EP3052731B1

EP3052731B1 - Abstandshalter für isolierverglasungen

Info

Publication number: EP3052731B1
Application number: EP14753266.7A
Authority: EP
Inventors: Hans-Werner Kuster; Walter Schreiber; Martin RIGAUD
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2018-04-11
Anticipated expiration: 2034-08-22
Also published as: DK3052731T3; CA2920464A1; WO2015043848A1; AU2014327719B2; EA030837B1; AU2014327719A1; KR20160047539A; MX2016004016A; TR201807298T4; KR20180021248A; BR112016001213B1; EP3052731A1; JP2016531821A; CA2920464C; CN105579653A; JP6419168B2; EA201690676A1; PL3052731T3; US20160201381A1; EP3052731B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Abstandshalter für Isolierverglasungen, ein Verfahren zu dessen Herstellung, dessen Verwendung und eine Isolierverglasung.
Im Fenster- und Fassadenbereich von Gebäuden werden heutzutage fast ausschließlich Isolierverglasungen eingesetzt. Isolierverglasungen bestehen zumeist aus zwei Glasscheiben, welche durch einen Abstandshalter (Spacer) in einem definierten Abstand zueinander angeordnet sind. Der Abstandshalter ist umlaufend im Randbereich der Verglasung angeordnet. Zwischen den Scheiben ist somit ein Zwischenraum ausgebildet, welcher in der Regel mit einem Inertgas gefüllt ist. Der Wärmefluss zwischen dem von der Verglasung begrenzten Innenraum und der äußeren Umgebung kann durch die Isolierverglasung im Vergleich zu einer einfachen Verglasung erheblich reduziert werden.
Der Abstandhalter hat einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss auf die thermischen Eigenschaften der Scheibe. Herkömmliche Abstandshalter bestehen aus einem Leichtmetall, üblicherweise Aluminium. Diese lassen sich leicht verarbeiten. Der Abstandshalter wird typischerweise als gerades Endlos-Profil hergestellt, welches auf die benötigte Größe zurechtgeschnitten und dann durch Biegen in die rechteckige Form gebracht wird, welche für den Einsatz in der Isolierverglasung notwendig ist. Aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit des Aluminiums wird die isolierende Wirkung der Verglasung im Randbereich allerdings deutlich herabgesetzt (cold edge-Effekt).
Um die thermischen Eigenschaften zu verbessern, sind sogenannte warm edge-Lösungen für Abstandshalter bekannt. Diese Abstandshalter bestehen insbesondere aus Kunststoff und weisen folglich eine deutlich verringerte Wärmeleitfähigkeit auf. Kunststoff-Abstandshalter sind beispielsweise aus DE 27 52 542 C2 oder DE 19 625 845 A1 bekannt. Was die Verarbeitung anbelangt weisen die Kunststoff-Abstandhalter aber Nachteile auf. Sie lassen sich beispielsweise durch Extrusion zwar als Endlos-Profil herstellen, jedoch erfordert das anschließende Biegen eine lokale Erwärmung des Materials, was mit herkömmlichen Maschinen nicht einfach zu realisieren ist. Solche Profile machen für den Hersteller von Isolierverglasungen also erhebliche Investitionen erforderlich.
In der DE 10 2010 006 127 A1 ist vorgeschlagen, den Kunststoff-Abstandshalter mit einer metallischen Folie zu versehen, um die Biegbarkeit zu verbessern. Die metallische Folie ist insbesondere an den zu den Glasscheiben hingewandten Flächen und der dazwischen liegenden, vom Scheibenzwischenraum abgewandten Fläche des Abstandshalters angeordnet. Die Verbesserung der Biegeeigenschaften geht bei dieser Lösung allerdings mit einer Verschlechterung der thermischen Eigenschaften einher, weil die metallische Folie als Wärmebrücke wirkt. Die thermischen Vorteile des Kunststoff-Abstandshalter werden daher zu einem gewissen Maße wieder aufgewogen.
Aus der DE 198 07 454 A1 ist ein Kunststoff-Abstandshalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, in dessen Seitenwände Lochblechstreifen eingebettet sind. Die Lochblechstreifen dienen der Versteifung des Abstandshalters. Die Auswirkungen der Lochblechstreifen an die Biegbarkeit sowie damit einhergehende Anforderungen an das Material des Abstandshalters werden nicht diskutiert.
Es besteht also Bedarf an Abstandshaltern für Isolierverglasungen, welche eine minimale Wärmeleitfähigkeit gewährleisten und dennoch einfach zu verarbeiten, insbesondere biegbar sind. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Abstandshalter bereitzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß durch einen Abstandshalter für eine Isolierverglasung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Der erfindungsgemäße Abstandshalter für eine Isolierverglasung aus mindestens zwei Glasscheiben umfasst mindestens einem polymeren Grundkörper. Der polymere Grundkörper umfasst mindestens zwei zueinander parallele Seitenwände, die dafür vorgesehen sind, den Glasscheiben zugewandt zu werden und mit den Glasscheiben in Kontakt gebracht zu werden, und die miteinander verbunden sind durch eine Innenwand und eine Außenwand. Die Seitenwände, die Innenwand und die Außenwand umgeben eine Hohlkammer. Eine solche Hohlkammer ist für Abstandshalter üblich und ist insbesondere zur Aufnahme eines Trockenmittels vorgesehen.
In jede Seitenwand des polymeren Grundkörpers ist ein Verstärkungsstreifen eingelagert. Der Verstärkungsstreifen enthält bevorzugt zumindest ein Metall oder eine metallische Legierung. Unter "eingelagert" ist im Sinne der Erfindung zu verstehen, dass der Verstärkungsstreifen rundherum vom Material des polymeren Grundkörpers beziehungsweise der Seitenwände des polymeren Grundkörpers umgeben ist.
