DE10064607A1 - Isolationselement - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Isolationselement (4, 4'), wobei mindestens eine Vlieslage (5) und/oder eine Schaumstofflage (11) von einer Folienlage (1) umhüllt ist, und schlägt zur Erzielung einer in genügendem Maße dampfdiffusionsdurchlässigen, trotzdem brandausbreitungshemmenden Lösung vor, dass die Folienlage (1) aus einem brandausbreitungshemmenden vorzugsweise dampfdiffusionsgeschlossenen Werkstoff besteht, dass die Folienlage (1) weiter Durchlassöffnungen (2) aufweist und dass die Durchlassöffnungen (2) dampfdiffusionsoffen ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Isolationselement, wie es etwa zur Wärme- und/oder Schallisolation eingesetzt werden kann, wobei mindestens eine Vlieslage und/oder eine Schaumstofflage von einer Folienlage umhüllt ist.

Derartige Isolationselemente sind bereits in verschiede­ nen Ausgestaltungen bekannt geworden. Es wird bspw. auf die DE 198 48 679 A1 verwiesen. Da derartige Isolations­ elemente vorzugweise auch im Flugzeugbau eingesetzt werden, wird ein hoher Wert auf eine Brand-ausbreitungs­ hemmende Eigenschaft gelegt. Wie aus vorgenannter Druck­ schrift hervorgeht, ist hierzu bereits vorgeschlagen worden, die Folienlage aus aluminiumbedampften Polyethy­ len oder gegebenenfalls auch aus inhärent flammwidrigen Polymeren herzustellen. Darüber hinaus ist vorgeschla­ gen worden, soweit eine Schaumstofflage verwendet wird, eine Polyimid-Schaumstofflage einzusetzen.

Andererseits besteht bei derartigen Isolationselementen auch die Anforderung, die Umhüllung wasserdampfdurchläs­ sig auszubilden.

Die wasserdampfdurchlässige Ausbildung, gegebenenfalls auch richtungsabhängig wasserdampfdurchlässige Ausbil­ dung, lässt sich aber bislang nicht mit der gewünschten Brand-ausbreitungshemmenden Eigenschaft des Isolations­ elementes, auch hinsichtlich seiner Umhüllung, kombinie­ ren.

Hiervon ausgehend beschäftigt sich die Erfindung mit der technischen Aufgabe, ein Isolationselement anzuge­ ben, das einerseits dampfdiffusionsdurchlässig ist, in der gewünschten Weise, andererseits aber auch möglichst den hohen Anforderungen an Brand-ausbreitungshemmende Eigenschaften des Isolationselementes genügt.

Diese Aufgabe ist zunächst und im Wesentlichen beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abge­ stellt ist, dass die Folienlage aus einem Brand-ausbrei­ tungshemmenden Werkstoff besteht, dass die Folienlage weiter Durchlassöffnungen aufweist und dass die Durch­ lassöffnungen dampfdiffusionsoffen ausgebildet sind. Erfindungsgemäß wird also der Weg beschritten, die Folienlage bzw., wie es sich auch aus Nachstehendem noch ergibt, bevorzugt eine äußere Folienlage, nur überwiegend Brand-ausbreitungshemmend auszugestalten, jedoch Durchtrittsöffnungen zu belassen, die zwar auch folienverschlossen sind, jedoch dampfdiffusionsoffen sind. Die Folienlage selbst kann somit nicht oder gege­ benenfalls nur wesentlich schlechter dampfdiffusionsdurch­ lässig sein. Eine erste konkretere Ausgestaltung dieser Lehre schlägt vor, dass die Durchlassöffnungen aus in der Folienlage ausgebildeten Ausnehmungen beste­ hen und dass diese Ausnehmungen jeweils durch eine fensterartig angeordnete Zweitfolie aus dampfdiffusions­ offenem Werkstoff verschlossen sind. Es können also Ausstanzungen, lochartige Ausstanzungen, in der Folien­ lage vorgenommen werden und diese dann mit einzelnen, fleckenartigen Abschnitten einer Zweitfolie überdeckt werden. Bspw. kann die Zweitfolie insoweit mit der äußeren Folienlage verklebt werden, so dass die Ausnehm­ ungen hierdurch verschlossen sind. Hinsichtlich der Ausnehmungen, was auch für die nachstehend noch be­ schriebenen Ausgestaltungen zutreffend ist, bieten sich die unterschiedlichsten Geometrien an. Bspw. kreisför­ mig, rechteckig, sternförmig, gitterartig u. a. In einer weiteren Konkretisierung schlägt die Erfindung auch vor, dass die Zweitfolie unterhalb der äußeren Folienla­ ge und diese auch in den von Durchlassöffnungen freien Bereichen überdeckend angeordnet ist. Es können also ganz einfach übereinander liegende Folienlagen vorgese­ hen sein, wobei die äußere Folienlage durch den Brand­ ausbreitungshemmenden Werkstoff gebildet ist und die innere Folienlage durch den dampfdiffusionsoffenen Werkstoff, wobei weiter eben die äußere Folienlage Durchgangsöffnungen aufweist, die dampfdiffusionsoffene Folienlage jedoch durchgehend geschlossen ausgebildet ist.

