DE102009024409B4 - Fiber-reinforced plastic component with microencapsulated phase change material - Google Patents
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Abstract
Bauteil, umfassend eine glasfaserverstärkte Kunststoffmatrix und darin ein mit einer Kunststoffummantelung mikroverkapseltes Phasenwechselmaterial, wobei das mikroverkapselte Phasenwechselmaterial in den Laminierprozess des Bauteils beigegeben ist, wobei das Bauteil ein Aufsatzkranz für Lichtkuppel- bzw. Glaselemente ist und der Aufsatzkranz eine Innenschale aufweist, die mikroverkapseltes Phasenwechselmaterial umfasst, und eine Außenschale aufweist, die kein mikroverkapseltes Phasenwechselmaterial umfasst, wobei die Innen- und Außenschale miteinander kraftschlüssig verbunden sind.A component comprising a glass fiber reinforced plastic matrix and therein a plastic encapsulation microencapsulated phase change material, wherein the microencapsulated phase change material is added to the lamination process of the component, the component being a curb for dome or glass elements and the curb has an inner shell comprising microencapsulated phase change material and an outer shell comprising no microencapsulated phase change material, wherein the inner and outer shells are positively connected to each other.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil, umfassend eine glasfaserverstärkte Kunststoffmatrix und darin ein mit einer Kunststoffummantelung mikroverkapseltes Phasenwechselmaterial, wobei das Bauteil ein Aufsatzkranz für Lichtkuppel- bzw. Glaselemente ist.The present invention relates to a component comprising a glass fiber reinforced plastic matrix and therein a phase change material microencapsulated with a plastic sheath, wherein the component is a curb for lighthouses or glass elements.
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, a more and more sensitive use of energy is demanded. The living area is of particular importance here. The components used should be able to store energy, for example, in the form of solar radiation and can emit it again, for example, at night in the form of heat. However, the other originating properties such as dimensional stability and heat resistance should be preserved.
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, for example, curbs for light dome elements and glass elements in flat roof made of commercially available plastic and metal materials such as PVC, GRP, aluminum and steel sheet with insulating materials made of mineral wool and PU foam.
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 hoher Formstabilität aus. Daneben lassen sich Beschädigungen entsprechender Bauteile verhältnismäßig einfach beheben. In the provision of components for living areas, in particular moldings as curbs for skylight or glass elements, or roof or side wall elements of a caravan or -mobils, has long been particularly focused on the use of reinforced plastics instead of, for example, metals. The use of such reinforced plastics is characterized by low weight and high dimensional stability. In addition, damage to corresponding components can be relatively easily eliminated.
Aus
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.Thus, the present invention has for its object to see the component made of reinforced plastic for the living area as an integral and intelligent part of an energy-efficient housing shell and equip the component with the ability of a latent heat storage.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstände gelöst.This object is achieved by the features characterized in the claims.
Insbesondere wird ein Bauteil bereitgestellt, umfassend eine glasfaserverstärkte Kunststoffmatrix und darin ein mit einer Kunststoffummantelung mikroverkapseltes Phasenwechselmaterial, wobei das mikroverkapselte Phasenwechselmaterial in den Laminierprozess des Bauteils beigegeben ist, wobei das Bauteil ein Aufsatzkranz für Lichtkuppel- bzw. Glaselemente ist und der Aufsatzkranz eine Innenschale aufweist, die mikroverkapseltes Phasenwechselmaterial umfasst, und eine Außenschale aufweist, die kein mikroverkapseltes Phasenwechselmaterial umfasst, wobei die Innen- und Außenschale miteinander kraftschlüssig verbunden sind.In particular, there is provided a component comprising a glass fiber reinforced plastic matrix and therein a phase change material microencapsulated with a plastic jacket, the microencapsulated phase change material being included in the laminating process of the component, the component being a curb for skylight or glass elements and the curb having an inner shell, comprising the microencapsulated phase change material, and having an outer shell that does not comprise a microencapsulated phase change material, wherein the inner and outer shell are positively connected to each other.
Überraschender Weise wurde festgestellt, dass sich vorstehende Materialien miteinander kombinieren lassen, wobei die vorteilhaften, vorstehend beschriebenen Eigenschaften der glasfaserverstärkten 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.
