專利名稱：整體多層窗戶單元和窗框的制作方法
一個窗戶單元，有一個窗框和兩個或兩個以上的基本上平行間隔的玻璃窗格，這里，窗框有一個整體的間隔構(gòu)件，以保持玻璃窗格為基本上平行間隔的構(gòu)形。
隔熱玻璃單元(IG單元)用于窗戶和門中，在冬天降低建筑物內(nèi)的熱損失，夏天減少向裝有空調(diào)的建筑物內(nèi)流入的熱量。隔熱玻璃一般是和窗框分開形成的，然后在單獨的工序中把隔熱玻璃安裝在窗框上。本發(fā)明中絕熱玻璃單元和窗框制成一個單一的單元，從而不必再單獨生產(chǎn)絕熱玻璃單元。
絕熱玻璃單元一般由兩塊或兩塊以上相互分隔開的平行玻璃板組成，沿窗格周邊密封的窗格之間具有空間，用以在其間封閉空氣。沿兩窗格之間的空間周邊放置有隔條。隔條一般為長的空心金屬型材，通常是鋁合金的，要么以擠壓的形式生產(chǎn)，要么是由平的帶材軋制。隔條的空心內(nèi)部含干燥劑，用于吸收被封閉的空氣中的所有殘余水氣和吸收經(jīng)過一段時間后進入被封閉的單元內(nèi)的所有水氣。隔條要么用彎曲機要么用彎角扳手安裝成一般為矩形的框架。
用單密封或者雙密封構(gòu)成絕熱玻璃單元。對于單密封單元，結(jié)構(gòu)封、氣封和水氣封合成一個封。單密封設計中所用的封閉材料包括丁基類的熱塑密封劑及聚硫化物和聚亞胺酯類的熱固密封劑。一般說來，熱固密封劑比熱塑密封劑對水氣的滲透性大。
對于雙密封單元，有一個內(nèi)密封及一個主要的外密封，外密封一般起附加的水氣封的作用。典型地，對于雙密封單元，內(nèi)密封是聚異丁烯橡膠之類的熱塑材料的，并在貼近玻璃板的隔條側(cè)面附著一個聚異丁烯橡膠墊圈。然后把隔條放在空窗格之間并加熱和/或壓以保證聚異丁烯橡受到壓縮并充分敷展在玻璃表面。對于第二外密封，典型地采用硅酮、聚亞胺酯、或多硫化物之類的熱固密封材料，并施于兩玻璃窗格之間的外向周邊。
上述絕熱玻璃單元的構(gòu)件為本領域內(nèi)所公知，并在Bowser等的美國專利3,919,023、Reichert等的美國專利4,994,309、Dawson的美國專利4,479,988、Leopold的美國專利5,313,761和Peterson的美國專利5,568,714等文獻中有說明。這種絕熱玻璃單元的生產(chǎn)方法也是公知的，并在Leopold的美國專利5,295,292等文獻中有說明。上述的絕熱玻璃單元構(gòu)成各個不同單元，然后組合成窗框。其中組合有絕熱玻璃單元的窗框可安裝成窗戶、門、或建筑物、冷凍間、車輛、及類似裝置的隔熱板。
本發(fā)明人發(fā)明了并在此說明一種具有整體窗框構(gòu)件的窗戶單元，這里窗框包括一種整體的間隔構(gòu)件，使兩或兩個以上的玻璃窗格以基本上平行的間隔構(gòu)形直接裝配在窗框構(gòu)件上。整體的窗框構(gòu)件使得能夠把有窗框和隔熱窗格的窗戶單元生產(chǎn)成一個整體單元，從而免除與生產(chǎn)分開的絕熱玻璃單元、然后再把絕熱玻璃單元安裝在窗框中的成本和加工工序。
一種具有一個窗框和兩個和兩個以上的基本上平行間隔的玻璃窗格的窗戶單元，其中窗框具有一個整體的間隔構(gòu)件，用以把玻璃窗格保持在基本上平行的間隔構(gòu)形。


圖1所示為具有其間含兩個基本上平行間隔的玻璃窗格的窗框的窗戶單元。
圖2所示為一種窗框的截面圖，窗框具有兩個被窗框的整體間隔構(gòu)件保持為基本上平行間隔構(gòu)形的平行間隔玻璃窗格。
圖3為具有整體間隔構(gòu)件的窗框的截面圖。