Die Verstärkungsstreifen verleihen dem Abstandshalter die notwendige Biegbarkeit, um auch mit herkömmlichen industriellen Anlagen verarbeitet zu werden. Der Abstandshalter kann in seine endgültige Form gebogen werden, ohne vorher erwärmt werden zu müssen. Durch die Verstärkungsstreifen bleibt die Form dauerhaft stabil. Zudem erhöht der Verstärkungsstreifen die Stabilität des Abstandshalters. Die Verstärkungsstreifen wirken aber nicht als Wärmebrücke, so dass die Eigenschaften des Abstandshalters hinsichtlich der Wärmeleitung nicht wesentlich negativ beeinflusst werden. Dies hat insbesondere zwei Gründe: (a) die Verstärkungsstreifen sind in den polymeren Grundkörper eingelagert, haben also keinen Kontakt zur Umgebung; (b) die Verstärkungsstreifen in den Seitenwänden angeordnet und nicht etwa in der Außenwand oder der Innenwand, über welche der Wärmeaustausch zwischen Scheibenzwischenraum und äußerer Umgebung erfolgt. Die gleichzeitige Realisierung von Biegbarkeit und optimalen thermischen Eigenschaften ist der entscheidende Vorteil der vorliegenden Erfindung.
Die Erfinder haben außerdem erkannt, dass die Biegbarkeit vom Glasfaseranteil des polymeren Grundkörpers abhängt. Der Glasfaseranteil liegt bei üblichen polymeren Abstandshaltern aus glasfaser-verstärktem Kunststoff bei etwa 35 Gew.-%. Durch diesen Glasfaseranteil wird eine ausreichende Stabilität des Abstandshalters erreicht. Allerdings ist der Abstandshalter mit einem so hohen Glasfaseranteil zu steif, um ohne Beschädigung gebogen werden zu können. Die Erfinder haben erkannt, dass ein Glasfaseranteil von höchstens 20 Gew.-% eine gute Biegbarkeit ermöglicht. Die mit dem verringerten Glasfaseranteil einhergehende geringere Steifigkeit und Stabilität, insbesondere auch gegenüber Rückstellkräften nach dem Biegen, wird durch die erfindungsgemäßen Verstärkungsprofile kompensiert.
Die erfindungsgemäßen Verstärkungsstreifen in Verbindung mit dem erfindungsgemäß geringen Glasfaseranteil des polymeren Grundkörpers ermöglichen also eine gute Biegbarkeit bei gleichzeitig hoher Stabilität und Steifigkeit in Einbaulage.
Die anderen Abschnitte des Grundkörpers außer den Seitenwänden, insbesondere die Innenwand und die Außenwand, weisen bevorzugt keine metallischen Einlagerungen auf.
Die Wärmeleitfähigkeit (λ-Wert) des Abstandshalters beträgt bevorzugt kleiner als 0,25 W/(m*K), besonders bevorzugt kleiner als 0,2 W/(m*K). Damit ist die für den gesamten Abstandshalter gemessene Wärmeleitfähigkeit gemeint (Äquivalent-Wärmeleitfähigkeit) ohne Berücksichtigung lokaler Schwankungen der Wärmeleitfähigkeit in Abhängigkeit von der genauen Position auf dem Abstandshalter. Solch geringe Wärmeleitfähigkeiten sind überraschenderweise durch einen polymeren Grundkörper mit dem erfindungsgemäßen Verstärkungsprofil zu erreichen.
Die Seitenwände des polymeren Grundkörpers sind dafür vorgesehen, in der gefertigten Isolierverglasung den Glasscheiben zugewandt zu sein. Der Kontakt des Abstandshalters mit den Glasscheiben erfolgt über die Seitenwände. Es muss dabei kein direkter Kontakt zwischen Abstandhalter und Scheibe vorliegen. Stattdessen kann der Kontakt mittelbar, beispielsweise über eine Dichtmasse erfolgen.
Die Innenwand ist dafür vorgesehen, in der gefertigten Isolierverglasung dem Zwischenraum zwischen den Glasscheiben zugewandt zu ein. Die Innenwand ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung mit Löchern versehen, um die Wirkung eines Trockenmittels in der Hohlkammer auf den Zwischenraum zu gewährleisten.
Die Außenwand liegt der Innenwand gegenüber und ist dafür vorgesehen, der äußeren Umgebung der Isolierverglasung zugewandt zu sein. Die Außenwand weist aus dem Zwischenraum zwischen den Glasscheiben, in welchem der Abstandshalter angeordnet ist, heraus.
Die Seitenwände, die Außenwand und die Innenwand und gegebenenfalls die Verbindungsabschnitte weisen jeweils bevorzugt eine Dicke (Materialstärke) von 0,5 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,8 mm bis 1,5 mm auf. Die Dicke des polymeren Grundkörpers ist bevorzugt konstant, das heißt alle Wände und Abschnitte weisen die gleiche Dicke auf. Ein solcher Abstandshalter ist einfach zu verarbeiten und vorteilhaft stabil.
Die Innenwand, die Außenwand und die Seitenwände sind in einer bevorzugten Ausgestaltung jeweils plan ausgebildet. Die Innenwand, die Außenwand und die Seitenwände sind in diesem Sinne also plane Abschnitte des polymeren Grundkörpers. Jede Wand ist an ihren Enden mit den jeweiligen Enden der beiden benachbarten Wände verbunden. Die Seitenwände können direkt mit der Innenwand und der Außenwand verbunden sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Innenwand direkt mit den Seitenwänden verbunden, während die Außenwand indirekt, nämlich über Verbindungsabschnitte mit den Seitenwänden verbunden ist. Die Verbindungsabschnitte sind bevorzugt ebenfalls plan ausgebildet. Die Innenwand ist bevorzugt in einem Winkel von etwa 90° zu jeder Seitenwand angeordnet. Die Seitenwände sind zueinander parallel und die Innenwand ist parallel zur Außenwand. Die Verbindungsabschnitte sind bevorzugt in einem Winkel zu jeder Seitenwand von 120 ° bis 150°, idealerweise 135° angeordnet. Diese Form für den Abstandhalter hat sich besonders bewährt.
Die Breite des polymeren Grundkörpers beträgt bevorzugt von 5 mm bis 35 mm, besonders bevorzugt von 5 mm bis 33 mm, beispielsweise von 10 mm bis 20 mm. Die Breite ist im Sinne der Erfindung die sich zwischen den Seitenwänden erstreckende Dimension. Die Breite ist der Abstand zwischen den voneinander abgewandten Flächen der beiden Seitenwände. Die Breite des Grundkörpers legt in die Isolierverglasung den Abstand der beiden Glasscheiben fest.
Die Höhe des polymeren Grundkörpers beträgt bevorzugt von 3 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt von 5 mm bis 10 mm und ganz besonders bevorzugt von 5 mm bis 8 mm. In diesem Bereich für die Höhe besitzt der Abstandshalter eine vorteilhafte Stabilität, ist aber andererseits in der Isolierverglasung vorteilhaft unauffällig. Außerdem weist die Hohlkammer des Abstandshalters eine vorteilhafte Größe zur Aufnahme einer geeigneten Menge an Trockenmittel auf. Die Höhe ist der Abstand zwischen den voneinander abgewandten Flächen der Außenwand und der Innenwand.
