包括至少一个含绝缘气体层的内部空间的绝缘玻璃板和玻璃板制造方法

摘要

本发明涉及玻璃板（100），特别是绝缘玻璃板，玻璃板包括通过插入框架（12）结合在一起的至少一个第一玻璃片（10）和至少一个第二玻璃片（11），插入框架使第一玻璃片和第二玻璃片互相保持一定距离，玻璃板还包括在至少两个玻璃片之间的至少一个内部空间（15），内部空间被布置于内部空间周围的插入框架封闭。根据本发明，插入框架（12）包括使内部空间（15）与玻璃板外部连通的开口（122）；玻璃板包括至少一个插入到开口中的导电元件（14），导电元件的第一端部（141）位于内部空间中，导电元件的第二端部（142）位于内部空间外；并且，玻璃板还包括热塑性弹性体材料制的第一塞（17），第一塞围绕导电元件封闭开口（122）。

说明书

技术领域

本发明的领域为包括限定内部空间的玻璃片的玻璃板的领域。本发明 尤其涉及这种玻璃板，所述玻璃板包括设置用于利用电信号或电子信号被 供给的至少一个组成件。

这些玻璃板可以用在任何类型的应用如日用玻璃，机动车或建筑物用 玻璃中。

背景技术

例如，本发明所涉及的玻璃板为绝缘玻璃板（即英文术语的"Insulating  glass units"）。

这种绝缘玻璃板传统上包括通过插入框架结合在一起的第一玻璃片和 第二玻璃片，插入框架使这些玻璃片平行保持互相间隔开一定距离。在玻 璃板的周边通过周边密封垫封闭玻璃板，使得又称为内部空间的玻璃片之 间的空间完全封闭。

内部空间可以被排除任何气体，则称为真空玻璃。真空空间使穿过真 空绝缘玻璃板的能量传递大大减少。

内部空间也可束限气体层，气体传统上为干空气。由于内部空间中存 在空气层，因而穿过根据该传统结构的绝缘板的能量传递相对单一玻璃片 减少。

增加内部空间的厚度以增加空气层产生的绝缘，也可以进一步减少能 量传递。但是存在内部空间厚度的极限值，从该极限值起，玻璃片之间的 空气层中的对流会增加能量传递。

添加被附加玻璃片包围的附加内部空间形式的补充层还可进一步减少 能量传递。例如，三个平行玻璃片被两个内部空间分开并且在它们的周边 借助密封垫被密封。这样，内部空间的厚度可以被保持低于空气层中的对 流作用所规定的最大极限，因此可以进一步减少能量传递。

另外，用密度更大并且热传导更小的气体替代空气（N₂、O₂）也可减 少能量传递。适当的气体应该无色、对人体无毒（至少低于合理浓度）、无 腐蚀性、不可燃、对暴露于紫外线辐射不敏感、比空气密度大，并且具有 更小的导热性。氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）和六氟化硫（SF₆）是通常 替换绝缘玻璃板中的空气的这类气体的例子。

（例如从EP1840449中）还知道这种玻璃板，其包括电子组成件如发 光二极管（即LED，指“Light Emitting Diode”），例如用以显示信息或用 于照明应用中。在这些应用的范围内，包括电子组成件的玻璃板的制造一 般包括在第一玻璃片上沉积透明导电层的步骤、由透明导电层形成内导电 线路的导电轨的步骤、和在内导电线路的导电轨上沉积并固定（例如通过 导电胶）电子组成件的步骤。通过将第二玻璃片施加在插入框架上得到玻 璃板，整体在其周边利用周边密封垫封闭，使得玻璃片之间的内部空间完 全被封闭。

在LED板的情况下，为使内导电线路与外部电路（即指玻璃板外的 电路）如外部电源连接，需要在封闭玻璃板之前装入导电元件，如电线， 其一端部与玻璃板内部电连接，另一端部延伸于玻璃板边缘以外。

文件EP1529922描述了双层玻璃板中的连接器形式的这类导电元件。 连接器可以通过插入件把电信号从双层玻璃板外部带向双层玻璃板内部。 尤其如该文件的图1所示，连接器由用于在双层玻璃的插入框架3的两个 分支之间互连的楔形零件构成。