本發(fā)明是一種具有一個窗框和兩個和兩個以上的基本上平行間隔的玻璃窗格的窗戶單元，這里窗框具有一個整體的間隔構(gòu)件，用以把玻璃窗格保持在基本上平行的間隔構(gòu)形。
現(xiàn)參照附圖1至3說明本發(fā)明。圖1表示本發(fā)明范圍內(nèi)的一個窗戶單元。圖1所示的窗戶單元具有其間含兩個基本上平行間隔的玻璃窗格2的窗框1。圖1中還示有位于玻璃窗格2之間并附著于窗框1的擬窗格條組件3。窗框1含有密封的管路4，用以抽空玻璃窗格2之間的空間，并在需要時在玻璃窗格之間注入絕熱氣體。
領域內(nèi)一般技術(shù)人員會理解本發(fā)明不受圖1所示窗戶單元的限制，而是可以包括適用于雙扇窗、雙合頁窗、單合頁窗、永久固定位置窗的窗戶單元，以及居住和商用建筑的絕熱板。含有本發(fā)明的窗戶單元可用于電冰箱、冷凍展示箱等設備中的窗和門。含有本發(fā)明的窗戶單元可用于包括汽車、卡車、重型建筑設備及船只在內(nèi)的交通工具的窗。
本發(fā)明的窗框可構(gòu)成窗戶單元窗框的標準材料?！按翱颉币辉~的含意是用于封閉兩個或兩個以上玻璃窗格的周邊，從而形成適于定位并固定于支持構(gòu)件的窗戶單元的一種部件，支持構(gòu)件的例子有窗架、建筑構(gòu)件、冷凍間、運輸工具等。構(gòu)成窗框的材料，舉例來說，可以是木材、鋁等金屬、或ABS、苯乙烯之類塑料、玻璃纖維、塑料復合材料、以及含木材和塑料的復合材料。選取窗框的結(jié)構(gòu)材料時應考慮包括擠壓強度、硬度、脆度、彈性系數(shù)、熱傳導性、加工性能、保持堅固性的能力、以及外觀、成本等。生產(chǎn)窗框的方法對本發(fā)明無關(guān)緊要，并依生產(chǎn)的材料而不同?？梢圆捎勉姟④?、沖、擠壓、模鑄之類的方法或方法的組合生產(chǎn)窗框。
本發(fā)明的一種優(yōu)選的窗框由以聚氯乙烯為主成分的塑料構(gòu)成。聚氯乙烯可含少量添加劑，如加工助劑(process aidds)、加工調(diào)節(jié)劑(processmodifiers)、固體填充料、強化材料、便利擠壓成形加工的潤滑劑、及固化劑。另外，聚氯乙烯還可含有其它多聚體成分，作為改變聚氯乙烯性能的混合物。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，窗框是通過聚氯乙烯擠壓形成的。
所述窗框用于封閉兩個或兩個以上玻璃窗格的周邊。如圖1所示，在一個實施例中窗框做成矩形，或者說方形的。然而，只要窗框與玻璃窗格的形狀足夠相符，窗框的形狀是無關(guān)緊要的。例如，窗框可以做成多部件組合的，在連接端用螺絲、鉚釘、栓釘、卡箍嵌入物、焊接等方法或其組合連接在一起。窗框可以用沖壓或擠壓之類的方法制成單一的直線部件，再把直線部件彎成適當?shù)臉?gòu)形，然后用上述方法端對端地連接起來。
本發(fā)明的窗框具有一個整體的間隔構(gòu)件，用以把兩個或兩個以上的玻璃窗格保持在基本上平行的間隔構(gòu)形?！罢w”一詞的意思是，間隔構(gòu)件為窗框的一部分，而且玻璃窗格分別地固定在作為窗框一部分的間隔構(gòu)件上。圖2示意地表示具有整體間隔構(gòu)件的窗框1的截面圖。圖2所示為本發(fā)明范圍內(nèi)具有整體間隔構(gòu)件5的窗框例。圖2不是用以限制本發(fā)明權(quán)利要求書中這種構(gòu)件的范圍。只要能夠把兩個或兩個以上的玻璃窗格保持在基本上平行的間隔構(gòu)形，整體間隔構(gòu)件的具體形狀是無關(guān)緊要的。具體形狀在某種程度上取決于窗框組合的材料。