DE102009024409A1 - Fiber-reinforced plastic component e.g. curb for dome light element and/or glass element, has fiber-reinforced plastic, and micro-encapsulated phase change material with plastic-coated lipophilic substance - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil, umfassend faserverstärkten Kunststoff und mikroverkapseltes Phasenwechselmaterial. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung besagtes Bauteil in Form eines Aufsatzkranzes für Lichtkuppel- bzw. Glaselemente oder in Form eines Dach- bzw. Seitenwandelements eines Wohnwagens oder -mobils. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von mikroverkapseltem Phasenwechselmaterial in der faserverstärkten Kunststoffmatrix von Bauteilen, wobei das Bauteil insbesondere ein Aufsatzkranz für Lichtkuppel- bzw. Glaselemente oder ein Dach- bzw. Seitenwandelement eines Wohnwagens oder -mobils ist.The The present invention relates to a component comprising fiber reinforced plastic and microencapsulated phase change material. In particular, it concerns the present invention said component in the form of a curb for skylight or glass elements or in the form of a roof or side wall element a caravan or mobile home. Furthermore, the present invention relates Invention the use of microencapsulated phase change material in the fiber reinforced Plastic matrix of components, wherein the component in particular a Curb for Skylight or glass elements or a roof or side wall element a caravan or mobile.
Mit der zunehmenden Verknappung der Energieressourcen wird ein immer sensiblerer Umgang mit Energie gefordert. Dabei kommt dem Wohnbereich eine besondere Bedeutung bei. Die eingesetzten Bauteile sollen Energie beispielsweise in Form von Sonneneinstrahlung speichern können und diese wieder beispielsweise in der Nacht in Form von Wärme abgeben können. Dabei sollen allerdings die anderen Ursprungseigenschaften wie beispielsweise die Dimensionsstabilität und die Wärmestandfestigkeit erhalten bleiben.With The increasing scarcity of energy resources will always be more sensitive use of energy is required. Here comes the living area a special meaning at. The components used should be energy For example, in the form of sunlight can store and For example, give it back in the form of heat at night can. However, the other originating properties such as the dimensional stability and the heat resistance remain.
Derzeit werden beispielsweise Aufsatzkränze für Lichtkuppelelemente sowie Glaselemente im Flachdach aus handelsüblichen Kunststoff- und Metallmaterialien wie PVC, GFK, Aluminium und Stahlblech mit Dämmwerkstoffen aus Mineralwolle und PU-Schaum hergestellt.Currently become, for example, curbs for light dome elements and glass elements in the flat roof of commercially available plastic and metal materials such as PVC, GRP, aluminum and steel sheet with mineral wool insulation materials and PU foam made.
In der Bereitstellung von Bauteilen für Wohnbereiche, insbesondere Formteile als Aufsatzkränze für Lichtkuppel- bzw. Glaselemente, oder Dach- bzw. Seitenwandelemente eines Wohnwagens oder -mobils, wird schon länger besonders auf die Verwendung von verstärkten Kunststoffen anstatt von beispielsweise Metallen gesetzt. Die Verwendung solcher verstärkten Kunststoffe zeichnet sich durch geringes Gewicht bei gleichzeitig höher Formstabilität aus. Daneben lassen dich Beschädigungen entsprechender Bauteile verhältnismäßig einfach beheben.In the provision of components for residential areas, in particular Molded parts as curbs for dome lights or glass elements, or roof or side wall elements of a caravan or -mobiles, is already longer especially on the use of reinforced plastics instead set by metals, for example. The use of such reinforced plastics is characterized by low weight and higher dimensional stability. Besides leave you damaged corresponding components relatively simple remedy.
Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Bauteil aus verstärktem Kunststoff für den Wohnbereich als integralen und intelligenten Bestandteil einer energieeffizienten Wohnhülle zu sehen und das Bauteil mit der Fähigkeit eines latenten Wärmespeichers auszurüsten.Consequently The present invention is based on the object, the component made of reinforced plastic for the To see living space as an integral and intelligent part of an energy-efficient living envelope and the component with the ability a latent heat storage equip.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstände gelöst.These The object is achieved by the objects characterized in the claims.
Insbesondere wird ein Bauteil, umfassend faserverstärkten Kunststoff und mikroverkapseltes Phasenwechselmaterial, bereitgestellt.Especially is a component comprising fiber reinforced plastic and microencapsulated phase change material, provided.
