DE102007042039A1 - Vacuum insulation body i.e. vacuum insulation plate, producing method, involves cutting out individual insulation plates from bag after cooling down film sides, such that seal-edge width of specific millimeter remains about core plates - Google Patents

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Abstract

The method involves placing core plates between lower and upper films of a high barrier film, so that a lateral distance of 5 millimeter remains at all places of the plates. An arrangement is evacuated over lateral openings in a vacuum chamber. The openings are closed by a sealing device. The evacuated arrangement is heated to a temperature after ventilation of the chamber, so that sealing layers merge film sides with each other. Individual vacuum insulation plates are cut out from a bag after cooling down the film sides such that seal-edge width of 2 millimeter remains about the plates. An independent claim is also included for a vacuum insulation body comprising a casing foil surrounded by a continuous sealing.

Description

Ein gebräuchliches Kernmaterial für die Herstellung von Vakuumisolationspaneelen mit sehr geringen Wärmeleitfähigkeiten ist pulverförmige, mikroporöse Kieselsäure, die zusammen mit Trübungsmitteln und einem geringen Anteil an Verbindungsfasern zu Platten verpresst wird. Weitere Kernmaterialien sind sehr feine Glasfasern oder offenporige Schäume, die allerdings aufgrund ihrer relativ grobporigen Struktur sehr niedrige Gasdrücke im Inneren erfordern, um die Wärmeleitfähigkeit der Restgase auszuschalten.One common nuclear material for the production of vacuum insulation panels with very low thermal conductivities is powdered, microporous silica, which together with opacifiers and a small proportion is pressed to connecting fibers to plates. Other core materials are very fine glass fibers or open-pored foams, however due to their relatively coarsely porous structure very low gas pressures inside require to heat conductivity to turn off the residual gases.

Ein übliches Verfahren zur Herstellung von Vakuumdämmplatten besteht darin, die Kernmaterialien, gegebenenfalls mit einer luftdurchlässigen Staubschutzumhüllung, in einen vorbereiteten Beutel aus Hochbarrierefolie einzuschieben und in einer Vakuumkammer über die verbliebene Öffnung zu evakuieren. Nach einer ausreichenden Evakuierzeit wird mit Hilfe eines Siegelbalken der Beutel verschlossen, die Vakuumkammer belüftet und das evakuierte Teil entnommen. Ein weiteres Verfahren beschreibt DE 10058566 , bei dem ein Kernmaterial vor dem Evakuieren von einem einzigen Zuschnittbogen umhüllt und der Beutel um das Kernmaterial herum geformt wird.A common method for the production of vacuum insulation panels is to insert the core materials, optionally with an air-permeable dust cover, into a prepared bag of high barrier film and to evacuate in a vacuum chamber through the remaining opening. After a sufficient evacuation time, the bag is closed with the aid of a sealing bar, the vacuum chamber is ventilated and the evacuated part is removed. Another method describes DE 10058566 in which a core material is wrapped by a single blank before evacuation and the bag is molded around the core material.

Beiden Verfahren ist gemein, dass bei kleineren Formaten der Vakuumdämmplatten (Größen typischerweise kleiner 20 cm × 20 cm) eine große Anzahl von Umhüllungsbeuteln hergestellt werden muss. Für einen Quadratmeter Vakuumpaneel mit der Größe 10 cm × 10 cm müssten alleine 100 Folienbeutel geformt und gesiegelt, mit den Kernplatten versehen und evakuiert werden. Typischerweise hat aber eine Vakuumkammer eine Größe von 120 cm × 200 cm, wobei jeweils eine bis drei Siegelleisten an den Seiten angebracht sind. Mit dieser Kammer können Vakuumdämmplatten ab einem halben Quadratmeter Größe sehr effektiv verarbeitet werden, da die Fläche der Kammer mit mehreren Platten zu einem großen Teil belegt werden kann. Kleine Vakuumdämmplatten mit z. B. der Größe 10 cm × 10 cm könnten dagegen nur einen kleinen Flächenanteil der Vakuumkammer belegen, da sie mit der geöffneten Seite zwischen die außenliegenden Siegelbalken gelegt werden müssen. Bei einer Vakuumkammer der oben genannten Größe könnte damit nur ein kleiner Bruchteil, etwa 20% der nutzbaren Kapazität, genutzt werden.Both Method is common that for smaller formats of vacuum insulation panels (Sizes typically less than 20 cm × 20 cm) made a large number of wrapping bags must become. For a square meter vacuum panel with the Size 10 cm × 10 cm would have Alone 100 foil pouches shaped and sealed, with the core plates be provided and evacuated. But typically has a vacuum chamber a size of 120 cm × 200 cm, wherein one to three sealing strips are attached to each side. Vacuum insulation panels can be removed with this chamber Half a square meter size very effective be processed because the area of the chamber with several Plates can be occupied to a large extent. little one Vacuum insulation panels with z. B. the size 10 cm × 10 cm, however, could only a small Occupy area of the vacuum chamber, as they with the open side between the outer sealing bars must be laid. In a vacuum chamber of the above size It could only be a small fraction, about 20% of the usable Capacity can be used.

