專利名稱：一種合成間隔件條帶材料的制作方法
一種合成間隔件條帶材料
本發(fā)明是關(guān)于一種首選用于制造間隔件，特別是隔熱玻璃單元(以下稱IG單元) 的間隔件合成條形材料。
北美制窗工業(yè)的參與者和關(guān)注者都知道，間隔式IG單元是制窗過程的重要部分。 可以理解，IG間隔件是任何IG結(jié)構(gòu)的主要部件，而且，間隔件制造中的間隔技術(shù)在 近十多年對(duì)IG單元的經(jīng)濟(jì)性與質(zhì)量造成了主要影響。間隔件的制作過程中涉及到使用 條帶材料，通常是如

圖14中的截面圖所示的鍍錫鋼，將條帶冷彎成形成U型間隔件。 典型的，供應(yīng)給IG單元制造商的條帶材料是纏在條帶寬度設(shè)計(jì)成特定間隔件條帶寬度 的大巻盤或者線圈上的。通常IG單元制造商手邊沒有多種不同條帶寬度的線圈。在間 隔件制成過程之后， 一種干燥的基體材料從槽里擠壓出來。在像制窗工業(yè)這種對(duì)成本 敏感的工業(yè)中，間隔過程被證明是IG單元制造中非常有競爭力、低成本的過程。尤其 是Ohio州Twinsburg的玻璃裝備開發(fā)公司，這是一家這種獨(dú)特的間隔件制造過程的裝 備供應(yīng)商。近些年來，條帶材料的選擇發(fā)生了一些變化。然而，直到今天，間隔件的 基本材料仍然是0.010英寸(2.54 x 10—4米)厚的鍍錫鋼。
關(guān)于鍍錫鋼與其他間隔件材料的傳熱特性行為，測試結(jié)果在十多年來就已經(jīng)建立 了檔案。邊的傳導(dǎo)率測試顯示鍍錫鋼間隔件是"暖邊技術(shù)"(warm edge technology), 比鋁盒間隔件要好很多。
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種在傳熱特性和材料成本上更有競爭力的間隔件材料，并 繼續(xù)保留良好的制造過程經(jīng)濟(jì)性。
這個(gè)目標(biāo)通過權(quán)利要求1里的合成間隔件條帶材料來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的進(jìn)一步展開在相關(guān)的權(quán)利要求中給出。
需要注意的是間隔件制造中使用合成條帶的概念不局限于IG間隔件的間隔方法， 這種條帶可以在廣泛多樣的間隔件設(shè)計(jì)與造型中使用。 合成間隔件條帶材料的好處在于，例如，因?yàn)?br> --這種條帶材料能在傳統(tǒng)的間隔條生產(chǎn)線或其他間隔件制作設(shè)備上滾成。 -釆用新型條帶材料制成的間隔件增強(qiáng)了 IG單元與窗戶的導(dǎo)熱性能。 —這種條帶材料能夠制成多種條帶寬度，以及
--這種條帶材料的成本與不銹鋼和復(fù)雜的復(fù)合間隔件的成本相當(dāng)或更低。本發(fā)明更多的特性和優(yōu)點(diǎn)將在下面的具體介紹中表示，涉及到這種間隔件條帶材 料垂直于軸向的截面圖的圖紙如下
圖l根據(jù)實(shí)施例l， 一種由塑料和不銹鋼制成的合成間隔件條帶材料；
圖2根據(jù)實(shí)施例2， 一種由塑料和多層條帶制成的合成間隔件條帶材料；
圖3根據(jù)實(shí)施利3， 一種由塑料和一種可修補(bǔ)的基體制成的合成間隔件條帶材料；
圖4根據(jù)實(shí)施例4，一種由塑料和一種波浪狀的金屬片制成的合成間隔件條帶材料；
圖5根據(jù)實(shí)施例5， 一種由塑料層嵌入到基體層和金屬層之間制成的合成間隔件條
帶材料；
圖6根據(jù)實(shí)施例6，一種由塑料與金屬層制成的合成間隔件條帶材料
圖7根據(jù)實(shí)施例7，一種由塑料與金屬層制成的合成間隔件條帶材料
圖8根據(jù)實(shí)施例8，一種由塑料與金屬層制成的合成間隔件條帶材料
圖9根據(jù)實(shí)施例9，一種由塑料與金屬層制成的合成間隔件條帶材料;
圖10根據(jù)實(shí)施例10，一種由塑料與金屬層制成的合成間隔件條帶材料
金屬層間斷的疊蓋在不銹鋼第一層的間隙上； 圖ll根據(jù)實(shí)施例ll， 一種由塑料和金屬層，以及一種波浪形金屬層制成的合成間 隔件條帶材料；
圖12根據(jù)實(shí)施例12， 一種由塑料與金屬層制成的合成間隔件條帶材料；它的第二