Überraschender Weise wurde festgestellt, dass sich vorstehende Materialien miteinander kombinieren lassen, wobei die vorteilhaften, vorstehend beschriebenen Eigenschaften der faserverstärkten Kunststoffmatrix erhalten bleiben. Gleichzeitig entsprechen die erfindungsgemäßen Bauteile den heutzutage gestiegenen Anforderungen an einen sensiblen Umgang mit Energieressourcen, da sie zu einer wiederholten Aufnahme und Abgabe von Energie beispielsweise in Form von Sonneneinstrahlung und Wärme fähig sind.surprisingly Way, it was found that protruding materials with each other combine, with the advantageous, described above Properties of the fiber-reinforced plastic matrix remain. At the same time correspond to the components of the invention the increased demands on sensitive handling today with energy resources, as they take up a repeated and Release of energy, for example in the form of solar radiation and heat are capable.
Bei dem erfindungsgemäß eingesetzten mikroverkapselten Phasenwechselmaterial (auch „Phase Change Material”, „PCM” genannt) handelt es sich um einen mikroverkapselten Latentwärmespeicher.at the inventively used microencapsulated phase change material (also called "phase change material", "PCM") it is a microencapsulated latent heat storage.
Latentwärmespeicher beruhen auf der beim fest/flüssig-Phasenübergang auftretenden Umwandlungsenthalpie, die eine Energieaufnahme oder Energieabgabe an die Umgebung bedeutet. Sie können damit zur Temperaturkonstanthaltung in einem festgelegten Temperaturbereich verwendet werden.Latent heat storage are based on the solid / liquid phase transition occurring conversion enthalpy, the energy consumption or Energy delivery to the environment means. You can use it for temperature maintenance be used in a specified temperature range.
Als latente Wärme bezeichnet man somit die bei einem Phasenwechsel aufgenommene bzw. abgegebene Wärmemenge. Latent heißt sie deshalb, weil die Aufnahme bzw. Abgabe nicht zu einer Temperaturänderung führt.When latent heat is thus called the recorded during a phase change or delivered amount of heat. Latent means They therefore, because the intake or release is not a change in temperature leads.
Schmelzwärme bezeichnet die Energie, die benötigt wird, um eine Stoffprobe vom festen in den flüssigen Aggregatszustand zu überführen. Dabei werden Bindungskräfte zwischen Molekülen bzw. Atomen überwunden, ohne deren kinetische Energie und damit ihre Temperatur zu erhöhen. Die spezifische Schmelzwärme bezeichnet die Energiemenge, die zum Schmelzen eines Stoffes benötigt wird.Called heat of fusion the energy that needs is used to transfer a substance sample from the solid to the liquid state. It will be binding forces between molecules or atoms overcome, without increasing their kinetic energy and thus their temperature. The specific heat of fusion refers to the amount of energy needed to melt a substance.
Da die Latentwärmespeicher jedoch je nach Temperatur auch flüssig vorliegen, können sie nicht direkt in entsprechenden Matrizes von Bauteilen verarbeitet werden, denn Emissionen an die Raumluft sowie die Trennung von der entsprechenden Matrix wären zu befürchten. Dementsprechend wird das Phasenwechselmaterial zum Einsatz in den erfindungsgemäßen Bauteilen zunächst mikroverkapselt.There the latent heat storage however, depending on the temperature, they may be liquid not directly processed in corresponding matrices of components be, because emissions to the indoor air and the separation of the corresponding matrix would be to fear. Accordingly, the phase change material is used in the components according to the invention first microencapsulated.
Zum Erhalt des mikroverkapselten Phasenwechselmaterials werden einige Pikogramm Speichermaterial mit einer Kunststoff-, d. h. Polymerschicht umhüllt. Im Speziellen wird geschmolzenes Speichermaterial unter Rühren in Wasser fein verteilt, es bilden sich Speichermaterialtröpfchen. Um jedes Tröpfchen wird in einer in situ-Synthese die feste, sehr dünne Mikrokapselwand aus Kunststoffvorprodukten erzeugt.To the Preservation of the microencapsulated phase change material will become some Picogram storage material with a plastic, d. H. polymer layer envelops. In particular, molten storage material is stirred into Water is finely distributed, it forms memory material droplets. To every droplet In an in situ synthesis, the solid, very thin microcapsule wall is made of plastic precursors generated.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Mikrokapseln kugelförmig und weisen eine mittlere Teilchengröße von 0,5 bis 30 μm, vorzugsweise 3 bis 12 μm auf.According to the present Invention, the microcapsules are spherical and have an average particle size of 0.5 up to 30 μm, preferably 3 to 12 microns on.
