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Die Erfindung betrifft ein wärmedämmendes, flexibles Flächengebilde aus wenigstens zwei Lagen.
Übliche wärmedämmende Flächengebilde, wie Faserstoffe und/oder Schaumstoffe enthaltende Lagen, haben den Nachteil, dass sie je nach Stärke und den Wärmedämmeigenschaften der Lagen den Wärmedurchgang behindern, aber in ihrer Wirksamkeit beschränkt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wärmedämmendes Flächengebilde zur Verfügung zu stellen, das zusätzlich zur wärmedämmenden Wirkung auch in der Lage ist, Kälte-und Wärmespitzen regulierend auszugleichen.
Erfindungsgemäss wird dies mit einem Flächengebilde mit den Merkmalen von Patentanspruch l erreicht.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Flächengebildes sind Gegenstand der Unteransprüche.
Dadurch, dass wenigstens eine Lage des erfindungsgemässen Flächengebildes eine Phasenumwandlungslage ist, die eine beispielsweise eingekapselte Substanz enthält, die im jeweils in Frage kommenden Temperaturbereich den Aggregatzustand von fest nach flüssig oder von flüssig nach fest ändert, ergibt sich ohne weitere Massnahmen der gewünschte Kälteund Wärmespitzen ausgleichende Effekt des erfindungsgemässen Flächengebildes.
Dieser Ausgleich von Wärme-oder Kältespitzen ergibt sich dadurch, dass der wenigstens eine in der Phasenumwandlungslage enthaltene Stoff teilweise in geschmolzenem Zustand und teilweise in festem Zustand vorliegt. Wegen der Schmelzwärme (oder der Erstarrungswärme) bleibt die Temperatur in der Phasenumwandlungslage so lange konstant, bis der in der Phasenumwandlungslage enthaltene Stoff zur Gänze flüssig oder zur Gänze fest ist. So wird der gewünschte Wärme- oder Kältespitzen ausgleichende Effekt erreicht.
Das erfindungsgemässe, wärmedämmende Flächengebilde kann für isolierende und Wärme-oder Kältespitzen ausgleichende Erzeugnisse, wie Hauben, Abdeckungen, Überzüge, Taschen, Auskleidungen, Verkleidungen und auch für Bekleidungsstücke verwendet werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele. Es zeigt Fig. 1 ein Flächengebilde aus einer Phasenumwandlungslage und einer Isolierlage, Fig. 2 ein Flächengebilde aus zwei Phasenumwandlungslagen, Fig. 3 ein Flächengebilde aus einer Phasenumwandlungslage und zwei isolierenden Lagen, Fig. 4 ein Flächengebilde aus zwei Phasenumwandlungslagen und Fig. 5 ein Flächengebilde aus einer Phasenumwand-
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lungslage und einer weiteren Lage.
Ein in Fig. 1 im Schnitt gezeigtes Flächengebilde 1 besteht aus einer Phasenumwandlungslage 2 und einer isolierenden Lage 3. Die Phasenumwandlungslage 2 besteht aus einer Trägerschicht 4 und der eigentlichen Phasenumwandlungsschicht 5. Die Trägerschicht 4 kann eine Folie oder ein Gewebe sein, wobei die Trägerschicht 4 gewünschtenfalls auch reflektierend beschichtet sein kann. Die Trägerschicht 4 kann aus synthetischem oder natürlichem Material bestehen. Bevorzugt ist, wenn die Träger-
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An der Trägerschicht 4 ist die Phasenumwandlungsschicht 5 angebracht, die im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Vielzahl von Kapseln 6 besteht, in denen die Substanz enthalten ist, die im gewünschten Temperaturbereich einer Phasenumwandlung unterliegt, also schmilzt oder erstarrt.
Diese Kapseln 6 mit der Phasenumwandlungssubstanz sind in einem beliebigen, hinreichend flexiblen Träger 7 eingebettet. Der Träger 7 kann beispielsweise Kunststoff, z. B. Polyurethan (PU) sein, der gegebenenfalls geschäumt ist, sein.
