EP0430889A2 - Mehrfachisolierglasscheibe - Google Patents
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- glass pane
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
- E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
- E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
- E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
- E06B3/663—Elements for spacing panes
- E06B3/66309—Section members positioned at the edges of the glazing unit
- E06B3/66314—Section members positioned at the edges of the glazing unit of tubular shape
- E06B3/66319—Section members positioned at the edges of the glazing unit of tubular shape of rubber, plastics or similar materials
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- E06B3/66309—Section members positioned at the edges of the glazing unit
- E06B2003/6638—Section members positioned at the edges of the glazing unit with coatings
Definitions
- the invention relates to a multiple insulating glass pane according to the preamble of patent claim 1.
- a multiple insulating glass pane with four glass panes is known.
- the disks are kept spaced apart from one another by an integral hollow profile filled with a drying agent.
- the inside of the spacer profile, which surrounds the interior between the two inner panes, is perforated.
- the spacing profile is designed for sound and heat insulation such that the distance between an outer pane and an adjacent inner pane is relatively small and the distance between the other outer pane and the inner pane or between the inner panes is relatively large.
- the edges of the two inner panes are rider-like surrounded by an H-shaped intermediate profile.
- the spacer profile is preferably made of glass fiber reinforced polyvinyl chloride, or of polyvinyl chloride coated with an aluminum foil, or of metal.
- EP-B 0 069 558 discloses a multiple insulating glass pane which consists of two glass panes and is improved compared to DE-PS 22 62 040, the spacing profile here being made from polycarbonate material with 10 to 40% by weight of glass fiber filler to avoid the above "cloud formation".
- the object of the invention is to provide a simple, as good heat-insulating multiple insulating glass pane, in the interior of which no moisture penetrates over a long period of time and no gas diffuses away and in which the value of the heat transfer at the edge of the multiple pane is only insignificantly greater than in the center of the pane.
- the spacer profile 1 is designed as a right-angled hollow body with two adjacent, bevelled corners 7a and 7b, which between the two glass panes 3 and 5 encloses an interior space 9 filled with air or another gas in a frame shape.
- the spacing profile 1 is arranged a few millimeters away from the outer edge of the glass panes 3 and 5. It consists of chemically post-compressed polycarbonate with a glass fiber reinforcement. Polycarbonate is a heat insulating material.
- the cavity 11 of the spacer profile 1 is filled with a desiccant 13 and communicates with the latter via a plurality of holes 15 in the inner wall 17 of the spacer profile 1 between the cavity 11 and the interior 9, so that moisture contained in the air or nitrogen in the interior 9 the desiccant 13 is absorbable.
- the outer wall 19 opposite the inner wall 17 and bevelled at its corners 7a and 7b is coated with an approximately 21 nm thick coating 21.
- the coating 21 was sputtered on by means of a physical coating method [PVD (physical vapor deposition)], a 40 nm thick tin oxide layer directly on the outer wall 19, subsequently a 10 nm thick titanium oxide layer, then a 40 nm thick tin oxide layer and finally a 10 nm thick titanium oxide layer is applied.
- PVD physical vapor deposition
- the side walls 23a and 23b and the edge of the multilayer 21 are connected to the glass panes 3 and 5 via a so-called primary barrier 25a and 25b made of isobutylene sealant.
- the isobutylene sealant of the primary barriers 25a and 25b is a plastic material, water vapor and gas impermeable and a good thermal insulator. However, due to its plasticity, it can hardly absorb mechanical forces. For this reason, as stated above, the outer space 27 is filled with polysulfide, silicone or polyurethane. These plastics are heat-insulating, elastic, adhere well to the titanium oxide layer of the coating 21 and have good flexural peel strength (i.e., when the glass pane 3 or 5 is deformed, this plastic adheres excellently). Due to their good flexural peel strength, these materials adhere very well to the surfaces of the spacing profile 1 and the glass panes 3 and 5 even when the spacing profile 1 is thermally expanded.