Darüber hinaus weist das mikroverkapselte Phasenwechselmaterial ein Gewichtsverhältnis von Kapselkern zu Kapselwand von 50:50 bis 95:5 auf.Furthermore For example, the microencapsulated phase change material has a weight ratio of capsule core to capsule wall from 50:50 to 95: 5.
Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare Phasenwechselmaterialien sind aliphatische Kohlenwasserstoffverbindungen wie gesättigte oder ungesättigte C10-C40-Kohlenwasserstoffe, die verzweigt oder linear sind, aromatische Kohlenwasserstoffverbindungen, alkylsubstituierte aromatische Kohlenwasserstoffe, gesättigte oder ungesättigte C6-C30-Fettsäuren, Fettalkohole, Oxoalkohole, C6-C30-Fettamine, Ester wie C1-C10-Alkylester von Fettsäuren, natürliche und synthetische Wachse und halogenierte Kohlenwasserstoffe. Weiterhin sind Mischungen dieser Materialien geeignet, solange es nicht zu einer Schmelzpunkterniedrigung außerhalb des gewünschten Bereichs kommt, oder die Schmelzwärme der Mischung für eine sinnvolle Anwendung zu gering wird.Examples of phase change materials which can be used according to the invention are aliphatic hydrocarbon compounds such as saturated or unsaturated C 10 -C 40 -hydrocarbons which are branched or linear, aromatic hydrocarbon compounds, alkyl-substituted aromatic hydrocarbons, saturated or unsaturated C 6 -C 30 -fatty acids, fatty alcohols, oxo alcohols, C 6 C 30 fatty amines, esters such as C 1 -C 10 alkyl esters of fatty acids, natural and synthetic waxes and halogenated hydrocarbons. Furthermore, mixtures of these materials are suitable as long as there is no melting point depression outside the desired range, or the heat of fusion of the mixture becomes too low for meaningful use.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem eingesetzten Phasenwechselmaterial um eine lipophile Substanz mit einem fest/flüssig Phasenübergang im Temperaturbereich von –20°C bis 120°C. Dabei kommen bevorzugt aliphatische Kohlenwasserstoffverbindungen zum Einsatz, wie gesättigte oder ungesättigte C10-C40-Kohlenwasserstoffe, die verzweigt oder linear sind, z. B. wie n-Tetradecan, n-Pentadecan, n-Hexadecan, n-Heptadecan, n-Octadecan, n-Nonadecan, n-Eicosan, n-Heneicosan, n-Docosan, n-Tricosan, n- Tetracosan, n-Pentacosan, n-Hexacosan, n-Heptacosan, n-Octacosan, insbesondere aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 14 bis 20 Kohlenstoffatomen.According to a preferred embodiment of the present invention, the phase change material used is a lipophilic substance with a solid / liquid phase transition in the temperature range from -20 ° C to 120 ° C. In this case, preferably aliphatic hydrocarbon compounds are used, such as saturated or unsaturated C 10 -C 40 hydrocarbons which are branched or linear, for. Such as n-tetradecane, n-pentadecane, n-hexadecane, n-heptadecane, n-octadecane, n-nonadecane, n-eicosane, n-heneicosane, n-docosane, n-tricosane, n-tetracosane, n-pentacosane , n-hexacosane, n-heptacosane, n-octacosane, especially aliphatic hydrocarbons having 14 to 20 carbon atoms.
Die organische Verbindung Paraffin ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein besonders bevorzugtes Speichermedium in Latentwärmespeichern. Es handelt sich dabei um ein Gemisch aus aliphatischen, verzweigten und unverzweigten Alkanen mit der allgemeinen Summenformel CnH2n+2. Das gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzte Paraffin hat dabei die Vorteile, dass es zyklenstabil, chemisch reaktionsträge, gegenüber vielen Chemikalien inert, ungiftig und nicht umweltgefährdend ist. Dabei kann der Schmelzpunkt abhängig von der Molekülkettenlänge modifiziert werden. Des Weiteren besitzt Paraffin eine geringe Wärmeleitfähigkeit, unterliegt einer Volumenänderung von etwa 10% und ist mittels Mikroverkapselung gut verarbeitbar.The organic compound paraffin is according to the present invention a particularly preferred storage medium in latent heat storage. It is a mixture of aliphatic, branched and unbranched alkanes with the general empirical formula C n H 2n + 2 . The paraffin used according to the present invention has the advantages that it is stable to the cycle, chemically inert, inert to many chemicals, non-toxic and not environmentally hazardous. The melting point can be modified depending on the molecular chain length. Furthermore, paraffin has a low thermal conductivity, undergoes a volume change of about 10% and is easily processable by microencapsulation.
