG的整体厚度是通过将第一玻璃片、第二玻璃片、所有(一个或多个)附加玻璃片材和所有(一个或多个)聚合物夹层的厚度相加而获得的。下表1展示了整体厚度小于其相对应的安全对称VIG的安全非对称VIG。
表1：
Figure BDA0002774437370000051
如从上表可以看出，本发明的非对称VIG的整体厚度为11.76mm，而相对应的对称VIG的整体厚度达到了多达14.76mm。使VIG的整体厚度最小化对于翻新和确定大型VIG尺寸是非常有用的。
玻璃片和片材
本发明的第一玻璃片、第二玻璃片、以及玻璃片材中的至少一个可以选自浮法透明玻璃、超透明玻璃或有色玻璃。术语“玻璃”在本文中应被理解为是指任何类型的玻璃或等效的透明材料，诸如矿物玻璃或有机玻璃。所使用的矿物玻璃可以无关地是一种或多种已知类型的玻璃，诸如钠钙硅玻璃、铝硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃、结晶和多晶玻璃。可以通过浮法工艺、拉制工艺、轧制工艺或已知的从熔融玻璃组成开始制造玻璃片的任何其他工艺来获得玻璃片和/或(一个或多个)片材。玻璃片和/或(一个或多个)片材可以任选地是磨边的。磨边使锋利边缘变成光滑边缘，这对于可接触真空隔热玻璃窗单元、尤其是接触玻璃窗边缘的人来说，要安全得多。优选地，根据本发明的玻璃片和/或(一个或多个)片材是钠钙硅玻璃、铝硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃。优选地，玻璃片是由钠钙硅玻璃制成的片，并且至少一个玻璃片材是由铝硅酸盐玻璃制成。更优选地并且出于降低生产成本的原因，玻璃片是钠钙硅玻璃的片，并且根据本发明的(一个或多个)玻璃片材是钠钙硅玻璃的。
在优选的实施例中，为了保持较高的机械性能和/或进一步改善VIG的安全性，第一玻璃片和/或至少一个玻璃片材中的一个或多个可以是预应力玻璃。预应力玻璃是指热强化玻璃、热增韧安全玻璃或化学强化玻璃。当一个玻璃片材是预应力玻璃片材时，优选的是，这种玻璃片材具有等于或小于2mm(Zs≤2mm)的厚度，并且优选地层压到非对称VIG的第二玻璃片的外片面(22)。
使用受控加热和冷却的方法对热强化玻璃进行热处理，该方法使玻璃外表面受到压缩作用并使玻璃内表面受到张力作用。这种热处理方法提供的玻璃的弯曲强度大于退火玻璃但小于热增韧安全玻璃。
使用受控加热和冷却的方法对热增韧安全玻璃进行热处理，该方法使玻璃外表面受到压缩作用并使玻璃内表面受到张力作用。这种应力会导致玻璃在受到冲击时破裂成小粒状颗粒，而不是***成锯齿状碎片。粒状颗粒不太可能伤害乘员或损坏物体。
玻璃制品的化学强化是热引起的离子交换，涉及用较大离子(例如，碱性钾离子)置换玻璃的表层中的较小碱性钠离子。当较大离子“楔”入原来由钠离子占据的小位点时，玻璃中出现增加的表面压缩应力。此种化学处理通常是通过将玻璃浸入含有一种或多种较大离子的熔融盐的离子交换熔融浴中、在温度和时间的精确控制下进行。还已知铝硅酸盐型玻璃组成(诸如来自旭硝子玻璃公司(Asahi Glass Co.)的产品系列
Figure BDA0002774437370000072
或来自康宁公司(Corning Inc.)的产品系列
Figure BDA0002774437370000073
的那些)对于化学钢化是非常高效的。
优选地，本发明的非对称VIG的第一玻璃片和第二玻璃片和/或至少一个玻璃片材的组成包括以相对于玻璃总重量表示的重量百分比计的以下组分(组分A)。更优选地，玻璃组成(组分B)是钠钙硅型玻璃，其组成的基础玻璃基质的包括以相对于玻璃总重量表示的重量百分比计的以下组分。
Figure BDA0002774437370000071
用于本发明的非对称VIG单元的第一玻璃片和第二玻璃片和/或至少一个玻璃片材的其他优选的玻璃组成包含以相对于玻璃的总重量表示的重量百分比计的以下组分：
Figure BDA0002774437370000081
