DE19530838A1 - Abstandshalter für Isolierscheibenanordnung - Google Patents

Abstandshalter für Isolierscheibenanordnung

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Description

Die Erfindung betrifft einen Abstandshalter zum randseitigen Einsatz in eine Isolierscheibenanordnung mit wenigstens zwei voneinander beabstandeten Scheiben (Isolierverglasung).
Moderne Isolierscheibenanordnungen sind hochentwickelte Systeme, die längst nicht mehr die Schwachstelle der Wärmeisolierung von Gebäuden darstellen. Die wärmedämmenden Eigenschaften dieser Isolierscheibenanordnungen werden ggf. durch Funktionsgläser unterstützt, die den Energieeinsatz minimieren, sei es durch hohe Energiegewinne solarer Energie im Wohnungsbau oder die Optimierung des Energieeintrags unter den Aspekten der Gebäudeklimatisierung.
Zur Beabstandung von zwei Scheiben einer Isolierscheibenanordnung wird üblicherweise randseitig ein Abstandshalter zwischen den beiden Scheiben eingesetzt und dicht verklebt. Für den Abstandshalter werden dabei herkömmlicherweise Aluminiumprofile, kombiniert mit einer dauerelastischen Wasserdampfsperre zwischen einer Scheibe und dem Abstandshalter auf Basis von Polyisobutylen sowie einer Polysulfid-(Thiokol)-Außenabdichtung eingesetzt. Diese übliche Technik ist kostengünstig und gewährleistet die essentiellen Eigenschaften wie gasdichter Abschluß des Innenraums zwischen den beiden Scheiben, Haftung der Verklebung sowie Aufnahme mechanischer Kräfte. Nachteilhaft ist indessen die hohe Wärmeleitfähigkeit des Aluminiums (ca. 240 W/mK), die insbesondere im Randbereich der Isolierscheibenanordnungen ein Ansteigen der Wärmedurchgangskoeffizienten (k-Werte) und somit der Wärmeverluste verursacht. Bei dieser bekannten Technik stellt der Abstandshalter somit wärmetechnisch die Schwachstelle der Isolierscheibenanordnung dar.
Weitere bekannte Alternativen für einen Abstandshalter enthalten in Anlehnung an das übliche zeolithgefüllte Aluminium-Profil ebenso Metallkomponenten als Wasserdampf- oder Gassperre, überwiegend in Form von Folien.
Beim Swiggle-Strip JS 802 handelt es sich um ein extrudiertes Band aus mit Trockenmittel gefülltem Polyisobutylen mit integriertem Metall-Abstandshalter (Hager, W.: Glas + Rahmen 11 (1987), 512). Dieses System kann einstufig, aber auch mit zusätzlicher äußerer Dichtstufe (Silikon, Thiokol) installiert werden. Der einfachen Verarbeitung und wesentlich geringeren Wärmeleitung stehen jedoch geringere mechanische Belastbarkeit des reinen Butylsystems, die ungünstige Porengröße des Trockenmittels und ein hoher Preis gegenüber.
Aus der EP 0 328 823 und DE 38 71 939 ist eine flexible Mischung aus Trockenmittel und Silikonschaum bekannt, die auf der Rückseite mit einer aluminiumbedampften PET-Folie als Wasserdampfsperre beschichtet ist. Die Aluminiumbedampfung stellt somit ebenso eine wärmetechnische Schwachstelle dar.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Abstandshalter bzw. ein Verfahren zum Herstellen eines Abstandshalters zu schaffen, der bzw. das in einfacher Weise die Verbesserung der Wärmeisolierungseigenschaften des Abstandshalters gestattet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 18 gelöst.
Die Unteransprüche bilden jeweils den Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
Erfindungsgemäß ist also ein Abstandshalter zum randseitigen Einsatz in eine Isolierscheibenanordnung mit wenigstens zwei voneinander beabstandeten Scheiben vorgesehen. Der Abstandshalter besteht dabei aus einem Kunststoff auf rein polymerer Basis und ist metallfrei.
Beispielsweise durch Extrudieren kann der Kunststoff in die Form eines mit einem Trockenmittel füllbaren Profils gebracht werden.
Der Kunststoff kann eine Mischung sein bestehend aus Polyethylen hoher Dichte oder Polypropylen in Mengenanteilen von 50-98% und anorganischen Füll- und Verstärkungsstoffen in Mengenanteilen von 2-50%.
Diese Kunststoffmischung kann funktionalisierte Polyolefine in Mengenanteilen von 1-5% enthalten.
