BRPI0613619A2 - material compósito termicamente isolante - Google Patents
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Abstract
MATERIAL COMPóSITO TERMICAMENTE ISOLANTE. Um material coompósito termicamente isolante próprio para aplicação em casas, que pode manifestar alto desempenho termicamente isolante quando acondicionado em uma cavidade restrita entre paredes externa e interna. O compósito é constituído de dois materiais termicamente isolantes à base de fibras, em forma de folha (6) e um material termicamente isolante a vácuo (7) que é incorporado (interposto) entre estes materiais termicamente isolante à base de fibras (6). De preferência a região entre os materiais termicamente isolantes à base de fibras (6) e o material termicamente isolante a vácuo (7) é fixada com agente adesivo.
Description
"MATERIAL COMPÓSITO TERMICAMENTEISOLANTE".
A presente invenção trata um material compósito termicamente isolante de alto desempenho compreendendo um compósito de um material termicamente isolante a vácuo e de um material termicamente isolante comum usado, por exemplo, em casas.
Nas casas e semelhantes. Para o fim de otimizar as propriedades termo isolantes das paredes e telhado, etc, os recursos usuais empregados são quer aumentar a espessura dos materiais termicamente isolantes instalados quer selecionar um material termicamente isolante de condutividade térmica ainda mais baixa, isto é, de desempenho termo isolante superior. Todavia, no caso do isolamento das paredes de casas, por exemplo, uma vez que o material termo isolante é usado para preencher a cavidade restrita entre as paredes externa e interna, existe um limite à otimização do desempenho termo isolante aumentando a espessura do material termicamente isolante.
Além disso, com relação aos materiais termicamente isolantes com bom desempenho termo isolante, entre aqueles materiais termicamente isolantes correntemente empregados, no caso de materiais termo isolantes de plástico é possível alcançar um nível de isolamento térmico de cerca de 0,02 W/m.K. Todavia, este valor é essencialmente o limite, em particular, é insuficiente para uso em construções em regiões frias ou muito quentes. Assim, além de preencher as cavidades de parede com um material isolante faz-se necessária a adição de revestimento termo isolante.
Os materiais termicamente isolantes a vácuo descritos na patente JP 3580315 (JP2005220954) W00165445 ou na patente JP 3578172 (JP2005180594) são conhecido como materiais termicamente isolantes de alto desempenho em outros campos. No caso dos ditos materiais termicamente isolantes a vácuo, um material de núcleo como lã de vidro é acondicionado no interior de um material de cobertura externo compreendendo um filme de plástico ou semelhante e mantendo um vácuo na região de núcleo é possível exibir alto isolamento térmico. Os ditos materiais são usados primariamente para isolamento térmico em congeladores e refrigeradores, etc.
Os materiais termicamente isolantes a vácuo têm alto desempenho porem são muito fracos em termos de impacto externo. Consequentemente, se os materiais termicamente isolantes a vácuo expostos nas referências supracitadas fossem convertidos para uso em casas, quando submetidos a impacto durante o transporte ou instalação, fissuras e furinhos seriam facilmente introduzidos e o vácuo interior postos em risco. Outrossim, uma vez que o grau de vácuo é baixado, o desempenho cai imediatamente para aquele de um material termicamente isolante à base de fibras. Consequentemente são de difícil emprego para isolamento de casas.
Para resolver o problema supracitado, o material· compósito termicamente isolante relacionado com a presente invenção compreende pelo menos dois materiais termicamente isolantes baseados em fibras com a forma em folha entre os quais é interposto pelo menos um material termicamente isolante a vácuo, o perfil externo do qual é aquele de uma folha de dimensões inferiores àquelas dos materiais termicamente isolantes baseados em fibras e os materiais termicamente isolantes baseados em fibras são integralmente acoplados.
Outrossim, em uma modalidade preferencial, na superfície de pelo menos um material termicamente isolante a vácuo à base de fibras, linhas são traçadas correspondentes às bordas externas do material termicamente
isolante a vácuo interposto no interior.
No material termicamente isolante compósito relacionado com a presente invenção, o material termicamente isolante a vácuo que é suscetível a impacto é interposto entre, e protegido pelos materiais termicamente isolantes baseados em fibras em forma de folha, assim o impacto durante o transporte e instalação é mitigado quando comparado com o manuseio do material termicamente isolante a vácuo em si próprio, e assim as propriedades de transporte e utilidade são acentuadamente otimizadas. Além disso, prevenindo uma redução no grau de vácuo mitigando o impacto desta maneira, é possível manter o desempenho termicamente isolante.
Consequentemente, com a mesma espessura daquela dos materiais termicamente isolantes baseados em fibras, é possível produzir um material compósito termicamente isolante dotado de desempenho mais elevado, e em uma comparação pelo processo de enchimento de paredes de espessura dada é possível obter desempenho termo isolante superior ao precedentemente existente.