特别地，根据本发明的组成的基础玻璃基质的示例在公开的PCT专利申请WO2015/150207 A1、WO 2015/150403 A1、WO 2016/091672 A1、WO 2016/169823 A1以及WO2018/001965 A1中进行了描述。
玻璃片可以具有相同的尺寸或不同的尺寸，并且从而形成阶梯状VIG。在本发明的优选实施例中，第一玻璃片和第二玻璃片分别包括第一周边边缘和第二周边边缘，并且其中，第一周边边缘从第二周边边缘凹进，或者其中，第二周边边缘从第一周边边缘凹进。至少一个玻璃片材(5)的周边边缘与所述至少一个玻璃片材层压到其上的玻璃片的周边边缘对齐。这种配置允许增强气密结合密封件的强度。
层压组件
本发明的非对称VIG内的层压组件可以包括1个至4个附加玻璃片材和相对应的附加聚合物夹层的层。然而，为了使本发明的非对称VIG的整体厚度最小化，优选的是将1个至2个玻璃片材层压到第二玻璃片的外片面、优选地仅层压1个玻璃片材。
所述玻璃片材的厚度Zs等于或大于0.5mm(Zs≥0.5mm)，优选地等于或大于1mm(Zs≥1mm)，更优选地等于或大于2mm(Zs≥2mm)，甚至更优选地等于或大于3mm(Zs≥3mm)。通常，玻璃片材的厚度Zs将不大于8mm、优选地不大于6mm。这些厚度是在垂直于平面P的方向上测量的。
本发明中使用的聚合物夹层通常包括材料，所述材料选自下组，该组由以下各项组成：乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚异丁烯(PIB)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、聚酯、共聚酯、聚缩醛、环烯烃聚合物(COP)、离聚物和/或紫外线活化粘合剂，以及制造玻璃层压件领域中已知的其他材料。使用这些材料的任何兼容组合的共混材料也可以适用。在优选实施例中，至少聚合物夹层包括材料，所述材料选自由乙烯醋酸乙烯酯和/或聚乙烯醇缩丁醛组成的组，所述材料更优选地为聚乙烯醇缩丁醛。聚合物夹层也被命名为“结合夹层”，因为聚合物夹层和玻璃片形成结合，该结合产生了玻璃片与聚合物夹层之间的粘附。
在优选实施例中，本发明中使用的聚合物夹层是透明或半透明的聚合物夹层。然而，对于装饰性应用，聚合物夹层可以是有色的或图案化的。
至少一个聚合物夹层的典型厚度(在垂直于平面P的方向上测量的)为0.3mm至3.5mm、优选地为0.75mm至1.75mm。可商购的聚合物夹层是0.38mm和0.76mm、1.52mm、2.28mm和3.04mm的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)层。为了实现所需的厚度，可以使用这些膜中的一个或多个。
为了在本发明的VIG内形成层压组件，优选地使用聚乙烯醇缩丁醛聚合物夹层。聚乙烯醇缩丁醛(或PVB)是已知用于要求牢固的粘合力、光学透明性、对许多表面的粘附性、韧性和柔韧性的应用的树脂。它是由聚乙烯醇与丁醛反应制得的。PVB膜的商标名称包括KBPVB、Saflex、GlasNovations、WINLITE、S-Lec、Trosifol和EVERLAM。结合工艺在热和压力下进行，结合工艺也命名为热压罐工艺，这在本领域中是已知的。在这些条件下层压时，PVB夹层变得光学透明，并将两片玻璃粘合在一起。一旦密封在一起，层压件就表现为单个单元，并且看起来就像普通的玻璃。PVB的聚合物夹层坚韧且易延展，因此脆性裂纹不会从层压件的一侧传递到另一侧。
本领域已知的并且对于本发明优选的另一种工艺是无热压罐的层压玻璃生产。顾名思义，这种工艺不涉及使用热压罐进行层压。仅需要所谓的真空袋工艺。
该工艺降低了能量成本，但具有限制聚合物夹层的类型和厚度的缺点。无热压罐的烘箱优先制造EVA和专用PVB层压玻璃。在这种情况下，为了达到所需的厚度和安全要求，可以使用那些无热压罐的聚合物夹层中的一个或多个。