- the primary barriers 25a and 25b connect the spacer profile 1 to the glass panes 3 and 5 in a manner which is impermeable to water vapor and gas and heat, and the adhesive 29 gives the mechanical strength of the multiple insulating glass pane with sufficient thermal insulation.
- the applied to the outer wall 19 100 nm thick multilayer 21 prevents diffusion of moisture from outside to inside and gas from the interior 9 from the inside to the outside through the outer wall 19.
- plastic materials such as B. polycarbonate, from which the spacer profile 1 is made to achieve a low heat transfer, water vapor and gases diffuse through and thus the effectiveness of the desiccant 13 and the gas filling in the interior 9 is canceled after a long time.
- the multilayer 21 is just so thick that a very good water vapor and gas barrier is achieved, but an increase in the heat transfer of the spacer profile 1 compared to an uncoated spacer profile between the two glass panes cannot be measured.
- a heat conduction in the above thin multilayer 21 from the glass pane 3 to the glass pane 5 or vice versa should not be possible according to rough estimates, since heat is an electromagnetic wave, depending on the ambient temperature, of a few micrometers wavelength.
- the multiple view 21 can therefore not be used as a waveguide for heat waves act because a wave with such a large wavelength does not propagate in any waveguide or along a waveguide whose thickness is a power of ten less than the wavelength of the wave to be guided. Since the partial layers of the multilayer 21 are oxides, they are corrosion-resistant to air and water vapor and are therefore not attacked.
- the multilayer 21 it is also possible to use other water vapor-tight and gas-tight coatings which are also corrosion-resistant to environmental conditions, such as. B. nickel, chromium, chromium-nickel alloys or other materials that can be sputtered with the above properties without thermally influencing the shape (polycarbonate) of the outer wall 19 during the coating process.
- the corrosion resistance of the coating only has to act during storage until the outer space 27 is poured out with adhesive 29.
- the coating should have good adhesion for the adhesive 29 in order to prevent the spacing profile 1 from being displaced in the direction of the center of the pane.
- tin oxide and one titanium oxide layer can also be used. It is also possible to work with only a single tin oxide of an appropriate thickness, the layer thickness having to be chosen at least so thick that no islands form during the vapor deposition. Aluminum oxide can also be used as the layer material.
- three, four or more glass panes lying parallel to one another can also be used.
- the spacer profile can then be designed such that it has indentations (not shown) for receiving the inner glass pane or glass panes. You can also use a spacing profile between two adjacent glass panes.
- the thin sputtered coating (tin oxide, titanium oxide, aluminum oxide, nickel, chromium, nickel-chromium alloy, ...) with a thickness between 70 and 400 nm did not measurably increase the heat transfer of the outer wall 19. It could it can also be found that at the pane edges, ie in the pane frame with cold outside and warm inside temperature, no more condensate forms in the multiple insulating glass panes according to the invention. It was also found in long-term temperature change experiments that the dreaded dissolution of the adhesive 29 no longer occurred in the outer space 27.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Mehrfachisolierglasscheibe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Aus der DE-PS 22 62 040 ist eine Mehrfachisolierglasscheibe mit vier Glasscheiben bekannt. Die Scheiben sind durch ein einstückig ausgeführtes, hohles, mit einem Trocknungsmittel gefülltes Abstandsprofil voneinander distanziert gehalten. Die den Innenraum zwischen beiden Innenscheiben umschließende Innenseite des Abstandsprofils ist perforiert. Das Abstandsprofil ist für die Schall- und Wärmeisolation derart ausnebildet, daß der Abstand zwischen je einer Außenscheibe und einer benachbarten Innenscheibe relativ gering und der Abstand zwischen der anderen Außenscheibe und der Innenscheibe bzw. zwischen den Innenscheiben relativ groß ist. Die Ränder der beiden Innenscheiben sind reiterartig von einem h-förmigen Zwischenprofil umfaßt. Zur Vergrößerung der schallabsorbierenden Fläche des Abstandsprofils ist dessen zum Scheibeninnenraum gerichtete Innenseite neben der Perforierung mit einer Profilierung versehen. Das Abstandsprofil ist bevorzugt aus glasfaserverstärktem Polyvinylchlorid, bzw. aus mit einer Aluminiumfolie beschichtetem Polyvinylchlorid oder aus Metall hergestellt.
