DK142905B - R fremgangsmaade til fremstilling af flerlagsisoleringsglasrude - Google Patents

Description

(w \Ra, OD FREMLÆGGELSESSKRIFT 1^-2905 DANMARK (51) ,nt·Cl·3 c o3 c 27/10 // e 06 b 3/66 «(21) Ansøgning nr. 3976/72 (22) Indleveret den 11· 9-Ug · 1972 (24) Lebedag 1 1 . aug. 1972 (44) Antegningen fremlagt og fremlseggelseukriftet offentliggjort den 23 · fat · 1 9o1

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet begasret fra den

14. aug. 1971, 2140834, DE

(71) METALLGESELLSCHAFT AKTIENGESELLSCHAFT, Reuterweg 14, 6 Frankfurt am Main, DE.

(72) opfinder: Friedrich Wilhelm Bergmann, Eechetrasee 1, 605 Offenbach, DE:

Klaus Henrich, Im Herrenwald~11 a, 6235 Kelkheim, DE: Manfred Kue= ber, Seckbacher Landstr. 33, 6 Frankfurt am Main, DE: Guenter Hinck,

Herzogstr. 1, 6 Frankfurt am Main-Niederrad, DE.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Ingeniørfirmaet Budde, Schou & Co.

(54) Fremgangsmåde til fremstilling af f lerlags isolerings glasruder.

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af flerlagsisoleringsglasruder med fugtighedsfrie rum mellem de enkelte lag ved forbindelse af enkeltlagene via afstandsholdere og randtætning, der tjener som vanddampspærre og til at holde de enkelte lag sammen, og som består af elastomere, der anbringes som opvarmet flydedygtig masse eller i form af ekstruderede profiler. Eventuelt er det elastomere stof blandet med yderligere fyld- og tilsætningsstoffer.

Det er kendt at fremstille en dobbeltlagsglasrude ved, at profillister af termoplastisk formstof forbindes til en ramme ved svejsning, og denne ramme krympes på glasruden efter opvarmning (jvf. tysk fremlæggelsesskrift nr. 1.055.195 og tysk patentskrift 142905 2 nr. 1.131.371). Det er endvidere kendt ved en flerlagsisoleringsglasrude at holde glasruden i en vis afstand ved randen gennem et mellemtrin af elastomere polysiloxanmasser (jvf. tysk fremlæggelses-skrift nr. 1.169.639 og tysk patentskrift nr. 1.013.819). Det drejer sig her om reaktive systemer, som let tværbindes. Til det samme formål kendes også anvendelse af organiske polysulfidpolymere, ligesom anvendelsen af varmebearbejdelige systemer på grundlag af polyisobutylen eller polybuten. Mellemrummet mellem de enkelte glaslag i ruderne holdes fugtighedsfri på kendt måde ved et indført tørringsmiddel, f.eks. silicagel.

Det er således kendt, at benytte termoplastiske kautsjukker til profillister til at holde flere glasruder i en vis indbyrdes afstand, idet disse profillister altså tjener som afstandsholdere anbragt langs rudernes rand. Sådanne kautsjukker er omhandlet i f.eks. USA patentskrift nr. 3.265.765. I dette patentskrift findes kun helt almene angivelser om polymerisaternes anvendelighed f.eks. at de kan benyttes i sprøjtestøbte genstande, ekstruderet materiale, til overtræk og i klæbestoffer. Ud fra USA patentskrift nr. 3.265.765 selv kan man ikke uden videre gå ud fra, at sådanne materialer skulle være anvendelige indenfor fagområdets fremstilling af flerlagsisoleringsglas .