此类用于插在插入框架的两个分支中的模制零件形式的连接器专门设 计用于给定的插入框架，因此不能适用于例如具有不同尺寸的其他插入框 架。然而，双层玻璃板的市场使得，第一玻璃片和第二玻璃片之间的空间 一般根据用户要求可在6mm-27mm之间变化。同样，根据销售地区或应 用地区，存在不同剖面和不同尺寸的插入框架。因此，这就意味着对于每 个类型的插入件和双层玻璃板的每个空间要形成一个零件模型，以便能提 供包括该零件的大的产品范围。

另外，该类连接器一般设计用于插在玻璃的确定周边区域中，并且不 会使零件在玻璃中的安置有许多自由度。

发明内容

发明目的

本发明的目标特别是克服现有技术的这些缺点。

更确切的说，本发明在其至少一个实施方式中的目标是提供一种技术， 所述技术可以保证从包括限定内部空间的至少两个玻璃片的玻璃板外向其 内的电连接，并且在绝缘玻璃板的情况下保持板的可能的良好的热绝缘特 性。

本发明在其至少一个实施方式中的另一目标是实施该类技术，该类技 术适用于包括限定内部空间的至少两个玻璃片的任何类型的玻璃板，通过 插入框架控制内部空间的厚度。

本发明在其至少一个实施方式中的另一目标是实施该类技术，该类技 术不需要设计专门适合于玻璃板尺寸、尤其是分开所述两个玻璃片的插入 件的尺寸的零件。

本发明在其至少一个实施方式中的另一目标是使用该类技术，该类技 术允许电连接件在玻璃板中的定位有很大自由度，和/或可以保证需要要么 多的从玻璃板外向内的电连接。

本发明在其至少一个实施方式中的目标还在于提供实施简单并且成本 低廉的这种玻璃板。

发明概述

根据一特殊实施方式，本发明涉及一种玻璃板，特别是绝缘玻璃板， 其包括通过插入框架结合在一起的至少一个第一玻璃片和至少一个第二玻 璃片，插入框架使第一玻璃片和第二玻璃片互相保持一定距离，并且所述 玻璃板包括在至少两个玻璃片之间的至少一个内部空间，所述内部空间包 含绝缘气体层，被布置于所述内部空间周围的插入框架封闭。

根据本发明，在该类玻璃板中，插入框架包括使内部空间与玻璃板外 部连通的开口。

还根据本发明，玻璃板包括至少一个插在开口中的导电元件，导电元 件的第一端部位于内部空间中，并且导电元件的第二端部位于内部空间外。

还根据本发明，玻璃板还包括围绕导电元件封闭开口的热塑性弹性体 材料制的第一塞。

本发明的总原理基于在传统玻璃板的现有插入框架内产生使内部空间 与玻璃板外部连通的开口，该开口允许插入保证从玻璃板外向玻璃板内电 连接的导电元件。热塑性弹性体材料制的第一塞保证密封性，因此可以在 绝缘玻璃板的情况下保持玻璃板的可能的良好的热绝缘特性。

因此，由于可以在任何类型的插入框架中形成孔，因而该类连接技术 可以适应于任何类型的带有插入框架的多层玻璃板。另外，该类技术不需 要设计专门适应于玻璃板尺寸、尤其是分开两个玻璃片的插入件的尺寸的 零件。

另外，由于可以在插入框架的任何地点形成孔，因而根据本发明的该 类连接技术允许电连接件在玻璃板中的较大定位自由度，和/或可以保证从 玻璃板外向玻璃板内的所需那么多的电连接。

