DE102014107970A1 - Vacuum insulation panel with Nadelfilzkern - Google Patents

Vacuum insulation panel with Nadelfilzkern

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DE102014107970A1
DE102014107970A1 DE201410107970 DE102014107970A DE102014107970A1 DE 102014107970 A1 DE102014107970 A1 DE 102014107970A1 DE 201410107970 DE201410107970 DE 201410107970 DE 102014107970 A DE102014107970 A DE 102014107970A DE 102014107970 A1 DE102014107970 A1 DE 102014107970A1
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vacuum insulation
core
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DE201410107970
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Ulrich Passon
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Vakuum-Isolations-Paneel (20) mit einem Kern (22) aus Fasern und einer Umhüllung (21), in welcher der Kern (22) im evakuierten Zustand vorliegt, wobei der Kern (22) wenigstens einen Nadelfilz mit einer Vielzahl vorwiegend parallel zu den Großflächen des Nadelfilzes angeordneten Fasern, sowie einzelnen Fasern an Nadelungspunkten aufweist, die durch einen Nadelungsvorgang vorwiegend quer zu den Großflächen angeordnet sind, und durch welche die Fasern des Nadelfilzes derart verfilzt sind, dass der Nadelfilz als ein Element handhabbar ist. The invention relates to a vacuum insulation panel (20) having a core (22) of fibers and a sheath (21), in which the core (22) is present in the evacuated state, said core (22) at least one needle felt with a having plurality predominantly parallel to the major surfaces of the needle felt arranged fibers, as well as individual fibers to acupuncture points, which are arranged by a needling process mainly transverse to the major surfaces, and by which the fibers of the needled fabric are entangled so that the needle felt is handled as one element. Das Vakuum-Isolations-Paneel (20) zeichnet sich dabei dadurch aus, dass ein oberflächennaher Bereich an wenigstens einer Großfläche des Kerns (22) im Wesentlichen frei ist von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern. The vacuum insulation panel (20) is distinguished in that, a near-surface region on at least one major surface of the core (22) is substantially free of arranged transverse to the major surfaces fibers. Damit wird ein Vakuum-Isolations-Paneel (20) erzielt, welches über einen längeren Zeitraum hinweg als im Stand der Technik seine Dämmwirkung aufrecht erhält. Thus, a vacuum insulation panel (20) is obtained, which maintains a longer period of time than in the prior art, its insulating effect upright.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Vakuum-Isolations-Paneel mit einem Kern aus Fasern und einer Umhüllung, in welcher der Kern im evakuierten Zustand vorliegt, wobei der Kern wenigstens einen Nadelfilz mit einer Vielzahl vorwiegend parallel zu den Großflächen des Nadelfilzes angeordneten Fasern, sowie einzelnen Fasern an Nadelungspunkten aufweist, die durch einen Nadelungsvorgang vorwiegend quer zu den Großflächen angeordnet sind, und durch welche die Fasern des Nadelfilzes derart verfilzt sind, dass der Nadelfilz als ein Element handhabbar ist. The invention relates to a vacuum insulation panel with a core made of fibers and a sheath, in which the core is present in the evacuated state, said core at least at a needle-felt with a plurality of predominantly parallel to the major surfaces of the needle felt arranged fibers, as well as individual fibers includes acupuncture points, which are arranged by a needling process mainly transverse to the major surfaces, and by which the fibers of the needled fabric are entangled so that the needle felt is handled as one element.
  • Derartige Vakuum-Isolations-Paneele zeichnen sich durch gute Wärmedämmeigenschaften bei vergleichsweise geringer Dämmdicke aus. Such vacuum insulation panels are characterized by good thermal insulation properties at a comparatively low insulation thickness. Sie werden daher vor allem in Bereichen eingesetzt, in denen der verfügbare Raum begrenzt ist. They are therefore used mainly in areas where space is limited. Als Beispiele sind hier Kühlschränke, Gefrierschränke oder dergleichen zu nennen. As examples refrigerators, freezers or the like can be mentioned here. Daneben werden derartige Vakuum-Isolations-Paneele jedoch auch zur Dämmung von Gebäuden im Baubereich verwendet. In addition, such vacuum insulation panels are, however, used for insulation of buildings in the construction sector.
