用於窗或門的擠出成型的礦物聚合物框架輪廓的製作方法
2023-09-14 03:55:05
專利名稱：用於窗或門的擠出成型的礦物聚合物框架輪廓的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於建築物中的透明壁(glazing)的框架，特別地但並不排外地涉及 窗戶、帶透明壁的門和溫室。
背景技術：
用於這些框架的現有技術材料通常是擠出成型的抗紫外線聚氯乙烯(UPVC)、鋁或 者用於高成本應用的硬木或具有塗層的軟木。uPVC由於其成本低而被最廣泛地使用。uPVC窗戶輪廓的壽命相對較短，表面的外 觀快速地變得不美觀。uPVC被認為是低價值的，當外觀比較重要的情況下，常常使用更貴的 木質選擇。uPVC的另一個缺點是在其生命周期中的各個階段中排放有害、有毒的成分。出 於這個原因，已經要求禁止PVC的生產。在生產過程中，有毒氣體被釋放出來，這給生產工 人的健康帶來了潛在的風險。這種材料難以回收，因此其通常用非可持續的方法處理。當 焚燒時，uPVC可以變化成有毒氣體，例如氯化氫和二噁類化合物(dioxins)。PVC具有非常 高的自含能量(embodiedenergy)，並明顯地有助於建築物的總的自含能量。鋁也具有可被擠出成型的優點，但是具有較大的隱含碳排放量，遇到火會熔化，並 且被認為不美觀。木框架需要不斷的維護，遇到火會燃燒，並且易於腐爛。硬木框架通常比鋁或者 uPVC貴得多。所有上述現有技術材料在建築物著火的情況下都會倒塌，允許氧氣進入建築並且 加速火勢的傳播。uPVC和一些木質處理劑也將變化成會傷害建築物中人員的有毒氣體。使用礦物聚合物(geopolymer，也稱地質聚合物、礦聚合物或地聚合物)材料的現 有技術的窗框已經被提出作為模製件。模製框架將需要較厚斷面以足夠牢固。此外，模製 工具非常昂貴，並且不適於窗戶市場，因為這將需要單獨的工具用於製造每個尺寸的窗戶， 而擠出成型的模具相對便宜，並且通過對擠出成型的窗戶輪廓段進行切割、斜接和固定，一 個模子可以生產任何尺寸的窗戶。
發明內容
本發明的目的是至少減少一些上述問題。因此，提供一種用於窗或門的框架，所述框架用於容納透明壁，其中所述框架由擠 出成型的礦物聚合物段形成。擠出成型的礦物聚合物表現出高於其它材料的材料性能優勢，而又不具有與模鑄 礦物聚合物相關的缺點。優選地，通過增加纖維強化材料來提高材料的強度。有利地，擠出成型工序將纖維與流動方向對準，這與注塑材料時獲得的任意方向 相比，顯著地增加了其強度。這使得使用更薄的輪廓成為可能，從而需要更少的材料。優選地，在纖維和礦物聚合物基體(geopolymer matrix)之間存在化學鍵。
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優選地，使用亞微米纖維來進一步提高強度。優選地，所述強化纖維是纖維素或者芳綸。有利地，纖維素纖維或者芳綸纖維的化學成分是這樣的，強化學鍵與礦物聚合物 基體一起形成，不需要任何的纖維預處理，製造了非常堅韌的強化擠出成型。有利地，礦物聚合物材料能夠承受高溫。因此，在著火的情形下，用此材料製造的 窗戶相比現有技術的uPVC、鋁和木材在更長的時間內不會倒塌。無論在建築著火還是在處 置過程中，礦物聚合物和纖維素材料都將不會產生有毒或危險物質。優選地，使用礦物聚合物粘合劑將擠出成型段的斜接長度連接在一起。該粘合劑 給接頭帶來了與礦物聚合物材料帶給擠出成型輪廓相同的優點。有利地，礦物聚合物框架將具有更長的壽命，因為材料將保持其美學加工結果，並 且不需要進一步的處理，例如塗料。有利地，材料可以通過低能量的回收工序來容易地回收利用。有利地，通過增加各種不同的填充物或表面處理劑，材料的外觀可以極大地改變， 這給予了提高的美學吸引力並使得加工能夠與多種建築類型結合。
現在將參照下列附圖僅僅通過舉例的方式描述本發明，其中圖1是根據本發明的窗框的平面圖(圖1是現有技術中常見的窗框結構示意圖)； 以及圖2是圖1中的窗框沿著圖1中的線II-II的橫截面視圖。
具體實施例方式參照圖1，其示出了由四個擠出成型的礦物聚合物段2、3、4、5形成的窗戶1。所述 四個段將透明壁6、7固定就位於下文所述的槽8 (如圖2所示)中。參照圖2，其以橫截面示出了段2，該段2限定槽8和用於將框架固定到建築(出於 清楚的目的而未顯示)上的凸緣9。段2用礦物聚合物材料擠壓形成所希望的輪廓。擠出 成型的段的斜接長度被斜接形成框架，該框架可固定單層或多層玻璃以形成透明壁單元。基座材料是礦物聚合物基質，其通過在擠出成型之前添加纖維強化材料而提高。 該纖維是纖維素纖維或可選地是芳綸纖維，其與地質聚合物基質化學鍵合。纖維素強化纖 維可來自於根類蔬菜。也可以使用亞微米纖維來進一步提高框架1的強度。這樣的結構產 生了非常堅韌的強化擠出成型。利用礦物聚合物粘合劑(出於清楚的目的而未顯示)，段2、3、4、5被連接在一起。為了避免疑義，礦物聚合物是一種包括大的無機分子的材料，無機分子主要包括 鋁、氧和矽。術語「擠出成型」包括「拉擠成型」。
權利要求
一種用於窗或門的框架，所述框架用於容納透明壁，其特徵在於，所述框架通過擠出成型的礦物聚合物段形成。
2.如權利要求1所述的框架，其特徵在於，所述礦物聚合物包括被排成一排的纖維，以 強化所述框架。
3.如權利要求1或2所述的框架，其特徵在於，所述強化是(亞微米)超細纖維強化。
4.如權利要求2或3所述的框架，其特徵在於，所述纖維強化是纖維素。
5.如權利要求2或3所述的框架，其特徵在於，所述纖維強化是芳綸。
6.如權利要求2或3所述的框架，其特徵在於，所述纖維強化是表面處理。
7.如權利要求4所述的框架，其特徵在於，所述強化纖維源自根類蔬菜。
8.如權利要求1-7所述的框架，其特徵在於，使用礦物聚合物粘合劑將所述框架的段 相連。
9.如權利要求1-8所述的框架，其特徵在於，所述擠出成型過程生成在所述框架上的表面紋理。
10.如權利要求1-9所述的框架，其特徵在於，所述段通過擠出成型和/或拉擠成型製造。
全文摘要
本發明公開了用於建築元件例如窗戶的框架輪廓，其通過對纖維強化的礦物聚合物擠出成型或拉擠成型而製造。擠出成型優選地對齊強化纖維，這在單個方向上提高了強度。本發明的一個實施方式使用纖維素強化纖維，其優選地與礦物聚合物分子化學鍵合，並且提供尤其堅韌牢固的產品。在纖維素纖維中的自含能量也將顯著地低於大多數可選的強化材料。
文檔編號E06B3/08GK101883908SQ200880113064
公開日2010年11月10日 申請日期2008年10月17日 優先權日2007年10月17日
發明者菲爾·謝潑德, 麥可·蘭甘, 麥可·裡德 申請人:森格創業有限公司