本发明的层压组件中使用的聚合物夹层对本发明的非对称VIG的安全性提供了以下贡献：首先，聚合物夹层将冲击力分布在玻璃片的更大面积上，从而增加了玻璃的抗冲击性。其次，如果玻璃最终破裂，则聚合物夹层会粘合所导致的碎片。第三，聚合物夹层在冲击期间以及在冲击之后的静态载荷下经受塑性变形，从而吸收能量并减少了冲击物体的侵入，而且减小了传递到冲击物体的冲击的能量。
在另一个优选实施例中，也可以通过至少一个聚合物夹层将第一玻璃片进一步层压到至少一个玻璃片材，从而形成层压组件。在该实施例中，至少一个玻璃片材的厚度Zs2通常至多为第一玻璃片的厚度Z1(Zs2≤Z1)。上文描述的关于第二玻璃片的玻璃片材和聚合物夹层的所有实施例和优选技术特征相对应地适用于第一玻璃片的层压组件。
在替代性优选实施例中，第一玻璃片的外片面(11)设置有至少一个防裂聚合物膜、优选地设置有聚酯防裂聚合物膜。在该实施例中，进一步优选地，第一玻璃片由硼硅酸盐玻璃、钠钙硅玻璃或铝硅酸盐玻璃制成，更优选地由钠钙硅玻璃制成。优选地，这种非对称VIG用于封闭分隔物的开口，由此第一片面向外部空间。
适用于本发明的防裂聚合物膜具有高模量、优异的撕裂强度和直接对玻璃的优异粘附性。由此，合适的聚合物夹层材料或材料共混物在最高40℃的温度下应具有至少50MPa的储能杨氏模量(Storage Young’s Modulus)。例如，改变防裂聚合物膜的厚度以便增强撕裂强度可能是有用的。防裂聚合物膜的典型厚度(在垂直于平面P的方向上测量的)至少为1.0mm、优选地至少为1.25mm。防裂聚合物膜通常直接自粘附到第一玻璃片的外片面。自粘附是指聚合物膜/玻璃面不需要并且因此可能不包括任何中间层的粘合剂和/或玻璃表面预处理以获得适合用作安全玻璃的结合。在本发明的实践中有用的合适的聚酯防裂聚合物膜可以以商标名
Figure BDA0002774437370000111
例如从杜邦公司(E.I.DuPont de Nemours&Company)商业购买。已经发现，第一玻璃片在设置有这种防裂聚合物膜时，一旦玻璃破碎，就表现出优异的耐久性、抗冲击性、韧性、以及对玻璃造成的切口的抵抗性。因此，这种VIG配置在遭受飓风和暴风雨的建筑物中的建筑应用中特别有用。
分隔物
本发明的非对称VIG通常用于封闭分隔物内的开口，诸如通用玻璃窗单元、建造物墙、汽车玻璃窗单元或建筑玻璃窗单元、器具......。该分隔物将外部空间与内部空间分隔开，通常，分隔物将建筑物的外部空间与内部空间分隔开。在优选实施例中，本发明的非对称VIG将封闭将外部空间与内部空间分隔开的分隔物的开口，由此，非对称VIG的第一玻璃片面向外部空间。确实，已经发现，为了使本发明的非对称VG的技术优势最大化，厚度等于或大于6mm的第一玻璃片可以是可接受通过安全要求测试，并且有助于限制非对称VIG单元的整体厚度。
本发明还涉及如上限定的非对称真空隔热玻璃窗单元的用途，用于封闭将外部空间与内部空间分隔开的分隔物的开口，并且其中，第一玻璃片面向外部空间。
在本发明的一些实施例中，可以在真空隔热玻璃窗单元(10)的第一浮法玻璃片和/或第二浮法玻璃片(1，2)的内片面(12，22)和/或外片面(13，23)中的至少一个上设置膜，诸如低辐射膜、太阳能控制膜(热射线反射膜)、抗反射膜、防雾膜，优选地为热射线反射膜或低辐射膜。在如图1所示的本发明的优选实施例中，非对称VIG的第二浮法玻璃片(2)的内片面(22)设置有热射线反射膜或低辐射膜(7)。优选地，当使用非对称VIG来封闭分隔物的开口，由此第一片面向外部空间时，则真空隔热玻璃窗单元(10)的第二玻璃片(2)的内片面(22)设置有热射线反射膜或低辐射膜。
在本发明内也可以使用带隔音层压玻璃的增强隔音件。在这种情况下，聚合物夹层包括***在两个聚乙烯醇缩丁醛膜之间的至少一种附加的隔音材料。
具有电致变色、热致变色、光致变色或光伏元件的玻璃片也与本发明兼容。
多个隔热玻璃窗