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1a zeigt ein Bauteil der vorliegenden Erfindung in Form eines Aufsatzkranzes mit darauf aufliegendem Lichtkuppel- bzw. Glaselement. -
1b zeigt einen Schnitt des erfindungsgemäßen Bauteils in Form eines Aufsatzkranzes mit darauf aufliegendem Lichtkuppel- bzw. Glaselement. -
2 zeigt einen vergrößerten Bereich des Schnitts aus1b . -
3a zeigt die Energieaufnahme des erfindungsgemäßen Bauteils in Form eines Aufsatzkranzes bei Sonneneinstrahlung. -
3b zeigt die Energieabgabe in Form von Wärme des erfindungsgemäßen Bauteils in Form eines Aufsatzkranzes.
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1a shows a component of the present invention in the form of a curb with it resting light dome or glass element. -
1b shows a section of the component according to the invention in the form of a curb with resting thereon Lichtkuppel- or glass element. -
2 shows an enlarged area of the cut1b , -
3a shows the energy consumption of the component according to the invention in the form of a curb when exposed to sunlight. -
3b shows the energy output in the form of heat of the component according to the invention in the form of a curb.
Bei dem erfindungsgemäß eingesetzten mikroverkapselten Phasenwechselmaterial (auch „Phase Change Material“, „PCM“ genannt) handelt es sich um einen mikroverkapselten Latentwärmespeicher. The microencapsulated phase change material used according to the invention (also called "phase change material", "PCM") is a microencapsulated latent heat store.
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 stores are based on the transformation enthalpy occurring during the solid / liquid phase transition, which means an energy absorption or energy release to the environment. They can thus be used for temperature maintenance in a defined 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.The term "latent heat" refers to the amount of heat absorbed or released during a phase change. It is called latent because the intake or release does not lead to a temperature change.
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.Heat of fusion is the energy needed to move a sample from the solid state to the liquid state. In the process, binding forces between molecules or atoms are overcome without increasing their kinetic energy and thus their temperature. The specific heat of fusion is 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.However, since the latent heat storage devices are also liquid depending on the temperature, they can not be processed directly in corresponding matrices of components, because emissions to the room air and the separation of the corresponding matrix would be to be feared. Accordingly, the phase change material for use in the components according to the invention is 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 obtain the microencapsulated phase change material, some picogram storage material with a plastic, i. Polymer layer wrapped. In particular, molten storage material is dispersed with stirring in water, it forms memory material droplets. The solid, very thin microcapsule wall of plastic precursors is generated around each droplet in an in situ synthesis.
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 to 30 microns, preferably 3 to 12 microns.
Darüber hinaus weist das mikroverkapselte Phasenwechselmaterial ein Gewichtsverhältnis von Kapselkern zu Kapselwand von 50:50 bis 95:5 auf.In addition, the microencapsulated phase change material has a weight ratio of capsule core to capsule wall of 50:50 to 95: 5.
Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare Phasenwechselmaterialien sind aliphatische Kohlenwasserstoffverbindungen wie gesättigte oder ungesättigte C10-C40-Kohienwasserstoffe, 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 hydrocarbon hydrocarbons which are branched or linear, aromatic hydrocarbon compounds, alkyl-substituted aromatic hydrocarbons, saturated or unsaturated C 6 -C 30 -fatty acids, fatty alcohols, oxoalcohols, 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, preference is given to using aliphatic hydrocarbon compounds, such as saturated or unsaturated C 10 -C 40 -hydrocarbons, which are branched or linear, for example, 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.If heat is added to the solid paraffin, the paraffin begins to melt on reaching its melting temperature, the so-called phase transition temperature, inside the microcapsule. During the phase change, the paraffin absorbs a certain amount of heat (e.g., excess room heat), the so-called heat of fusion (determined by enthalpy of fusion and mass of the storage material). Since the temperature of the paraffin does not change despite heat input during the phase transition, this is called latent (hidden) heat. When solidifying the stored latent heat is released again at a constant temperature.
Vor/nach Phasenwechsel wird Wärme entsprechend der spezifischen Wärmekapazität sensibel (fühlbar) gespeichert. Before / after phase change, heat is sensitively stored (sensible) according to the specific heat capacity.
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.However, as stated above, latent heat storage devices are also liquid, depending on the temperature, and so they can not be directly processed in corresponding matrices of components, because emissions to the room air and the separation of the corresponding matrix would be to be feared.