Es sind Vakuumdämmplatten bekannt, bei denen Anordnungen vieler Teilkernplatten zwischen Folien vorgeschlagen werden ( DE 10 2004 026 894 , EP 1 655 419 , EP 1558 869 ). Die Versiegelung der Folien zwischen den Teilkernplatten erfolgt hier in der Vakuumkammer, was aufgrund der jeweiligen komplexen Form der Siegelnähte zwischen den Einzelplatten sehr aufwändig ist.There are known vacuum insulation panels in which arrangements of many partial core plates between films are proposed ( DE 10 2004 026 894 . EP 1 655 419 . EP 1558 869 ). The sealing of the films between the partial core plates takes place here in the vacuum chamber, which is very complex due to the respective complex shape of the sealing seams between the individual plates.

Die bisherigen Techniken sind für kleinformatige Vakuumdämmplatten daher relativ aufwändig und kostenintensiv. Die Aufgabe besteht darin, ein Herstellungsverfahren insbesondere für kleinformatige Vakuumpaneele zu finden, das wesentlich kostengünstiger ist.The Previous techniques are for small-sized vacuum insulation panels therefore relatively expensive and expensive. The task consists of a manufacturing process especially for find small-sized vacuum panels, the much cheaper is.

Die Aufgabe wird durch folgendes Verfahren gelöst: Eine größere Anzahl von zu evakuierenden Kernplatten wird zwischen einer Oberfolie und einer Unterfolie aus Hochbarrierefolie so eingelegt, dass jeweils ein seitlicher Abstand zwischen den Kernplatten von mindestens einem Zentimeter eingehalten wird. Diese Anordnung wird mit den eingelegten Kernplatten in einer Vakuumkammer auf einen ausreichend geringen Gasdruck hin evakuiert. In der Vakuumkammer werden Oberfolie und Unterfolie mit Hilfe einer Siegelvorrichtung rundherum um die Anordnung der Kernplatten miteinander verbunden. Die Siegelvorrichtung bildet dabei eine geschlossene Linie um die Anordnung der Kernplatten herum mit vorzugsweise rechteckförmiger und kreisrunder Form. Die Bereiche zwischen den Kernplatten sind dabei noch unversiegelt.The Task is solved by the following procedure: A larger one Number of core plates to be evacuated is between a top film and a lower film of high barrier film inserted so that in each case a lateral distance between the core plates of at least one Centimeters is respected. This arrangement comes with the inserted core plates in a vacuum chamber to a sufficiently low gas pressure evacuated. In the vacuum chamber top film and bottom film are using a sealing device around the arrangement of the core plates connected with each other. The sealing device forms a closed Line around the arrangement of the core plates around with preferably rectangular and circular shape. The areas between the core plates are still unsealed.

Alternativ können die Kernplatten in einen auf drei Seiten geschlossenen Beutel aus Hochbarrierefolie eingelegt werden. Der an einer Seite offene Beutel wird mit den eingelegten Kernplatten in einer Vakuumkammer evakuiert und die offenen Seite mit einem Siegelbalken verschlossen.alternative The core plates can be closed in one on three sides Bag made of high barrier film are inserted. The one-sided open pouches are loaded with the core plates in a vacuum chamber evacuated and the open side sealed with a sealing bar.

Nach dem Belüften der Vakuumkammer wird erfindungsgemäß in beiden Fällen das evakuierte und folienumhüllte Produkt vorzugsweise in einem Ofen so weit erhitzt, dass aufeinanderliegende Folienteile, durch den äußeren Luftdruck zusammengedrückt, miteinander verschmelzen und um die einzelnen Kernplatten herum eine vakuumdichte Siegelnaht bilden. Jede einzelne Kernplatte sitzt danach in einem separaten, evakuierten Volumen.To the venting of the vacuum chamber according to the invention in in both cases the evacuated and foil-wrapped Product preferably heated in an oven so far that superimposed Foil parts, compressed by the external air pressure, merge together and around the individual core plates form a vacuum-tight seal. Every single core plate sits then in a separate, evacuated volume.

Die Dichtigkeit der Siegelnaht kann dadurch noch weiter erhöht werden, dass beim Erhitzen der Folie im Ofen ein Gasüberdruck von einem halben bis einigen bar aufgeprägt wird.The Tightness of the sealed seam can be increased even further be that when heating the film in the oven, a gas pressure is imprinted from one half to a few bar.