另外，与使用如文件EP1529922中描述的专门设计的连接器的传统技 术相比，根据本发明的连接技术简单、便宜。

有利的是，热塑性弹性体材料至少部分由合成橡胶构成。

根据本发明一有利实施方式，热塑性弹性体材料为聚异丁烯。

有利的是，玻璃板在内部空间中包括至少一个绝缘基片，绝缘基片至 少部分地被覆以与导电元件第二端部电连接的至少一个导电轨。

根据本发明一有利实施方式，至少部分地被覆以至少一个导电轨的绝 缘基片是印刷电路板。

有利的是，导电元件是包括至少一个用绝缘护套保护的长形导电元件 的电缆。

有利的是，护套至少部分由低密度聚乙烯（也称为PEBD，定义为其 密度值接近0.92）、高密度聚乙烯（也用PEHD表示，定义为其密度值接 近0.95）和聚酰胺构成。例如，护套是标号为RBK-ILS-125-NR3-0-65MM 并由Tyco Electronics公司销售的一种护套。

由于护套的这三种材料的组合与第一塞的聚异丁烯具有极好的附着 性，因此得到非常好的密封性。

根据本发明一有利实施方式，电缆的第一端部包裹在热塑性弹性体材 料制的第二塞中。

有利的是，玻璃板包括储存器，储存器在内部空间中固定在插入框架 上，使得储存器与开口面对定位，储存器包括可以使电缆的第二端部通过 的通孔，还有利的是，至少部分地被覆以至少一个导电轨的绝缘基片布置 于设在储存器一侧面的缝槽中，使得至少部分地被覆以导电轨的绝缘基片 的一部分位于储存器中，热塑性弹性体材料制的第二塞填塞储存器中的空 闲的空间。

根据本发明一有利实施方式，内部空间包含绝缘气体层。

根据其至少一个实施方式，本发明还涉及制造玻璃板特别是绝缘玻璃 板的方法，玻璃板包括通过插入框架结合在一起的至少一个第一玻璃片和 至少一个第二玻璃片，插入框架使第一和第二玻璃片互相保持一定距离， 并且所述玻璃板包括在至少两个玻璃片之间的至少一个内部空间，内部空 间被位于该内部空间周围的插入框架封闭。

根据本发明，该方法包括以下步骤：

-在插入框架中形成使内部空间与玻璃板外部连通的开口；

-将至少一个导电元件插入到开口中，导电元件的第一端部位于内部 空间中，导电元件的第二端部位于内部空间外；

–利用热塑性弹性体材料制的第一塞围绕导电元件封闭开口。

有利的是，根据本发明的方法包括：在内部空间中插入至少一个绝缘 基片的步骤，其中所述绝缘基片至少部分地被覆以至少一个导电轨；以及 实现导电轨与导电元件第二端部电连接的步骤。

有利的是，根据本发明的方法包括将电缆的第一端部包裹在热塑性弹 性体材料制的第二塞中的步骤。

当然，第一塞和第二塞可以分开，或者可以形成相同和单一的总塞。

有利的是，根据本发明的方法还包括以下步骤：

-使储存器在内部空间中固定在插入框架上，使得储存器面对开口定 位，储存器包括可以使电缆第二端部通过的通孔；

-使至少部分地被覆以至少一个导电轨的绝缘基片定位在设在储存器 一侧面的缝槽中，使得至少部分地被覆以导电轨的绝缘基片的一部分位于 储存器中；

-用热塑性弹性体材料制的第二塞充填储存器中的空闲的空间。

附图说明

通过阅读下面对作为非限定例子的简单示例给出的优选实施方式的描 述和附图，本发明的其它特征和优点将更加清楚地体现出来，附图中：

-图1表示根据本发明一实施方式的绝缘玻璃板的一部分的剖面图；

-图2表示图1玻璃板的插入框架的视图；

-图3表示根据本发明的玻璃板的一特殊实施方式，根据该实施方式， 导电元件是包括至少一个被绝缘护套保护的长形导电元件的电缆；

-图4是根据本发明一实施方式的绝缘玻璃板的制造方法的主要步骤 的流程图。

具体实施方式

结合图1和2表示根据本发明一实施方式的玻璃板100的一部分的剖 面图。

玻璃板100是包括第一和第二玻璃片10、11（例如厚度为4mm的钠 钙硅（sodo-silico-calcique）玻璃片）的双层玻璃板，这两个玻璃片通过插 入框架12结合在一起，插入框架使它们互相保持一定距离。