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, an acrylic glass member (i.e., highly crosslinked polymethyl methacrylate (PMMA)) encapsulated latent heat storage is particularly preferred. Such microcapsules tolerate phase transformation and volume change of the core. This results in a load-bearing, tight packaging of the phase change material. 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.An example of a microencapsulated phase change material used in the component of the present invention is Micronal DS 5001 X from BASF. These are microscopic polymer capsules with a diameter of about 5 microns made of acrylic glass, i. highly cross-linked polymethylmethacrylate (PMMA), with core of paraffin wax, whose melting point is 26 ° C, with a melting enthalpy of 110 kJ / kg and a total storage capacity of 145 kJ / kg.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Glasfasern zur Verstärkung der Kunststoffmatrix des Bauteils eingesetzt.According to the present invention, glass fibers are used to reinforce the plastic matrix of the component.
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.Any suitable thermosetting plastic may be used as the plastic matrix in the component of the present invention. Fiber-reinforced plastics with a thermosetting matrix can no longer be formed after curing or crosslinking of the matrix. However, they have a high temperature range. In addition, fiber-reinforced plastics with duroplastic matrix usually have 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 glasfaserverstärkten ungesättigen Polyesterharzmatrix.According to the present invention, the present plastic matrix may comprise epoxy, unsaturated polyester, vinyl ester, phenol formaldehyde, diallyl phthalate, methacrylate, polyurethane and amino, in particular melamine and urea resin, individually and optionally in combination. According to the present invention, a component with a glass-fiber-reinforced unsaturated polyester resin matrix is particularly preferred.
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 is carried out according to the usual laminating. The microencapsulated phase change material is 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 beschriebenen Platte ein entsprechendes Formteil verwendet werden, auf dem die vorstehend beschriebene Auftragung der Materialien erfolgt.When hand lamination according to the invention, for example, first a release layer applied to a countertop and then a surface layer in the form of a gel coat. After gelling the surface layer, resin, corresponding additives and the microencapsulated phase change material and a layer of nonwoven fabric are applied during lamination, starting and ending the application of the resin mixture. The nonwoven fabric is incorporated into the previously applied resin phase change material additive layer by means of a brush, corrugating roll (eliminates air pockets) and lambskin roll. Thereafter, the curing of the component takes place. By hot curing, higher strengths can be achieved and the curing process can be accelerated. Finally, the detachment from the plate after complete curing takes place. Depending on the shape of the component to be created, a corresponding molded part can be used instead of the described plate on which 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. Dies kann zu Beginn, zwischen und am Ende des Laminiervorgangs erfolgen.When using the phase change material according to the invention in an additional layer, it is additionally applied independently of a preceding lamination process without phase change material. This can be done at the beginning, between and at the end of the lamination process.
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, the mass fraction of the microencapsulated phase change material is preferably 10 to 90%, more preferably 30 to 40% of the component.
Gemäß 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 the present invention, the component is a curb for skylight or glass elements. This can be made in one piece, wherein the inner and the outer wall can limit a cavity. Advantageously, an insulating material is provided in the cavity. As a result, the thermal insulation effect can be increased in a simple manner. Examples of suitable insulating materials are mineral wool and / or PU foam.
Gemäß der vorliegenden Erfindung 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.According to the present invention, the curb of the invention comprises an inner shell comprising microencapsulated phase change material and an outer shell which does not comprise a microencapsulated phase change material, the inner and outer shells being non-positively connected to one another.
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, the mass fraction of the microencapsulated phase change material is preferably 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 inner and outer shells of the invention essay rims is 3 to 60 mm, preferably 4 to 10 mm.
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, 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.Thus, the present invention provides a component which obtains the above-described properties of the fiber-reinforced plastic matrix by the surprisingly possible and advantageous combination of fiber-reinforced plastic and microencapsulated phase change material, and at the same time the components according to the invention correspond to today's increased demands on a sensitive handling of energy resources. In particular, in the living area, when using the component as a curb, energy can be stored, for example in the form of solar radiation and / or heating heat and these are returned, for example, at night in the form of heat. In spite of the additional microencapsulated phase change material, the original properties, such as, for example, the dimensional stability and the heat resistance of the fiber-reinforced matrix are retained, while a sensible use of energy resources is achieved.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- AufsatzkranzCurbs
- 1a1a
- Außenschaleouter shell
- 1b1b
- Innenschaleinner shell
- 22
- Lichtkuppel- bzw. GlaselementSkylight or glass element
- 2a2a
- LichtkuppelrahmenDome light frame
- 33
- Hohlraumcavity
- 44
- Energiezufuhr in Form von SonnenstrahlungEnergy supply in the form of solar radiation
- 55
- Energieabgabe in Form von WärmeEnergy release in the form of heat
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