盡管整體間隔構(gòu)件最好在銑、擠壓、或沖壓窗框之類的過程中作為工序的一部分制備，但是也可以單獨地制造整體間隔構(gòu)件，然后用膠合、焊接、栓釘、螺絲、及類似的附著方法固定在窗框上。窗框和整體間隔構(gòu)件可用同樣的材料，也可用不同的材料制造。例如，窗框和整體間隔構(gòu)件用不同的多聚體材料制造，窗框可作為復合擠壓物形成。例如。在某些應用中，要求采用復合擠壓的方法以提供有適當物理特性例如強度的窗框，以及具有可接受的彭脹特性和能與玻璃窗格適配的粘貼性能的整體間隔構(gòu)件。例如，整體間隔構(gòu)件可以是實心邊緣、空心邊緣、或槽的形式。只要能夠提供足夠的面積和強度，最好通過使之粘合地置于整體間隔構(gòu)件的壁和玻璃窗格內(nèi)表面邊緣之間，把兩個或兩個以上的玻璃窗格保持在基本上平行的間隔構(gòu)形，整體間隔構(gòu)件的形狀是不重要的。圖2所示為整體間隔構(gòu)件的一個優(yōu)選的構(gòu)形，這里該構(gòu)件形成一個槽，槽內(nèi)可放置干燥劑，也可以用卡箍或磨擦配合之類的方法在槽內(nèi)固定擬窗格條組件。
本發(fā)明的窗戶單元有兩個或兩個以上基本上平行間隔的玻璃窗格。“基本上平行”意味著，當放置在鄰接整體間隔構(gòu)件的窗框中及任何粘合和阻攔材料中時，玻璃窗格形成一個內(nèi)腔。玻璃窗格可以由，例如簡單玻璃、回火玻璃、玻璃-熱塑層板、熱塑板等制成。玻璃窗格可為透明的或者說透光的。玻璃窗格可涂以標準涂層以降低對紫外光和可見光的透明度。玻璃窗格可用領域內(nèi)公知的方法染色。優(yōu)選地用于本發(fā)明的窗戶單元的玻璃窗格有玻璃和玻璃層板。
雖然圖1至3所示的窗框構(gòu)件可放置兩個玻璃窗格，但本發(fā)明不受限于僅兩個玻璃窗格。本發(fā)明的窗框可以設計來在基本上平行的玻璃窗格之間容納附加的玻璃窗格或膜。
現(xiàn)在參照圖3進一步說明本發(fā)明。圖3所示為一個本發(fā)明范圍內(nèi)的窗戶單元的截面。圖3中，窗框1具有整體間隔構(gòu)件5。玻璃窗格2放置在窗框構(gòu)件內(nèi)，以其邊緣貼近整體間隔構(gòu)件5并用膠合劑6加以固定。放置在玻璃窗格2之間形成的空腔中的是擬窗格條組件3，它用插入沿整體間隔構(gòu)件物長軸延伸的縫隙中的卡箍保持在位。放置在整體間隔構(gòu)件5中的是吸潮劑7。窗框1還有槽8，其中可以置入并固定玻璃安裝墊片9，從而形成貼近窗格2外表面的風雨封。
在本發(fā)明窗戶單元的一個優(yōu)選實施例中，兩個或者兩個以上的基本上平行間隔的玻璃窗格用構(gòu)件密封膠之類的粘合劑附著在整體間隔構(gòu)件上。進一步優(yōu)選的是粘合劑能夠在整體間隔構(gòu)件和玻璃窗格之間形成防氣防水密封。所要求的具體粘合劑取決于窗框和玻璃窗格的構(gòu)件材料以及窗戶單元的使用條件。許多材料可以考慮用作粘合劑。例如，粘合劑可為天然的或者合成的熱塑樹脂，如聚硫化物、聚亞胺酯、聚異丁烯、環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂聚硫化合物混合物、以及聚硫化物和聚亞胺酯混合物。粘合劑可以是Gray等的美國專利5,364,921所述的熱固化的鉑催化硅橡膠，本文引作可用于本發(fā)明的示范性粘合劑成分。粘合劑可以是Saxena等的美國專利5,665,823所述的室溫固化的含丙烯酸功能的異丁烯多聚體的成分，本文引作可用于本發(fā)明的粘合劑示范性舉例。優(yōu)選地是粘合劑為例如上文Saxena等所述的室溫固化成分。