Beskrivelsen til dansk patentansøgning nr. 2645/71 omhandler et tørelement udformet som afstandsholder for flerlagsenheder. Dette tørelement består af et vandoptagende materiale eller adsorbent såsom zeolit, der er fordelt i en grundmasse af fugtig-hedsgennemtrængeligt materiale. Det bemærkes specielt, at der foreskrives høj vanddamptransmission, således at materialet bliver stærkt fugtgennemtrængeligt. Ud fra angivelserne i den nævnte danske beskrivelse kan det således beregnes, at vanddamptransmissionen 2 ligger på 50-55 g/24 timer/m . Denne høje vanddamptransmission hos materialet gør det muligt at hente fugtigheden ud fra den luft, der befinder sig i mellemrummet mellem glasruderne, gennem randtætningen og optage den i adsorbenten. Omkring den kendte anordnings udvendige kant er der så lagt yderligere en randliste, nemlig som tætning i form af et fugtighedsbestandigt materiale for derved at beskytte den af flere glasruder opbyggede enhed mod de ydre omgivelsers fugtighed. Der er tydeligvis tale om en primær tætning og en sekundær tætning ved denne kendte anordning, omkring hvilken man til slut anbringer endnu en omløbende metalfals af U-formigt tværsnit. Denne tjener som kantbeskyttelse, og først ved 3 142906 anbringelse af denne metalfals opnår flerlagsenheden den fornødne stabile konstruktion, der tillader sikker håndtering og montage.

Det i ovennævnte danske ansøgnings beskrivelse opstillede formål er tydeligvis at tilvejebringe en afstandsholder for de enkelte glaslag ved fremstilling af ikke-standard!serede isoleringsglasenheder, hvilken afstandsholder let lader sig bøje og tilpasse efter vilkårlige konturer hos sådanne flerlagsenheder. I dette øjemed foreskrives en afstandsholder af vanddampgennemtrængeligt og adsorbentholdigt termoplastisk kautsjuk, som også overtager de normalt anvendte af metallisk materiale og med tørmiddel forsynede hulprofilers opgave. Ifølge den nævnte tilgængelige danske beskrivelse skal flerlagsenheden yderligere forsynes med en sekundær tætning ved randen fremstillet af gængs fugtighedsbestandigt materiale. Da der altså anvendes en fugtighedsgennemtrængelig matrix som det materiale, hvoraf afstandsholderen ifølge den nævnte danske ansøgnings beskrivelse er opbygget, er dette materiale naturligvis ikke egnet til brugsom tætning ved randen af flerlagsenheder. Hvorvidt polymerisaterne ifølge ovennævnte USA patentskrift er vanddamp-gennemtrængelige, fremgår ikke af dette skrift, der som allerede nævnt intet forslag viser i retning af at benytte disse polymere som randtætning.

De tidligere kendte fremgangsmåder udviser forskellige ulemper som f.eks. at afstandsholderen af termoplastisk materiale ikke udviser tilstrækkelig god elastisk opførsel, til at spændinger i eller påvirkninger udefra af samlingen risikofrit kan optages, heri eller at de hidtil anvendte varmebearbejdelige stoffer har utilstrækkelig langtidselasticitet, så de med tiden bliver for stive og/eller de gør omstændelige forarbejdningsmetoder nødvendige på anvendelsesstedet.

Opfindelsen har nu det formål at afhjælpe disse og andre ulemper og at tilvejebringe en simpel og økonomisk forsvarlig fremstillingsmetode for flerlagsisoleringsglasruder, især velegnet til kontinuerlig drift.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen angår også fremstilling af en flerlagsenhed, der er forsynet med en sædvanlig profileret metallisk afstandsholder og også indeholder tørremidlet på kendt mådej men der benyttes nu en særlig randtætning, der kan anbringes eller påføres på simpel og økonomisk hensigtsmæssig måde, men som er i høj grad fugtighedsbestandig, og som yderligere udviser den særlige fordel af optage spændinger uden påvirkning af samlingen.

4 142905 I overensstemmelse hermed er fremgangsmåden ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at der som randtætning anvendes en vanddamptæt blanding af 40-80 vægtprocent styren/butadien/styren- og/el-ler styren/isopren/styren-blokcopolymerisat, indtil 40 vægtprocent termoplastisk polymerisat valgt blandt polyamider, olefin-homo- eller -copolymere eller halogenholdige vinylpolymerisater, indtil 35 vægtprocent eventuelt modificeret natur-harpiks og/eller syntetisk harpiks eller harpikslignende forbindelser og 20-60 vægtprocent tilsætnings- og/eller fyldstoffer. Der er altså tale om både et nyt anvendelsesformål og en ny sammensætning, hvorved man opnår et materiale, som har en vanddamptransmission på kun ca. 0,1 g/24 ti-2 mer/m , og som har den fordelagtige teknologiske forarbejdelighed, der ellers normalt kun opnås med termoplaster, men som tillige har de fordelagtige elastiske egenskaber, man normalt forbinder med vulkaniserede kautsjukker. Til tydeliggørelse af denne sammenhæng kan nævnes, at de i praksis ved fremstillingen af flerlags-enheder sædvanligvis anvendte polysulfidkautsjukker har vanddamptransmissioner på ca. 1 g/24 timer/m . Dette fremgår nedenfor, jfr. punkt 1 i den sammenlignende afprøvning vedrørende polysulfidkautsjukker, der i øvrigt også er de normalt anvendte materialer til dette formål, se ovenfor.