Nach dem Abkühlen der Folie und werden die einzelne Vakuumelemente mit Dämmkern mit Hilfe einer Schneidevorrichtung jeweils in der Art getrennt, dass eine ausreichende Breite der Siegelnaht übrig bleibt. Die Breite der Siegelnaht um das einzelne Vakuumelement herum sollte dabei immer mindestens 2 mm betragen.To cooling the film and become the individual vacuum elements with Dämmkern using a cutting device respectively separated in the way that a sufficient width of the sealed seam is left remains. The width of the sealed seam around the single vacuum element around should always be at least 2 mm.

Die erfindungsgemäße Art der Herstellung erlaubt es, die Fläche der Vakuumkammer zu einem großen Teil auszunutzen. Sie ist besonders vorteilhaft bei Kernplatten mit einer maximalen Stärke von 20 mm, bevorzugt 10 mm und besonders bevorzugt 5 mm. Je dünner die Kernplatte ist desto besser legt sich die Barrierefolie um den Rand herum.The inventive method of manufacture makes it possible to exploit the surface of the vacuum chamber to a large extent. It is particularly advantageous for core plates with a maximum thickness of 20 mm, preferably 10 mm and particularly preferred 5 mm. The thinner the core plate, the better the barrier film surrounds the edge.

Vorteil des Verfahrens ist, dass die gefertigte Vakuumdämmplatte beliebige Formen (rund, oval, mit konkaven und konvexen Randteilen) aufweisen kann und der Siegelungsbereich trotzdem direkt an den Randbereich angrenzen kann. Mit dem bisherigen Verfahren müssten zur Herstellung von komplexen Randflächenformen jeweils spezielle Siegelvorrichtungen, die diese Form nachvollziehen, hergestellt werden. Die eingesetzte Kernplatte selber kann relativ leicht durch Schneiden, Sägen oder Stanzen in der gewünschten Form herstellt werden. Die Randsiegelung passt sich dann beim Herstellen der Vakuumdämmplatte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren der beliebigen Randform an.advantage of the process is that the manufactured vacuum insulation board any shapes (round, oval, with concave and convex edge parts) can still have and the sealing area directly to the Border area can border. With the previous procedure would have for producing complex edge shapes, respectively special sealing devices that follow this form made become. The inserted core plate itself can be relatively easily through Cutting, sawing or punching in the desired Form be made. The marginal seal then adapts to manufacture the vacuum insulation board according to the invention Method of any edge shape.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher nicht nur für die Herstellung von kleinformatigen Vakuumdämmplatten geeignet sondern auch für einzelne, größere Elemente mit beliebiger Ausformung des Randes.The The inventive method is therefore not only for the production of small-sized vacuum insulation panels suitable but also for individual, larger Elements with arbitrary shape of the edge.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (15)

