Isolierglaseinheit

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Isolierglaseinheit mit einer Innenscheibe, einer Außenscheibe und einer randseitig umlaufenden Randfuge mit Randfugenfüllung. Die Isolierglaseinheit ist insbesondere für Fenster- und Fassadenverkleidungen im Baubereich bestimmt, kann aber auch als Fahrzeugscheibe eingesetzt werden. Eine solche Isolierglaseinheit muß erhebliche thermische Beanspruchungen aus zum Beispiel Sonneneinstrahlung bei hohen Außentemperaturen einerseits und aus niedrigen Außentemperaturen bei tiefem Frost andererseits aufnehmen. Hinzu kommen dynamische Beanspruchungen aus Wind und Wetter, bei Fahrzeugscheiben auch aus Erschütterungen.

[0002] Die Isolierglaseinheit, auf die sich die Erfindung bezieht, ist schall- und/oder wärmedämmend ausgelegt. Der Abstand zwischen den beiden Glasscheiben muß mit geringen Toleranzen eingerichtet und eingehalten werden. Das gilt auch für die Randfuge. An die Abdichtung werden hohe Anforderungen gestellt. Dazu dient die Randfugenfüllung, die aus einem Reaktionskleber oder einem Kunststoff besteht.

[0003] Isolierglaseinheiten des beschriebenen Aufbaus sind ein ausgesprochenes Massenprodukt der industriellen Serienfertigung. Sie müssen so eingerichtet sein, daß sie auf modernen automatischen Fertigungseinrichtungen mit hoher Stückzahl in der Zeiteinheit gefertigt werden können und sicher sowie mit langer Standzeit allen Anforderungen des sehr komplexen Beanspruchungsspektrums genügen.

[0004] Bei bekannten Isolierglaseinheiten (EP 0 413 283 A2, EP 0 488 072 A1) ist eine Randfugenfüllung vorgesehen, die zugleich als Abstandshalter funktioniert. Sie besteht aus Reaktionsklebersträngen. Bei der Herstellung wird so gearbeitet, daß die Reaktionskleberstränge über den Scheibenrand mit einem Wulst übersteht, der in einer besonderen Fertigungsstufe durch mechanisches Nacharbeiten entfernt werden muß. Das ist in fertigungstechnischer Hinsicht aufwendig und in bezug auf die langfristige Dichtheit verbesserungsfähig. Zur Verbesserung der Dichtheit ist es bei Isolierglaseinheiten auch bekannt (DE 27 52 542 C2), für die Abstandshalter Kunststoffe einzusetzen, die einer thermischen Nachbehandlung bedürfen, was ebenfalls aufwendig ist. Bei anderen Isolierglaseinheiten ist es bekannt (DE 19 34 712 B2), mit einem flexiblen Abstandshalter zu arbeiten, der selbst feuchtigkeitsaufnehmend ist und einen Zeolithen aufweist, der in einer Matrix aus einem synthetischen Polymer verteilt ist, weil dieses synthetische Polymer wasserdampfdurchlässig ist. Die insoweit bekannten Maßnahmen haben sich bei Isolierglaseinheiten, die dem angegebenen komplexen Beanspruchungsspektrum genügen müssen, nicht bewährt.

[0005] Bei einer anderen Isolierglaseinheit (EP 0 430 889 A2) ist ein als Hohlprofil ausgeführter Abstandshalter vorgesehen. Zusatzlich ist eine Randfugenfüllung aus einem Kunstharzkleber angeordnet. Das Hohlprofil weist eine feuchtigkeitsaufnehmende Substanz und zum Scheibenzwischenraum hin Bohrungen auf. Hier ist es erforderlich, auf das Kunststoffhohlprofil zu dem Kunstharzkleber hin eine wasserdampf- und gasundurchlässige Beschichtung, zum Beispiel eine metallische Beschichtung, aufzubringen, was aufwendig ist.

[0006] Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Isolierglaseinheit des eingangs beschriebenen Aufbaus zu schaffen, die im Rahmen einer automatisierten industriellen Serienfertigung einfach gefertigt werden kann und dem komplexen Beanspruchungsspektrum, wie es eingangs beschrieben wurde, langfristig genügt.