内部空间15位于两个玻璃片10、11之间，内部空间包含绝缘气体层， 并被布置于内部空间周围的插入框架封闭。优选地，周边密封垫13保证内 部空间与外部之间的密封性。

插入框架12（也称为隔离件）延伸于玻璃片的周边，例如由厚度为 0.4mm的镀锌钢构成。插入框架12具有例如呈方形的空心横向截面。例 如，干燥剂材料垫（图中未示出）布置于插入框架12内。

周边密封垫13包括分别布置在插入框架12与第一和第二玻璃片10、 11中每一个之间的聚异丁烯密封层13。例如，使用的聚异丁烯的渗透率约 为每m²×24h×kpa水蒸汽每mm厚度约0.11克水。有利的是，周边密封 垫13还包括布置成与在每个玻璃片10、11与插入框架12之间的密封层 13接触的多硫化物条或硅酮树脂条。还可使用更加密封的周边密封垫，例 如以玻璃焊接为基础的密封垫。

例如，双层玻璃板100另外包括涂层16，例如红外辐射反射层，如欧 洲AGC玻璃公司销售的“Stopsol Super Silver”层。

当然，涂层还可例如位于第二玻璃片11的整个内表面上，或者只位于 玻璃片10、11之一的内表面的一部分上。

例如，内部空间15包含绝缘气体层，绝缘气体例如包括体积百分比为 90%氩和10%干空气的混合物。

绝缘气体层优选在10mm-15mm之间。例如，在下文中，气体层厚度 为11mm。

插入框架12包括使内部空间15与玻璃板外部连通的开口122。玻璃 板包括至少一个插入到开口122中的导电元件14，导电元件的第一端部141 位于内部空间中，导电元件的第二端部142位于内部空间15外。

可以在插入框架上的任何位置处形成所述开口（在玻璃的长度、在玻 璃的宽度，或者甚至在角落）。

图2表示在两侧已开孔以形成开口122的插入框架12的一部分。

玻璃板还包括围绕导电元件14封闭开口122的热塑性弹性体材料制的 第一塞17。根据本发明的第一塞17可以具有用于封闭开口122的任何适 当形状。

热塑性弹性体材料优选至少部分地由合成橡胶构成。还更优选的是， 热塑性弹性体材料为聚异丁烯。

结合图3表示根据本发明的玻璃板的一特殊实施方式，根据该实施方 式，导电元件是电缆14，电缆包括至少一个长形导电元件，例如三个导电 金属丝，其被一个绝缘护套143保护。

当然，可以使用任何数量的长形导电元件，例如数量为1-10个之间， 甚至更多数量。

电缆的直径优选不大于插入框架的（分开两个玻璃片10、11的）厚度 的60%。

例如，绝缘护套143至少部分地由低密度聚乙烯（也由首字母缩略词 PEBD表示，定义为其密度值接近0.92）、高密度聚乙烯（也由首字母缩略 词PEHD表示，定义为其密度值接近0.95）和聚酰胺构成。例如，护套是 由Tyco Electronics公司销售的标号RBK-ILS-125-NR3-0-65MM的一种护 套。

另外，根据本发明的一优选实施方式，在玻璃板100的内部空间15 中容置有至少一个绝缘基片18，例如至少部分地被覆以与电缆的第一端部 141电连接的至少一个导电轨的绝缘基片。有利的是，至少部分地被覆以 至少一个导电轨的绝缘基片18是与电缆的第一端部141电连接的印刷电路 板18。

电缆的第一端部141被包裹在热塑性弹性体材料制的第二塞20中。

热塑性弹性体材料优选至少部分地由合成橡胶构成。还更优选的是， 热塑性弹性体材料为聚异丁烯。

玻璃板100包括储存器19，该储存器在内部空间15中固定在插入框 架12上，使得其定位成与开口122面对，储存器19包括允许电缆14的第 一端部141通过的通孔（未示出）。

可以例如通过经过插入框架的整个厚度将插入框架开孔以便得到通 孔，来形成开口122。由于插入框架包括方形空心横截面，因而开孔优选 在玻璃板100内侧的插入件12壁上进行，还可在玻璃板100外侧的插入件 12壁上进行。