Verfahren zur Herstellung von Vakuumisolationskörpern beliebiger Flächenform, dadurch gekennzeichnet, dass a) eine oder mehrere Kernplatten zwischen einer Unterfolie und Oberfolie einer Hochbarrierefolie platziert werden, so dass im Falle mehrerer Kernplatten an allen Stellen der Kernplatten ein seitlicher Abstand untereinander von mindestens 5 mm verbleibt, b) in einer Vakuumkammer die Anordnung über die seitlichen Öffnungen evakuiert wird, c) mit einer Siegelvorrichtung diese Öffnungen rundum um die Kernplatte(n) verschlossen werden, d) nach der Belüftung der Vakuumkammer die evakuierte Anordnung auf eine Temperatur erhitzt wird, bei dem die Siegelschichten zwei aufeinanderliegende Folienseiten miteinander verschmelzen und d) nach dem Erkalten der Folienseiten gegebenenfalls die einzelnen Vakuumdämmplatten so aus dem Beutel herausgeschnitten werden, dass jeweils eine Siegelrandbreite um die Kernplatten von mindestens 2 mm verbleibt.A process for the production of vacuum insulation bodies of any surface shape, characterized in that a) one or more core plates between a lower film and upper film of a high barrier film are placed so that in the case of several core plates at all points of the core plates a lateral distance of at least 5 mm remains, b in a vacuum chamber the assembly is evacuated via the lateral openings, c) with a sealing device, these openings are closed all around the core plate (s), d) after the ventilation of the vacuum chamber the evacuated assembly is heated to a temperature at which the sealing layers two superimposed film sides merge together and d) after cooling the sides of the film optionally the individual vacuum insulation panels are cut out of the bag so that in each case a sealing edge width around the core plates of at least 2 mm remains. Verfahren zur Herstellung von Vakuumisolationskörpern beliebiger Flächenform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Oberfolie und Unterfolie ein dreiseitig geschlossener Beutel eingesetzt wird, der nach dem Evakuiervorgang und vor der Belüftung der Vakuumkammer an der offenen Seite mit einer Siegelvorrichtung verschlossen wird.Process for the production of vacuum insulation bodies any surface shape according to claim 1, characterized that as upper film and lower film, a three-sided closed bag is used after the evacuation and before the ventilation the vacuum chamber on the open side with a sealing device is closed. Verfahren zur Herstellung von Vakuumisolationskörpern nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Kernplatten maximal 30 mm, bevorzugt unter 10 mm und besonders bevorzugt 5 mm beträgt.Process for the production of vacuum insulation bodies according to claims 1 or 2, characterized in that the thickness of the core plates maximum 30 mm, preferably less than 10 mm and more preferably 5 mm. Verfahren zur Herstellung von Vakuumisolationskörpern nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernmaterial aus pyrogener Kieselsäure, aus Fällungskieselsäure, aus Perlitpulver, aus Glasfasermaterial oder aus offenporigem organischen Schaum besteht.Process for the production of vacuum insulation bodies according to claims 1 to 3, characterized in that the Core material of fumed silica, of precipitated silica, Perlite powder, fiberglass or open-pored organic Foam exists. Verfahren zur Herstellung von Vakuumisolationskörpern nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochbarrierefolie aus mehreren metallisierten Schichten und einer Siegelschicht aus Polyethylen niedriger Dichte besteht.Process for the production of vacuum insulation bodies according to claims 1 to 4, characterized in that the High barrier film consisting of several metallised layers and one Sealing layer consists of low density polyethylene. Verfahren zur Herstellung von Vakuumisolationskörpern nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochbarrierefolie aus mehreren metallisierten Schichten und einer Siegelschicht aus Polyethylen hoher Dichte oder Polypropylen besteht.Process for the production of vacuum insulation bodies according to claims 1 to 4, characterized in that the High barrier film consisting of several metallised layers and one Seal layer of high density polyethylene or polypropylene. Verfahren zur Herstellung von Vakuumisolationskörpern nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur zur Verschmelzung der Ober- und Unterseite der aufeinanderliegenden Folienteile mehr als 100°C, bevorzugt 130° und besonderes bevorzugt 150°C beträgt.Process for the production of vacuum insulation bodies according to claims 1 to 6, characterized in that the Temperature for merging the top and bottom of the superimposed Film parts more than 100 ° C, preferably 130 ° and especially preferred is 150 ° C. Verfahren zur Herstellung von Vakuumisolationskörpern nach Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der Temperaturbehandlung eine Überdruck von mindestens 0,5 bar, vorzugsweise bis 5 bar und besonders bevorzugt von 3 bar angelegt wird.Process for the production of vacuum insulation bodies according to claims 1 and 7, characterized in that during the temperature treatment an overpressure of at least 0.5 bar, preferably up to 5 bar and more preferably of 3 bar is created. Vakuumisolationskörper hergestellt nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllungsfolie bestehend aus Ober- und Unterfolie von einer einzigen durchgehenden Versiegelung umgeben ist.Vacuum insulation body produced according to one or more of the preceding claims, characterized characterized in that the wrapping film consists of Top and bottom film of a single continuous seal is surrounded. Vakuumisolationskörper hergestellt nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllungsfolie mit dem Kernmaterial, Teilen oder Partikeln des Kernmaterials eine Verbindung eingeht.Vacuum insulation body produced according to one or more of the preceding claims, characterized characterized in that the wrapping film with the core material, Parts or particles of the core material enters into a connection. Vakuumisolationskörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass diese Verbindung eine Schmelzklebeverbindung ist.Vacuum insulation body according to claim 10, characterized characterized in that this compound is a hot melt adhesive compound is. Vakuumisolationskörper hergestellt nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernmaterial aus mehreren Teilen besteht und die Zwischenbereiche mit dem beschriebenen Verfahren versiegelt sind.Vacuum insulation body produced according to one or more of the preceding claims, characterized characterized in that the core material consists of several parts and the intermediate areas are sealed by the described method. Vakuumisolationskörper hergestellt nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenform des Kernmaterials beliebig sein kann, insbesondere rund, oval und mit konkaven und konvexen Randteilen.Vacuum insulation body produced according to one or more of the preceding claims, characterized characterized in that the surface shape of the core material can be arbitrary, in particular round, oval and with concave and convex edge parts. Vakuumisolationskörper hergestellt nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenform des Kernmaterials beliebig sein kann, insbesondere auch innerhalb der Fläche beliebig geformte Öffnungen vorhanden sein können.Vacuum insulation body produced according to one or more of the preceding claims, characterized characterized in that the surface shape of the core material can be arbitrary, especially within the area Any shaped openings can be present. Vakuumisolationskörper hergestellt nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versiegelung unabhängig von der Flächenform unmittelbar an dem Kernmaterial anliegt.Vacuum insulation body produced according to one or more of the preceding claims, characterized characterized in that the seal is independent of the Surface shape is applied directly to the core material.
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