• Det med fremgangsmåden ifølge opfindelsen tilvejebragte tekniske fremskridt skal altså først og fremmest ses i flerlagsrudernes fordelagtige egenskaber i retning af god spændingsoptagelse, men tillige i en række teknologiske fordele ved deres fremstillingsmetode, der nu har kunnet rationaliseres stærkt. Dette hænger navnlig sammen med anvendelsen af de særlige elastomere stoffer, som kombinerer ter-moplasternes lette teknologiske anvendelighed og bearbejdelighed med vulkaniserede kautsjukkers gode elastiske egenskaber. Da den termo-plastiske kautsjuk ingen vulkanisering behøver, kan den også forarbejdes på maskiner og anlæg, der allerede bruges teknisk til forarbejdning af gængse termoplastiske formstoffer. Det er således et betydelig teknisk fremskridt, at man nu kan fremstille flerlagsisoleringsglasruder under anvendelse af ekstruder- og sprøjtestøbemaskiner, hvorved det i fugen mellem ruderne indførte smelteflydende materiale i løbet af nogle få minutter størkner til en hermetisk tæt randlukning, der umiddelbart udviser fine kautsjukelastiske egenskaber. Denne kombination betinger forarbejdningsegenskaber, som tillader en hidtil uset mekanisering af flerlagsglasisoleringsruders fremstillingsmetode og slutbehandling. Hertil kommer, at den omhandlede termoplastiske kaut- 142905 5 sjuk har ualmindelig god vanddamptæthed og vejrfasthed, som tilsammen med dens elastiske og mekaniske styrke sætter randtætningen i stand til på ideel måde at optage de vekslende belastninger af både mekanisk og kemisk art, som kan optræde hos vinduer.

Rudernes rand kan på i og for sig kendt måde indfattes i en derefter påført metalkappe eller kantbeskyttelse.

Den ved fremgangsmåde ifølge opfindelsen anvendte termopla-stiske kautsjuk er et blokcopolymerisat af typen styren/butadien/-styren og/eller styren/isopren/styren. Sådanne blokcopolymerisater er i og for sig kendte. I den termoplastiske kautsjuk forenes egenskaberne hos vulkaniserede elastomere med termoplasternes bearbejdelighed.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan derfor ifølge en særlig udførelsesform den termoplastiske kautsjuk eller den masse, der indeholder denne termoplastiske kautsjuk, på grund af den termoplastiske karakter forarbejdes på ekstruderingsapparater og tildannes som i forvejen færdiggjorte strimler eller profiler, der på anvendelsesstedet kun behøver en overfladisk opvarmning til ca. 170°C for at bevirke tilklæbning og tætning af de via afstandsholderne arrangerede glasruder. Egnede profiler har f.eks. T- eller E-form. Ifølge en yderligere udførelsesform for opfindelsen kan den termoplastiske kautsjuk eller den masse, som indeholder den, også forarbejdes som opvarmede flydedygtige masser og rudearrangementet sammenklæbes og forsegles direkte dermed. Herved er en temperatur på ca. 180°C tilstrækkelig til at gøre massen flydedygtig, medens den efter afkøling går over i den kautsjukelastiske tilstand. Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendes den termoplastiske kautsjuk i blanding med eventuelt modificeret naturharpiks og/eller syntetisk harpiks eller harpikslignende forbindelser. Som naturlige harpikser er f.eks. rod- og balsamharpikser såsom kolophonium egnet til indarbejdningen, og endvidere er modificerende naturlige harpikser såsom estere af naturlige harpikser og estere af modificerede naturlige harpikser velegnede. Egnede syntetiske harpikser er f.eks. phenol-, urinstof- eller melaminharpikser, carbonhydridharpikser, cumaron-indenharpikser, epoxyharpikser eller harpiksestere.