  • Gemeinsam ist den bekannten Vakuum-Isolations-Paneelen, dass sie einen Kern aus einem offenporigen Körper aufweisen, welcher evakuierbar ist. Common to the known vacuum insulation panels, to have a core of an open-cell body which is evacuated. Dieser Kern ist in einer Folienhülle aufgenommen und liegt darin unter Vakuum vor. This core is accommodated in a film casing and lies in front of under vacuum. Dadurch ist die Gaswärmeleitung wie auch die Konvektion innerhalb eines solchen Vakuum-Isolations-Paneels weitestgehend unterbunden, weshalb Wärmeverluste überwiegend durch Festkörperleitung und Wärmestrahlung auftreten. Thereby, the gas heat conduction as well as convection within such a vacuum insulation panel is largely prevented, which is why heat losses occur primarily by solid conduction and heat radiation.
  • Als Kernmaterial kommen verschiedene offenporige Werkstoffe zum Einsatz, wie zum Beispiel geschäumtes Polyurethan oder Polystyrol, Fällungskieselsäure, pyrogene Kieselsäure oder dergleichen. As a core material are various open-cell materials are used, such as foamed polyurethane or polystyrene, precipitated silica, fumed silica or the like. Aufgrund der sehr geringen Festkörperwärmeleitung sind auch Fasern als Kernmaterial üblich. Due to the very small solid heat conduction fibers also are common as core material.
  • Auch bei den eingesetzten Folienhüllen sind verschiedene Ausgestaltungsweisen verbreitet. Even with the used foil covers various configuration modes are common. So werden häufig Kunststoffverbundfolien z. So often plastic composite films such. B. in Form einer Zweischichtfolie mit einer Schicht aus HDPE von 150–200 μm und einer Aluminiumschicht von 6 bis 20 μm eingesetzt. B. used in the form of a two-layer film having a layer of HDPE of 150-200 microns and an aluminum layer 6 to 20 microns. Weiterhin sind auch Mehrschichtfolien auf Kunststoffbasis bekannt, bei denen beispielsweise mehrere Kunststofffolien von je 20 bis 50 μm mit Aluminiumbedampfung miteinander verbunden sind, deren Schichtdicke typischerweise unter jeweils 3 bis 5 μm beträgt. Furthermore, multilayer films based on plastic are known in which, for example, a plurality of plastic films of 20 to 50 microns with aluminum vapor are connected to each other, whose layer thickness is typically 3 to 5 microns, respectively. Im Folgenden werden auch die Mehrschichtfolien auf Kunststoffbasis als Kunststoffverbundfolien bezeichnet. Below the multilayer films based on plastics are known as plastic laminates. Derartige Kunststoffverbundfolien haben den Vorteil, dass sie preisgünstig bereitstellbar und mit geringem Aufwand verarbeitbar sind. Such plastic composite films have the advantage that they can be processed inexpensively providable and with little effort. Insbesondere das gasdichte Verschließen der Folienhülle bereitet bei Kunststoffen in der Regel keine Probleme, da entsprechende Schweißnähte bzw. Versiegelungsnähte problemlos herstellbar sind. In particular, the gas-tight sealing of the film envelope is not a problem with plastics in general, as appropriate welding seams or seal seams are produced without problems. Darüber hinaus bilden derartige Kunstoffverbundfolien im randseitigen Verbindungsbereich auch nur relativ unerhebliche Wärmebrücken. Moreover, such Kunstoffverbundfolien in marginal connection area form only relatively insignificant heat bridges. Reine Kunststofffolien spielen aufgrund des unzureichenden Diffusionswiderstands nur eine Rolle bei Nischenanwendungen. Pure plastic films play a role in niche applications due to the insufficient diffusion resistance. Sie sind prinzipiell ungeeignet für Anwendungen, bei denen eine Nutzungsdauer der Vakuum-Isolations-Paneele von Jahren oder sogar Jahrzehnten gefordert ist, wie etwa im Baubereich. They are in principle unsuitable for applications in which a useful life of vacuum insulation panels of years or even decades is required, such as in the construction sector.