Führt man dem festen Paraffin Wärme zu, so beginnt das Paraffin bei Erreichen seiner Schmelztemperatur, der sogenannten Phasenübergangstemperatur, im Inneren der Mikrokapsel zu schmelzen. Während des Phasenwechsels absorbiert das Paraffin eine bestimmte Wärmemenge (z. B. überschüssige Raumwärme), die sogenannte Schmelzwärme (bestimmt durch Schmelzenthalpie und Masse des Speichermaterials). Da sich beim Phasenübergang die Temperatur des Paraffins trotz Wärmezufuhr nicht ändert, spricht man von latenter (versteckter) Wärme. Beim Erstarren wird die gespeicherte Latentwärme bei konstanter Temperatur wieder abgegeben.Leading the solid paraffin heat to, so begins the paraffin on reaching its melting temperature, the so-called phase transition temperature, to melt inside the microcapsule. Absorbed during the phase change the paraffin a certain amount of heat (eg excess room heat), the so-called heat of fusion (determined by enthalpy of fusion and mass of the storage material). That I at the phase transition the Temperature of the paraffin despite heat supply does not change one speaks of latent (hidden) heat. When solidifying, the stored latent heat Released at a constant temperature.
Vor/nach Phasenwechsel wird Wärme entsprechend der spezifischen Wärmekapazität sensibel (fühlbar) gespeichert.Before after Phase change becomes heat Sensitive according to the specific heat capacity (Felt) saved.
Wie schon vorstehend ausgeführt, liegen Latentwärmespeicher jedoch je nach Temperatur auch flüssig vor, und so können sie nicht direkt in entsprechenden Matrizes von Bauteilen verarbeitet werden, denn Emissionen an die Raumluft sowie die Trennung von der entsprechenden Matrix wären zu befürchten.As already stated above, are latent heat storage however, depending on the temperature also liquid, and so they can not directly processed in corresponding matrices of components be, because emissions to the indoor air and the separation of the corresponding matrix would be to fear.
Dementsprechend sind solche Latentwärmespeicher im erfindungsgemäßen Bauteil mit faserverstärkter Kunststoffmatrix mit einer Hülle aus Kunststoff mikroverkapselt. Dabei eignen sich alle Kunststoffe, die wie vorstehend beschrieben zur Mikorverkapselung von Phasenwechselmaterial herangezogen werden können. Beispiele solcher Kunststoffe sind die Polymere der Acryl- und/oder Methacrylsäure, Polymere deren Ester, jeweils gegebenenfalls derivatisiert und gegebenenfalls in Kombination mit anderen Comonomeren, und Melamin/Formaldehydharze. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Bauteil mit Acrylglas (d. h. hochvernetztes Polymethylmethacrylat(PMMA))-ummanteltem Latentwärmespeicher besonders bevorzugt. Solche Mikrokapseln tolerieren eine Phasenumwandlung und eine Volumenänderung des Kerns. Daraus folgt eine belastbare, dichte Verpackung des Phasenwechselmaterials. Zudem liegt eine geringe Größe der Mikrokapsel bei einer großen Gesamtoberfläche des Paraffins vor. Damit bewirken die Kapseln einen optimalen Wärmeaustausch zwischen dem Phasenwechselmaterial und dem faserverstärkten Kunststoff im erfindungsgemäßen Bauteil.Accordingly, such latent heat accumulators are microencapsulated in the component according to the invention with a fiber-reinforced plastic matrix with a plastic sheath. All plastics which can be used for the microencapsulation of phase change material as described above are suitable. Examples of such plastics are the polymers of acrylic and / or methacrylic acid, polymers whose esters, in each case optionally derivatized and optionally in combination with other comonomers, and melamine / formaldehyde resins. According to the present invention, a component with acrylic glass (ie, highly crosslinked polymethyl methacrylate (PMMA)) -coated latent heat storage is particularly preferred. Such microcapsules tolerate phase transformation and volume change of the core. This results in a load-bearing, sealed packaging of the Phasenwechselma terials. In addition, a small size of the microcapsule is present for a large total surface area of the paraffin. Thus, the capsules cause optimal heat exchange between the phase change material and the fiber-reinforced plastic in the component according to the invention.