粘合劑可以是含丁基橡膠、聚乙烯、聚亞胺酯、聚氯乙烯之類材料的預制好的玻璃膠帶。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在玻璃窗格之間產(chǎn)生的空間內(nèi)放置吸附劑，以防止在窗格之間聚集水氣，并在必要時吸收可能進入玻璃窗格之間的空間而引起玻璃窗格成霧的化學物質(zhì)。在本文中，吸附劑總體地指通過吸收而能夠保留住水分、或化學物質(zhì)、或水分和化學物質(zhì)的吸附劑。在一個優(yōu)選實施中，吸附劑放置在整體間隔構(gòu)件形成的管道中。本領域內(nèi)一般技術(shù)人員應了解，整體間隔構(gòu)件形成的管道可有各種構(gòu)形，如矩形、方形、及橢圓形，也不必完全對玻璃窗格之間產(chǎn)生的空間開放。整體間隔構(gòu)件形成的或者說在其內(nèi)的管道可與玻璃窗格之間產(chǎn)生的空間溝通，例如通過圖3所示的槽縫溝通，或者通過沿整體間隔構(gòu)件隔一定距離作出的、連接整體間隔構(gòu)件形成的管道和玻璃窗格之間產(chǎn)生的空間的孔洞溝通。
可用于本發(fā)明窗戶單元的吸附劑可以是天然的也可以是合成的吸附劑，應能吸收水分、最好能吸收進入玻璃窗格產(chǎn)生的空間的引起窗格成霧的所有化學物質(zhì)。優(yōu)選的吸附劑為分子篩吸附劑A、分子篩吸附劑B、及其混合物。使用的吸附劑的物理形狀取決于整體間隔構(gòu)件內(nèi)形成的管道。吸附劑可為粉末狀，在這種情況下，整體間隔構(gòu)件內(nèi)形成的管道大體上須用把該管道與玻璃窗格連接起來的適當大小的孔洞封閉住。例如，Ulisch的美國專利3,868,299公開了設計用于多層絕熱玻璃窗的吸附劑的用法，該吸附劑具有與寬孔吸附劑聯(lián)合使用的窄孔分子篩吸附劑，并可選取膠粘土。此處所說的Ulisch引作參考資料，作為可用于本發(fā)明的干燥劑的示范性舉例。Cohen等的美國專利5,493,821主張空心的、低密度附聚物可用于吸收水分，可能在本發(fā)明中有用，因此本文在此示范性引為參考。
吸附劑在一種基質(zhì)中，其中，特定吸附劑摻入到粘貼在整體間隔構(gòu)件內(nèi)形成的管道內(nèi)的載體材料中。例如，載體材料可以是硅橡膠、丁基橡膠、熱熔料或聚亞胺酯。吸附劑可摻入到可固化的液態(tài)硅橡膠成分中，或者說擠壓進整體間隔構(gòu)件內(nèi)形成的管道內(nèi)并通過固化而與之粘合的密封劑中。
為改進本發(fā)明的窗戶單元的絕熱性能，可能會要求從玻璃窗格之間產(chǎn)生的空間中抽出空氣，或者用氮、氬、氪之類的惰性氣體取代空氣。如圖1所示，可以在窗框中設密封的管道4，起形成真空或用某種氣體置換空氣的作用。
在圖3中，窗框1具有槽8，其中可以置入并固定玻璃安裝墊片9，從而形成貼近窗格2外表面的風雨封。對于本發(fā)明，槽8的形狀無關(guān)緊要，圖3所示形狀僅是許多可能的形狀之一。優(yōu)選地是，槽8為玻璃安裝墊片9可以被卡就位并保留下去的形狀。玻璃安裝墊片9還可以壓配合進入槽8，或者膠合貼牢。
玻璃安裝墊片9固定在窗框1上并貼近玻璃窗格2的外表面。玻璃安裝墊片9的構(gòu)件材料無關(guān)緊要，可以是本領域內(nèi)公知的用于這方面的任何材料。例如，玻璃安裝墊片9可由天然的和合成的橡膠、或塑料制造。例如，玻璃安裝墊片9可用硅橡膠制造。玻璃安裝墊片9還可起裝飾品作用，為此可以用擠壓成裝飾品形狀和樣式的方法生產(chǎn)，并可以按要求上顏色。