金屬層間斷的疊蓋在不銹鋼第一層的間隙上； 圖13根據(jù)實(shí)施例13， 一種由塑料與金屬層制成的合成間隔件條帶材料；以及
圖14根據(jù)原有的工藝， 一種由單層金屬制成的間隔件條帶材料； 以下是對(duì)照本發(fā)明中圖紙的首選的具體介紹。
圖l是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例l中合成間隔件條帶材料垂直于軸向(Z)的截面視圖， 即寬度-厚度平面上的(Y-X平面)的截面。這種合成間隔件條帶材料由兩層組成，第 一層l由塑料制成，第二層或(加強(qiáng)和/或阻隔)層2由金屬制成，首選是不銹鋼。合 成間隔件條帶材料由材料結(jié)合而成，可以采用共擠壓，或擠壓和/或?qū)訅夯蛘澈蟻碇瞥?能夠纏在線軸上的低傳導(dǎo)率條帶。共擠壓工藝是首選的。
首選的塑料材料是有相對(duì)較低的導(dǎo)熱率的，可以發(fā)生彈-塑性變形的材料(例如， 一種塑料或樹脂材料)。金屬層由不銹鋼制成，但是也可以由其它可變形強(qiáng)化材料或?qū)?制成，其適合于與層1的可發(fā)生彈-塑性變形的材料結(jié)合。
首選的是可發(fā)生彈-塑性變形的材料包括合成或天然材料，當(dāng)材料彎曲超過其彈性 回復(fù)力后，會(huì)發(fā)生不可逆的塑性變形。在這些首選的材料，在變形(彎曲)超過材料表面屈服點(diǎn)后大體上不會(huì)產(chǎn)生彈性回復(fù)力。由于有相對(duì)較低的導(dǎo)熱率(即,首選絕熱材 料)，典型的塑性材料也是可選的，比如導(dǎo)熱率小于5W/(n^K)的，更優(yōu)選導(dǎo)熱率小于 約lW/(n^K)，更優(yōu)選小于約0.3 W/(m*K)。特別的，形體的首選材料包括聚丙烯、 聚乙烯、對(duì)苯二酸酯、聚酰胺和/或聚碳酸酯等熱塑性合成材料，但不限于這些材料。 這些塑料材料也包括常用的填充物(如纖維材料)、添加物、染料、防紫外線材料及其 它。
第二層中首選的可發(fā)生塑性變形的材料包括當(dāng)彎曲超過其表面屈服點(diǎn)后大體上不 會(huì)產(chǎn)生彈性回復(fù)力的金屬。形體首選的材料導(dǎo)熱值需要至少比強(qiáng)化材料導(dǎo)熱值小10倍， 優(yōu)選比強(qiáng)化材料導(dǎo)熱值小50倍的，更優(yōu)選比強(qiáng)化材料導(dǎo)熱值小100倍的。
第一層l，即優(yōu)選是合成間隔件條帶材料的塑料部分，要通過以上制造過程與第二 層永久的結(jié)合(或材料上的連接)，優(yōu)選是通過第一層1和第二層2共擠壓或同樣的層 壓。還有很多沒有明確提到的更好的制造技術(shù)可以用來制造這些材料。
優(yōu)選地，塑料材料包括聚丙烯Novolen 1040 K。 一種選擇是加入20%云母粉的聚 丙烯MC208U或異相共聚物聚丙烯BA110CF。兩者都可以從丹麥Kongens Lyngby的 Borealis A/S公司獲得?？蛇x擇地，塑料材料也可以是Adstif HA840K，這是Basell Polyolefms有限公司提供的一種均相共聚聚丙烯。
強(qiáng)化材料可以是金屬箔或金屬薄板材料，例如AndralytE2，8/2,8T57，厚度為約0.1 毫米(大約4 x 10—3英寸)。第二層2的材料可以與第一層1共擠壓或?qū)訅涸?第一層 1)上，例如，通過使用一層50微米厚(大約2xl0—s英寸)的粘合劑(膠粘劑)粘在 塑料部分上，如聚氨酯和/或多硫化物。當(dāng)然，如果制成第二層的材料是易于腐蝕的， 相應(yīng)的，第二層需要進(jìn)行防腐蝕處理。第二層2的優(yōu)選材料是不銹鋼，但是也可以使 用鍍錫鐵箔，比如化學(xué)成分為含碳0.070%，含錳0.400%，含硅0.018%，含鋁0.045 %,，含磷0.020%,含氮0.007%，其余為鐵的鍍錫鐵箔。錫層的質(zhì)量/表面積比率為2.8 g/m2，應(yīng)用于基體部分的厚度為約0.38微米。
不銹鋼箔的一個(gè)例子是，例如，Krupp Verdol Aluchrom I SE，厚度為大約0.05-0.2 毫米(大約2 x 10—3- 8 x 10—3英寸)，最優(yōu)選是約0.1毫米(大約4 x 10—3英寸)。這種 不銹鋼的化學(xué)成分大約為含鉻19-21 %，含碳最多為0.03 %，含錳最多為0.50 %,含 硅最多為0.60%，含鋁4.7-5.5%，其余為鐵。