- Es hat sich nun im Laufe der Lebensdauer der Mehrfachisolierglasscheibe gezeigt, daß ein nur aus (glasfaserverstärktem) Polyvinylchorid (PVC) hergestellter Abstandhalter zu unschönen "Wolkenbildung" an den Berührungsrändern zwischen Abstandsprofil und Glasscheibe durch abdampfendes PVC neigt. Wurde das Polyvinylchlorid mit einer Metallfolie, bevorzugt mit einer Aluminiumfolie beschichtet oder ganz aus Metall hergestellt, konnte die Wolkenbildung unterbunden werden. Es stieg jedoch hierdurch der Wärmedurchgang zwischen den beiden Innenglasscheiben stark an.
- Aus der EP-B 0 069 558 ist eine aus zwei Glasscheiben bestehende, gegenüber der DE-PS 22 62 040 verbesserte Mehrfachisolierglasscheibe bekannt, wobei das Abstandsprofil hier zur Vermeidung obiger "Wolkenbildung" aus Polykarbonatmaterial mit 10 bis 40 Gewichtsprozent Glasfaser-Füllstoff hergestellt wurde. Von einem Abstandsprofil aus Metall, insbesondere Aluminium, wurde abgesehen, da aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit des Aluminiums, ein derartiges Abstandsprofil eine sog. Kältebrücke dargestellt hätte.
- Es hat sich nun ebenfalls bei im Rahmen der Erfindung durchgeführten Langzeitversuchen gezeigt, daß durch die nicht perforierte, vollständig geschlossene der Innenseite gegenüberliegende Außenseite des Abstandsprofils Wasserdampf hindurchdiffundierte, der von dem im Hohlraum befindlichen Trocknungsmittel aufgenommen wurde, wodurch dieses dann nach einem längeren Zeitraum nicht mehr in der Lage war, aus dem Innenraum Feuchtigkeit aufzunehmen, worauf sich dann ein Wasserdampfkondensat an den Innenseiten der Glasscheiben niederschlug. Ebenfalls diffundierte Gas aus dem Scheibeninnenraum heraus, welches namentlich zur besseren Schall- und/oder Wärmeisolation eingebracht wurde.
- Aufgabe der Erfindung ist es eine einfache, möglichst gut wärmeisolierende Mehrfachisolierglasscheibe zu schaffen, in deren Innenraum auch über einen langen Zeitraum hinweg keine Feuchtigkeit eindringt sowie kein Gas wegdiffundiert und bei welcher der Wert des Wärmedurchgangs am Rand der Mehrfachscheibe nur unwesentlich größer ist als in Scheibenmitte.
- Die Lösung der Aufgabe ist Gegenstand des Patentanspruchs 1. In den Patentansprüchen 2 bis 11 sind bevorzugte Ausführungsarten der erfindungsgemäßen Mehrfachisolierglasscheibe beschrieben.
- Im folgenden wird ein Beispiel der erfindungsgemäßen Mehrfachisolierglasscheibe anhand einer Zeichnung, welche einen Querschnitt durch ein Abstandsprofil 1 zwischen zwei Glasscheiben 3 und 5 zeigt, näher erläutert.
