CS272165B1 - Tepelně izolační panel a způsob jeho výroby - Google Patents

Abstract

Tepel ně izolační panel je určen zvláště pro konstrukce a obklady lehkých staveb s dřevěnými stavebními prvky. Jádro panelu (1) tvoří pěnová vrstva z fenolformaldehydových pryskyřic resolového typu s plnidlem. Ha svém obvodu je spojena termoreaktivním procesem s dřevěnými styčnými a výztužnými nosníky (3,4), opatřenými spojovacími prvky. Na čelech panelu (1) je nalisována ohnivzdorná vrstva (5j z minerálních vláken, například ze skelné tkaniny, a alespoň na jedné z nich je natavena termoplastová vrstva, (6). Při výrobě se plní hmota z fenolformaldehydových pryskyřic resolového typu, nadouvadla, katalyzátoru, separátoru a plnidla do lisovací formy, do níž se uloží veškeré komponenty tepelně izolačního panelu, které se lisují pod tlakem do 0,3 MPa za teploty 70 až 150 °C po dobu nejméně 5 minut, čímž se získává kompletní výrobek včetně pěnové desky.

Description

Vynález se týká tepelně izolačního panelu, zejména pro lehké individuální stavby s dřevěnými konstrukčními prvky, a způsobu jeho výroby.

Tepelné izolace stavebních konstrukcí představují závažný problém, který se týká snižování energetické náročnosti provozu stavebních objektů, jejich životnosti a zajištění zdravého životního prostředí. V současné době se k tomu účelu stále používají tradiční prostředky, jako jsou izolace z plynosilikátů, pěnových polymerů, především polystyrenu nebo polyuretanu. Používají se i minerální vlákna, zejména ve formě skelného nebo čedičového rouna, a pěnový fenolformaldehyd, jehož výhodou je menší nákladnost oproti jiným pěnovým materiálům. Základní nevýhodou jmenovaných izolací je jejich malá pevnost, která znemožňuje důslednou prefabrikaci. Jsou sice známy obklady panelových staveb z pěnového polystyrenu, chráněného plechovými obaly z eloxovaného hliníku, nákladnost a nesourodost těchto izolací s dřevěnými stavebními prvky vylučuje však jejich aplikaci při individuální výstavbě. Izolace se zde proto provádějí z kusových materiálů až na stavbě, kde se buď lepí ve tvaru foliových vaků na stěny, ukládají se jako tvárnice, nebo se sypou mezi jednotlivé panely v sypkém stavu. Mezi nepříznivé vlastnosti jmenovaných materiálů patří především nasákavost a nízká odolnost vůči vlhkosti z ovzduší, zvýšená hořlavost u pěnových polymerů, škodlivé emise z nich a uvolňování prudce jedovatých plynů v případě vzplanutí. Jinou známou nevýhodou izolací z pěnových polymerů je jejich nestabilita a postupná degradace, snižující úměrně s časem izolační vlastnosti. Z uvedených důvodů se vývoj v této oblasti zaměřuje na získání vhodnějších a lacinějších izolačních materiálů, popřípadě na jejich úpravu a na dosažení úplné prefabrikace izolačních prvků, která by snížila náročnost na lidskou práci a vyloučila používání pomocné mechanizace. Požadavkem je proto i snížení hmotnosti prefabrikátů, levnost a dostupnost výchozích surovin. Technologickým požadavkem je i samonosnost izolačních prvků.

Uvedeným požadavkům vyhovuje tepelně izolační panel podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že pěnová deska je po celém svém obvodu spojena s dřevěnými styčnými nosníky, mezi které je vložen alespoň jeden dřevěný výztužný nosník a alespoň jedna čelní plocha této pěnové desky a dřevěných styčných nosníků je spojena s ohnivzdornou vrstvou z minerálních vláken, na které je natavena polyetylenová vrstva.

Za účelem mechanického spojení jednotlivých tepelně izolačních panelů do větších ploch je alespoň v jednom dřevěném styčném nosníku vytvořena tvarovaná drážka pro zasunutí spojovacího pera nebo na opačném dřevěném styčném nosníku je navíc vytvořen výstupek, zapadající do shodné tvarované drážky v sousedním panelu. Podle specifického provedení vynálezu sestávají dřevěné styčné i výztužné nosníky z přířezů z dřevotřískových desek a ohnivzdornou vrstvu z minerálních vláken tvoří skelná tkanina o plošné hmotnosti mini2 málně 50 g/m .