[0007] Zur Lösung dieses technischen Problems ist Gegenstand der Erfindung eine Isolierglaseinheit mit einer Innenscheibe, einer Außenscheibe und einer randseitig umlaufenden Randfuge mit Randfugenfüllung, die zur Aufnahme komplexer Beanspruchungen bei Verwendung der Isolierglaseinheit im Baubereich sowie auch zur Aufnahme extremer mechanischer Beanspruchungen, z.B. in Form von Erschütterungen und Schwingungen, wie sie bei Fahrzeugen auftreten, geeignet ist, wobei die folgenden Merkmale verwirklicht sind:
1.1) Die Randfugenfüllung besteht aus einem thermoplastischen Elastomer aus der Gruppe der Polyolefin-Mischungen (TPO),
1.2) der TPO-Kunststoff ist aus der Gruppe gemäß 1.1) so ausgewählt bzw. gemischt, daß die Randfugenfüllung die folgenden Eigenschaften aufweist:

Wasserdampfdurchlässigkeitsrate (ASTM-F1249)	< 1 g.mm/mm2.d
Zugfestigkeit (DIN 53504)	> 4 N/mm2
50 % Zug-Modul (DIN 53504)	> 1 N/mm2
Shore Härte (DIN 53505)	> 50 A,

1.3) die Randfugenfüllung ist durch Extrudieren oder Stranggießen als Strang mit einer Abschlußsichtfläche geformt, wobei der Verbund der Randfugenfüllung mit der Innenscheibe und der Außenscheibe als eine adhäsive Druck/Wärme-Verbindung ausgeführt ist und wobei die Abschlußsichtfläche nacharbeitsfrei mit der Kante von zumindest einer der Glasscheiben bündig verpreßt ist. Vorzugsweise wird mit einer Shore Härte von etwa 65 A gearbeitet. Eine Druck/Wärme-Verbindung ist eine Verbindung, die unter Anwendung von Druck und Wärme hergestellt wurde. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der TPO-Kunststoff gemäß Merkmal 1.2) so ausgewählt bzw. gemischt, daß die Randfugenfüllung die folgenden Eigenschaften aufweist:

Wasserdampfdurchlässigkeitsrate	< 1 g.mm/mm2.d
Zugfestigkeit	> 1,0 N/mm2
50 % Zug-Modul	> 0,5 N/mm2
Shore Härte	> 40 A.

[0008] Zu den TPO-Kunststoffen zählen zum Beispiel Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer/Polypropylen (EPDM/PP), oder Naturkautschuk/Polypropylen (NR/PP), oder Butylkautschuk/Polypropylen (IIR/PP) und Legierungen oder Mischungen daraus.

[0009] Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß aus den in der im Merkmal 1.1) aufgezählten Gruppe von TPO-Kunststoffen einige für den Aufbau der Randfugenfüllungen bei Isolierglaseinheiten, die dem eingangs beschriebenen komplexen Beanspruchungsspektrum ausgesetzt sind, geeignet sind. Die einzelnen Mitglieder der Gruppe bestehen ihrerseits aus einer Mehrzahl von speziellen Varianten, die die Kunststoffchemie vorgibt. Überraschenderweise kann leicht der für eine Fertigung von Isolierglaseinheiten des eingangs beschriebenen Aufbaus gut brauchbare thermoplastische Kunststoff ausgewählt werden, wenn die Auswahl (im Labor) nach Maßgabe des Auswahlkriteriums 1.2) getroffen wird. Das gilt sowohl für die Ausführungsform nach Patentanspruch 1 als auch für die Ausführungsform nach Patentanspruch 2. Die Randfugenfüllung kann extrudiert und dadurch als solche entsprechend der gewünschten Geometrie geformt werden. Jedes Nacharbeiten entfällt, weil gemäß Merkmal 1.3) eine Abschlußsichtfläche angeformt ist. Sie ist bei der fertigen Isolierglaseinheit zwischen Innenscheibe und Außenscheibe sichtbar und bildet mit zumindest einer dieser Scheiben einen glatten, bündigen Abschluß. Überraschenderweise können engen Toleranzen genau eingehalten werden. Die Bündigkeit mit einer der Glasscheiben wird eingerichtet, wenn die andere Glasscheibe mit einem Führungsrand vorsteht. Schließen beide Glasscheiben bündig ab, so schließt auch die aus dem TPO bestehende Randfugenfüllung bündig mit den Kanten der beiden Glasscheiben ab. Die Abschlußsichtfläche, die beim Extrudieren oder Stranggießen gebildet wurde, erfüllt im Rahmen der Erfindung eine Doppelfunktion. Sie hat sich unter dem Einfluß der Oberflächenspannung des thermoplastifizierten Kunststoffes beim Extrudieren sowie beim Austritt aus dem Extruderwerkzeug praktisch porenfrei gebildet und verbessert dadurch die Diffusionsdichtheit, dient also nicht nur als Sichtfläche.