Die an der Phasenumwandlungslage 2 anliegende Isolierlage 3 besteht aus einer Trägerschicht 8 und einer Isolierschicht 9. Die Trägerschicht 8 kann so, wie dies für die Trägerschicht 4 der Phasenumwandlungslage 2 beschrieben worden ist, ausgebildet sein. Die Isolierschicht 9 kann Watte, ein Vlies oder ein Schaumstoff sein. Auch Kombinationen der genannten Werkstoffe sind für die Isolierschicht 9 vorstellbar.
Vorzugsweise wird das Flächengebilde 1 so verwendet, dass die Phasenumwandlungslage 2 der Umgebung zugekehrt ist, wogegen die Isolierlage 3 nach innen gekehrt ist, also beispielsweise dem durch eine Haube oder Abdeckung umgebenen Gegenstand zugewendet ist.
Wenn nun beispielsweise durch eine äussere Wärmequelle, z. B. Sonneneinstrahlung, der Phasenumwandlungslage 2 Wärme zugeführt wird, wird die in die Phasenumwandlungslage 2 eindringende Wärme dazu führen, dass die in den Kapseln 6 enthaltene Substanz zunehmend schmilzt. Es wird also in die Phasenumwandlungslage 2 eindringende Wärme in Form von Schmelzwärme aufgebraucht, und zwar so lange, bis die gesamte in den Kapseln 6 enthaltene Substanz geschmolzen ist. Erst dann dringt Wärme in die Isolierlage 3 ein.
Sinngemäss Umgekehrtes gilt, wenn das erfindungsgemässe Flächengebilde 1 als Kälteschutz verwendet wird. Da zunächst nur Erstarrungswärme des in den Kapseln 6 in der Phasenumwandlungslage 2 enthaltenen Stoffes abgegeben wird, wobei die Temperatur konstant bleibt, bevor
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Wärme aus dem verpackten oder umhüllten Gegenstand durch die Isolierlage 3 nach aussen dringen kann.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform besteht das erfindungsgemässe Flächengebilde 1 aus zwei Phasenumwandlungslagen 2, die mit ihren Phasenumwandlungsschichten 5 unmittelbar aneinander liegen.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform besteht das erfindungsgemäss Flächengebilde 1 aus drei Lagen, nämlich einer Phasenumwandlungslage 2, die beidseitig von Isolierlagen 3 bedeckt ist.
Bei den in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen liegen die Lagen 2 bzw. 3 unmittelbar aneinander. In den Fig. 4 und 5 sind Ausführungsformen gezeigt, bei welchen die Lagen, aus welchen das erfindungsgemässe Flächengebilde besteht, mit Abstand voneinander angeordnet sind.
Im Ausführungsbeispiel von Fig. 4 sind zwei Phasenumwandlungslagen 2 mit einander zugekehrten Phasenumwandlungsschichten 5 mit Abstand voneinander angeordnet. Um den Abstand zwischen den Phasenumwandlungslagen 2 aufrecht zu halten, sind an den einander zugekehrten Seiten der Phasenumwandlungsschichten 5 Abstandhalter 10 in beliebiger Ausführungsform, z. B. Leisten, Ringe oder noppenartige Vorsprünge vorgesehen. Die Abstandhalter 10 gewährleisten, dass zwischen den Phasenumwandlungsschichten 5 der Phasenumwandlungslagen 2 ein Raum 11 aufrechterhalten bleibt. Wenn die Phasenumwandlungslagen 2 oder wenigstens die Trägerschichten 4 derselben gasdicht ausgebildet sind, besteht bei der in Fig.
4 gezeigten Ausführungsform die Möglichkeit, in dem Raum 11 zwischen den Phasenumwandlungslagen 2 Unterdruck zu erzeugen, so dass der Wärmedurchgang weiter behindert wird. Die Möglichkeit, das Flächengebilde zu "evakuieren" besteht auch, wenn das Flächengebilde aussen mit gasdichten Folien bedeckt ist. Solche gasdichten Folien sind nur auf der Seite des unter Unterdruck zu setzenden Flächengebildes angeordnet, auf der die Lage nicht selbst gasdicht ist.