選擇性地，第二層2的材料由厚度為約0.2-0.4毫米(大約8 x 10—3- 1.6 x 10—2英寸) 的鋁金屬組成。另一選擇是采用厚度為約0.1-0.15毫米(大約4xl0—3-6xl0-s英寸) 的鍍鋅鐵/鋼板作為第二層2的材料。以上只是第一層1和第二層2材料的例子。所選材料的良好特性使得用在成品IG
單元產(chǎn)品上的間隔件條帶材料有阻隔濕氣傳輸?shù)奶匦砸约氨Ａ魵鍤獾男阅堋?br> 一種可選的合成間隔件條帶材料在厚度方向(X)上的厚度為約0.010英寸(2.54 x 1()4米)，目前也可以使用制造隔條間隔件使用的軋輥成型設(shè)備。當(dāng)然，也可以選擇其 它的厚度與寬度，這依賴于所需間隔件的尺寸和其它特性。寬度方向(Y)上的寬度可以 在制造過程中極大的多樣化，這樣，制成一種寬的薄片(通過擠壓，層壓或其它方法)， 而且這種寬的薄片隨后被切成需要的寬度來制成IG間隔件。例如，薄片在寬度方向(Y) 上的總寬度為大約60英寸，然后被切成1.5英寸寬的條帶。
在圖1到13的例子里，條帶在厚度方向(X)上的厚度約0.010英寸(2.54 x 10—4米)， 寬度方向(Y)上的寬度約1.5英寸G.81xlO—s米)。
本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例如圖2所示，塑料(第一)層1與多層條帶(第二層)3是合 成間隔件條帶材料的組成部分。多層條帶可以包括塑料和/或金屬材料。
圖3是合成間隔件條帶材料的第三個(gè)實(shí)施例，它有塑料(第一)層1和可修補(bǔ)基 體層(第二層)4。
圖4是合成間隔件條帶材料的第四個(gè)實(shí)施例，波浪形金屬(第二)層2c嵌入塑料 (第一)層1或嵌在其上。
圖5是合成間隔件條帶材料的第5個(gè)實(shí)施例，塑料(第一)層2嵌入到金屬(第二) 層1和基體材料(第二)層5之間。
在圖1到5的所有實(shí)施例中，各層是平行于Y與Z方向延伸的，SP，平行于合成 間隔件條帶材料軸向(Z方向)與其寬度方向(Y方向)的平面。優(yōu)選地，各層在厚 度方向(X方向)上堆疊。
圖6是合成間隔件條帶材料的第六個(gè)實(shí)施例，其中，第二層優(yōu)選由金屬制成，在 寬度方向的中部有間隙。換言之，實(shí)際上兩塊第二層2g在Y方向上的中間有一個(gè)預(yù)設(shè) 寬度的間隙。由于第一層l的材料導(dǎo)熱率比第二層2g的材料低很多，這個(gè)間隙能作為 傳熱的中斷。
圖7是第七個(gè)實(shí)施例，三塊分隔開的第二層2g是被Y方向上的預(yù)設(shè)的縫隙隔開的。 圖7所示的實(shí)施例7中，在合成間隔件條帶材料在Y方向上的邊上，強(qiáng)化層2g的邊是 嵌入到第一層l的材料中的。盡管如此，第二層2g的邊也可能形成如圖6中的條帶材 料在Y方向上的邊。
圖8是第八個(gè)實(shí)施例，有多塊第二層2g在第一層1厚度方向X的一側(cè)，另外的第
二層2o疊蓋在上面，從X方向平面圖來看，這些間隙在第二層2g的Y方向之間。第二 (疊蓋)層2o的數(shù)目與間隙的數(shù)目相對(duì)應(yīng)。優(yōu)選地，從X方向上看，疊蓋層2o在 第二層2g的反面。
圖9是第九個(gè)實(shí)施例，表示了疊蓋結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。 一塊第二層2g在第一層l的X方 向上的一側(cè)，使得第一層1在Y方向上的許多(塑料)材料在第二層2g的兩邊，在這 些區(qū)域X方向的反方向上，有兩個(gè)疊蓋強(qiáng)化層20，這些部件在成型間隔件形成時(shí)被定 位，金屬部件被彎曲并在U型間隔件的拐角處形成一個(gè)疊蓋。
圖10是第十個(gè)實(shí)施例，表示疊蓋概念的進(jìn)一步改進(jìn)，有多塊第二層2g和2o沿X 方向在第一層1的兩邊，每塊都疊蓋在X方向?qū)?yīng)的反面的間隙上。
圖U是第十一個(gè)實(shí)施例，也是表示疊蓋概念的修改，其中一塊疊蓋的第二層是相 應(yīng)的第四個(gè)實(shí)施例中的波形第二層中的那種波形第二層2c 。