Ein Beispiel eines im Bauteil der vorliegenden Erfindung eingesetzten mikroverkapselten Phasenwechselmaterials ist Micronal DS 5001 X der Firma BASF. Dabei handelt es sich um mikroskopisch kleine Polymerkapseln mit einem Durchmesser von ca. 5 μm aus Acrylglas, d. h. hochvernetztes Polymethylmethacrylat (PMMA), mit Kern aus Paraffinwachs, dessen Schmelztemperatur 26°C beträgt, mit einer Schmelzenthalpie von 110 kJ/kg und einer Gesamtspeicherkapazität von 145 kJ/kg.One Example of one used in the component of the present invention microencapsulated phase change material is Micronal DS 5001 X. the company BASF. These are microscopic polymer capsules with a diameter of approx. 5 μm made of acrylic glass, d. H. highly cross-linked polymethylmethacrylate (PMMA), with core of paraffin wax, whose melting point is 26 ° C, with a Enthalpy of fusion of 110 kJ / kg and a total storage capacity of 145 kJ / kg.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können Basalt-, Bor-, Glas-, Keramik-, Kieselsäure-, Stahl-, Aramid-, Kohlenstoff-, Polyester-, Nylon-, Polyethylen-, Plexiglas-, Holz-, Flachs-, Hanf- und Sisalfasern, einzeln oder in Kombination, zur Verstärkung der Kunststoffmatrix des Bauteils eingesetzt werden. Glasfasern sind dabei besonders bevorzugt.According to the present Invention can basalt, Boron, Glass, Ceramic, Silica, Steel, aramid, carbon, polyester, nylon, polyethylene, Plexiglas, wood, flax, hemp and sisal fibers, singly or in combination, to reinforce the Plastic matrix of the component can be used. Are glass fibers particularly preferred.
Als Kunststoffmatrix kann im Bauteil der vorliegenden Erfindung jeder geeignete Duroplast eingesetzt werden. Faserverstärkte Kunststoffe mit duroplastischer Matrix lassen sich nach dem Aushärten bzw. dem Vernetzen der Matrix nicht mehr umformen. Sie weisen jedoch einen hohen Temperatureinsatzbereich auf. Zudem weisen faserverstärkte Kunststoffe mit duroplastischer Matrix meist die höchsten Festigkeiten auf.When Plastic matrix may be any in the component of the present invention suitable thermosetting plastic can be used. Fiber-reinforced plastics with thermosetting matrix can be after curing or no longer reshape the crosslinking of the matrix. They point, however a high temperature range. In addition, fiber-reinforced plastics with thermosetting matrix usually the highest strengths.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die vorliegende Kunststoffmatrix Epoxid-, ungesättigtes Polyester-, Vinylester-, Phenol-Formaldehyd-, Diallylphthalat-, Methacrylat-, Polyurethan- und Amino-, insbesondere Melamin- und Harnstoffharz, einzeln und gegebenenfalls in Kombination, umfassen. Besonders bevorzugt ist dabei gemäß der vorliegenden Erfindung ein Bauteil mit einer faserverstärkten ungesättigen Polyesterharzmatrix. Am meisten bevorzugt ist dabei der Einsatz von Glasfasern.According to the present Invention, the present plastic matrix epoxy, unsaturated polyester, Vinyl ester, phenol-formaldehyde, diallyl phthalate, methacrylate, Polyurethane and amino, in particular melamine and urea resin, individually and optionally in combination. Especially preferred is in accordance with the present invention a component with a fiber reinforced unsaturated Polyester resin matrix. The most preferred is the use of glass fibers.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Bauteile erfolgt nach den üblichen Laminierverfahren. Dabei wird das mikroverkapselte Phasenwechselmaterial in den Laminierprozess der faserverstärkten Kunststoffbauteile beigegeben. Dies kann im Harz selbst, als auch in einer zusätzlichen Schicht erfolgen.The Production of the components according to the invention takes place according to the usual Laminating. This is the microencapsulated phase change material added to the lamination process of the fiber reinforced plastic components. This can be done in the resin itself, as well as in an additional layer.