- Das Abstandsprofil 1 ist als rechtwinkliger Hohlkörper mit zwei benachbarten, abgeschrägten Ecken 7a und 7b ausgebildet, der zwischen den beiden Glasscheiben 3 und 5 einen mit Luft oder einem anderen Gas gefüllten Innenraum 9 rahmenförmig umschließt. Das Abstandsprofil 1 ist einige Millimeter vom äußeren Rand der Glasscheiben 3 und 5 distanziert angeordnet. Es besteht aus chemisch nachverdichtetem Polykarbonat mit einer Glasfaserverstärkung. Polykarbonat ist ein wärmedämmendes Material. Der Hohlraum 11 des Abstandsprofils 1 ist mit einem Trocknungsmittel 13 gefüllt und steht über mehrere Löcher 15 in der Innenwand 17 des Abstandsprofils 1 zwischen Hohlraum 11 und Innenraum 9 mit letzterem in Verbindung, damit in der im Innenraum 9 befindlichen Luft bzw. Stickstoff enthaltene Feuchtigkeit durch das Trockenmittel 13 absorbierbar ist.
- Die der Innenwand 17 gegenüberliegende, an ihren Ecken 7a und 7b abgeschrägte Außenwand 19 ist mit einer etwa 100 nm dicken Beschichtung 21 beschichtet. Die Beschichtung 21 wurde mittels eines physikalischen Beschichtungsverfahrens [PVD (physical vapor deposition)] aufgesputtert, wobei unmittelbar auf der Außenwand 19 eine 40 nm dicke Zinnoxidschicht, nachfolgend eine 10 nm dicke Titanoxidschicht, dann eine 40 nm dicke Zinnoxidschicht und abschließend eine 10 nm dicke Titanoxidschicht aufgebracht wird. Zinnoxid als unmittelbar auf der Außenwand 19 liegende Schicht wurde verwendet, da Versuchen eine gute Haftfähigkeit dieses Schichtmaterials auf dem Material der Außenwand 19 gezeigt haben. Titanoxid als äußerste freie Schicht wurde verwendet, da es eine gute Haftfähigkeit mit einem unten erwähnten Klebstoff 29 hat. Die Seitenwände 23a und 23b und der Rand der Mehrfachschicht 21 sind über eine sog. Primärsperre 25a und 25b aus Isobutylendichtstoff mit den Glasscheiben 3 und 5 verbunden. Ein Außenraum 27, der dadurch gebildet wird, daß das Abstandsprofil 1 gegenüber den Scheibenrändern um, wie oben erwähnt, einige Millimeter zurückgesetzt ist, ist mit einem Klebstoff 29 wie z. B. Polysulfid, Silikon oder Polyuretan gefüllt.
- Der Isobutylendichtstoff der Primärsperren 25a und 25b ist ein plastisches Material, wasserdampf- und gasundurchlässig sowie ein guter Wärmeisolator. Aufgrund seiner Plastizität kann er allerdings kaum mechanische Kräfte aufnehmen. Aus diesem Grund wird der Außenraum 27, wie oben dargelegt, mit Polysulfid, Silikon oder Polyuretan ausgefüllt. Diese Kunststoffe sind wärmeisolierend, elastisch, haften gut auf der Titanoxidschicht der Beschichtung 21 und besitzen eine gute Biegeschälfestigkeit (d.h. bei Verformung der Glasscheibe 3 bzw. 5 bleibt dieser Kunststoff ausgezeichnet haften). Aufgrund ihrer guten Biegeschälfestigkeit haften diese Materialien auch bei thermischer Ausdehnung des Abstandsprofils 1 undder Glasscheiben 3 und 5 sehr gut an dessen Oberflächen. Die Primärsperren 25a und 25b verbinden das Abstandsprofil 1 wasserdampf- und gasundurchlässig sowie wärmeisolierend mit den Glasscheiben 3 und 5 und der Klebstoff 29 gibt die mechanische Festigkeit der Mehrfachisolierglasscheibe bei ausreichender Wärmeisolation.