在本发明的另一个实施例中，本发明还适用于任何类型的玻璃窗单元，包括(两个、三个或更多个)玻璃片，这些玻璃片界定隔热或非隔热内部空间(也称为多个玻璃窗单元)，只要这些内部空间中的至少一个中产生部分真空。因此，在一个实施例中，为了改善本发明的非对称VIG的机械性能，可以经由周边间隔条(也已知为间隔窗口型材)沿VIG的周边将第三附加玻璃片联接到第一玻璃片和第二玻璃片的外片面的至少一个(13和/或23)，从而形成通过周边边缘密封件密封的隔热空腔。所述周边间隔条在第三玻璃片与第一玻璃片和第二玻璃片之一外片面的至少一个之间保持一定的距离。通常，所述间隔条包括干燥剂，并且通常具有包含在6mm至20mm之间、优选地在9mm至15mm之间的厚度。通常，所述第二内部体积填充有预定气体，该预定气体选自下组，该组由以下各项组成：空气、干燥空气、氩气(Ar)、氪气(Kr)、氙气(Xe)、六氟化硫(SF6)、二氧化碳或它们的组合。所述预定气体对于防止热传递是有效的和/或可以用来减少声音传播。
间隔件
如图1所描绘的，本发明的真空隔热玻璃窗单元包括多个离散间隔件(3)，也称为支柱，它们被夹在第一玻璃片和第二玻璃片(1，2)之间，以便保持内部体积V。根据本发明，离散间隔件定位在第一玻璃片与第二玻璃片之间，从而保持第一玻璃片与第二玻璃片之间的距离，并形成具有间距λ的阵列，该阵列的间距包含在10mm与100mm之间(10mm≤λ≤100mm)。间距是指离散间隔件之间的间隔。在优选实施例中，该间距包含在20mm与80mm之间(20mm≤λ≤80mm)、更优选地包含在20mm与50mm之间(20mm≤λ≤50mm)。本发明内的阵列通常是规则阵列，该规则阵列基于等边三角形、正方形或六边形方案，优选地基于正方形方案。
离散间隔件可以具有不同的形状，诸如圆柱形、球形、丝状、沙漏形、C形、十字形、棱柱形......。优选使用小的支柱，即由支柱的外圆周限定的支柱与玻璃片的接触表面通常等于或小于5mm2，优选地等于或小于3mm2，更优选地等于或小于1mm2。这些值可以提供良好的机械阻力，同时在美学上是离散的。离散间隔件通常由具有可耐受从玻璃片的表面施加的压力的强度的材料制成，从而能够承受诸如燃烧和烘烤的高温过程，并且在制造玻璃片之后几乎不排放气体。这种材料优选是硬质金属材料、石英玻璃或陶瓷材料，特别地，金属材料，诸如铁、钨、镍、铬、钛、钼、碳钢、铬钢、镍钢、不锈钢、镍铬钢、锰钢、铬锰钢、铬钼钢、硅钢、镍铬合金、硬铝合金或类似物，或者陶瓷材料，诸如刚玉、氧化铝、莫来石、氧化镁、氧化钇、氮化铝、氮化硅或类似物。
气密结合密封件
如图1中所示，在本发明的真空隔热玻璃窗单元(10)的玻璃片(1，2)之间界定的内部体积V利用气密结合密封件(4)封闭，该气密结合密封件围绕所述内部空间放置在玻璃片的周边上。所述气密结合密封件是不透气的且坚硬的。诸如本文所用并且除非另外指出，否则术语“不透气的”应理解为是指不透空气或不透大气中存在的任何其他气体。
存在各种气密结合密封件技术。第一种类型的密封件(使用最广泛)是基于焊料玻璃的密封件，其熔点低于玻璃窗单元的玻璃片的玻璃的熔点。这种类型的密封件的使用将低辐射层的选择限制为不会因实施焊料玻璃所需的热循环而劣化的低辐射层，即能够承受可能高达250℃的温度的低辐射层。另外，因为这类基于焊料玻璃的密封件仅是非常轻微可变形的，因此当玻璃窗单元的内侧玻璃片与该玻璃窗单元的外侧玻璃片经受大温度差时，该密封件不允许所述片之间的差胀效应被吸收。由此，在玻璃窗单元周边产生相当大的应力，并且这些应力可引起玻璃窗单元的玻璃片的破裂。
第二类型的密封件包括金属密封件，例如厚度小(<500μm)的金属条，该金属条通过至少部分覆盖有一层可焊接材料(诸如软锡合金焊料)的连结底层而被焊接到玻璃窗单元的周边。相对于第一类型的密封件，第二类型的密封件的一个显著优点在于，它能够部分变形，以便部分地吸收在两个玻璃片之间形成的差胀。在玻璃片上存在各种类型连结底层。
专利申请WO 2011/061208 A1描述了用于真空隔热玻璃窗单元的第二类型的周边不透气密封件的一个示例性实施例。在该实施例中，密封件是例如由铜制成的金属条，该金属条借助可焊材料焊接到设置在玻璃片的周边上的粘附带。
内部体积
内部体积V内产生绝对压力小于0.1mbar、优选地小于0.01mbar的真空，该内部体积由第一玻璃片和第二玻璃片以及一组离散间隔件限定并且通过本发明的非对称VIG内的气密结合密封件来封闭。