Při výrobě tepelně izolačního panelu podle vynálezu se postupuje tak, že se připraví hmota ze 60 až 80 hmot, dílů fenolformaldehydové pryskyřice resolového typu, 6 až 10 hmot, dílů nadouvadla, například na bázi alifatických, popřípadě chlorovaných uhlovodíků, 5 až 15 hmot, dílů katalyzátoru, zejména kyseliny fenolsulfonové, 0,5 až 2 hmot, dílů separátoru na bázi vosků, popřípadě emulsí minerálních olejů a do této směsi se vmísí 10 až 30 hmot, dílů plnidla z odpadní dřevité frakce, popřípadě stejného množství expandovaného perlitu a takto získaná hmota se plní do lisovací formy, na jejíž dno se uloží ohnivzdorná vrstva z minerálních vláken a veškeré dřevěné styčné a výztužné nosníky, na jejichž styčné plochy se nanese vrstva fenolformaldehydové pryskyřice resolového typu a na povrch hmoty se umístí další shodná ohnivzdorná vrstva z minerálních vláken a povrch sloze se uzavře polyetylenovou folií, potom se takto sestavená slož lisuje pod tlakem do 0,3 MPa za teploty 70 až 150 °C po dobu alespoň 5 minut, čímž se dosáhne vypěnění hmoty a spojení veškerých komponent slože v kompaktní, tepelně izolační panel včetně dřevěných styčných a výztužných nosníků.

CS 272165 Bl ₂

Výhody tepelně izolačního panelu podle vynálezu tkví především v tom, že panel tvoří kompaktní lehký montážní celek, se kterým lze snadno manipulovat. Struktura panelu odpovídá technologickým, zdravotnickým i bezpečnostním požadavkům, kladeným na tepelné izolace ze syntetických hmot. Pěnová deska z dostupných fenolformaldehydových pryskyřic, které lze získat i z odpadních materiálů, zejména v papírenském průmyslu, vykazuje velmi výhodné izolační vlastnosti součihitelem tepelné vodivosti 0,043 a velmi nízkou měrnou hmotnost 0,09 až 0,12 t/m\ Nízké hmotnosti však není dosaženo na úkor pevnosti panelu, který v důsledku spojení veškerých jeho komponent s dřevěnými styčnými i výztužnými nosníky je sa2 monosný a lze ho vystavit zátěži až do 20 kg na cm . Ohnivzdorná vrstva z minerálních vláken, jako je například skelná tkanina, zajišíuje účinnou ochranu pěnové desky před účinky tepla, popřípadě před vznícením. Vnější fólie z polyetylénu zamezuje účinně vlivům vlhkosti a znemožňuje prostupování kondenzátu, tvořícího se rozdílem vnějšího a vnitřního tepla, do pěnové hmoty.

Další, neméně podstatnou výhodou tepelně izolačního panelu podle vynálezu je technologie jeho výroby, která je volena tak, aby bylo panel možno zhotovit jedinou operací v lisu bez dalších dílčích postupů. To' se týká i samonosných dřevěných styčných i výztužných prvků, které se vlivem termoreaktivního působení pevně spojí s fenolformaldehydovou pryskyřicí uvnitř panelu. Také vnější polyetylenová vrstva se zčásti přitavuje v průběhu lisování a spojuje se v kompaktní celek. Ve srovnání s dosud užívanými izolačními materiály je panel podle vynálezu podstatně levnější, protože k jeho výrobě lze použít odpadních surovin.

Tepelně izolační panel podle vynálezu je zobrazen na připojených výkresech, kde na obr. 1 je vodorovný řez panelem, na obr. 2 je svislý řez panelem v rovině A-A' z obr. 1 a na obr. 3 je vodorovný řez částí alternativního provedení tepelně izolačního panelu.