Alternativ kann der Kunststoff eine Mischung sein bestehend aus Polyethylen hoher Dichte oder Polypropylen in Mengenanteilen von 50-95%, Polyamid-6 in Mengenanteilen von 5-40% und Mitteln zur Erhöhung der Verträglichkeit (Compatibilizern) auf Basis funktionalisierter Polyolefine in Mengenanteilen von 0-20%.
Auch diese Kunststoffmischung kann anorganische Füll- und Verstärkungsstoffe, insbesondere in Mengenanteilen von 2-50% aufweisen.
Den Kunststoffmischungen können Stabilisatoren gegen thermooxidative Beeinträchtigungen zugegeben werden.
Der Kunststoff kann difunktionelle Verbindungen zur Verbesserung der Haftungseigenschaften enthalten.
Diese funktionellen Verbindungen können in Mengenanteilen von maximal 5% vorliegen.
Zur Verbesserung der Haftung des Abstandshalters an bekannten Klebstoffen können Haftvermittler auf der Basis von Titanaten und Zirkonaten dem Kunststoff beigegeben werden.
Eine Verbesserung der Haftung kann weiterhin durch Beflammung des Abstandshalters erreicht werden. Dabei wird den Verbrennungsgasen ein gasförmiges Silan (z. B. Tetraethoxysilan) zugesetzt, so daß bei der Beflammung eine SiOxCy-Schicht auf der Polymeroberfläche entsteht.
Zur weiteren Verbesserung der Haftungseigenschaften kann die Oberfläche des Abstandshalters wenigstens teilweise mechanisch behandelt sein. Zur weiteren Erhöhung der Gasdichtigkeit des Abstandshalters kann auf wenigstens eine Seite des Abstandshalters Ethylenvinylalkohol (EVOH), Polyvinylidendichlorid (PVDC) und/oder eine gesputterte Schicht der Zusammensetzung YOz (Y = Si, Ti, Zr oder dgl., Z zwischen 1 und 2) aufgebracht werden.
Vorteilhaft ist es, wenn der Abstandshalter in Form eines Mehrschichtprofils oder Mehrschichtlaminats ausgebildet ist. Die wenigstens zwei Schichten des Mehrschichtprofils bzw. -laminats können aus unterschiedlichen Kunststoffen bestehen.
Ein Klebstoff zur Verbindung des Abstandshalters mit den angrenzenden Scheiben der Isolierscheibenanordnung kann bei der Herstellung des Abstandshalters auflaminiert sein.
Auf der in Richtung des Innenraums zwischen zwei Scheiben der Isolierscheibenanordnung weisenden Seite des Abstandshalters kann schon bei der Herstellung ein Trockenmittel vorgesehen sein, das z. B. in ein permeables Kunststoffmaterial eingemischt ist.
Das in das permeable Kunststoffmaterial eingemischte Trockenmittel kann schon bei der Herstellung auf der Innenseite des Abstandshalters laminiert sein.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels bezugnehmend auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Abstandshalters in zwischen zwei Scheiben eine Isolierscheibenanordnung eingesetztem Zustand gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Abstandshalters, und
Fig. 3 spezielle Ausbildungen eines erfindungsgemäßen Abstandshalters in Form von Mehrkammerprofilen.
In Fig. 1 ist ein Abstandshalter 1 dargestellt, der mittels eines Klebstoffs 4 zwischen zwei Scheiben 2, 3 einer Isolierscheibenanordnung randseitig eingesetzt und mit diesen verklebt ist. Der Abstandshalter 1 und die Verklebung 4 ermöglichen somit eine Beabstandung der beiden Scheiben 2, 3 der Isolierscheibenanordnung und gleichzeitig einen gas- und wasserdampfdichten Abschluß des Hohlraums zwischen den beiden Scheiben 2, 3. Wie dargestellt, kann der Abstandshalter 1 in Form eines C-förmigen Profils ausgebildet sein, auf dessen Innenseite ein Trockenmittel 7 vorgesehen ist. Es können auch ein Rechteck-Profil oder andere Kammerprofile verwendet werden, wie bezugnehmend auf Fig. 3 erläutert werden wird. Wie dargestellt kann der Abstandshalter 1 insbesondere auch aus mehreren Schichten 5, 6 laminiert sein.
Der Abstandshalter läßt sich auch in konventioneller Weise, ähnlich einem Aluminiumabstandshalter verarbeiten.