[0010] Die Lehre der Erfindung erlaubt zwei grundsätzlich gleiche, im Detail jedoch nach Maßgabe unterschiedlicher Verwendungen spezifizierter Ausführungsformen. Für die Verwendung im Bauwesen ist die Isolierglaseinheit vorzugsweise ausgerüstet mit einer Innenscheibe, einer Außenscheibe und einem randseitig unter Bildung der Randfuge umlaufenden, als Hohlprofil ausgeführten Abstandshalter sowie der zusätzlichen Randfugenfüllung. Die Randfugenfüllung ist hier zweckmäßigerweise nicht nur mit den Glasscheiben, sondern auch mit dem Hohlprofil verbunden. Dieses kann seinerseits eingeklebt sein. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auf der der Randfugenfüllung zugewandten Oberfläche des Hohlprofils eine gas- und wasserdampfdurchlässige Beschichtung, insbesondere eine Metallbeschichtung, nicht mehr erforderlich ist. Im Rahmen der Verwendung im Baubereich wird man die Auswahl bzw. Mischung so treffen, daß das TPO-Material bei 20° C eine Argondurchlässigkeit > 100 ml mm/m² d bar aufweist. Das gilt insbesondere für Isolierglasscheiben. Für eine Verwendung bei Fahrzeugen schließen die Innenscheibe und die Außenscheibe bündig ab oder eine der Scheiben steht mit einem Führungsrand vor. Diese Maßnahme ist jedoch im Rahmen der Verwendung bei Fahrzeugen nicht beschränkend. Der Begriff "Fahrzeugscheibe" meint insbesondere Kraftfahrzeugscheiben für schnellfahrende Kraftfahrzeuge, die hohen dynamischen Beanspruchungen aus Luftkräften und beim Zuschlagen der mit der Isolierglasheit ausgerüsteten Kraftfahrzeugtüren ausgesetzt sind. Hier fehlt im allgemeinen ein selbständiges, als Abstandsprofil, zum Beispiel als Hohlprofil, ausgebildetes Bauteil. Vielmehr übernimmt die Randfugenfüllung auch die Funktion des Abstandhalters.

[0011] Die TPO-Kunststoffe, die erfindungsgemäß eingesetzt werden, haben keinen polaren Charakter. Nichtsdestoweniger und überraschenderweise besteht die Möglichkeit, bei einer erfindungsgemäßen Isolierglaseinheit den TPO-Kunststoff aus der Gruppe 1.1) oder Mischungen davon nach Maßgabe des Auswahlkriteriums 1.2) für eine Druck/Wärme-Verbindung auszuwählen. Eine hohe Haftung zwischen der Randfugenfüllung und den Glasscheiben ist stets erreichbar. Ob eine solche Haftung ausreicht, hängt von dem ausgewählten TPO-Kunststoff, aber auch von der Oberfläche der unter Umständen bedruckten Glasscheiben ab. Im Rahmen der Erfindung liegt es, bei der erfindungsgemäßen Isolierglaseinheit den TPO-Kunststoff aus der Gruppe 1.1) oder Mischungen davon nach Maßgabe des Auswahlkriteriums 1.2) für eine Druck/Wärme-Verbindung mit Zwischenschaltung eines auf die Glasscheiben aufgebrachten Haftvermittlers der Gruppe "Polyurethan-Systeme, Polyethylen- und Polypropylen-Systeme, Ethylen-Vinylacetate" oder Mischungen davon auszuwählen. Die Haftung der Randfugenfüllung zum Glas (Schälung. 90°) soll > 5 N/mm sein. Die Haftung der Randfugenfüllung zum Hohlprofil ist kohäsiv.

[0012] Es besteht die Möglichkeit, in den TPO-Kunststoff der Randfugenfüllungen Trocknungsmittel einzumischen, zum Beispiel in einer Menge von bis zu 20 Gew.-%.

[0013] Die Randfugenfüllung kann aus zwei Strängen von unterschiedlichen TPO-Kunststoffen aus der Gruppe 1.1) bestehen, von denen zumindest einer nach Maßgabe des Auswahlkriteriums 1.2) ausgewählt ist. Sie können im Wege der Koextrusion hergestellt werden. Bei der Ausführungsform der Erfindung mit abstandsdefinierendem Hohlprofil können das Hohlprofil und die Randfugenfüllung durch Koextrusion vereinigt sein.