Além disso, quando o material termicamente isolante a vácuo é interposto entre s materiais termicamente isolantes baseados em fibras, uma vez que o material termicamente isolante a vácuo é mais rígido que os materiais termicamente isolantes baseados em fibras circundantes, é possível identificar a posição do dito material termicamente isolante a vácuo até certo ponto pelo pressionamento a partir do exterior ou flexionando o mesmo ligeiramente. Todavia, pode ser difícil conhecer sua posição exata. Assim, ao proceder à instalação entre paredes ou semelhantes, se, por exemplo, as bordas do material compósito termicamente isolante são recortadas in situ para coincidir com o espaço requerido, existe um risco de que o material termicamente isolante a vácuo também seja cortado.
Assim, em uma modalidade específica, sobre a superfície de pelo menos um material termicamente isolante à base de fibras, é traçado um padrão, tal como linhas correspondentes às bordas externas do material termicamente isolante a vácuo interposto no seu interior. Assim é possível evitar confiavelmente qualquer dito corte do material termicamente isolante a vácuo por ocasião de dispor o material isolante nas dimensões apropriadas (subseqüentemente designado de "dimensionamento").
Em outra modalidade, o material termicamente isolante a vácuo é de um tipo composto de uma pluralidade de células isolantes a vácuo independentes, que podem ser formadas de uma pluralidade de membros de núcleo dispostos a intervalos específicos encerrados no interior de um invólucro selado a cada intervalo. A dimensão das células pode ser selecionada de acordo com as necessidades. Um material dessa natureza é apresentado no documento JP2004-197935 que é inteiramente incorporado aqui a título de referência. Com um material isolante a vácuo deste tipo, as conseqüências de um recorte são limitadas ao número de células afetadas. É também possível traçar sobre a superfície de pelo menos sobre o material isolante um padrão que corresponde às posições onde o corte é inócuo para o isolante a vácuo, tal como a locação de separação entre células, como uma linha de vedação.
Abaixo, modalidades da presente invenção são expostas com base nos desenhos apensos.
A figura 1 é uma vista em corte transversal de uma parede munida de um enchimento de material termicamente isolante baseado sobre um processo de construção convencional.
A figura 2 é uma vista em corte transversal mostrando um exemplo onde o material compósito termicamente isolante da presente invenção foi empregado.
A figura 3 é uma vista em corte transversal mostrando um exemplo onde um material compósito termicamente isolante relacionado com outra modalidade é usado.
A figura 4 é uma vista em perspectiva do material compósito termicamente isolante da presente invenção formado para possibilitar o "dimensionamento".
A figura 5 é uma vista seccional parcial mostrando o estado "dimensionado" do compósito termicamente isolante da presente invenção formado para possibilitar o "dimensionamento". Na figura 1, uma cavidade (espaço) S é definida entre as faces do pilar 1 e pino 2 pela instalação do material de construção externo 3 e do material de construção interno 4, e esta cavidade S é preenchida com material termicamente isolante 5. A espessura do material termicamente isolante 5 é limitada pela largura do pilar 1 e pino 2 e, onde há conveniência em aplicar mais material isolante do que isto tem sido precedentemente necessário cobrir o exterior do material de construção externo 3 com material isolante adicional.
Por outro lado, a figura 2 mostra um material compósito termicamente isolante da presente invenção que é construído de dois materiais termicamente isolantes à base de fibras em forma de folha 6 e material termicamente isolante a vácuo 7 incorporado (interposto) entre estes materiais termicamente isolantes à base de fibras 6.
De preferência a região entre os materiais termicamente isolantes baseados em fibras 6 e materiais isolantes a vácuo 7 seja fixada com um agente adesivo.
Outrossimj com relação à região de junção 6' entre os materiais termicamente isolante baseados em fibras 6, esta região pode ser cerrada usando a flexibilidade dos materiais termicamente isolante baseados em fibras 6 como mostrado na figura 2, porém, no caso onde o material termicamente isolante a vácuo 7 é espesso e um intervalo é formado na dita junção 6', a região de intervalo pode ser preenchida com material termicamente isolante baseado de fibras finamente cortadas 6a como mostrado na figura 3.
O material termicamente isolante à base de fibras 6 é um material termicamente isolante consistindo de lã de vidro convencionalmente usado ou semelhante. Por outro lado, o material tennicamente isolante a vácuo7 é construído cobrindo um material de núcleo consistindo de um material moldado de lã de vidro ou de um material moldado de lã mineral com um material de cobertura externo compreendendo um plástico rígido ou flexível, não tecido ou papel, etc.
O material do qual o núcleo é produzido não está restrito à supracitada lã de vidro ou lã mineral, porém também inclui um material tal como fibra orgânica, pó de resina ou pó cerâmico, etc, a espessura do qual pode ser mantida.