Weiter ist es grundsätzlich möglich, dass diese Folien­ lagen die Vlies- und/oder Schaumstofflage (oder gegebe­ nenfalls mehrerer dieser Lagen) jeweils gesondert und unabhängig voneinander umgeben. Darüber hinaus können diese Folienlagen insgesamt randverschweißt sein (wobei sich dann an einer Naht im letztbeschriebenen Beispiels­ fall vier Lagen übereinander ergeben). Darüber hinaus kann aber auch vorgesehen sein, dass die äußere Folien­ lage mit der Zweitfolie kaschierverbunden ist. Allein unter Ausnutzung der Klebfähigkeit der Folienlage und/oder der Zweitfolie kann eine Verhaftung herbeige­ führt sein. Die Folien können auch durch einen gesonder­ ten Klebstoff oder eine gesonderte Klebstofflage mitein­ ander verbunden sein. In letzterem Fall empfiehlt es sich jedoch, die Klebstofflage auch nur rasterartig vorzusehen, um so jedenfalls in den Bereichen der Durch­ trittsöffnungen möglichst großflächig die dampfdiffusi­ onsoffene Eigenschaft der Zweitfolie zu bewahren.

In weiterer Ausgestaltung wird auch vorgeschlagen, dass unterhalb der Zweitfolienlage eine Drittfolienlage angeordnet ist und dass auch die Drittfolienlage aus einem Brand-ausbreitungshemmenden Werkstoff besteht, jedoch dampfdiffusionsoffene Durchlassöffnungen auf­ weist.

Hinsichtlich des Brand-ausbreitungshemmenden Werkstoffs bietet sich insbesondere Polyimid an, das auch als Polyimidfolien bereits marktverfügbar ist. Es kann aber auch bspw. eine Polyphenylensulfide- (PPS-) Folie einge­ setzt werden. Weiter auch eine Polyester- (PET-) Folie, eine Polyvinylfluorid- (PVD-) oder Polyvinyldifluorid (PVDF-) Folie.

Nachstehend ist die Erfindung des Weiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch lediglich Ausführungs­ beispiele wiedergibt, erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 eine erste schematische Ansicht einer äußeren Folienlage mit dampfdiffusionsoffen ausgebilde­ ten Durchlassöffnungen;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Gegenstand gemäß Fig. 1, geschnitten entlang der Linie II-II;

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines mehrlagigen Aufbaus unterschiedlicher Folien zur Umhüllung eines Isolationselementes;

Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Isolati­ onselementes;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels eines Isolationselementes.

Dargestellt und beschrieben ist, zunächst mit Bezug zu Fig. 1, eine Folienlage 1 für ein Isolationselement wie es bspw. in den Fig. 4 oder 5 dargestellt ist.

Wesentlich ist, dass die Folienlage 1 aus einem Brand- ausbreitungshemmenden Material, hier Polyimid, besteht. Weiter ist von Bedeutung, dass diese Folienlage 1 Durch­ lassöffnungen 2 aufweist, die dampfdiffusionsoffen ausgebildet sind.

Die dampfdiffusionsoffene Ausbildung der Durchlassöff­ nungen 2 ist konkret durch eine die Öffnungen 2 abdeckende und auf die Folienlage 1 aufkaschierte Zweitfoli­ enlage 3 erreicht, wobei die Zweitfolienlage 3 aus dampfdiffusionsoffenem Material besteht.