Der polymere Grundkörper enthält bevorzugt zumindest Polyethylen (PE), Polycarbonate (PC), Polypropylen (PP), Polystyrol, Polybutadien, Polynitrile, Polyester, Polyurethane, Polymethylmetacrylate, Polyacrylate, Polyamide, Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Acrylester-Styrol-Acrylnitril (ASA), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polycarbonat (ABS/PC), Styrol-Acrylnitril (SAN), Polyethylenterephthalat-Polycarbonat (PET/PC), Polybutylenterephthalat- Polycarbonat (PBT/PC) oder Copolymere oder Derivate oder Gemische davon. Der polymere Grundkörper enthält besonders bevorzugt Polypropylen (PP), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Acrylester-Styrol-Acrylnitril (ASA), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polycarbonat (ABS/PC), Styrol-Acrylnitril (SAN), Polyethylenterephthalat-Polycarbonat (PET/PC), Polybutylenterephthalat-Polycarbonat (PBT/PC) oder Copolymere oder Derivate oder Gemische davon. Diese Materialen sind besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine geringe Wärmeleitung und gute Verarbeitung.
Der polymere Grundkörper weist einen Glasfaser-Anteil von 0 Gew.-% bis 20 Gew.-% auf, besonders bevorzugt von 0 Gew.-% bis 15 Gew.-%. Im Vergleich zu polymeren Abstandshaltern nach dem Stand der Technik, welche in der Regel einen Glasfaser-Anteil von etwa 35 Gew.-% aufweisen, ist der Glasfaser-Anteil gering. Dadurch wird zwar die Steifigkeit und Stabilität des Abstandshalters verringert, aber die Biegbarkeit vorteilhaft verbessert. Die reduzierte Stabilität, insbesondere auch gegenüber Rückstellkräften nach dem Biegen, wird durch die erfindungsgemäßen Verstärkungsprofile kompensiert.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt der Glasfaser-Anteil 0 Gew.-%, der polymere Grundkörper enthält also keinen glasfaserverstärkten Kunststoff. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung enthält der polymere Grundkörper glasfaserverstärkten Kunststoff, wobei der Glasfaser-Anteil kleiner 20 Gew.-% beträgt, bevorzugt kleiner 15 Gew.-%. Durch einen Glasfaseranteil kann insbesondere der Wärmeausdehnungskoeffizient des Grundkörpers variiert und angepasst werden.
Der erfindungsgemäße Verstärkungsstreifen enthält in einer bevorzugten Ausgestaltung zumindest Stahl. Stahl ist leicht verfügbar, gut zu verarbeiten und verleiht dem Abstandshalter eine besonders vorteilhafte Biegbarkeit und verbessert zudem die Stabilität und Steifigkeit. Der Stahl ist besonders bevorzugt kein Edelstahl, was im Hinblick auf die Kosten für den Abstandshalter besonders vorteilhaft ist. Eine Korrosion des Stahls wird durch die Einlagerung in den polymeren Grundkörper verhindert.
Der Verstärkungsstreifen weist eine Dicke von 0,2 mm bis 0,4 mm, insbesondere von 0,25 mm bis 0,35 mm auf. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung beträgt die Dicke des Verstärkungsstreifens etwa 0,3 mm. Damit werden besonders gute Ergebnisse hinsichtlich die Biegbarkeit, Steifigkeit und Stabilität des Abstandshalters erreicht.
Der Verstärkungsstreifen weist bevorzugt eine Breite von 1 mm bis 5 mm auf. Damit wird eine gute Biegbarkeit und Versteifung erreicht. Die Breite des Verstärkungssteifens ist im Einzelfall natürlich auch von der Breite der Seitenwand abhängig.
Die Länge des Verstärkungsstreifens entspricht bevorzugt der Länge des polymeren Grundkörpers.
Der Verstärkungsstreifen kann in einer Ausbildung der Erfindung perforiert sein. Durch eine geeignete Perforation kann die Biegbarkeit vorteilhaft beeinflusst werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Verstärkungsstreifen über einen Haftvermittler mit dem polymeren Grundkörper verbunden. Jede Kontaktfläche zwischen Verstärkungsstreifen und Grundkörper ist bevorzugt mit dem Haftvermittler versehen. Das ist besonders vorteilhaft für die Haftung zwischen polymerem Grundkörper und Verstärkungsstreifen und damit für die Stabilität des Abstandshalters. Der Abstandshalter ist mit einer Isolationsfolie versehen. Die Isolationsfolie verringert die Wärmeleitfähigkeit des Abstandshalters weiter. Die Isolationsfolie verhindert außerdem die Diffusion durch den Abstandshalter. So wird insbesondere das Eindringen von Feuchtigkeit in den Scheibenzwischenraum und der Verlust eines Inertgases aus dem Scheibenzwischenraum verhindert. Die Isolationsfolie weist bevorzugt eine Gaspermeation kleiner als 0,001 g/(m² h) auf.
Die Isolationsfolie ist zumindest auf der Außenfläche der Außenwand angeordnet. Mit Außenfläche wird im Sinne der Erfindung die von der Hohlkammer abgewandte Oberfläche einer Wand bezeichnet. Bevorzugt ist die Isolationsfolie zumindest auf der Außenfläche des gesamten die Außenwand enthaltenden Abschnitts des Grundkörpers zwischen den Seitenwänden angeordnet. Ist die Außenwand beispielsweise über jeweils einen Verbindungsabschnitt mit den Seitenwänden verbunden, so ist die Isolationsfolie auf den Außenflächen der Außenwand und der beiden Verbindungsabschnitte angeordnet. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung die Isolationsfolie auf der Außenfläche des gesamten die Außenwand enthaltenden Abschnitts des Grundkörpers zwischen den Seitenwänden angeordnet und zusätzlich mindestens auf der Außenfläche von zumindest einem Abschnitt jeder Seitenwand. Die Isolationsfolie erstreckt sich also von der ersten Seitenwand über die Außenwand (und gegebenenfalls Verbindungsabschnitte) zur gegenüberliegenden Seitenwand. Damit werden besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der Stabilität des Verbunds aus polymerem Grundkörper und Isolationsfile sowie hinsichtlich der thermischen Eigenschaften des Abstandshalters erreicht.