Sinngemässes gilt für die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform, bei
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auf die Phasenumwandlungsschicht 5 zuweisenden Abstandhalter 10 ausgebildet ist.
Es ist noch darauf hinzuweisen, dass die in den Fig. 4 und 5 gezeigten und anhand dieser Figuren beschriebenen Abstandhalter 10 auch bei den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 vorgesehen sein können. Dabei besteht bei der Ausführungsform nach Fig. 3 die Möglichkeit, solche Abstandhalter 10 zwischen der Phasenumwandlungslage 2 und (nur) einer
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der Isolierlagen 3 oder zwischen der Phasenumwandlungslage 2 und beiden isolierenden Lagen 3 vorzusehen.
Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden :
Ein wärmedämmendes Flächengebilde 1 besteht aus einer Phasenumwandlungslage 2 und zwei diese überdeckend angeordneten Isolierlagen 3. Die Phasenumwandlungslage 2 enthält in Kapseln 6 einen Stoff, der bei einer gewählten Temperatur einer Phasenumwandlung fest-flüssig oder flüssigfest unterliegen und durch die Schmelzwärme oder die Erstarrungswärme, also bei der Phasenumwandlung Wärme- oder Kältespitzen ausgleicht, da der in den Kapseln 6 enthaltene Stoff während der Phasenumwandlung, wenn also in den Kapseln 6 der Stoff teils geschmolzen und teils fest vorliegt, seine Temperatur nicht ändert, wenn ihm Wärme zugeführt oder Wärme entzogen wird.
Die Trägerschichten 4 und 8 der Phasenumwandlungslage 2 und der Isolierlagen 3 können beliebige, flexible Flächengebilde wie Folien oder Gewebe sein, die gegebenenfalls an einer oder beiden Seiten reflektierend beschichtet sind.
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The invention relates to a heat-insulating, flexible fabric made of at least two layers.
Conventional heat-insulating flat structures, such as layers containing fiber materials and / or foams, have the disadvantage that, depending on the thickness and the thermal insulation properties of the layers, they hinder the heat transfer, but their effectiveness is limited.
The invention is based on the object of providing a heat-insulating flat structure which, in addition to the heat-insulating effect, is also able to compensate for cold and heat peaks in a regulating manner.
According to the invention, this is achieved with a flat structure with the features of claim 1.
Preferred and advantageous refinements of the fabric according to the invention are the subject of the subclaims.
The fact that at least one layer of the fabric according to the invention is a phase transition layer which contains an encapsulated substance, for example, which changes the physical state from solid to liquid or from liquid to solid in the temperature range in question, the desired cold and heat peaks are compensated for without further measures Effect of the fabric according to the invention.
This compensation of heat or cold peaks results from the fact that the at least one substance contained in the phase change layer is partly in the molten state and partly in the solid state. Because of the heat of fusion (or the heat of solidification), the temperature in the phase change position remains constant until the substance contained in the phase change position is entirely liquid or completely solid. The desired heat or cold peak balancing effect is achieved.
The heat-insulating sheet-like structure according to the invention can be used for insulating and compensating for heat or cold peaks, such as hoods, covers, covers, bags, linings, linings and also for articles of clothing.
Further details of the invention will become apparent from the following description of the exemplary embodiments shown in the drawings. 1 shows a flat structure composed of a phase change layer and an insulating layer, FIG. 2 shows a flat structure made up of two phase change layers, FIG. 3 shows a flat structure made up of a phase change layer and two insulating layers, FIG. 4 shows a flat structure made up of two phase change layers and FIG. 5 shows a flat structure from a phase change
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situation and another location.
A sheet 1 shown in section in FIG. 1 consists of a phase change layer 2 and an insulating layer 3. The phase change layer 2 consists of a carrier layer 4 and the actual phase change layer 5. The carrier layer 4 can be a film or a fabric, the carrier layer 4 if desired, can also be coated with a reflective coating. The carrier layer 4 can consist of synthetic or natural material. It is preferred if the carrier
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Attached to the carrier layer 4 is the phase change layer 5, which in the exemplary embodiment shown consists of a large number of capsules 6, in which the substance is contained, which is subject to a phase change in the desired temperature range, ie melts or solidifies.
