[发明专利]钢化玻璃间隔件

说明书

本发明涉及玻璃间隔件领域。间隔件用于保持两个固体元件之间的距离，特别是物件如双层玻璃(double glazing)、平板灯(flat lamp)、太阳能收集器的两个大致平行的壁。 

玻璃间隔件是已知的。对于现有技术文献，可提及WO96/12862和US4,683,154。间隔件可由金属和陶瓷如氧化锆制成。已知化学钢化(chemical toughening)技术在应用中补强玻璃物件，在所述应用中玻璃在拉伸或挠曲时受力，但并不在压缩时受力。考虑到玻璃的天然透明性，玻璃间隔件表现出几乎不可见的优点。此外，它们改善了太阳能收集器(solar collector)的能量效率，因为它们能使太阳辐射通过。由此，对于太阳能收集器中的应用，间隔件是至少在太阳辐射的波长区域中透明的元件，所述波长区域用于通过吸收将来自太阳辐射的能量转化为热能。 

已考虑到特别是当分隔两个固体元件的间隔件处于亚大气压时的情况下，通过化学钢化处理玻璃间隔件用于它们在压缩下受力的应用。玻璃间隔件是相对易碎的，并且在制造过程中或在它们的最终应用的操作中产生破裂。此外，对于处于真空下的玻璃和处于真空下的平板收集器(flat collector)，间隔件的必要存在伴随着因导热造成的热性能损失。因此，有利地是增大间隔件机械强度以减少它们的数量。 

首先，通过化学钢化给予的离子交换能够实现间隔件(特别是球体形式的那些间隔件)压缩强度的改善是非显而易见的。本领域技术人员知晓在低于玻璃的Tg温度下的离子交换可向处理过的玻璃表层中引入压缩力，这在施加拉伸应力或挠曲应力的情况中补强玻璃，例如在航空器的座舱玻璃的情况中。由于离子交换造成的该表面压缩力可部分抵消施加在该表面上的应力，该应力是在通过拉伸或挠曲而施加外力的情况中的张力。另一方面，在外力是压缩性或压碎性的情况中，从基本原理上来说离子交换可实现补强是非显而易见的。 

为了提高颗粒的拉伸强度，FR 2 103 574教导了颗粒的化学钢化处理。 

将间隔件放置在两个待分隔的元件(称为相互接触的第一和第二元件)，例如两个壁之间，用于确保它们之间的距离。元件之间的空间包括间隔件和在大气压或减压或真空下的气体。在元件之间的自由空间(即间隔件的直接环境中的自由空间)由此可处于亚大气压(低于大气压的压力)下。本发明的间隔件特别建议用于在真空下或在低压下包含玻璃的任何物件，例如真空下的平板灯、真空下的太阳能收集器、真空下的隔离物(冰箱门、住宅门、烘箱门)等。实际上这些物件在它们的主表面上被施加相对于真空的压力(大气压)，其直接或间接地压缩间隔件。如果在两个外壁之间产生真空，在另一壁的方向上施加在各壁上的压力是大气压，并因此低于1.2bar。在物件上的内压通常在1×10^-8bar-1.2bar之间。该外压可通过内部元件至包括在外包封体(outer envelope)中的物件的壁而传递至本发明的间隔件。太阳能收集器通常包括设计为接收太阳光的玻璃作为第一外壁和金属板作为第二外壁(其可包括在金属外壳中)或由玻璃制成的第二外壁。该收集器通常包括吸收装置，载热流体流经该吸收装置，所述吸收装置通过太阳能加热。在这两个外壁之间通常产生真空。在该情况中，间隔件用于防止因外压造成的破裂，该外压直接(在间隔件与外壁接触的情况中)或间接(在物件内的其他元件向间隔件传递压力的情况中)地向间隔件传递。本发明的间隔件可认为是点间隔件(point spacer)，由此它们不包括在物件的外包封体中。此外，所述间隔件可在补充力的作用下受压缩，特别是因物件的挠曲变形带来的补充力，或是因热源的应力带来的补充力，或是因制备方法带来的补充力(在一些情况中，特别当物件需使用PVB(聚乙烯醇缩丁醛)进行层合操作时，它必须还承受高压釜的压力)。 

由此，本发明涉及在物件的第一元件和物件的第二元件之间包含玻璃间隔件的物件，所述间隔件从其表面开始垂直于其表面具有碱金属离子浓度梯度。特别地，所述第一元件可以是玻璃壁。特别地，该壁的玻璃可含有低于200ppm的铁。当要求所述玻璃允许最大的太阳光辐射通过时，这是有利的。