本发明的非对称VIG的内部体积可以包括气体，例如但不限于空气、干燥空气、氩气(Ar)、氪气(Kr)、氙气(Xe)、六氟化硫(SF6)、二氧化碳或它们的组合。相对于单个玻璃片，由于内部体积中存在气体，因此减少了通过具有这种传统结构的隔热片进行的能量传递。
内部体积也可以被抽出任何气体，因此形成真空玻璃窗单元。通过真空隔热的隔热玻璃窗单元的能量传递被真空被大大地减少。为了在玻璃窗单元的内部空间中产生真空，通常，将使得内部空间与外部连通的中空玻璃管设置在这些玻璃片中的一个的主面上。因此，通过以下方式在内部空间中产生部分真空：借助于连接到该玻璃管的外端上的泵来抽出该内部空间中存在的气体。
为了在真空隔热玻璃窗单元中维持给定真空水平一段持续时间，可以在玻璃窗单元中使用吸气剂。具体地，构成玻璃窗单元的玻璃片的内表面可以随着时间的流逝而释放预先吸收在玻璃中的气体，从而增加真空隔热玻璃窗片的内部压力，并且因此降低真空性能。通常，这种吸气剂由锆、钒、铁、钴、铝等的合金组成，并且以薄层(厚度为几微米)的形式或以放置在玻璃窗片的玻璃片之间的块的形式沉积，以便不被看见(例如，被外部搪瓷或被周边不透气密封件的一部分所隐藏)。吸气剂在室温下在其表面上形成了钝化层、并且由此必须被加热以便使得钝化层消失并因此激活其合金吸气特性。吸气剂被认为是“热激活的”。
示例
示例1和示例2展示了本发明的非对称VIG的不同实施例，它们表现出高机械性能，满足安全要求，同时使VIG构型的整体厚度最小化。
Figure BDA0002774437370000151
示例3和示例4展示了本发明的非对称VIG的不同实施例，它们表现出了保持高机械性能，满足更好的安全要求，同时使VIG构型的整体厚度最小化。
Figure BDA0002774437370000161
附图标记# 特征
10 真空隔热玻璃窗
1 第一玻璃片
12 第一玻璃片的内片面
13 第一玻璃片的外片面
2 第二玻璃片
22 第二玻璃片的内片面
23 第二玻璃片的外片面
3 离散间隔件
4 气密结合密封件
5 玻璃片材
6 聚合物夹层
7 热射线反射膜或低辐射膜
V 内部体积

Claims (14)

1.一种真空隔热玻璃窗单元(10)，所述真空隔热玻璃窗单元沿着由纵向轴线X和竖直轴线Z限定的平面P延伸，并且包括：
a.具有厚度Z1的第一玻璃片(1)和具有厚度Z2的第二玻璃片(2)，并且所述第二玻璃片具有内片面(21)和外片面(22)，其中，所述厚度是在垂直于所述平面P的方向上测量的；
b.一组离散间隔件(3)，所述组离散间隔件定位在所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间，从而维持所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间的距离；
c.气密结合密封件(4)，所述气密结合密封件在所述第一玻璃片和所述第二玻璃片的周界上密封所述第一玻璃片与所述第二玻璃片之间的距离；
d.内部体积V，所述内部体积由所述第一玻璃片、所述第二玻璃片和所述组离散间隔件限定并且被所述气密结合密封件封闭，并且其中，存在压力小于0.1mbar的绝对真空；并且其中，所述内片面面向所述内部体积V；
其特征在于，所述第一玻璃片的厚度Z1等于或大于6mm(Z1≥6mm)，
其特征在于，所述第一玻璃片的厚度Z1与所述第二玻璃片的厚度Z2的厚度比率Z1/Z2等于或大于1.10(Z1/Z2≥1.10)，并且
其特征在于，所述第二玻璃片(2)的外片面(22)通过至少一个聚合物夹层(6)层压到至少一个玻璃片材(5)，从而形成层压组件，其中，所述至少一个玻璃片材具有厚度Zs，所述厚度等于或大于0.5mm(Zs≥0.5mm)，其中，所述厚度是在垂直于所述平面P的方向上测量的。