Die Isolationsfolie enthält mindestens eine polymere Folie. Die polymere Folie dient als Trägerfolie und weist bevorzugt eine Dicke von 10 µm bis 100 µm auf, besonders bevorzugt von 15 µm bis 60 µm, was vorteilhaft für die Stabilität der Isolationsfolie ist.
Die Isolationsfolie enthält außerdem zumindest eine mindestens eine metallische oder keramische Schicht, die auf der Trägerfolie aufgebracht ist. Die Dicke der metallischen beziehungsweise keramischen Schicht beträgt bevorzugt von 10 nm bis 1500 nm, besonders bevorzugt von 10 nm bis 400 nm, ganz besonders bevorzugt von 30 nm bis 200 nm. Damit werden besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der Isolationswirkung erreicht.
Die Isolationsfolie enthält bevorzugt mindestens eine weitere polymere Schicht, deren Dicke bevorzugt von 5 µm bis 100 µm, besonders bevorzugt von 15 µm bis 60 µm beträgt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform bestehen die polymere Trägerolie und die polymere Schicht aus dem gleichen Material. Dies ist besonders vorteilhaft, da eine geringere Vielfalt der verwendeten Materialien den Produktionsablauf vereinfacht. Dabei weisen die polymere Folie und die polymere Schicht oder die polymeren Schichten bevorzugt die gleiche Materialstärke auf, so dass das gleiche Ausgangsmaterial für alle polymeren Bestandteile der Isolationsfolie verwendet werden kann.
Die polymere Folie und/oder die polymere Schicht enthalten bevorzugt zumindest Polyethylenterephthalat, Ethylenvinylalkohol, Polyvinylidenchlorid, Polyamide, Polyethylen, Polypropylen, Silikone, Acrylonitrile, Polymethylacrylate oder Copolymere oder Gemische davon.
Eine metallische Schicht enthält bevorzugt Eisen, Aluminium, Silber, Kupfer, Gold, Chrom oder Legierungen oder Gemische davon.
Eine keramische Schicht enthält bevorzugt Siliziumoxid und/oder Siliziumnitrid.
Die Isolationsfolie enthält bevorzugt mindestens zwei metallische oder keramische Schichten, wobei zwischen zwei benachbarten metallischen oder keramischen Schichten jeweils mindestens eine polymere Schicht angeordnet ist. Das ist besonders vorteilhaft für die isolierende Wirkung der polymeren Folie, insbesondere weil eventuelle Defekte innerhalb einer Schicht durch eine der anderen Schichten ausgeglichen werden können. Zudem weisen mehrere dünne Schichten im Vergleich zu einer einzelnen dicken Schicht bessere Haftungseigenschaften auf. Bevorzugt ist die oberste Schicht der Isolationsfolie eine polymere Schicht, was dem Schutz der metallischen beziehungsweise keramischen Schichten dient. Die oberste Schicht ist dabei diejenige Schicht, die den größten Abstand zur polymeren Trägerfolie aufweist. Die Isolationsfolie weist in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung von zwei bis vier metallische oder keramische Schichten auf. Die metallischen oder keramischen Schichten sind bevorzugt jeweils alternierend mit mindestens einer polymeren Schicht angeordnet.
Die Erfindung umfasst weiter eine Isolierverglasung, mindestens umfassend zwei parallel zueinander angeordnete Glasscheiben und einen im Randbereich zwischen den Glasscheiben angeordneten erfindungsgemäßen Abstandshalter. Der Abstandshalter ist bevorzugt umlaufend rahmenförmig ausgebildet. Jede Seitenwand ist einer der Glasscheiben zugewandt und mit der jeweiligen Glasscheibe in Kontakt gebracht. Die Seitenwände des Abstandshalters sind bevorzugt über eine Dichtungsschicht mit den Glasscheiben verbunden. Als Dichtungsschicht eignet sich beispielsweise Butyl. Zumindest auf der Außenwand des Abstandshalters, bevorzugt im Randraum zwischen den Scheiben und dem Abstandshalter ist bevorzugt eine äußere Dichtmasse angeordnet. Die äußere, bevorzugt plastische Dichtmasse enthält beispielsweise Polymere oder silanmodifizierte Polymere, besonders bevorzugt organische Polysulfide, Silikone, RTV (raumtemperturvernetzenden)-Silikonkautschuk, HTV-(hochtemperturvernetzenden) Silikonkautschuk, peroxidischvernetzten-Silikonkautschuk und/oder additionsvernetzten-Silikonkautschuk, Polyurethane, Buthylkautschuk und/oder Polyacrylate.
Der Scheibenzwischenraum ist bevorzugt evakuiert oder mit einem Inertgas gefüllt, beispielsweise Argon oder Krypton.
Die Hohlkammer des Abstandshalters ist bevorzugt vollständig oder teilweise mit einem Trockenmittel gefüllt. Restfeuchtigkeit im Scheibenzwischenraum wird durch das Trockenmittel aufgenommen, so dass die Scheiben nicht beschlagen können. Als Trockenmittel eignen sich insbesondere Kieselgele, Molekularsiebe, CaCl₂, Na₂SO₄, Aktivkohle, Silikate, Bentonite, und/oder Zeolithe.
Die Isolierverglasung weist bevorzugt einen Psi-Wert von kleiner 0,05 W/(m*K), bevorzugt kleiner 0,035 W/(m*K) auf. Der Psi-Wert wird als Wärmeleitfähigkeit am Isolierglas mit Rahmensystem gemessen.
Die Glasscheiben bestehen bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas. Die Dicke der Scheiben kann prinzipiell beliebig variiert werden, gebräuchlich ist insbesondere eine Dicke von 1 mm bis 25 mm, bevorzugt von 3 mm bis 19 mm auf. Die Transparenz der Scheiben beträgt bevorzugt größer als 85%.
Die Isolierverglasung kann natürlich auch mehr als zwei Glasscheiben umfassen, wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Glasscheiben bevorzugt ein erfindungsgemäßer Abstandshalter angeordnet ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiter erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Abstandshalters für eine Isolierverglasung gelöst, wobei