优选地，在玻璃板内侧的壁中的第一孔的尺寸确定成接纳储存器19， 而在玻璃板外侧的壁中的第二孔的尺寸确定成能够以例如在30°-90°之间 的电缆14与插入框架12之间的倾斜度来插入供电电缆14的第一端部141。 将第二孔相对第一孔错开开设，以便能够将电缆14以其倾斜度插入，同时 使电缆14的端部安置于储存器19的底部，最靠近它的后表面。

例如，储存器19由塑料材料例如PA6制成。储存器19优选为矩形， 在其底部设有小凹槽，以便能够插入到开有孔的插入框架12中。该储存器 19实施方式的一种变型设计由互相嵌合的两个壳体形成的一个储存器，以 便于将与电缆14连接的印刷电路18插入到储存器19中。

在组装阶段，电缆14和印刷电路18首先连接在一起。储存器19定位 于插入框架12上，在第一孔之上。与电缆14连接的印刷电路板18插入设 在储存器19一侧面的缝槽191中，使得印刷电路的一部分（优选是包括电 缆14的第一端部141应电连接于其上的电轨的电路部分）定位于储存器 19中。

通过储存器19的上表面注入第二塞20的聚异丁烯，以便充填储存器 19中的空闲的空间。该聚异丁烯将在位于储存器内的组成件以及在玻璃板 外侧的插入框架12背部处的电缆14部分上包覆成型。

缝槽191的宽度优选基本等于印刷电路板18的宽度，以使在充填储存 器19时聚异丁烯不会溢出。

根据本发明的一有利特征，可以放置盖子，用以封闭储存器19，以便 在将第二塞20的聚异丁烯注入到储存器19内后得到更美好的外观。

上面描述了本发明的一实施方式，根据该实施方式，第一塞和第二塞 是分开的。当然，本发明还可应用于单一总塞（例如由聚异丁烯制成）的 情况，该单一总塞围绕导电元件14封闭开口122且同时包裹电缆的第一端 部141。

参照图4表示根据本发明一实施方式制造玻璃板、特别是绝缘玻璃板 的方法。

玻璃板包括至少一个第一玻璃片和至少一个第二玻璃片，它们通过插 入框架结合在一起，插入框架使这些玻璃片互相保持一定距离，玻璃板包 括在至少两个玻璃片之间的至少一个内部空间，所述内部空间被布置于所 述内部空间周围的插入框架封闭。

该方法包括以下步骤：

-在插入框架中形成401使内部空间与玻璃板外部连通的开口；

-将至少一个导电元件插入402到开口中，导电元件的第一端部位于 内部空间中，导电元件的第二端部位于内部空间外；

-利用热塑性弹性体材料制的第一塞围绕导电元件封闭403开口。

当然，本发明并不限于上述实施例。

特别是，即便前面已经利用绝缘玻璃板描述了本发明，但本发明还可 配合任何类型的玻璃板、尤其是非绝缘的玻璃板起作用。本发明可以例如 应用于具有这样两个玻璃片的玻璃的情况中，该两个玻璃片被一插入框架 分开，其被设置用于容纳不应与外部环境（例如病毒、细菌、有毒气体等） 接触的材料。

另外，本领域技术人员可以对上述图中的所描述的根据本发明的玻璃 板进行任何变型。例如，玻璃板可以包括几个内部空间（如三层玻璃），每 个内部空间例如包含真空层或气体层（任何类型的气体，其中包括空气以 及它们的混合物），或者甚至包含液体层（必要时，固体也可包含在一个或 几个内部空间中），根据本发明的玻璃板的玻璃片可以由任何类型的玻璃构 成，可以经过表面变形处理，可以包括用于实现任何功能的任何类型的涂 层，或者本身可以由利用塑性插入件的轧制的玻璃板构成。

根据本发明的玻璃板可以用于任何类型的应用如建筑物窗或机动车 窗、隔板、墙壁、玻璃门窗洞（如阳台、屋顶零件等）、地面、阶梯等中。