2.根据权利要求1所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，所述至少一个玻璃片材的厚度等于或大于1mm(Zs≥1mm)，优选地等于或大于2mm(Zs≥2mm)，更优选地等于或大于3mm(Zs≥3mm)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，所述厚度比率Z1/Z2等于或大于1.30(Z1/Z2≥1.30)，优选地等于或大于1.55(Z1/Z2≥1.55)，更优选地包含在1.60与6.00之间(1.60≤Z1/Z2≤6.00)，甚至更优选地在2.00与4.00之间(2.00≤Z1/Z2≤4.00)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，所述第二玻璃板的厚度Z2等于或大于1mm(Z2≥1mm)，优选地等于或大于2mm(Z2≥2mm)，更优选地等于或大于3mm(Z2≥3mm)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，所述第一玻璃片的厚度Z1等于或大于7mm(Z1≥7mm)、更优选地等于或大于8mm(Z1≥8mm)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，所述至少一个聚合物夹层包括材料，所述材料选自下组，所述组由以下各项组成：乙烯醋酸乙烯酯、聚异丁烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯、聚氯乙烯、聚酯、共聚酯、聚缩醛、环烯烃聚合物、离聚物、紫外线活化粘合剂和/或它们的组合，所述材料优选地选自由乙烯醋酸乙烯酯和/或聚乙烯醇缩丁醛组成的组，所述材料更优选地为聚乙烯醇缩丁醛。
7.根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，在垂直于所述平面P的方向上测量的所述至少一个聚合物夹层的厚度包含在0.3mm至3.5mm之间、优选地在0.75mm至1.75mm之间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，所述组离散间隔件形成具有间距的阵列，所述间距包含在10mm与100mm之间，优选地在20mm与80mm之间，更优选地在20mm与50mm之间。
9.根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，所述第一玻璃片和所述第二玻璃片分别具有内片面(12，22)和外片面(13，23)，其中，所述内片面面向所述内部体积V，并且其中，所述内面(12，22)和/或外面(13，23)中的至少一个至少设置有热射线反射膜或低辐射膜(7)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，所述第一玻璃片是预应力玻璃片。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，所述第一玻璃片(13)的外片面通过至少一个聚合物夹层而层压到至少一个玻璃片材，从而形成层压组件，其中，所述至少一个玻璃片材的厚度Zs2等于或小于所述第一片的厚度Z1(Zs2≤Z1)。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元，其中，所述第一玻璃片的外片面(13)设置有至少一个防裂聚合物膜、优选地设置有聚酯防裂膜。
13.一种限定外部空间和内部空间的分隔物，所述分隔物包括由根据前述权利要求中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元封闭的开口，其中，所述第一玻璃片面向所述外部空间。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的真空隔热玻璃窗单元的用途，用于对限定外部空间和内部空间的分隔物的所述开口进行封闭，其中，所述第一玻璃片面向所述外部空间。
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