a) zwei Verstärkungsstreifen parallel zueinander angeordnet werden,
b) die Verstärkungsstreifen mit einem polymeren Material umspritzt werden, wobei der polymere Grundkörper entsteht,
c) eine Isolationsfolie zumindest auf der Außenwand des Grundkörpers angebracht wird,
d) der polymere Grundkörper mit den Verstärkungsstreifen zurechtgeschnitten wird und
e) der polymere Grundkörper mit den Verstärkungsstreifen in eine umlaufende Rahmenform gebogen wird.

Der polymere Grundkörper mit den Verstärkungsstreifen wird als Endlos-Profil durch Extrusion hergestellt. Es wird aus diesem Endlos-Profil ein Profilabschnitt mit der für den Einsatz im Isolierglas erforderlichen Länge zurechtgeschnitten. Der Profilabschnitt weist ein erstes und ein zweites Ende auf. Der Profilabschnitt wird dann auf die umlaufende, üblicherweise rechteckige Rahmenform gebogen. Dabei werden die Enden bevorzugt miteinander verbunden, beispielsweise durch eine Steckverbindung, um die Stabilität der Rahmenform zu verbessern.
Die Hohlkammer des Abstandshalters wird bevorzugt mit einem Trockenmittel befüllt. Das Trockenmittel kann alternativ auch zusammen mit dem Grundkörper extrudiert werden.
Das Biegen des Profilabschnitts erfolgt bevorzugt ohne vorheriges Erwärmen, insbesondere bei Umgebungstemperatur. Es ist ein besonderer Vorteil des Abstandshalters mit den erfindungsgemäßen Verstärkungsstreifen, dass eine solche Erwärmung nicht erforderlich ist. So kann der Abstandshalter auf herkömmlichen industriellen Fertigungsanlagen verarbeitet werden.
In einer bevorzugten Ausführung wird der polymere Grundkörper mit einer erfindungsgemäßen Isolationsfolie versehen. Bevorzugt erfolgt dies vor dem Biegen des Abstandshalters. Die Isolationsfolie kann beispielsweise durch Kleben auf dem Grundkörper aufgebracht werden oder auch zusammen mit dem Grundkörper extrudiert werden.
Das erfindungsgemäße Isolierglas wird hergestellt, indem der rahmenförmige Abstandshalter im Randbereich zwischen zwei parallelen Glasscheiben angeordnet wird. Die Glasscheiben werden mit dem Abstandshalter verbunden, bevorzugt durch Pressen und über jeweils eine Dichtungsschicht. Anschließend wird eine äußere Dichtmasse zumindest auf der Außenwand angeordnet. Bevorzugt wird der Randraum zwischen den Scheiben und dem Abstandshalter umlaufend mit der äußeren Dichtmasse gefüllt.
Der durch den rahmenförmigen Abstandshalter begrenzte Zwischenraum zwischen den Glasscheiben wird bevorzugt mit Unterdruck beaufschlagt und/oder mit einem Inertgas befüllt.
Die Erfindung umfasst weiter die Verwendung des erfindungsgemäßen Abstandshalters in Mehrfachverglasungen, bevorzugt in Isolierverglasungen. Die Isolierverglasungen werden bevorzugt verwendet als Fensterverglasungen oder Fassadenverglasungen von Gebäuden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein.
Es zeigen:

Fig. 1: einen perspektivischer Querschnitt durch eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Abstandshalters,
Fig. 2: einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Isolierverglasung mit dem erfindungsgemäßen Abstandshalter und
Fig. 3: ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Abstandshalter für eine Isolierverglasung. Der Abstandhalter umfasst einen polymeren Grundkörper I, welcher beispielsweise aus Polypropylen (PP) besteht. Das Polymer weist dabei einen Glasfaseranteil von 0 Gew.-% oder einen relativ geringen Glasfaseranteil von beispielsweise 10 Gew.-% auf.
Der Grundkörper I umfasst zwei zueinander parallel Seitenwände 1, 2, welche dafür vorgesehen sind, mit den Scheiben des Isolierglases in Kontakt gebracht zu werden. Zwischen jeweils einem Ende jeder Seitenwand 1,2 verläuft eine Innenwand 3, welche dafür vorgesehen ist, dem Scheibenzwischenraum des Isolierglases zugewandt zu werden. An den anderen Enden der Seitenwände 1, 2 schließt sich jeweils ein Verbindungsabschnitt 7, 7' an. Über die Verbindungsabschnitte 7, 7' sind die Seitenwände 1, 2 mit einer Außenwand 4 verbunden, welche parallel zur Innenwand 3 ausgebildet ist. Der Winkel α zwischen den Verbindungsabschnitten 7 (beziehungsweise 7') und der Seitenwand 3 (beziehungsweise 4) beträgt etwa 45°. Daraus ergibt sich, dass auch der Winkel zwischen der Außenwand 4 und den Verbindungsabschnitten 7, 7' etwa 45° beträgt. Der Grundkörper I umgibt eine Hohlkammer 5.
Die Materialstärke (Dicke) der Seitenwände 1, 2, der Innenwand 3, der Außenwand 4 und der Verbindungsabschnitte 7, 7' ist etwa gleich und beträgt beispielsweise 1 mm. Der Grundkörper weist beispielsweise eine Höhe von 6,5 mm und eine Breite von 15 mm auf.
In jede Seitenwand 1, 2 ist ein Verstärkungsstreifen 6 eingelagert. Die Verstärkungsstreifen 6, 6' bestehen aus Stahl, welcher kein Edelstahl ist, und weisen eine Dicke (Materialstärke) von beispielsweise 0,3 mm auf und eine Breite von beispielsweise 3 mm. Die Länge der Verstärkungsstreifen 6, 6' entspricht der Länge des Grundkörpers I.
Die Verstärkungsstreifen verleihen dem Grundkörper I eine hinreichende Biegbarkeit und Stabilität, um ohne vorherige Erwärmung gebogen zu werden und die gewünschten Form dauerhaft beizubehalten. Im Gegensatz zu anderen Lösungen nach dem Stand der Technik weist der Abstandshalter dabei eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit auf, weil die metallischen Verstärkungsstreifen 6, 6' nur in die Seitenwände 1,2 eingelagert sind, über welche nur ein sehr geringer Teil des Wärmeaustauschs zwischen Scheibeninnenraum und äußerer Umgebung stattfindet. Die Verstärkungsstreifen 6, 6' nicht als Wärmebrücke. Das sind große Vorteile der vorliegenden Erfindung.
Auf der Außenfläche der Außenwand 4 und der Verbindungsabschnitte 7, 7' sowie einem Abschnitt der Außenfläche jeder der Seitenwände 1, 2 ist eine Isolationsfolie 8 angeordnet. Die Isolationsfolie 8 verringert eine Diffusion durch den Abstandshalter hindurch. Dadurch kann der Feuchtigkeitseintritt in den Scheibeninnenraum einer Isolierverglasung oder der Verlust der Inertgasfüllung des Scheibeninnenraums verringert werden. Die Isolationsfolie 8 verbessert außerdem die thermischen Eigenschaften des Abstandshalters, verringert also die Wärmeleitfähigkeit.
Die Isolationsfolie 8 umfasst die folgende Schichtenfolge: eine polymere Trägerfolie (bestehend aus LLDPE (lineares Polyethylen niedriger Dichte), Dicke: 24 µm) / eine metallische Schicht (bestehend aus Aluminium, Dicke: 50 nm) / eine polymere Schicht (PET, 12 µm) / eine metallische Schicht (Al, 50 nm) / eine polymere Schicht (PET, 12 µm). Der Schichtstapel auf der Trägerfolie enthält also zwei polymeren Schichten und zwei metallische Schichten, wobei die polymeren Schichten und die metallischen Schichten alternierend angeordnet sind. Der Schichtstapel kann auch weitere metallische Schichten und/oder polymere Schichten umfassen, wobei metallische und polymere Schichten bevorzugt ebenfalls alternierend angeordnet sind, so dass zwischen jeweils zwei benachbarten metallischen Schichten eine polymere Schicht angeordnet ist und oberhalb der obersten metallischen Schicht eine polymere Schicht angeordnet ist.
Durch den Verbund aus polymerem Grundkörper I, den Verstärkungsstreifen 6,6' und der Isolationsfolie 8 weist der erfindungsgemäße Abstandshalter vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich der Steifigkeit, der Dichtigkeit und der Wärmeleitfähigkeit auf. Er eignet sich daher in besonderem Maße für die Verwendung in Isoliergläser, insbesondere im Fenster- oder Fassadebereich von Gebäuden.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Isolierglas im Bereich des Abstandshalters. Das Isolierglas besteht aus zwei Glasscheiben 10, 11 aus Kalk-Natron-Glas mit einer Dicke von beispielsweise 3 mm, die über einen im Randbereich angeordneten erfindungsgemäßen Abstandshalter miteinander verbunden sind. Der Abstandshalter ist der Abstandshalter gemäß Fig. 1 mit den Verstärkungsstreifen 6,6' und der Isolationsfolie 8.
Die Seitenwände 1, 2 des Abstandshalters sind über jeweils eine Dichtungsschicht 13 mit den Glasscheiben 10, 11 verbunden. Die Dichtungsschicht 13 besteht beispielsweise aus Butyl. Im Randraum des Isolierglases zwischen den Glasscheiben 10, 11 und dem Abstandshalter ist umlaufend eine äußere Dichtmasse 9 angeordnet. Die Dichtmasse 9 ist beispielsweise ein Silikonkautschuk.
Die Hohlkammer 5 des Grundkörper I ist mit einem Trockenmittel 12 gefüllt. Das Trockenmittel 12 ist beispielsweise ein Molekularsieb. Das Trockenmittel 12 nimmt eine zwischen den Glasscheiben und dem Abstandshalter vorhandene Restfeuchtigkeit auf und verhindert so das Beschlagen der Scheiben 10, 11 im Scheibenzwischenraum. Die Wirkung des Trockenmittels 12 wird durch nicht dargestellte Löcher in der Innenwand 3 des Grundkörpers I begünstigt.
Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Abstandshalters für ein Isolierglas.