Tepelně izolační panel 2 se skládá z pěnové vrstvy 1, tvořící základní izolační složku výrobku. Pěnová vrstva 2 je tvořena vypěněnou fenolformaldehydovou pryskyřicí s obsahem plnidla. K dosažení optimálního izolačního účinku u dřevěných stavebních prvků je volena tloušíka 50 mm. Nosné výztuhy tepelně izolačního panelu 2 tvoří obvodové dřevěné styčné nosníky 2, které jsou s hmotou pěnové vrstvy 2 a alespoň s jedním vnitřním dřevěným výztužným nosníkem £ pevně spojeny v jediný nosný rám, svírající pěnovou vrstvu 2 po celém obvodu, přičemž dřevěný výztužný nosník 4. zajišíuje příčné vyztužení tepelně izolačního panelu 2· ^Na °bě čelní stěny pěnové vrstvy 2 1 na čelní plochy dřevěných styčných nosníků 3 je nalisována ohnivzdorná vrstva 2 z minerálních vláken, například ze skelné tkaniny 2 o plošné hmotnosti 100 až 500 g/m . Výhodou skelné tkaniny je dokonalá penetrace vypěňované fenolformaldehydové pryskyřice sííovou strukturou této tkaniny, a tím i dokonalé spojení této ohnivzdorné vrstvy 2 s pěnovou vrstvou 2. Na ohnivzdornou vrstvu 2 j^e alespoň na jedné čelní stěně tepelně izolačního panelu 2 natavena termoplastová vrstva 6 vytvořená z polyetylenové fólie o tloušíce do 1 mm. V některých specifických případech lze použít i polyetylenové desky o tloušíce až do 3 mm, což vyžaduje vyšší teploty v lisu v průběhu termoreaktivní operace. I termoplastová vrstva 6 během přetavení penetruje do sííové struktury ohnivzdorné vrstvy 2 ze skelné tkaniny a tvoří s touto vrstvou a s hmotou pěnové vrstvy 2 také kompaktní celek. Tato termoplastová vrstva 6 působí ve struktuře tepelně izolačního panelu 1_ jako parotěsná vrstva a chrání hmotu panelu 2 proti pronikání vlhkosti zvenčí.

Vzájemné spojování jednotlivých tepelně izolačních panelů 2 do větších celků je umožněno tím, že v jednom z dřevěných styčných nosníků 2 j^e vytvořena podélná drážka 1_ a v protilehlém nosníku 2 i^e pero 2 například ve tvaru podélné lišty, které se zasune do podélné drážky 2· Toto spojení lze provést i tak, že v příslušných dřevěných styčných nosnících 2 jsou vytvořeny rybinové drážky 2, do kterých se zasunuje shodně tvarované spojovací pero 10, jehož část se vsune do rybinové drážky 2 dalšího tepelně izolačního panelu 2· Provedení dřevěných styčných nosníků 2 umožňuje i jejich vzájemné spojování lepením. Pro zvýšení estetického vzhledu a samonosného účinku lze alespoň na jednu čelní stěnu tepelně izo3 CS 272165 Bl lačního panelu £ nalisovat s použitím fenolformaldehydového pojivá kompletní vnější dřevotřískovou desku, takže tím vznikne úplný montážní prvek pro dřevěné stavby, který může zastoupit zcela i některé samonosné stavební prvky. Zvláště se osvědčuje spojení tepelně izolačního panelu 1. s vrstvenou dřevotřískovou deskou, provedenou s dekorativní vložkou z dýhy nebo fólie podle možnosti s vnější ochrannou akrylátovou vrstvou, opatřenou hladkým nebů reliéfním povrchem. Ochranná akrylátová vrstva takové dřevotřískové desky umožňuje použití tepelně izolačního panelu podle vynálezu i k obkladům vnějších stěn budov, vystaveriých povětrnostním vlivům.

Způsob výroby tepelně izolačního panelu 1_ podle vynálezu je objasněn na následujících příkladech.

Příklad 1

Oo lisovací formy se vloží skelná tkanina o plošné hmotnosti 500 g/m . Na okraje formy a do středu se uloží příslušné dřevěné styčné a výztužné nosníky, jejichž styčné plochy se pokryjí fenolformaldehydovou pryskyřicí. Tyto nosníky z přířezů z dřevotřískových desek nebo z rostlého dřeva mají tloušťku 19 mm. Do formy se vlije hmota, kterou tvoří 80 hmot, dílů fenolformaldehydové pryskyřice resolového typu, 10 hmot, dílů nadouvadla-hexanu, 5 hmot, dílů katalyzátoru ze 60 % kyseliny fenolsulfonové, 4 hmot, díly plniva a 1 hmot, díl separátoru. Na povrch hmoty se uloží skelná tkanina a na ni fólie z vysokotlakého polyetylénu o tloušťce 2 mm. Potom se forma s takto vytvořenou složí vloží do hydraulického lisu, kde při tlaku 0,3 MPa a teplotě 120 °C dochází k vypěnění hmoty během cca 4 až 5 minut a současnému spojení všech nosníků, penetraci hmoty do skelné tkaniny a natavení polyetylenové fólie. Vzniklý panel je pevný, na bočních stěnách ohraničený dřevěnými styčnými nosníky a uvnitř vyztužený dřevěným výztužným nosníkem, přičemž na čelních stěnách je zpevněn i skelnou tkaninou a polyetylenovou fólií. Tato fólie plní funkci parotěsné zábrany.