Det har endvidere vist sig fordelagtigt desuden at indføre termoplastiske polymerisater valgt blandt polyamider, olefin-homo- og copolymere og halogenholdige vinylpolymere i de masser på basis af termoplastisk kautsjuk, der anvendes ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen. Sådanne termoplastiske polymerisater er f.eks. polyamider, polyolefiner såsom polyethylen, polypropylen, især atak- 6 142905 tisk polypropylen, polyisobutylen og polyvinylchlorid. Copolymeri-sater af ethylen og polymeriserbare ethylenisk umættede carboxylsyrer, copolymerisater af ethylen og vinylacetat eller ethylen og acrylsyreestere er også egnede til dette formål.

Harpikserne eller de harpiksagtige forbindelser samt de termoplastiske polymerisater, som fortrinsvis indarbejdes i den termoplastiske kautsjuk, der anvendes ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, tjener til forøgelse af klæbeegenskaberne i smelten, til forbedring af adhæsionen samt til indstilling af smelteforholdet og kontrol med smeltens flydeegenskaber og befugtningsegenskaber. Endvidere kan disse produkter også tjene til at fremkalde bedre forenelighed med yderligere tilsætningsstoffer, f.eks. til at bevirke bedre blandbarhed mellem de enkelte komponenter. Harpikserne eller de harpiksagtige forbindelser kan være indeholdt i den blanding, som indeholder den termoplastiske kautsjuk, i en mængde indtil 35%, medens de termoplastiske polymerisater kan være indeholdt i blandingen i en mængde indtil 40%.

For at drøje de ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendte masser i driftsøkonomisk henseende tilsættes endvidere fyldeller tilsætningsstoffer. Mængden af disse tilsætningsstoffer svinger mellem 20 og 60%. Der kan f.eks. sættes uorganiske og/eller organiske fyldstoffer til massen for at påvirke massen teknologisk gunstigt til forskellige anvendelsesformål, idet der f.eks. kan indføres højdisperse fyldstoffer såsom højdispers kiselsyre for at hindre drypning fra massen i flydende smeltetilstand, og der kan endvidere indføres fiber-formige fyldstoffer såsom asbest, glasfibre eller organiske fiberstoffer, der forbedrer massernes mekaniske styrke.

Som fyldstof er de ved kautsjukforarbejdning gængse fyldstoffer såsom kridt, ler, titandioxid og sod egnede. Endelig kan massen ved indarbejdning af pigmenter indfarves på ønsket måde, og desuden kan forarbejdeligheden forbedres ved tilsætning af blødgørings-midler eller forarbejdningshjælpemidler såsom metalsæber.

Til forøgelse af den termoplastiske kautsjuks ældningsbestand ighed indarbejdes hensigtsmæssigt ældningsbeskyttelsesmidler. Sådanne antioxidanter er i og for sig kendt fra kautsjukforarbejdning. Den termoplastiske kautsjuks vedhæftning til glasoverfladerne kan endelig forbedres yderligere ved samtidig anvendelse af hæftemidler. Disse hæftemidler kan både indarbejdes i den termoplastiske kautsjuk eller i blandingen med et indhold deraf eller påføres på underlaget. Sådanne 7 1 42905 hæftemidler er f.eks. organisk substituerede silaner, som er substitueret med umættede grupper såsom vinyl- eller allylgrupper, og endvidere kan aminoalkylsilaner, samt peroxyorganosubstituerede silaner, f.eks. vinylmethyl- bis-tert.butylperoxysilan anvendes.