Beispiel.

Es wurde ein erfindungsgemäßer Abstandshalter gemäß Figur 1 hergestellt mit den erfindungsgemäßen Verstärkungsstreifen 6, 6' und der Isolationsfolie 8. Der Abstandshalter wurde als gerades Profil hergestellt und anschließend in die benötigte Form für den Einsatz in einer Isolierverglasung gebogen. Anschließend wurde bewertet, ob der Abstandshalter durch den Biegevorgang Schaden genommen hat, der seiner Verwendung entgegen steht, und ob er die gewünschte Form dauerhaft beibehält. In dem Fall, dass der Abstandshalter keinen Schaden genommen hat und seine Form beibehielt, wurde er als "biegbar" eingestuft. Außerdem wurde die Wärmeleitfähigkeit des Abstandshalters (λ-Wert) gemessen. Es handelte sich dabei um die Äquivalent-Wärmeleitfähigkeit, also eine Messung für den Gesamt-Abstandshalter, welche die Ortsabhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit auf dem Abstandshalter unberücksichtigt lässt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

Vergleichsbeispiel 1

Das Vergleichsbeispiel 1 unterschied sich vom erfindungsgemäßen Beispiel durch die Ausgestaltung des Abstandshalters. Ansonsten wurde das Vergleichsbeispiel 1 genauso durchgeführt wie das Beispiel. Der Abstandshalter im Vergleichsbeispiel 1 wies keine in die Seitenwände eingelagerten Verstärkungsstreifen 6, 6' auf. Außerdem betrug der Glasfaseranteil des polymeren Grundkörpers I 35 Gew.-%. Davon abgesehen entsprach der Abstandshalter demjenigen aus Figur 1. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

Vergleichsbeispiel 2

Das Vergleichsbeispiel 2 unterschied sich vom erfindungsgemäßen Beispiel durch die Ausgestaltung des Abstandshalters. Ansonsten wurde das Vergleichsbeispiel 2 genauso durchgeführt wie das Beispiel. Der Abstandshalter im Vergleichsbeispiel 2 wies keine in die Seitenwände eingelagerten Verstärkungsstreifen 6, 6' auf. Stattdessen war auf der Außenfläche der Seitenwände, der Verbindungsabschnitte und der Außenwand eine Edelstahlfolie mit einer Dicke von 0,1 mm aufgebracht, um den Abstandshalter gemäß dem Stand der Technik mit einer Biegbarkeit zu versehen. Der Glasfaseranteil des polymeren Grundkörpers I betrug 35 Gew.-%. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1

biegbar? Wärmeleitfähigkeit

Beispiel ja 0,18 W/(m*K)

Vergleichsbeispiel 1 nein 0,16 W/(m*K)

Vergleichsbeispiel 2 ja 0,30 W/(m*K)
Der erfindungsgemäße Abstandshalter im Beispiel war im Gegensatz zum Abstandshalter des Vergleichsbeispiels 1 biegbar aufgrund der Verstärkungsstreifen 6,6'. Die Wärmeleitfähigkeit wurde durch die Verstärkungsstreifen 6,6' aber nur unwesentlich erhöht. Der erfindungsgemäße Abstandshalter im Beispiel wies im Gegensatz zum Abstandshalter des Vergleichsbeispiels 2 eine deutlich geringe Wärmeleitfähigkeit auf. Der Grund dafür sind die erfindungsgemäßen Verstärkungsstreifen 6,6', die im Gegensatz zu der Edelstahlfolie nach dem Stand der Technik nicht als Wärmebrücke dient.
Der erfindungsgemäße Abstandshalter vereint also eine hinreichende Biegbarkeit mit einer sehr geringen Wärmeleitfähigkeit. Dieses Ergebnis war für den Fachmann unerwartet und überraschend.