圖1和圖3中還示有置于玻璃窗格2之間并利用整體間隔構(gòu)件5中的槽縫固定的。對于本發(fā)明，擬窗格條組件3是可選的，可為常規(guī)樣式和領域內(nèi)公知的生產(chǎn)材料。優(yōu)選地，擬窗格條組件3用鋁或者不會向玻璃窗格之間空間放出可引起玻璃窗格發(fā)霧的化學物質(zhì)的塑料。擬窗格條組件3可制造得易于卡在窗框上，其設計之一示于圖3。
權(quán)利要求
1.一種窗戶單元，具有一個窗框和兩個或兩個以上的基本上平行間隔的玻璃窗格，其中窗框有一個整體的間隔構(gòu)件，以保持玻璃窗格為基本上平行間隔的構(gòu)形。
2.如權(quán)利要求1所述的窗戶單元，其特征為，窗框和整體間隔構(gòu)件用鋁制造。
3.如權(quán)利要求1所述的窗戶單元，其特征為，窗框和整體間隔構(gòu)件用聚氯乙烯制造。
4.如權(quán)利要求1所述的窗戶單元，其特征為，玻璃窗格獨立地選自簡單玻璃窗格、回火玻璃窗格、安全玻璃窗格、玻璃-熱塑層壓板窗格、及熱塑窗格。
5.如權(quán)利要求1所述的窗戶單元，其特征為，玻璃窗格是玻璃的或玻璃層壓板的。
6.如權(quán)利要求1所述的窗戶單元，其特征為，玻璃窗格是玻璃的。
7.如權(quán)利要求1所述的窗戶單元，其特征為，玻璃窗格用粘合劑固定在整體間隔構(gòu)件上。
8.如權(quán)利要求7所述的窗戶單元，其特征為，所述粘合劑為熱固性鉑崔化硅橡膠成分。
9.如權(quán)利要求7所述的窗戶單元，其特征為，所述粘合劑為丙烯-異丁烯聚合物。
10.如權(quán)利要求1所述的窗戶單元，其特征為，在基本上平行間隔的玻璃窗格之間產(chǎn)生的空間內(nèi)放置吸附劑或幾種吸附劑的混合物。
11.如權(quán)利要求10所述的窗戶單元，其特征為，所述整體間隔構(gòu)件形成與兩個或兩個以上的基本上平行間隔的玻璃窗格之間空間溝通的槽，而且該槽內(nèi)含吸附劑或幾種吸附劑的混合物。
12.如權(quán)利要求1所述的窗戶單元，其特征為，在基本上平行間隔的玻璃窗格之間空間內(nèi)充填惰性氣體。
13.如權(quán)利要求12所述的窗戶單元，其特征為，所述惰性氣體選自氮、氪、氬等氣體。
14.如權(quán)利要求1所述的窗戶單元，其特征為，在基本上平行間隔的玻璃窗格之間還放置有擬窗格條組件。
15.如權(quán)利要求14所述的窗戶單元，其特征為，擬窗格條組件固定在整體間隔構(gòu)件上。
16.一種具有一個窗框和兩個和兩個以上的基本上平行間隔的玻璃窗格的窗戶單元，其中窗框具有一個整體的間隔構(gòu)件用以把玻璃窗格保持在基本上平行的間隔構(gòu)形，而窗框和整體的間隔構(gòu)件用以聚氯乙烯為主要成分的塑料制造。
17.如權(quán)利要求1所述窗戶單元的，其特征為，窗框和整體的間隔構(gòu)件用塑料制造。
18.如權(quán)利要求1所述窗戶單元的，其特征為，窗框和整體的間隔構(gòu)件用選自玻璃纖維、塑料復合材料、含木材和塑料的復合材料的材料制造。
全文摘要
一種具有一個窗框(1)和兩個和兩個以上的基本上平行間隔的玻璃窗格(2)的窗戶單元，這里窗框具有一個整體的間隔構(gòu)件(5)，用以把玻璃窗格(2)保持在基本上平行的間隔構(gòu)形。
文檔編號E06B3/04GK1240013SQ97180390
公開日1999年12月29日 申請日期1997年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月5日
發(fā)明者約翰·S·弗朗斯 申請人:約翰·S·弗朗斯