Outrossim, a densidade do material termicamente isolante a vácuo 7 está apropriadamente entre 150 - 300 kg/m3, e a densidade de um material termicamente isolante à base de fibras 6 produzido de lã de vidro é de 8-100 kg/m3, de preferência 10-96 kg/m3, mesmo preferencialmente de 10 -32 kg/m3, ao passo que no caso de um material termicamente isolante à base de fibras 6 produzido de lã de vidro é apropriadamente de 24 - 80 kg/m3.
Um vácuo ou um alto nível de pressão reduzida na região de núcleo é assegurado quer produzindo o material termicamente isolante a vácuo 7 sob pressão reduzida ou baixando a pressão após a moldagem. Um material termicamente isolante a vácuo 7 desta construção é caracterizado pelo fato de sua condutividade térmica ser cerca de 1/5 a 1/20 mais baixa quando comparado com um material termicamente isolante à base de fibras 6.
Em uma modalidade ilustrativa, um isolante compósito foi constituído de 100 mm de lã de vidro com uma densidade de 24 kg/m3 (quatro camadas de 25 mm) encerrando no centro um material isolante a vácuo tal que a densidade total é de cerca de 34 g/m3. A resistência térmica medida de acordo com JIS Al412-2 com um aparelho de fluxo térmico foi de 4,7 m3.K/W, correspondente a uma condutividade térmica de 0,021 W/m.K, ao passo que a resistência térmica da mesma espessura de lã de vidro somente com uma densidade de 24 kg/m3 é de 2,85 m3.K/W, correspondente a uma condutividade térmica de 0,035 W/m.K. O compósito da invenção assim apresenta excelente desempenho térmico.
Proporcionando pelo menos diferença de densidade fixa (por exemplo, pelo menos 30 ou 50 kg/m3) entre o material termicamente isolante à base de fibras 6 e o material termicamente isolante a vácuo 7, quando pressionado a partir do exterior ou quando flexionado é possível a um determinado grau determinar a posição do material termicamente isolante a vácuo interno 7 que não pode ser vista do exterior, assim o recorte ou dimensionamento é possibilitado.
As figuras 4 e 5 mostram modalidades adicionais, das quais a figura 4 é uma vista em perspectiva do material termicamente isolante compósito dá presente invenção formado para tornar possível o "dimensionamento"; e a figura 5 é uma vista seccional parcial mostrando o estado "dimensionado" deste material termicamente isolante compósito da presente invenção formado para possibilitar este dimensionamento.
Na figura 4, quatro folhas de material termicamente isolante a vácuo 7 são acondicionadas por intermédio de materiais termicamente isolantes baseados em fibras 6. As linhas 8 correspondentes às bordas externas de cada um destes materiais termicamente isolantes a vácuo 7 são traçadas sobre a superfície dos materiais termicamente isolantes baseados em fibras 6. O espaço W entre estes linhas 8 é a região onde o recorte é possível por ocasião do "dimensionamento". Quando cavidades nas paredes ou teto, etc. são preenchidas usando o material compósito termicamente isolante da presente invenção formado desta maneira, realizando o "dimensionamento" nas regiões de espaço W é possível realizar o ajuste para corresponder à largura da parede, etc. sem dano para o material termicamente isolante a vácuo 7. A figura 5 mostra um exemplo onde o "dimensionamento" foi realizado no espaço W (na região indicada pela seta A).
Na figura 4, é ilustrado um exemplo, onde quatro folhas de material termicamente isolante a vácuo 7 são enfeixadas porém o material termicamente isolante a vácuo interposto 7 também pode ser constituído por uma única folha. Nestas circunstâncias, a localização do corte é constituída pelas regiões de borda de material termicamente isolante compósito.
No caso de material termicamente isolante a vácuo é do tipo compreendendo células isolantes a vácuo separadas, a linha demarcatória pode corresponder a uma separação entre as células, tal como uma linha de vedação.
O material termicamente isolante compósito relacionado com a presente invenção pode ser usado como um material termicamente isolante de alto desempenho para preencher cavidades restritas e as paredes interior e exterior.
Claims (3)
1. Material compósito termicamente isolante caracterizado pelo fato de que, entre pelo menos dois materiais termicamente à base de fibras (6) em forma de folha é interposto pelo menos um material termicamente isolante a vácuo (7), cuja forma externa é aquela de uma folha de dimensões menores que aquelas dos materiais termicamente isolantes à base de fibras e os materiais termicamente isolantes em forma de folha são integralmente acoplados.
2. Material compósito termicamente isolante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na superfície de pelo menos um dos materiais termicamente isolantes à base de fibras (6), um padrão é traçado, tal como de linhas que correspondem às bordas externas do material termicamente isolante a vácuo interposto no interior.
3. Material compósito termicamente isolante de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o material termicamente isolante a vácuo (7) é composto de uma pluralidade de células isolantes a vácuo independentes.
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