Aus der Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 2 ist zu erkennen, dass eine Durchlassöffnung 2 in der Folienla­ ge 1 aus einer Ausstanzung gebildet ist, die ein ent­ sprechendes Loch hinterlässt. Dieses Loch ist durch eine einseitige Abdeckung mittels der dampfdiffusionsof­ fenen Folienlage 3 dampfdiffusionsoffen verschlossen.

Grundsätzlich kann die Folienlage 3 auch beidseitig der Durchlassöffnung 2 aufgebracht sein. Im praktischen Einsatzfall empfiehlt es sich jedenfalls, die Folienla­ ge 3 auf der Innenseite der Folienlage 1, also der Vlies- und/oder Schaumstofflage zugeordnet, anzubringen.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel darge­ stellt, bei welchem die Umhüllung des Isolationselemen­ tes aus drei Lagen, einer Folienlage 1, einer Zweitfoli­ enlage 3' und einer Drittfolienlage 1', besteht.

Die Folienlage 1 ist mit der Folienlage 1 gemäß Fig. 1 identisch, jedoch sind hier die Durchlassöffnungen 2 frei belassen, also ist kein Verschluss dieser Öffnung mit einer dampfdiffusionsoffenen Folie vorgesehen. Es handelt sich vielmehr um tatsächliche Öffnungen, die durch nichts verschlossen sind.

Jedoch ist hier unterhalb und vollständig überdeckend zu der Folienlage 1 eine Zweitfolienlage 3' angeordnet, welche der Zweitfolienlage 3, materialmäßig, gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 entspricht. Es han­ delt sich also hier um eine dampfdiffusionsoffene Fo­ lie. Diese ist integral durchgehend, also ohne irgend­ welche Durchlassöffnungen, ausgebildet.

Weiter ist unterhalb der Zweitfolienlage 3' eine Dritt­ folienlage 1' angeordnet. Es handelt sich hier material­ mäßig wieder um eine Brand-ausbreitungshemmende Folie, also entsprechend bzw. materialmäßig identisch der Folienlage 1. Diese ist auch hinsichtlich der Durch­ lassöffnungen in gleicher Weise ausgebildet wie die Folienlage 1. Jedoch können im konkreten Fall die Durch­ lassöffnungen 2' der Drittfolienlage 1' so angeordnet sein, dass sie sich nicht überdeckend zu den Durch­ lassöffnungen 2 der Folienlage 1 befinden. Die Durch­ lassöffnungen 2 der Folienlage 1 und der Drittfolienla­ ge 1' sind zueinander versetzt.

In Fig. 4 ist ein erstes konkretes Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei hier eine Folienlage 1 mit dampfdif­ fusionsoffenen Durchlassöffnungen 2 gemäß dem Ausfüh­ rungsbeispiel der Fig. 1 und 2 eingesetzt ist.

Das dargestellte Isolationselement 4 besteht entspre­ chend aus einer Folienlage 1, welche vorder- und rück­ seitig eine dazwischen angeordnete Vlieslage 5 umhül­ lend ausgebildet ist.

Die dampfdiffusionsoffenen Durchlassöffnungen 2 sind lediglich angedeutet. Von Bedeutung ist jedoch, was auch hinsichtlich der weiteren Ausführungsbeispiele und allgemein anwendbar ist, dass die dampfdiffusionsoffe­ nen Durchlassöffnungen 2 hier nur einem Mittelbereich des Isolationselementes zugeordnet ausgebildet sind, wohingegen ein umlaufender Randbereich von diesen Öff­ nungen 2 ausgenommen ist. Alternativ ist es aber auch möglich, die Dampfdiffusionsöffnungen 2 regelmäßig verteilt über die gesamte Außenfläche des Isolationsele­ mentes 4 vorzusehen.

Anstelle der Vlieslage 5 kann auch eine Polyimid-Schaum­ stoff-Plattenware vorgesehen sein.

Hinsichtlich der Vlieslage kann es sich um Material aus einem Polymer wie bspw. PPS oder einer Mischung aus PPS und Copolyester oder anderen organischen oder anorgani­ schen Fasern handeln. Insbesondere kann es sich auch, allein oder in Mischung, um Melaminharzfasern handeln. Das Flächengewicht der Vlieslage kann zwischen 50 und 800 g/m² liegen.