Bezugszeichenliste:

(I): polymerer Grundkörper

(1): Seitenwand
(2): Seitenwand
(3): Innenwand
(4): Außenwand
(5): Hohlkammer
(6,6'): Verstärkungsstreifen
(7,7'): Verbindungsabschnitt
(8): Isolationsfolie
(9): äußere Dichtmasse
(10): Glasscheibe
(11): Glasscheibe
(12): Trockenmittel
(13): Dichtungsschicht

α: Winkel zwischen Seitenwand 1,2 und Verbindungsabschnitt 7,7'

Claims

Abstandshalter für eine Isolierverglasung, mindestens umfassend:
- einen polymeren Grundkörper (I), mindestens umfassend zwei zueinander parallele Seitenwände (1,2), die miteinander verbunden sind durch eine Innenwand (3) und eine Außenwand (4), wobei die Seitenwände (1,2), die Innenwand (3) und die Außenwand (4) eine Hohlkammer (5) umgeben, und

- zumindest auf der Außenwand (4) eine Isolationsfolie (8), welche eine polymere Trägerfolie und mindestens eine metallische oder keramische Schicht enthält,
wobei in jede Seitenwand (1,2) ein Verstärkungsstreifen (6,6') eingelagert ist, welcher zumindest ein Metall oder eine metallische Legierung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (I) einen Glasfaser-Anteil von 0 Gew.-% bis 20 Gew.-% aufweist
und wobei der Verstärkungsstreifen (6,6') eine Dicke von 0,2 mm bis 0,4 mm aufweist.
Abstandshalter nach Anspruch 1, wobei der Verstärkungsstreifen (6,6') zumindest Stahl enthält, der bevorzugt kein Edelstahl ist.
Abstandshalter nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verstärkungsstreifen (6,6') eine Dicke von 0,25 mm bis 0,35 mm aufweist.
Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Verstärkungsstreifen (6,6') eine Breite von 1 mm bis 5 mm aufweist.
Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Dicke der polymeren Trägerfolie der Isolationsfolie (8) von 10 µm bis 100 µm und die Dicke der metallischen oder keramischen Schicht der Isolationsfolie (8) von 10 nm bis 1500 nm beträgt und wobei die Isolationsfolie (8) mindestens eine weitere polymere Schicht mit einer Dicke von 5 µm bis 100 µm enthält.
Abstandshalter nach Anspruch 5, wobei die Isolationsfolie (8) von zwei bis vier metallische oder keramische Schichten enthält, die jeweils alternierend mit mindestens einer polymeren Schicht angeordnet sind.
Abstandshalter nach Anspruch 5 oder 6, wobei die metallische oder keramische Schicht der Isolationsfolie (8) zumindest Eisen, Aluminium, Silber, Kupfer, Gold, Chrom, Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder Legierungen oder Gemische davon enthält und wobei die polymere Trägerfolie der Isolationsfolie (8) zumindest Polyethylenterephthalat, Ethylenvinylalkohol, Polyvinylidenchlorid, Polyamide, Polyethylen, Polypropylen, Silikone, Acrylonitrile, Polymethylacrylate oder Copolymere oder Gemische enthält.
Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Grundkörper (I) zumindest Polyethylen (PE), Polycarbonate (PC), Polystyrol, Polybutadien, Polynitrile, Polyester, Polyurethane, Polymethylmetacrylate, Polyacrylate, Polyamide, Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), bevorzugt Polypropylen (PP), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Acrylester-Styrol-Acrylnitril (ASA), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polycarbonat (ABS/PC), Styrol-Acrylnitril (SAN), Polyethylenterephthalat-Polycarbonat (PET/PC), Polybutylenterephthalat-Polycarbonat (PBT/PC) oder Copolymere oder Derivate oder Gemische davon enthält.
Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Grundkörper (I) einen Glasfaser-Anteil von 0 Gew.-% bis 15 Gew.-% aufweist.
Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Verstärkungsstreifen (6,6') perforiert ist.
Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Seitenwände (1,2), die Innenwand (3) und die Außenwand (4) jeweils plan sind und die Innenwand (3) direkt mit den Seitenwänden (1,2) verbunden ist und die Außenwand (4) über plane Verbindungsabschnitte (7,7') mit den Seitenwänden (1,2) verbunden ist, wobei der Winkel α zwischen der Seitenwand (1,2) und dem Verbindungsabschnitt (7,7') von 120° bis 150° beträgt.
Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, der eine Wärmeleitfähigkeit von kleiner als 0,25 W/(m*K), bevorzugt kleiner 0,2 W/(m*K) aufweist.
Isolierverglasung, mindestens umfassend zwei parallel zueinander angeordnete Glasscheiben (10,11), einen im Randbereich zwischen den Glasscheiben (10,11) angeordneten Abstandshalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei jede Seitenwand (1,2) einer der Glasscheiben (10,11) zugewandt ist, und eine äußere Dichtungsschicht (9) zumindest auf der Außenwand (4), wobei die Hohlkammer (5) bevorzugt mit einem Trockenmittel (12), bevorzugt Kieselgele, Molekularsiebe, CaCl₂, Na₂SO₄, Aktivkohle, Silikate, Bentonite, und/oder Zeolithe, ganz oder teilweise gefüllt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Abstandshalters für eine Isolierverglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei
a) zwei Verstärkungsstreifen (6,6') parallel zueinander angeordnet werden,

b) die Verstärkungsstreifen (6,6') mit einem polymeren Material umspritzt werden, wobei der polymere Grundkörper (I) entsteht,

c) eine Isolationsfolie (8) zumindest auf der Außenwand (4) des Grundkörpers (I) angebracht wird,

d) der polymere Grundkörper (I) zurechtgeschnitten wird und

e) der polymere Grundkörper (I) in eine umlaufende Rahmenform gebogen wird und die Enden des polymeren Grundkörpers (I) miteinander verbunden werden.
Verwendung eines Abstandshalters nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in Mehrfachverglasungen, bevorzugt in Isolierverglasungen, insbesondere in Fensterverglasungen oder Fassadenverglasungen von Gebäuden.