Zur Erhöhung der Dichtungseigenschaften des Abstandshalters ist wenigstens die in den Innenraum der Isolierscheibenanordnung zwischen den beiden Scheiben 2 und 3 weisende Seite des Profils mit Ethylenvenylalkohol (EVOH), Polyvenylidendichlorid (PVDC) bzw. einer gesputterten Schicht 9 der Zusammensetzung YOz mit Y = Si, Ti, Zr oder dgl. und z = 1-2 als zusätzliche Gasbarriere beschichtet.
Das Profil ist auf rein polymerer Basis durch direkte Extrusion eines mineralgefüllten und modifizierten thermoplastischen Kunststoffs hergestellt. Als Material für den Abstandshalter eignen sich Mischungen aus Polyethylen hoher Dichte (HD-PE) oder Polypropylen (PP) in Mengenanteilen von 50-98% und anorganischen Füll- und Verstärkungsstoffen wie beispielsweise Talkum, Kreide, Wolastonit, Glimmer, Kaolin, Schiefermehl und/oder Glasmaterialien jeglicher Form in Mengenanteilen von 2-50%, sowie gegebenenfalls funktionalisierten Polyolefinen in Mengenanteilen von 1-5%. Alternativ dazu kann der Abstandshalter auch aus einer Kunststoffmischung aus Polyethylen hoher Dichte (HD-PE) oder Polypropylen (PP) in Mengenanteilen von 50-95%, Polyamid-6 in Mengenanteilen von 5-40%, gebräuchlichen Compatibilizern auf Basis funktionalisierter Polyolefine in Mengenanteilen von 0-20% und gegebenenfalls anorganischen Füll- und Verstärkungsstoffen wie Talkum, Kreide, Wollastonit, Glimmer, Kaolin, Schiefermehl und/oder Glasmaterialien jeglicher Form in Mengenanteilen von 2-50% bestehen.
Bei Bedarf können gebräuchliche Stabilisatoren in üblichen Mengenanteilen gegen thermooxydative Schädigungen sowie zur Realisierung gegenüber Polyisobutylen und/oder Polysulfid (Thiokol) notwendigen Haftungseigenschaften mit difunktionellen Verbindungen in Größenordnungen von < 5% vorgesehen werden, wobei die difunktionellen Verbindungen die folgende Formel aufweisen:
Zur Verbesserung der Haftung des Abstandshalters 1 können dem Kunststoff auch Haftvermittler auf der Basis von Titanaten bzw. Zirkonaten beigegeben werden.
Die oben genannten Kunststoffmischungen werden bei der Herstellung zu Profilen mit rechteckigem bzw. C-förmigem Querschnitt extrudiert.
Danach kann zur Verbesserung der Haftungseigenschaften eine nachträgliche mechanische Behandlung wenigstens eines Teils der Profiloberfläche erfolgen.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Trockenmittel 7, beispielsweise Zeolith-Granulat, bei der Herstellung in ein permeables Kunststoffmaterial eingemischt und auf der Innenseite 8 des C-Kunststoffprofils laminiert. Jedoch kann auch die übliche Unterbringung in einem Rechteck-Profil verwendet werden.
Ebenso kann dem Klebstoff 4, beispielsweise Polysulfid, Polyurethan, Butyl oder Hotmelt schon bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Abstandshalters 1 auflaminiert werden.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Abstandshalters, bei dem der Aluminiumabstandshalter durch ein Polymerteil ersetzt ist. Die Teile, die denen des bezugnehmend auf Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel gleichen, sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist ein herkömmliches Aluminiumprofil durch ein Polymerteil 1 ersetzt. Dieses Polymerteil 1 weist eine Perforation 10 auf, die eine Verbindung zwischen dem Zeolith- Trockenmittel 7 und dem Innenraum zwischen den Scheiben 2 und 3 schafft. Außerhalb des Absandshalters 1 ist zwischen den Scheiben 2 und 3 eine Kunststoffschicht 11 bspw. aus Polysulfid zur Dichtung und Wärmedämmung auf den Abstandshalter 1 aufgebracht.
Fig. 3a, 3b und 3c zeigen Ausbildungen des Abstandshalters 1 in Form von Mehrkammerprofilen (13), was zu einer Erhöhung der Stabilität der Anordnung führt.

Claims (23)

1. Abstandshalter zum randseitigen Einsatz in eine Isolierscheibenanordnung mit wenigstens zwei voneinander beabstandeten Scheiben, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (1) aus einem Kunststoff auf Polyolefinbasis besteht und metallfrei ist.
2. Abstandshalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als ein mit einem Trockenmittel (7) füllbares Profil ausgebildet ist.
3. Abstandshalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff eine Mischung bestehend aus Polyethylen hoher Dichte oder Polypropylen in Mengenanteilen von 50-98% und anorganischen Füll- und Verstärkungsstoffen in Mengenanteilen von 2-50% ist.
4. Abstandshalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffmischung funktionalisierte Polyolefine in Mengenanteilen von 1-5% enthält.
5. Abstandshalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff eine Mischung bestehend aus Polyethylen hoher Dichte oder Polypropylen in Mengenanteilen von 50-95%, Polyamid-6 in Mengenanteilen von 5-40% und Mitteln zur Erhöhung der Verträglichkeit (Compatibilizern) auf Basis funktionalisierter Polyolefine in Mengenanteilen von 0-20% ist.
6. Abstandshalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffmischung weiterhin anorganische Füll- und Verstärkungsstoffe in Mengenanteilen von 2-50% aufweist.
7. Abstandshalter nach einem der Ansprüche 3 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffmischung Stabilisatoren gegen thermooxidative Beeinträchtigungen aufweist.
8. Abstandshalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff difunktionelle Verbindungen zur Verbesserung der Haftungseigenschaften enthält, wobei die funktionellen Verbindungen die folgende allgemeine Formel aufweisen.
9. Abstandshalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die difunktionellen Verbindungen in Mengenanteilen von maximal 5% vorliegen.
10. Abstandshalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff Haftvermittler auf der Basis von Titanaten und Zirkonaten enthält.
11. Abstandshalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Abstandshalters (1) zur Verbesserung der Haftungseigenschaften wenigstens teilweise mechanisch behandelt ist.
12. Abstandshalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (1) auf wenigstens einer Seite mit Ethylenvinylalkohol (EVOH), Polyvinylidendichlorid (PVDC) und/oder einer gesputterten Schicht der Zusammensetzung YOz (Y = Si, Ti, Zr oder dgl.; Z zwischen 1 und 2) als zusätzliche Gasbarriere versiegelt (9) ist.
13. Abstandshalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter in Form eines Mehrschichtprofils (5, 6) oder Mehrschichtlaminats ausgebildet ist.
14. Abstandshalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Schichten (5, 6) des Mehrschichtprofils bzw. -laminats aus unterschiedlichen Kunststoffen bestehen.
15. Abstandshalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Klebstoff (6) zur Verbindung des Abstandshalters mit den angrenzenden Scheiben (2, 3) der Isolierscheibenanordnung bei der Herstellung des Abstandshalters (1) auflaminiert ist.
16. Abstandshalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Seite (8) des Abstandshalters, die in Richtung des Innenraums zwischen zwei Scheiben (2, 3) der Isolierscheibenanordnung weist, ein Trockenmittel (7) vorgesehen ist, das in ein permeables Kunststoffmaterial eingemischt ist.
17. Abstandshalter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das in ein permeables Kunststoffmaterial eingemischte Trockenmittel (7) auf die Innenseite (8) des Abstandshalters laminiert ist.
18. Abstandshalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er die Form eines Mehrkammerprofils (13) aufweist.
19. Verfahren zur Herstellung eines Abstandshalters (1) zum randseitigen Einsatz in eine Isolierscheibenanordnung mit wenigstens zwei voneinander beabstandeten Scheiben, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (1) durch Extrudieren eines Kunststoffs auf Polyolefinbasis zu metallfreien Profilen mit im wesentlichen rechteckigem oder C-förmigem Querschnitt oder in Form von Mehrkammer-Profilen (13) hergestellt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Abstandshalters wenigstens teilweise zur Verbesserung der Haftungseigenschaften mechanisch oder durch Beflammen behandelt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß Abstandshalter auf mindestens einer Seite mit Ethylenvinylalkohol (EVOH) oder Polyvinylidendichlorid (PVDC) und/oder einer gesputterten Schicht der Zusammensetzung YOz (Y = Si, Ti, Zr oder dgl., z = 1-2) als zusätzliche Gasbarriere versiegelt (9) wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Klebstoff (4) zur Verbindung des Abstandshalters mit den angrenzenden Scheiben der Isolierscheibenanordnung bei der Herstellung des Abstandshalters auflaminiert wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trockenmittel (7) in ein permeables Kunststoffmaterial eingemischt wird und bei der Herstellung des Abstandshalters (1) auf die bei randseitig zwischen zwei Scheiben (2, 3) eingesetztem Abstandshalter in Richtung der Innenseite zwischen zwei Scheiben (2, 3) weisende Seite (8) des Abstandshalters (1) laminiert wird.
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