Auch die Vlieslage, deren Fasern, ist vorzugsweise inhärent flammwidrig ausgebildet.

Die Folienlage 1 besitzt eine geringe Dicke, etwa zwi­ schen 10 und 50 µ, vorzugsweise bei 20 µ. Im Bereich der Durchlassöffnungen 2 kann die dort vorgesehene dampfdiffusionsoffene Folienlage mit gleicher Dicke vorgesehen sein.

Von weiterer Bedeutung ist auch, dass den Folien 1, 2, aber auch den Zweitfolienlagen 3 bzw. 3' Fasern, die durch das Raster der Zeichnung angedeutet sind, aufka­ schiert sind. Es kann sich um Glasfasern, aber Melamin- Harzfasern und/oder Polyesterfasern handeln. Die Fasern sind nur einseitig der Folienlagen 1 bzw. 2 oder 3, 3' vorgesehen. Das Raster liegt zwischen etwa 1 und 5 mm. Es sind jeweils quer zueinander verlaufende Fasern vorgesehen.

Die mittige Vlieslage 5 ist in weiterer Einzelheit von jeweils flächendeckend darüber angeordneten Vlieslagen 6, 7, die jedoch dünner sind, überdeckt.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist ein Isolations­ element 4', hier lediglich im Querschnitt, dargestellt, dessen Umhüllung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ausgebildet ist.

Hinsichtlich der Umhüllung ist zunächst ersichtlich, dass diese jeweils dreilagig ausgebildet ist, so dass sich im Randbereich 8 eine Sechslagigkeit ergibt.

Die äußerste Lage ist jeweils eine Folienlage 1 aus einem Polyimid- oder PPS-Werkstoff mit Durchlassöff­ nungen 2, wie hinsichtlich Fig. 3 beschrieben. Darun­ ter befindet sich die Folienlage 3 aus dampfdiffusions­ offenem Material. Darunter wiederum als Drittlage die Folienlage 1' mit Durchlassöffnungen 2'.

Im Randbereich 8 sind alle sechs Lagen miteinander schweißverbunden.

Das dargestellte Isolationselement 4' weist in weiterer Einzelheit zwei Vlieslagen 9 und 10 auf, die aus gleich­ artigem oder nicht gleichartigem Material gebildet sein können. Die Fasern des Vliesmaterials bestehen aus einem Polymer, wie bspw. PPS oder einer Mischung aus PPS und Copolyester und anderen organischen und anorga­ nischen Fasern, wobei die Flächengewichte der Vliesla­ gen 9, 10 zwischen 50 und 800 g/m² liegen. Zudem kann die obere Vlieslage 9 aus einem melt-blown-Vlies und die untere Vlieslage 10 aus einem thermisch gebundenen Volumenvlies und/oder einer Schaumstofflage bestehen.

Die Fasern der Vlieslagen 9, 10 sind thermoplastisch und inhärent flammwidrig. Die Granulate, aus welchen die Vliesfasern gewonnen werden, weisen eine bestimmte Schmelz-Viskosität auf. Die Vliese sind auch hydro­ lysebeständig. Zudem sind sie akustisch absorbierend sowie dämmend. Darüber hinaus wirken sie wärmeisolie­ rend. Sie können auch intumeszierend ausgerüstet wer­ den, um das Brandverhalten weiterhin günstig zu beein­ flussen.

Die mittlere Lage 11 ist als Schaumstofflage ausgebil­ det, insbesondere als Polyimid-Schaumstofflage. Diese Schaumstofflage 11 ist, wie aus der Schnittdarstellung der Fig. 5 ersichtlich, uneben, dreidimensional struktu­ riert. Konkret ist die Ausbildung so gewählt, dass die Schaumstofflage 11 in Ebenenerstreckung zickzackförmig verläuft. Durch die Wahl eines Polyimid-Schaumstoffes ist bei einem vergleichsweise großen Volumen eine sehr leichtgewichtige Mittellage zur Bildung des Isolations­ elementes 4' geschaffen.