These capsules 6 with the phase change substance are embedded in any, sufficiently flexible carrier 7. The carrier 7 can, for example, plastic, e.g. B. be polyurethane (PU), which is optionally foamed.
The insulating layer 3 lying against the phase change layer 2 consists of a carrier layer 8 and an insulating layer 9. The carrier layer 8 can be designed as described for the carrier layer 4 of the phase change layer 2. The insulating layer 9 can be cotton wool, a fleece or a foam. Combinations of the materials mentioned are also conceivable for the insulating layer 9.
The sheet 1 is preferably used in such a way that the phase change layer 2 faces the surroundings, whereas the insulating layer 3 faces inwards, that is to say, for example, toward the object surrounded by a hood or cover.
If, for example, by an external heat source, e.g. B. solar radiation, the phase change layer 2 is supplied with heat, the heat penetrating into the phase change layer 2 will result in the substance contained in the capsules 6 increasingly melting. Heat penetrating into the phase change layer 2 is therefore consumed in the form of heat of fusion, and until the entire substance contained in the capsules 6 has melted. Only then does heat penetrate into the insulating layer 3.
The reverse applies analogously if the fabric 1 according to the invention is used as protection against the cold. Since initially only the heat of solidification of the substance contained in the capsules 6 in the phase change layer 2 is released, the temperature remaining constant before
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Heat can escape from the packaged or wrapped object through the insulating layer 3 to the outside.
In the embodiment shown in FIG. 2, the flat structure 1 according to the invention consists of two phase change layers 2, which lie directly next to one another with their phase change layers 5.
In the embodiment shown in FIG. 3, the flat structure 1 according to the invention consists of three layers, namely a phase change layer 2, which is covered on both sides by insulating layers 3.
In the embodiments shown in FIGS. 1 to 3, the layers 2 and 3 lie directly against one another. 4 and 5 show embodiments in which the layers from which the sheetlike structure according to the invention is made are arranged at a distance from one another.
In the exemplary embodiment in FIG. 4, two phase change layers 2 with mutually facing phase change layers 5 are arranged at a distance from one another. In order to maintain the distance between the phase change layers 2, 5 spacers 10 in any embodiment, z. B. strips, rings or knob-like projections are provided. The spacers 10 ensure that a space 11 is maintained between the phase change layers 5 of the phase change layers 2. If the phase change layers 2 or at least the carrier layers 4 thereof are gas-tight, the
4 shown embodiment, the possibility of generating negative pressure in the space 11 between the phase change layers 2, so that the heat transfer is further impeded. It is also possible to "evacuate" the fabric if the fabric is covered on the outside with gas-tight films. Such gas-tight films are arranged only on the side of the sheet to be pressurized, on which the layer is not itself gas-tight.
The same applies to the embodiment shown in Fig. 5, at
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spacer 10 facing the phase change layer 5 is formed.
It should also be pointed out that the spacers 10 shown in FIGS. 4 and 5 and described with reference to these figures can also be provided in the embodiments of FIGS. 1 to 3. 3 there is the possibility of such spacers 10 between the phase change position 2 and (only) one
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of the insulating layers 3 or between the phase change layer 2 and the two insulating layers 3.
In summary, an embodiment of the invention can be described as follows:
A heat-insulating sheet 1 consists of a phase change layer 2 and two insulating layers 3 arranged to cover it. The phase change layer 2 contains, in capsules 6, a substance which, at a selected temperature, is subject to a phase change solid-liquid or liquid-solid and by the heat of fusion or the heat of solidification, that is to say the phase change compensates for heat or cold peaks, since the substance contained in the capsules 6 does not change its temperature during the phase change, ie when the substance is partly melted and partly solid in the capsules 6, when it is supplied with heat or heat is removed.
The carrier layers 4 and 8 of the phase change layer 2 and the insulating layers 3 can be any desired flexible flat structures such as foils or fabrics, which are optionally coated with a reflective coating on one or both sides.