圖12是第十二個(gè)實(shí)施例，本質(zhì)上相當(dāng)于第八個(gè)實(shí)施例，如圖12所示的第二疊蓋 層2oc是扣蓋著的層2oc。這意味著在疊蓋層2oc的Y方向的邊上，有突出物沿X方 向向第一層1的反面突出。也可能是層2g的突出物沿X方向向第一層1的反面突出。
圖13是第十三個(gè)實(shí)施例，它是疊蓋概念的進(jìn)一步修改，稱為一種雙層疊蓋方法。 大約在第一層l的Y方向的中部，有多塊其中有間隙的中間(第二)層2m。在這些間 隙Y方向的兩側(cè)，有疊蓋(第二)層2ou和201， g口，有上疊蓋(第二)層和下疊蓋(第 二)層2。1。
以上所有的實(shí)施例中，第二層是強(qiáng)化層以及/或者阻隔層，并由第一個(gè)實(shí)施例中所 介紹的關(guān)于第二層的材料所制成，第一層1由第一個(gè)實(shí)施例中所介紹的同樣的材料制 成。
所有其它修改和制造過程的介紹也涉及到所有實(shí)施例。
明確的說明了說明書和/或權(quán)利要求中所公開的所有特性是相互單獨(dú)獨(dú)立公開的， 其目的是原始披露以及限定申明的發(fā)明獨(dú)立于具體介紹和/或權(quán)利要求中的特性組合。 明確的說明了所有數(shù)值范圍或用若干組實(shí)物指示披露了每個(gè)可能的中間值或中間實(shí) 物，其目的是原始披露以及限定申明的發(fā)明獨(dú)立于具體介紹和/或權(quán)利要求中的特性組合。
權(quán)利要求
1. 一種用來制造窗戶單元間隔件的合成間隔件條帶材料，包括一塊由一種 可發(fā)生彈-塑性變形的材料制成的，優(yōu)選是塑料材料的，第一層(1);至少有一 塊由一種可發(fā)生塑性變形的材料制成的，優(yōu)選是金屬或者可修補(bǔ)基體或者合成層 或多層材料的，第二層(2,3,4，4,2c,2g，2o，2oc,2m,2ou,2ol);至少有一塊第二 層與第一層通過材料上的連接形成合成間隔件條帶材料；合成間隔件條帶材料在 軸向(Z)上延伸，其垂直于軸向(Z)的寬度方向(Y)上有一個(gè)預(yù)設(shè)寬度以及 垂直于軸向與寬度方向的厚度方向(X)上有一個(gè)預(yù)設(shè)厚度；第一層(1)在寬 度方向(Y)的整個(gè)寬度上延伸，至少一塊第二層(2，3,4,4,2c,2g,2o，2oc,2m, 2OU，2ol)在寬度方向的至少是部分寬度上延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其特征在于第二層是完全或部分嵌入到第一 層的材料中的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的材料，其特征在于至少有兩塊相鄰的第二層在 軸向和寬度方向(Y,Z)的平面上延伸，在兩者之間的寬度方向(Y)上有一個(gè) 預(yù)設(shè)的間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的材料，其特征在于至少還有一塊第二層，在平行 于軸向與寬度方向的平面上延伸，在厚度方向上與至少兩塊第二層有一個(gè)預(yù)設(shè)的 距離，因此，從厚度方向上看，這塊第二層疊蓋在至少兩塊第二層的預(yù)設(shè)的間隙 中。
全文摘要
一種用于制造窗體單元間隔件的合成間隔件條帶材料，包括由一種可發(fā)生彈-塑性變形的材料制成的第一層，首選是塑料材料，并且至少有一塊第二層由可發(fā)生塑性變形的材料制成，首選是金屬或可修補(bǔ)基體或合成層或多層材料，至少有一塊第二層與第一層在材料上連接制成合成間隔件條帶材料，合成間隔件條帶材料在軸向上延伸，在垂直于軸向的寬度方向上有一個(gè)預(yù)設(shè)的寬度，在垂直于軸向和寬度方向的厚度方向上有一個(gè)預(yù)設(shè)的厚度，第一層在寬度方向上的整個(gè)寬度上延伸，至少有一塊第二層在寬度方向上的至少一部分寬度上延伸。
文檔編號(hào)E06B3/663GK101313124SQ200680028067
公開日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2006年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月1日
發(fā)明者雷蒙德·G·加勒格海 申請(qǐng)人:泰克諾豐卡哈諾和伯胡霍豐有限兩合公司