Příklad 2

Vytvoří se tepelně izolační panel podle příkladu 1 s tím rozdílem, že na jednu čelní stěnu je nalisována za použití například fenolformaldehydové pryskyřice vnější dřevotřísková deska o tloušťce 10 mm. Druhá čelní stěna je ponechána se shodnou strukturou ze skelné tkaniny a polyetylenové fólie podle příkladu 1. Vzniklý konstrukční panel má zvýšenou pevnost a nosnost a je použitelný již jako samostatný konstrukční prvek pro jednoduché stavební příčky.

Příklad 3 ·

Postupuje se podle příkladu 1 s tím rozdílem, že namísto skelné tkaniny alespoň na jedné čelní straně je použito k ohnivzdorné izolaci skelného, popřípadě čedičového rouna o plošné 2 hmotnosti 50 až 500 g/m .

Příklad 4

Vytvoří se tepelně izolační panel podle příkladu 2 s tím rozdílem, že na jednu čelní stěnu je nalisována konstrukční deska s dekorativní vložkou, kterou tvoří dýha nebo fólie, opatřená akrylátovou vrstvou hladkého nebo reliéfního provedení. Vznikne tak dekorativní stavební panel, nevyžadující další úpravu vnějšího povrchu. Takto vytvořený tepelně izolační panel lze použít i pro vnější instalace na dřevěných budovách.

Claims (6)

1. 4 PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Tepelně izolační panel, zejména pro konstrukce a obklady lehkých staveb s dřevěnými stavebními prvky, obsahující tepelně izolační vrstvu z pěnové hmoty, zejména na bázi fenolformaldehydových pryskyřic rosolového typu s plnidlem, vyznačující se tím, že pěnová vrstva (2) je po celém svém obvodu spojena s obvodovými dřevěnými styčnými nosníky (3), mezi které je vložen alespoň jeden dřevěný výztužný nosník (4) a alespoň jedna čelní plocha pěnové vrstvy (2) a dřevěných styčných nosníků (3) je spojena s ohnivzdornou vrstvou (5) z minerálních vláken, na níž je natavena termoplastová vrstva (6), zejména z polyetylénu.
2. 2. Tepelně izolační panel podle bodu 1, vyznačující se tím, že obvodové styčné dřevěné nosníky (3) a vnitřní výztužné nosníky (4) sestávající z přířezů z dřevotřískových desek a ohnivzdorná vrstva (5) z minerálních vláken sestává ze skelné tkaniny o plošné o hmotnosti 100 až 500 g/m .
3. 3. Tepelně izolační panel podle bodu 1, vyznačující se tím, že ohnivzdorná vrstva (5) 9 z minerálních vláken sestává ze skelného rouna o plošné hmotnosti 50 až 500 g/m .
4. 4. Tepelně izolační panel podle.bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že alespoň v jednom z dřevěných styčných nosníků (3) je vytvořena podélná drážka (7) a v dalším pero (8) pro zapuštění do podélné drážky (7) druhého tepelně izolačního panelu (1).
5. 5. Tepelně izolační panel podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že alespoň v jednom z dřevěných styčných nosníků (3) je vytvořena rybinová drážka (9) pro zapuštění spojovacího pera (10).
6. 6. Způsob výroby tepelně izolačního panelu podle bodů 1 až 5, vyznačující se tím, že se připraví hmota ze 60 až 80 hmot, dílů fenolformaldehydové pryskyřice resolového typu, 6 až 10 hmot, dílů nadouvadla, například na bázi alifatických, popřípadě chlorovaných uhlovodíků, 5 až 15 hmot, dílů katalyzátoru, zejména kyseliny fenolsulfonové, 0,5 až 2 hmot, díly separátoru na bázi vosků, popřípadě emulzí minerálních olejů, a do této směsi se vmísí 4 až 30 hmot, dílů plnidlá z odpadní dřevité frakce, popřípadě stejné množství expandovaného perlitu a takto získaná hmota se plní do lisovací formy, na jejíž dno se uloží ohnivzdorná vrstva z minerálních vláken, například ze skelné tkaniny, popřípadě ze skelného rouna, a veškeré dřevěné styčné a výztužné nosníky, na jejichž styčné plochy se nanese vrstva fenolformaldehydové pryskyřice resolového typu, na povrch hmoty se uloží další ohnivzdorná vrstva z minerálních vláken, na niž se umístí polyetylenová fólie, potom takto sestavená soustava se lisuje pod tlakem do 0,3 MPa za teploty 70 až 150 °C po dobu alespoň 5 minut.