Med henblik på tilvejebringelse af en god kombination af ovennævnte egenskaber i økonomisk og teknologisk henseende har det optimale arbejdsområde vist sig at opnås, når der ifølge opfindelsen hensigtsmæssigt anvendesen blanding bestående af 40-60% styren/butadien/-styren- og/eller styren/isopren/styren-blokcopolymerisater, 5-30% termoplastisk polymerisat valgt blandt polyamider, olefinhomo- eller -co-polymerisater eller halogenholdige vinylpolymerisater, 5-30% naturharpiks, 20-40% fyldstof, 1-4% ældningsbeskyttelsesmiddel, 0,1-5% pigment og eventuelt indtil 5% forarbejdningshjælpemiddel og klæbeformidler.

Helt specifikt fås den bedste vejrbestandighed og elasticitet og styrke, når man hensigtsmæssigt anvender en blanding, der ifølge opfindelsen består af 27% styren/butadien/styren-blokcopolymerisat, 27% styren/isopren/styren-blokcopolymerisat, 25% uorganisk fyldstof, 11% kolophoniumharpiks, 5% polyamidharpiks, 2,7% antioxidant, 2% klæbe-formidlerrog 0,3% pigment.

Eksempel

Til gennemførelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen opvarmes den termoplastiske kautsjuk som ovenfor specificeret til 140-180°C, og ekstruderes i et gængs ekstruderingsapparat til profiler, strimler eller vulster med de nødvendige dimensioner, her specielt E-profiler der i kold tilstand indskydes på alle sider over kanterne af de med afstandsholdere forsynede glasruder. Der dannes en tæt randafspærring ved opvarmning, ved elektroinduktion, i et forsøg og ved infrarød stråling i et andet forsøg.

Ved et tredje forsøg anvendes blandingen af termoplastisk kautsjuk og yderligere tilsætninger i opvarmet, flydedygtig tilstand og indføres ved sprøjtestøbning mellem randene af de enkeltlagsruder, der skal forbindes. Til dette formål bringes blandingens temperatur op på ca. 180°C, og blandingen indføres ved hjælp af et ekstruderingsapparat af gængs konstruktion, idet mundstykket føres langs randene af de til en ønsket flerlagsrude arrangerede glaslag. Der arbejdes herved i vakuumkammer.

8 142905

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen udføres også på den måde, at konventionelle afstandsprofiler, f.eks. metalliske afstandsprofiler med retvinklet eller et andet gængs tværsnit udføres på mindst 2 mod hinanden vendende flader, ved at forsynes med fast påklæbede strimler af termoplastisk kautsjuk, og disse i forvejen færdig fremstillede samlingselementer forbindes med glaslagene under tilførsel af varme således som ovenfor beskrevet.

En afstandsholder fremstilles som en U-formet profil af ovennævnte termoplastiske kautsjuk ved ekstrusion i endeløse længder og benyttes som i forvejen færdigfremstillet tætningsrande til samling af flerlagsglasisoleringsruder ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen har herved udvist forskellige fordele i kraft af de anvendte elastomere stoffer, som udviser de termoplastiske formstoffers fordelagtige teknologiske bearbejdelighed og har de vulkaniserede kautsjukkers elastiske egenskaber.

Den ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendte ovenfor specificerede termoplastiske kautsjuk har således god vanddamptæthed og kemikaliemodstandsdygtighed samt vejrbestandighed. Den ved hjælp af den termoplastiske kautsjuk foretagne samling af glas og elastomer har høj bestandighed mod vekslende mekaniske belastninger, således som de f.eks. optræder i vinduer. Vanddamptætheden hos den på grundlag af den termoplastiske kautsjuk opbyggede tætningsmasse har udslaggivende betydning for den lange levetid, som de således ovenfor beskrevet fremstillede flerlagsisolerglasruder udviser. Det har herved vist sig, at de her omhandlede.tætningsmasser med hensyn til vanddamptæthed er væsentlig gunstigere sammenlignet med andre til det samme formål benyttede produkter, f.eks. polysulfidkautsjuk og siliconekautsjuk.

Ved sammelignende afprøvning i tilslutning til DlN-norm 53 122 fås følgende værdier for vanddamptransmission: 2 1. Polysulfid-kautsjukker: ca. 1 g/m x dag (ved 1 cm tykkelse) 2 2. Siliconekautsjuk: ca. 10 g/m x dag (ved 1 cm tykkelse) 3. Elastomert stof anvendt ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen: 2 ca. 0,1 g/m x dag (ved 1 cm tykkelse).