Beim Handlaminieren wird erfindungsgemäß beispielsweise zunächst eine Trennschicht auf eine Arbeitsplatte aufgetragen und darauf anschließend eine Oberflächenschicht in Form eines Gelcoats. Nach Angelieren der Oberflächenschicht wird während des Laminierens Harz, entsprechende Additive und das mikroverkapselte Phasenwechselmaterial und eine Lage Faservlies aufgebracht, dabei wird mit dem Auftragen der Harzmischung begonnen und beendet. Das Faservlies wird in die vorher aufgetragene Harz-Phasenwechselmaterial-Additive-Schicht mittels Pinsel, Riffelwalze (beseitigt Lufteinschlüsse) und Lammfellrolle eingearbeitet. Danach erfolgt das Aushärten des Bauteils. Durch heißes Aushärten können höhere Festigkeiten erreicht und der Aushärtungsvorgang beschleunigt werden. Schließlich erfolgt das Ablösen von der Platte nach vollständiger Durchhärtung. Je nach Form des zu erstellenden Bauteils kann anstelle der beschriebene Platte ein entsprechendes Formteil verwendet werden, auf dem die vorstehend beschriebene Auftragung der Materialien erfolgt.At the Hand lamination according to the invention, for example, first a Separating layer applied to a countertop and then one surface layer in the form of a gelcoat. After gelling the surface layer is during of laminating resin, appropriate additives and the microencapsulated Phase change material and a layer of nonwoven applied, while is started and finished with the application of the resin mixture. The Nonwoven fabric is applied in the previously applied resin phase change material additive layer by brush, Corrugated roller (eliminates air pockets) and lambskin roller incorporated. Thereafter, the curing takes place of the component. By hot Curing can be higher strengths reached and the curing process be accelerated. After all the detachment takes place from the plate after complete hardening. ever according to the shape of the component to be created instead of the described Plate to be used a corresponding molding on which the The application of the materials described above takes place.
Beim erfindungsgemäßen Einsatz des Phasenwechselmaterials in einer zusätzlichen Schicht wird diese unabhängig von einem vorstehenden Laminiervorgang ohne Phasenwechselmaterial zusätzlich aufgebracht. Die kann zu Beginn, zwischen und am Ende des Laminiervorgangs erfolgen.At the use according to the invention of the phase change material in an additional layer becomes this independently from a protruding lamination process without phase change material additionally applied. That can be at the beginning, between and at the end of the laminating process respectively.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt der Masseanteil des mikoverkapselten Phasenwechselmaterials bevorzugt 10 bis 90%, mehr bevorzugt 30 bis 40% des Bauteils.According to the present Invention is the Mass fraction of the microencapsulated phase change material preferred 10 to 90%, more preferably 30 to 40% of the component.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Bauteil ein Aufsatzkranz für Lichtkuppel- bzw. Glaselemente. Dieser kann einteilig gefertigt sein, wobei die Innen- und die Außenwand einen Hohlraum begrenzen können. Vorteilhafterweise ist in dem Hohlraum ein Isolationsmaterial vorgesehen. Dadurch kann auf einfache Art und Weise die thermische Dämmwirkung erhöht werden. Beispiele geeigneter Dämmwerkstoffe sind hierbei Mineralwolle und/oder PU-Schaum.According to one preferred embodiment of present invention, the component is an essay rim for skylight or glass elements. This can be made in one piece, the Inside and outside wall can limit a cavity. advantageously, is provided in the cavity an insulating material. This can In a simple way, the thermal insulation effect can be increased. Examples of suitable insulating materials Here are mineral wool and / or PU foam.
Besonders bevorzugt umfasst der erfindungsgemäße Aufsatzkranz eine Innenschale, die mikroverkapseltes Phasenwechselmaterial umfasst, und eine Außenschale, die kein mikroverkapseltes Phasenwechselmaterial umfasst, wobei die Innen- und die Außenschale miteinander kraftschlüssig verbunden sind.Especially Preferably, the curb according to the invention comprises an inner shell, comprising the microencapsulated phase change material, and an outer shell, which does not comprise a microencapsulated phase change material, wherein the inner and the outer shell mutually frictional are connected.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt der Masseanteil des mikoverkapselten Phasenwechselmaterials bevorzugt 10 bis 90%, mehr bevorzugt 30 bis 40% der Innenschale.According to the present Invention is the Mass fraction of the microencapsulated phase change material preferred 10 to 90%, more preferably 30 to 40% of the inner shell.