  • Ein Nachteil derartiger Kunststoffverbund-Folienhüllen liegt jedoch darin, dass auch diese nicht völlig gasdicht sind. However, a disadvantage of such composite plastic film covers is that these are not completely gas-tight. Die im Laufe der Zeit eindringenden Gasmoleküle führen zu einem Anstieg des Innendrucks. The invading over time gas molecules lead to an increase in internal pressure. Ebenfalls eindringende Feuchtigkeit führt zu Wärmeleitung im Inneren derartiger Vakuum-Isolations-Paneele. Also the ingress of moisture leads to heat conduction in the interior of such vacuum insulation panels. Hierdurch kann sich die Dämmwirkung auf lange Zeit gesehen erheblich reduzieren. In this way, the insulation effect can be seen for a long time significantly reduced. Ein weiterer Nachteil derartiger Kunststoff-Folienhüllen liegt darin, dass sie relativ empfindlich für eine mechanische Beschädigung sind. Another drawback of such plastic film covers is that they are relatively sensitive to mechanical damage. Tritt eine solche bereits während des Transports und im Zuge der Verarbeitung auf, geht das Vakuum unmittelbar verloren und die Dämmwirkung ist weitestgehend aufgehoben. In addressing such already during transport and in the course of processing, the vacuum is immediately lost, and the insulating effect is largely canceled.
  • Eine Alternative hierzu stellen Folienhüllen auf Basis von Metallfolien wie zum Beispiel Edelstahlfolien dar. Derartige Metallfolien sind weitestgehend gasdicht, wodurch eine fast unbegrenzte Lebensdauer erzielt werden kann. An alternative to produce foil covers is based on metal foils such as stainless steel foils. Such metal foils are largely gas-tight, which produces an almost unlimited service life can be achieved. Zudem bieten sie einen hohen Widerstand gegen mechanische Beschädigungen. They also offer a high resistance to mechanical damage.
  • Nachteilig an solchen Metallfolienhüllen ist jedoch, dass es aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit des Metalls im Randbereich zu durchaus erheblichen Wärmebrücken kommt. The disadvantage of such a metal sheet holder, however, is that it comes in the border area to quite significant thermal bridges due to the high thermal conductivity of the metal. Diese verursachen eine deutliche Reduzierung der Dämmwirkung. These cause a significant reduction in the insulation effect. Darüber hinaus sind derartige Metallfolien kostenträchtig in der Bereitstellung und aufwändiger in der Verarbeitung. Moreover, such metal foils are costly to deploy and more expensive to process. Insbesondere bereitet das Verschweißen derartiger Metallfolienhüllen wesentlich mehr Aufwand, als dies bei Kunststofffolien der Fall ist. In particular, the welding of such metal foil covers prepares much more effort than is the case with plastic films.
  • Im Gesamtaufbau derartiger Vakuum-Isolations-Paneele dient der Kern als Stützkörper, weshalb er herkömmlich als relativ formstabiler Formkörper bereitgestellt wird. In the overall construction of such vacuum insulation panels, the core serves as a support body, which is why it is conventionally provided as a relatively dimensionally stable molding. Sofern ein Fasermaterial für den Kern verwendet wird, kommt hierbei in der Regel ein Fasermaterial zum Einsatz, welches kein Bindemittel enthält. If a fiber material is used for the core, a fiber material is in this case usually used, which does not contain a binder. Erfahrungen aus der Praxis haben gezeigt, dass mit der Verwendung von Bindemitteln negative Effekte verbunden sind. Practical experience has shown that negative effects are associated with the use of binders. Werden organische Bindemittel eingesetzt, so können sich diese im Vakuum zersetzen, wodurch die Dämmwirkung aufgrund dann zunehmender Gaswärmeleitung abnimmt. If organic binders are used, these can decompose in vacuo to give the insulating effect decreases due to then increasing gas heat conduction. Anorganische Bindemittel weisen zwar in der Regel diesen Effekt nicht auf, sind jedoch dagegen schwer zu handhaben und teuer. Although inorganic binder does not generally have this effect, but are however, difficult to handle and expensive.