- Die auf die Außenwand 19 aufgebrachte 100 nm dicke Mehrfachschicht 21 verhindert ein Hindurchdiffundieren von Feuchtigkeit von außen nach innen sowie von Gas aus dem Innenraum 9 von innen nach außen durch die Außenwand 19. Versuche haben gezeigt, daß Kunststoffmaterialien, wie z. B. Polykarbonat, aus denen das Abstandsprofil 1 hergestellt wird, um eine geringe Wärmedurchgang zu erreichen, Wasserdampf und Gase hindurchdiffundieren lassen und damit nach längerer Zeit die Wirksamkeit des Trockenmittels 13 sowie der Gasfüllung im Innenraum 9 aufgehoben wird. Mit 100 nm ist die Mehrfachschicht 21 gerade so dick, daß eine sehr gute Wasserdampf- und Gassperre erreicht ist, aber eine Erhöhung des Wärmedurchgang des Abstandsprofils 1 gegenüber einem unbeschichteten Abstandsprofil zwischen den beiden Glasscheiben nicht meßbar ist. Eine Wärmeleitung in der obigen dünnen Mehrfachschicht 21 von der Glasscheibe 3 zur Glasscheibe 5 oder umgekehrt dürfte nach überschlagsmäßigen Abschätzung nicht möglich sein, da Wärme eine elektromagnetische Welle, je nach Umgebungstemperatur, von einigen Mikrometern Wellenlänge ist. Die Mehrfachsicht 21 kann somit nicht als Wellenleiter für eine Wärmewellen wirken, da eine Welle Mit einer derart großen Wellenlänge sich in keinem Wellenleiter und auch nicht entlang eines Wellenleiters ausbreiten, dessen Dicke um eine Zehnerpotenz kleiner ist als die Wellenlänge der zu führenden Welle. Da es sich bei den Teilschichten der Mehrfachschicht 21 um Oxide handelt, sind sie gegenüber Luft und Wasserdampf korrosionsfest und werden deshalb nicht angegriffen.
- Anstelle der Mehrfachschicht 21 können auch andere wasserdampf-und gasdichte sowie gegenüber Umweltbedingungen bedingt korrosionsresistente Beschichtungen verwendet werden, wie z. B. Nickel, Chrom, Chromnickellegierungen oder andere Materialien, welche sich mit obigen Eigenschaften aufsputtern lassen ohne das Material (Polykarbonat) der Außenwand 19 während des Beschichtungsvorganges thermisch in seiner Formbeständigkeit zu beeinflussen. Die Korrosionsresistenz der Beschichtung muß allerdings nur während der Lagerung bis der Außenraum 27 mit Klebstoff 29 ausgegossen ist, wirken. Die Beschichtung sollte eine gute Haftfähigkeit für den Klebstoff 29 besitzen, um einen Versatz des Abstandsprofils 1 in Richtung Scheibenmitte zu verhindern.
- Anstelle die Mehrfachschicht 21 aus vier Teilschichten aufzubauen, kann auch nur eine Zinnoxid- und eine Titanoxidschicht verwendet werden. Es kann auch mit nur einer einzigen Zinnoxid entsprechender Dicke gearbeitet werden, wobei die Schichtdicke mindestens so dick gewählt werden muß, daß sich beim Aufdampfen keine Inseln bilden. Es kann auch Aluminiumoxid als Schichtmaterial verwendet werden.
- Anstelle zweier Glasscheiben 3 und 5 können auch drei, vier oder mehr parallel zueinander liegende Glasscheiben verwendet werden. Das Abstandsprofil kann dann derart ausgebildet sein, daß es (nicht dargestellte) Einbuchtungen zur Aufnahme der inneren Glasscheibe bzw. Glasscheiben hat. Man kann auch je ein Abstandsprofil zwischen je zwei benachbarten Glasscheiben verwenden.