[0014] Die erfindungsgemäßen Isolierglaseinheiten genügen langzeitig dem eingangs beschriebenen komplexen Beanspruchungsspektrum.Sie bestehen ohne weiteres die Zeitstandsprüfungen nach DIN 1286, Teil 1 und Teil 2. Sie bestehen aber auch die üblichen Klimawechselteste, Tieftemperaturteste, Hochtemperaturteste und Druckwechselteste.

[0015] Folgende Tests konnten erfolgreich durchgeführt werden: Klimawechseltest nach DIN 52344, Zeitstandverhalten nach DIN 1286 Teil 1, Tieftemperaturtest bis -40° C, Hochtemperaturtest bis 105° C, Druckwechseltest zwischen 1000 und 580 mbar mit 1000 Zyklen, Druckdauertest bei 580 mbar, Wasserbadwechseltest 25° C/80° C mit 5000 Zyklen, bei Kraftfahrzeugen Simulationstest in bezug auf Türzuschlagen bei tiefen und hohen Temperaturen, z. B. bei 20° C mit 40000 Zyklen.

Ansprüche

1. Isolierglaseinheit mit einer Innenscheibe, einer Außenscheibe und einer randseitig umlaufenden Randfuge mit Randfugenfüllung, die zur Aufnahme komplexer Beanspruchungen bei Verwendung der Isolierglaseinheit im Baubereich sowie auch zur Aufnahme von mechanischen Beanspruchungen, z.B. in Form von Erschütterungen und Schwingungen, geeignet ist, wobei die folgenden Merkmale verwirklicht sind:

1.1) Die Randfugenfüllung besteht aus einem thermoplastischen Elastomer aus der Gruppe der Polyolefin-Mischungen (TPO),

1.2) der TPO-Kunststoff ist aus der Gruppe gemäß 1.1) so ausgewählt bzw. gemischt, daß die Randfugenfüllung die folgenden Eigenschaften aufweist:

Wasserdampfdurchlässigkeitsrate (ASTM-F1249)	< 1 g.mm/mm2.d
Zugfestigkeit (DIN 53504)	> 4 N/mm2
50 % Zug-Modul (DIN 53504)	> 1 N/mm2
Shore Härte (DIN 53505)	> 50 A,

1.3) die Randfugenfüllung ist durch Extrudieren oder Stranggießen als Strang mit einer Abschlußsichtfläche geformt,

wobei der Verbund der Randfugenfüllung mit der Innenscheibe und der Außenscheibe als eine adhäsive Druck/Wärme-Verbindung ausgeführt ist und wobei die Abschlußsichtfläche nacharbeitsfrei mit der Kante von zumindest einer der Glasscheiben bündig verpreßt ist.

2. Isolierglaseinheit nach Anspruch 1, wobei der TPO-Kunststoff gemäß Merkmal 1.2) so ausgewählt bzw. gemischt ist, daß die Randfugenfüllung die folgenden Eigenschaften aufweist:

Wasserdampfdurchlässigkeitsrate	< 1 g.mm/mm2.d
Zugfestigkeit	> 1,0 N/mm2
50 % Zug-Modul	> 0,5 N/mm2
Shore Härte	> 40 A.

3. Isolierglaseinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der TPO-Kunststoff aus der Gruppe 1.1) oder Mischungen davon nach Maßgabe des Auswahlkriteriums 1.2) für eine haftvermittlerfreie Druck/Wärme-Verbindung ausgewählt ist.

4. Isolierglaseinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der TPO-Kunststoff aus der Gruppe 1.1) oder Mischungen davon nach Maßgabe des Auswahlkriteriums 1.2) für eine Druck/Wärme-Verbindung mit Zwischenschaltung eines auf die Glasscheiben aufgebrachten Haftvermittlers der Gruppe "Polyurethan-Systeme, Polyethylen- und PolypropylenSysteme, Ethylen-Vinylacetate" oder Mischungen davon ausgewählt ist.

5. Verwendung einer Isolierglaseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für den Baubereich mit der Maßgabe, daß die Isolierglaseinheit mit einer Innenscheibe, einer Außenscheibe und einem randseitig unter Bildung der Randfuge umlaufenden, als Hohlprofil ausgeführtem Abstandshalter sowie der zusätzlichen Randfugenfüllung ausgerüstet ist.

6. Verwendung nach Anspruch 5 mit der Maßgabe, daß das Hohlprofil aus Polypropylen aufgebaut ist.

7. Verwendung nach Anspruch 5 mit der Maßgabe, daß das Hohlprofil aus glasfaserverstärktem Kunststoff aufgebaut ist.

8. Verwendung einer Isolierglaseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit der Maßgabe, daß die Randfugenfüllung auch als Abstandshalter dient.