Die Schaumstofflage 11 besteht in weiterer Einzelheit aus einem zugeschnittenen Polyimid-Schaumstoff, wobei durch die Dicke und/oder den Winkelverlauf zur Senkrech­ ten der Zickzackstege 12 ein gewünschtes Schall-Absorp­ tionsverhalten einstellbar ist. In dem gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel ist eine Materialdicke d von ca. 8 mm gewählt, bei einer Gesamthöhe h der Schaumstofflage 11 von ca. 24 mm.

Die Dicken der Vlieslagen 9, 10 betragen - in nicht komprimiertem Zustand - etwa ein Drittel bis ein Zehn­ tel der mittleren Schaumstofflage 11. Die Dicken der Vlieslagen 9, 10 liegen absolut im Bereich von 0,5 bis 5 mm.

Hinsichtlich der Folienlagen 1, 3, 2' kann es sich bezüglich einer, zweier oder auch aller drei Folienla­ gen um faserverstärkte Folien handeln. Die Dicken sind jeweils sehr gering. Absolut liegt die Dicke einer Folienlage 1, 3, 1' zwischen 10 und 50 µ, vorzugsweise bei 20 µ. Die Dichte einer solchen Folie liegt bei 0,9 bis 1,4 g/m³. Die dampfdiffusionsoffene Folienlage 3 ist thermoplastisch und auch bevorzugt hydrolysebestän­ dig und flammgeschützt. Die Folienlagen 1' der Vorder­ seite und der Rückseite können weiter bevorzugt auch unterschiedliche Wasserdampfdurchlässigkeiten, auch hinsichtlich einer unterschiedlichen Richtungscharakte­ ristik (nur einlassend oder nur auslassend) aufweisen.

Hinsichtlich der Folienlagen 1 und 1' kann es sich um inhärent flammwidrige Polymere handeln. Als Fasern 13, die beim Ausführungsbeispiel nur einseitig bei der unteren Folienlage 1' vorgesehen sind, kann es sich um Glasfasern, aber auch um Melamin-Harzfasern handeln, die aufkaschiert sind.

Die Folienlagen 3, 1' und 1 sind außerhalb der Randbe­ reiche nur einfach übereinander gelegt. Es ergibt sich hinsichtlich des Isolationselementes insgesamt gleich­ sam ein Kissen mit einer durch die dreilagigen äußeren Folien gebildeten Hülle.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswe­ sentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung vollin­ haltlich mit einbezogen), auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims (8)

1. Isolationselement (4, 4'), wobei mindestens eine Vlieslage (5) und/oder eine Schaumstofflage (11) von einer Folienlage (1) umhüllt ist, dadurch gekennzeich­ net, dass die Folienlage (1) aus einem Brand-ausbrei­ tungshemmenden vorzugsweise dampfdiffusionsgeschlossenen Werkstoff besteht, dass die Folienlage (1) weiter Durch­ lassöffnungen (2) aufweist und dass die Durchlassöff­ nungen (2) dampfdiffusionsoffen ausgebildet sind.

2. Isolationselement nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassöff­ nungen (2) aus in der Folienlage (1) ausgebildeten Ausnehmungen (2) bestehen und dass die Ausnehmungen (2) durch eine fensterartig angeordnete Zweitfolie (3) aus dampfdiffusionsoffenem Werkstoff verschlossen sind.

3. Isolationselement nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassöffnungen (2) als kreisförmige Löcher ausgebildet sind.

4. Isolationselement nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweitfolie (3) als Zweitfolien­ lage unterhalb der äußeren Folienlage (1) und diese auch in den von Durchlassöffnungen (2) freien Bereichen überdeckend angeordnet ist.

5. Isolationselement nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Zweitfolie (3) und die äußere Folienlage (1) miteinander kaschierverbunden sind.

6. Isolationselement nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Zweitfolienlage (3) eine Drittfolienlage (1') angeordnet ist und dass auch die Drittfolienlage (1') dampfdiffusionsoffene Durch­ lassöffnungen (2') aufweist.

7. Isolationselement nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Drittfolienlage (1') aus einem Brand-ausbreitungshemmenden Material besteht.

8. Isolationselement nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Brand-ausbreitungshemmende Werkstoff Polyimid, PPS, PET, PVF oder PVDF ist.