Die Dicke der Innen- und Außenwände bzw. Innen- und Außenschalen der erfindungsgemäßen Aufsatzkränze beträgt dabei 3 bis 60 mm, bevorzugt 4 bis 10 mm.The Thickness of the inner and outer walls or interior and outer shells The curbs invention is thereby 3 to 60 mm, preferably 4 to 10 mm.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt das Bauteil als ein Dach- bzw. Seitenwandelement eines Wohnwagens oder -mobils vor. Dabei kommen dem durch den Wohnwagen oder -mobil definierten Wohnraum die schon vorstehend beschriebenen Vorteile durch das Energiespeicher- und Abgabeverhalten des Daches und der Seitenwandelemente durch den erfindungsgemäßen Einsatz von mikroverkapseltem Phasenwechselmaterial in einer faserverstärkten Kunststoffmatrix zu Gute.According to one another preferred embodiment the present invention is the component as a roof or Sidewall element of a caravan or motor vehicle. Come here the housing defined by the caravan or mobile already advantages described above by the energy storage and Discharge behavior of the roof and the side wall elements by the use according to the invention of microencapsulated phase change material in a fiber reinforced plastic matrix to good.
Die Dicke der erfindungsgemäßen Dach- bzw. Seitenwandelemente beträgt dabei 30 bis 200 mm, bevorzugt 60 bis 80 mm.The Thickness of the roof or roof Sidewall elements is while 30 to 200 mm, preferably 60 to 80 mm.
Den obigen Ausführungen folgend stellt die vorliegende Erfindung zudem die Verwendung von mikroverkapseltem Phasenwechselmaterial in der faserverstärkten Kunststoffmatrix von Bauteilen, insbesondere Aufsatzkränzen für Lichtkuppel- bzw. Glaselemente oder Dach- bzw. Seitenwandelementen von Wohnwagen bzw. -mobilen, bereit.The above Accordingly, the present invention further provides the use of microencapsulated Phase change material in the fiber reinforced plastic matrix of Components, in particular curbs for skylight or glass elements or roof or side wall elements of caravans or mobile homes, ready.
Somit stellt die vorliegende Erfindung ein Bauteil bereit, das durch die überraschend mögliche und vorteilhafte Kombination von faserverstärktem Kunststoff und mikroverkapseltem Phasenwechselmaterial die vorstehend beschriebenen Eigenschaften der faserverstärkten Kunststoffmatrix erhält, und gleichzeitig entsprechen die erfindungsgemäßen Bauteile den heutzutage gestiegenen Anforderungen an einen sensiblen Umgang mit Energieressourcen. Insbesondere im Wohnbereich, beim Einsatz des Bauteils als Aufsatzkranz oder Dach- bzw. Seitenwandelement eines Wohnwagens oder -mobils, kann Energie beispielsweise in Form von Sonneneinstrahlung und/oder Heizungswärme gespeichert und diese wieder beispielsweise in der Nacht in Form von Wärme abgegeben werden. Dabei bleiben trotz des zusätzlichen mikroverkapselten Phasenwechselmaterials die Ursprungseigenschaften wie beispielsweise die Dimensionsstabilität und die Wärmestandfestigkeit der faserverstärkten Matrix erhalten, während ein sinnvoller Umgang mit Energieressourcen erzielt wird.Consequently the present invention provides a component which is surprisingly possible and advantageous combination of fiber reinforced plastic and microencapsulated Phase change material the properties described above the fiber reinforced Receives plastic matrix, and at the same time the components according to the invention correspond to today Increased demands on a sensitive handling of energy resources. Especially in the living area, when using the component as a curb or Roof or sidewall element of a caravan or mobile, can provide energy stored for example in the form of solar radiation and / or heating heat and again, for example, in the form of heat at night become. It remains despite the additional microencapsulated Phase change material the originating properties such as the dimensional stability and the heat resistance the fiber reinforced Matrix received while a meaningful use of energy resources.
- 11
- AufsatzkranzCurbs
- 1a1a
- Außenschaleouter shell
- 1b1b
- Innenschaleinner shell
- 22
- Lichtkuppel- bzw. Glaselementrooflight or glass element
- 2a2a
- LichtkuppelrahmenDome light frame
- 33
- Hohlraumcavity
- 44
- Energiezufuhr in Form von Sonnenstrahlungpower supply in the form of solar radiation
- 55
- Energieabgabe in Form von Wärmeenergy output in the form of heat
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