  • Aus diesem Grunde ist man dazu übergegangen, bindemittelfreie Mineralwolle einzusetzen. For this reason it has gone over to use binder-free mineral wool. Hierbei ist es bekannt, diese unter thermischer Einwirkung zu verpressen, um so den Kern auszubilden. Here, it is known to compress them under the action of heat so as to form the core. Diese Verfahrensweise ist jedoch energieintensiv. However, this procedure is energy intensive. Eine Alternative hierzu stellen vernadelte Faserelemente in Gestalt so genannter Nadelfilze dar. Diese sind in der Regel bindemittelfrei ausgestaltet und werden zur Herstellung einer hinreichenden Eigenstabilität, damit sie als ein Element handhabbar sind, einem mechanischen Nadelungsvorgang unterzogen. An alternative to this place needled fiber elements in the form of so-called needle felts. These are designed binder-free as a rule and for the production of a sufficient inherent stability, so that they can be handled as an element subjected to mechanical needling. Hierdurch verfilzen die Fasern innerhalb des Nadelfilzes miteinander. Thereby entangle the fibers within the needle felt together.
  • Die Fasern für einen derartigen Nadelfilz werden dabei in an sich herkömmlicher Weise durch einen Zerfaserungsvorgang einer mineralischen Schmelze hergestellt und dann anschließend auf einem Sammelorgan abgelegt. The fibers of such a needle felt here are produced in a conventional manner per se by a fiberizing a mineral melt and then subsequently deposited on a collecting element. Dabei bildet sich ein Primärvlies, in welchem die einzelnen Fasern überwiegend parallel zu den Großflächen des Vlieses angeordnet sind. In this case, a primary nonwoven in which the individual fibers are arranged predominantly parallel to the major surfaces of the nonwoven fabric is formed. Hierbei wird kein Bindemittel zu den Fasern zugegeben, es können jedoch Vernadelungshilfsmittel, insbesondere sogenannte Avivagen zugesetzt werden. In this case, no binder is added to the fibers, but it can Vernadelungshilfsmittel, particularly so-called lubricants are added. Aufgrund des fehlenden Bindemittels ist der strukturelle Zusammenhang in diesem Primärvlies begrenzt. Due to the lack of binder structural relationship is limited in this primary web. In einem nachfolgenden Nadelungsvorgang werden dann eine Vielzahl von Nadeln an vorbestimmten Nadelungspunkten durch die Großflächen hindurch in das Primärvlies eingeführt. a plurality of needles at predetermined acupuncture points by the large area then be passed introduced into the primary nonwoven in a subsequent needling. Diese Nadeln weisen hierbei Widerhaken auf, mittels denen einzelne Fasern ergriffen und mitgeführt werden. These needles have barbs in this case, by means of which individual fibers are grasped and carried. Die auf diese Weise tiefer in den Nadelfilz hinein gezogenen Fasern führen zu einer Verfilzung des Vlieses und ordnen sich vorwiegend quer zu den Großflächen an. The thus deeper drawn into the needle felt fibers lead to entanglement of the web and arranged predominantly transversely to the major surfaces of. Ein derartiger Nadelungsvorgang wird dabei in der Regel als Doppelvernadelung an beiden Großflächen ausgeführt, um die strukturelle Integrität des so hergestellten Nadelfilzes zu gewährleisten. Such needling is then generally performed as Doppelvernadelung to two large surfaces to ensure the structural integrity of the needle felt so prepared.