- Überraschenderweise wurde festgestellt, daß durch die dünne aufgesputterte Beschichtung (Zinnoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Nickel, Chrom, Nickelchromlegierung,...) mit einer Dicke zwischen 70 und 400 nm der Wärmedurchgang der Außenwand 19 nicht meßbar erhöht wurde. Es konnte ferner festgestellt werden, daß sich an den Scheibenrändern, d. h. im Scheibenrahmen bei kalter Außen- und warmer Innentemperatur kein Kondensat bei den erfindungsgemäßen Mehrfachisolierglasscheiben mehr bildet. Auch konnte in Temperaturwechsellangzeitversuchen festgestellt werden, daß die gefürchtete Auflösung des Klebstoffs 29 im Außenraum 27 nicht mehr auftrat. Es wird vermutet, daß aufgrund der guten Wärmeisolation des erfindungsgemäßen Abstandsprofils 1 und einer nicht beobachtbaren und feststellbaren Kondensatbildung eine Hydrolisierung der Glaskanten vollständig unterbleibt. Hierdurch dürfte auch ein Herauslösen u. a. von Natron und Soda aus dem Glasmaterial verhindert werden. Natron und Soda bilden mit dem Kondensat eine basische Lösung, welche den Klebstoff 29 angreifen und zerstören würde. Es konnte ebenfalls kein Herausdiffundieren des Gases aus dem Innenraum 9 beobachtet werden.
Claims (11)
- Mehrfachisolierglasscheibe bestehend aus mindestens zwei Glasscheiben (3, 5), bei der jeweils zwei benachbarte Glasscheiben (3, 5) durch ein in sich geschlossenes, hohles, mit einem Trocknungsmittel (13) gefülltes, aus Kunststoff bestehendes Abstandsprofil (1), dessen den durch das Abstandsprofil (1) und die benachbarten Glasscheiben (3, 5) gebildeten Innenraum (9) umschließende Innenwand (17) wasserdampfdurchlässig ist, voneinander distanziert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die der Innenwand (17) gegenüberliegende Außenwand (19) des Abstandsprofils (1) eine wasserdampf- und gasundurchlässige Beschichtung (21) hat, die aus einem solchen Material besteht und so bemessen ist, daß der Wärmedurchgang durch die Außenwand (19) annähernd derselbe ist, wie derjenige durch die unbeschichtete Innenwand (17).
- Mehrfachisolierglasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (21) der Außenwand (19) aus einem gasförmigen Materialzustand abgeschieden ist.
- Mehrfachisolierglasscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (21) eine mittels eines Sputterverfahrens aufgebrachte Schicht (21) ist.
- Mehrfachisolierglasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmedurchgang der Außenwand (19) maximal um 10% größer ist als derjenige der Innenwand (17).
- Mehrfachisolierglasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Beschichtung (21) kleiner als ein Mikrometer ist.
- Mehrfachisolierglasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Beschichtung (21) zwischen 70 und 400 nm liegt.
- Mehrfachisolierglasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (21) aus einem gegenüber Umgebungseinflüssen, insbesondere gegenüber Wasser, resistenten, auf Kunststoff, insbesondere Polykarbonat, gut haftendem Material besteht, auf dem ein wärmeisolierendes Material (29), bestehend insbesondere im wesentlichen aus Polysulfid, Silikon oder Polyuretan, gut haftet.
- Mehrfachisolierglasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus einer Mehrfachschicht (21) besteht, deren unmittelbar auf der Außenwand (19) des Abstandsprofils (1) aufgebrachte Teilschicht im wesentlichen aus Zinnoxid besteht.
- Mehrfachisolierglasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsprofil (1) im wesentlichen aus, bevorzugt glasfaserverstärktem und/oder chemisch nachverdichtetem, Polykarbonat besteht.
- Mehrfachisolierglasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen umlaufenden Raum (27) anschließend an die Außenwand (19) des Abstandsprofils (1) zwischen je zwei benachbarten Glasscheiben (3, 5), der mit einem wärmeisolierenden Material (29), bevorzugt Polysulfid, Silikon oder Polyuretan, ausgefüllt ist.
- Mehrfachisolierglasscheibe nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus einer Mehrfachschicht (21) besteht, deren äußere Teilschicht im wesentlichen aus Titan- oder Aluminiumoxid besteht.
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Family Applications (1)
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EP19900810913 Withdrawn EP0430889A3 (en) | 1989-11-30 | 1990-11-26 | Multiple insulating glazing |
Country Status (1)
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EP (1) | EP0430889A3 (de) |
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