  • Ein Beispiel für ein Vakuum-Isolations-Paneel mit einem Nadelfilz als Kern ist aus der An example of a vacuum insulation panel with a needle felt as the core is made of CN 101 666 416 A CN 101666416 A bekannt geworden. known. Hier weist der Nadelfilz im Kern an wenigstens einer Großfläche zusätzlich eine Kaschierung auf, wobei diese mit einem organischen Kleber aufgeklebt ist und zudem durch einen Vernadelungsschritt ergänzend befestigt ist. Here, the needle felt in the core on at least one major surface an additional lamination on, which is bonded with an organic adhesive and is also additionally secured by a needle punching step. Ein so ausgebildeter mehrlagiger Kern weist jedoch den Nachteil auf, dass ein organisches Bindemittel im Vakuum-Isolations-Paneel vorliegt. However, a so-formed multi-layer core has the drawback that an organic binder in the vacuum insulation panel is present. Dieses zersetzt sich mit der Zeit, wodurch es zu einem Ausgasen kommt und die Dämmwirkung schon relativ bald sich deutlich verschlechtert. This decomposes over time, resulting in outgassing and the insulating effect soon deteriorated significantly already relatively.
  • Ein weiteres Beispiel für ein derartiges Vakuum-Isolations-Paneel ist aus der Another example of such a vacuum insulation panel is known from EP 0 128 235 A1 EP 0128235 A1 bekannt geworden. known. Der hier verwendete Nadelfilz weist kein Bindemittel auf und ist ebenfalls durch einen Vernadelungsvorgang verfilzt. The needle felt used herein comprises no binder and is also entangled by a needle punching process. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass die Dämmwirkung auch bei einem derartigen Vakuum-Isolations-Paneel mit der Zeit nachlässt, obwohl kein Bindemittel vorliegt. In practice it has shown, however, that the insulating effect decreases also in such a vacuum insulation panel with time, even though no binder is present. Die Lebensdauer eines solchen Vakuum-Isolations-Paneels ist somit überraschenderweise begrenzt. The life of such a vacuum insulation panel is thus surprisingly limited.
  • Hierbei spielt auch eine Rolle, dass gerade Kernmaterialien auf Basis von Fasern besonders hohe Anforderungen an eine dauerhafte Dichtigkeit der Umhüllung stellen, da solche Vakuum-Isolations-Paneele schon bei einer relativ geringen Zunahme des Innendrucks erheblich an Dämmwirkung einbüßen. Here, also plays a role that just core materials based on fibers are particularly high demands on a permanent tightness of the wrapping, since such vacuum insulation panels lose even with a relatively small increase in internal pressure considerable insulation effect.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Vakuum-Isolations-Paneel derart weiterzubilden, dass es über einen längeren Zeitraum hinweg als im Stand der Technik seine Dämmwirkung aufrecht erhält. The invention is therefore based on the object to further develop a vacuum insulation panel such that it receives over a longer period of time than in the prior art, its insulating effect upright.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Vakuum-Isolations-Paneel mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. This object is achieved by a vacuum insulation panel with the features of claim 1. Dieses zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein oberflächennaher Bereich an wenigstens einer Großfläche des Kerns im Wesentlichen frei ist von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern. This is particularly characterized in that a near-surface region on at least one major surface of the core is substantially free of arranged transverse to the major surfaces fibers.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt dabei der Ansatz zu Grunde, dass es trotz ihrer Feinheit und ihrer relativ geringen Anzahl die Enden der aufgrund des Vernadelungsvorgangs quer zu den Großflächen angeordneten Fasern im Kern sind, welche für eine Verschlechterung der Dämmwirkung eines Vakuum-Isolations-Paneels mit verantwortlich sind. The present invention is based on the approach to reason that the ends of the transverse to the major surfaces arranged due to the needle punching fibers are in spite of their fineness and their relatively low number in the core, which is responsible for deterioration of the insulating properties of a vacuum insulation panel with are.
  • Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, gehen die Erfinder davon aus, dass diese Faserenden quasi Belastungsspitzen an der daran aufgrund des Vakuums eng anliegenden Stelle der Umhüllung bilden und diese schleichend schädigen. Without being bound by theory, the inventors believe that these fiber ends form quasi peak loads on the fact tight-fitting position due to the vacuum of the envelope and damage them gradually. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn beispielsweise dynamische Beanspruchungen hinzutreten. This is especially the case when draw near as dynamic stresses. Diese können ua durch eine Vibration des Gegenstands, in dem das Vakuum-Isolations-Paneel eingebaut ist, auftreten, so zum Beispiel bei einem Kühlschrank oder dergleichen. These may, inter alia, caused by a vibration of the object in which the vacuum insulation panel is incorporated, such as in a refrigerator or the like. Dann bohren sich die Faserenden nach und nach in die Umhüllung ein und vermindern deren Gasdichtheit. Then the fiber ends bore gradually into the enclosure and reduce their gas-tightness. Durch den damit verbundenen schleichenden Verlust des Vakuums bzw. die Zunahme des Innendrucks innerhalb des Vakuum-Isolations-Paneels büßt dessen Dämmwirkung dann ganz erheblich ein. By the associated gradual loss of vacuum or the increase in the internal pressure within the vacuum insulation panel whose insulation effect lost then a considerably.
  • Die vorliegende Erfindung schlägt nun auf Basis dieser Annahmen eine neue Konfigurierung des als Kern dienenden Nadelfilzes dahingehend vor, dass an wenigstens einer Großfläche im Wesentlichen keine quer zu den Großflächen angeordneten Fasern vorliegen. The present invention now proposes based on these assumptions prior to a new configuration of needle felt serving as a core in that on at least one major surface there are substantially no transverse to the major surfaces arranged fibers. Damit besteht jedenfalls an dieser Großfläche nicht mehr die Gefahr einer schleichenden Beschädigung der Umhüllung durch derartige Fasern. Thus, there is in any case at this large area is no longer a risk of creeping damage to the sheath by such fibers. Hierdurch bleibt die Wärmedämmwirkung auch auf Dauer zuverlässig erhalten. Thereby maintaining reliable in the long run, the thermal insulation effect. Daher erhöht sich die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Vakuum-Isolations-Paneels gegenüber dem Stand der Technik erheblich. Therefore, the life of the vacuum insulation panel of the invention over the prior art is considerably increased.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß ausgestalteten Nadelfilzes liegt darin, dass damit auch die Wärmebrücken reduziert sind, welche die beim Vernadelungsvorgang in die Wärmestromrichtung umgelagerten Fasern bilden. A further advantage of the inventively designed needle felt is that thus the thermal bridges are reduced, which form in the needle punching process in the heat flow direction rearranged fibers. Das erfindungsgemäße Vakuum-Isolations-Paneel weist somit bereits nach der Herstellung ein besseres Wärmedämmvermögen als herkömmliche Vakuum-Isolations-Paneele mit durchgehend vernadelten Nadelfilzen auf. The vacuum insulation panel according to the invention thus has already after the production of a better thermal insulation capacity than conventional vacuum insulation panels with a continuous needled needle felts.
  • Gleichzeitig enthält der als Kern dienende Nadelfilz weiterhin in anderen Bereichen die quer zu den Großflächen angeordneten Fasern und ermöglicht so eine Verfilzung im Nadelfilz, so dass dieser als ein Stück handhabbar ist. At the same time serving as the core further comprises needle felt in other areas, transverse to the major surfaces arranged fibers, enabling entanglement in the needle felt, so that it can be handled as one piece.
  • Ein derartiger Nadelfilz lässt sich ohne weiteres mit an sich herkömmlichen Verfahrensweisen und Vorrichtungen dadurch herstellen, dass dieser nur einseitig und nicht durch die gesamte Dicke des Nadelfilzes hindurch vernadelt wird. Such a needle felt can be produced by per se conventional procedures and apparatus thereby readily appreciate that this is only on one side and not needle-punched through the entire thickness of the needle felt through. Dadurch bleibt ein oberflächennaher Bereich an der der Vernadelungsvorrichtung gegenüberliegenden Großfläche im Wesentlichen frei von umgelagerten Fasern und enthält dementsprechend vorwiegend nur die parallel zur Großfläche ausgerichteten Fasern, welche eine besonders gute Dämmwirkung entfalten. Thus, a near-surface region on the opposite large surface of the needling device remains substantially free of the rearranged fibers and accordingly contains only the predominantly oriented parallel to the major surface fibers which exhibit a particularly good insulating effect.
  • Alternativ kann ein derartiger Nadelfilz dadurch erhalten werden, dass dieser einseitig über die gesamte Dicke genadelt wird. Alternatively, such a needle felt can be obtained in that this is needled on one side over the entire thickness. Auch in diesem Fall stellt sich aufgrund einer mit zunehmender Eindringtiefe der Nadeln in die zu vernadelnde Bahn abnehmende Mitnahme von Fasern durch die Nadeln ein Gradient ein. Also in this case adjusts itself with increasing penetration depth of the needles in the declining to be needled web entrainment of fibers through the needles as a result of a gradient. Dadurch kann die angestrebte Faserausrichtung ebenfalls realisiert werden. Characterized the desired fiber orientation can also be realized.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Vakuum-Isolations-Paneels sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 8. Advantageous further developments of the vacuum insulation panel according to the invention are subject of the dependent claims 2 to eighth
  • So kann der oberflächennahe Bereich auch an beiden Großflächen des Kerns im Wesentlichen frei von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern sein. Thus, the near-surface region may be free of transverse to the major surfaces fibers at both major faces of the core substantially. Eine Beschädigung der Umhüllung aufgrund derart ausgerichteter Fasern kann dann zuverlässig an beiden Großflächen des Kerns vermieden werden. Damage to the enclosure because such aligned fibers can then be reliably avoided on both major surfaces of the core. Damit erhöht sich die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Vakuum-Isolations-Paneels weiter. Thus, the life of the vacuum insulation panel according to the invention is further increased. Vor allen Dingen kann die Dämmwirkung besonders lange auf hohem Niveau beibehalten werden. Above all, the insulation effect can be maintained at a high level particularly long. Zudem ist die Dämmwirkung bei einem derart weitergebildeten Vakuum-Isolations-Paneel besonders vorteilhaft, da dann in beiden oberflächennahen Bereichen an den Großflächen des Kerns im Wesentlichen keine Fasern in Wärmestromrichtung vorliegen. In addition, the insulation effect is particularly advantageous when such a further developed vacuum insulation panel, since then substantially no fibers are present in both surface regions of the major surfaces of the core in the heat flow direction.
  • Hierbei ist es möglich, dass der Kern zweilagig ausgebildet ist, wobei jede Lage aus einem Nadelfilz besteht, bei dem ein oberflächennaher Bereich an einer Großfläche im Wesentlichen frei ist von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern, und wobei die beiden Lagen aus Nadelfilz so zueinander angeordnet sind, dass deren Großflächen, welche im oberflächennahen Bereich quer zu den Großflächen angeordneten Fasern aufweisen, aufeinander zuweisen. Here, it is possible that the core is formed in two layers, each layer consists of a needle felt, in which a near-surface area of ​​a major surface is substantially free disposed transversely to the major surfaces fibers, and wherein the two layers of needled felt so disposed to one another are such that their major surfaces which have in the near-surface region transverse to the major surfaces arranged fibers face each other. Auf diese Weise lässt sich das erfindungsgemäße Vakuum-Isolations-Paneel besonders einfach herstellen. In this way, the vacuum insulation panel according to the invention is particularly easy to manufacture. Hierzu können beispielsweise zwei einseitig bis zu einer vorbestimmten Nadelungstiefe, jedoch nicht durchgehend vernadelte Nadelfilze eingesetzt und derart übereinander angeordnet werden, das die Querschnittbereiche mit im Wesentlichen frei von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern letztendlich außenseitig am so gebildeten Kern und somit einer Umhüllung zugewandt vorliegen. For this purpose, can be two-sided inserted up to a predetermined Nadelungstiefe, but not continuously needled needle felts and arranged one above the other, for example, that the cross-sectional areas be ultimately the outside of the thus formed core, and thus faces a cladding with substantially freely arranged transversely to the major surfaces fibers. Dies lässt sich herstellungstechnisch mit geringem Aufwand bewerkstelligen. You can do this manufacturing technology at low cost.
  • Von weiterem Vorteil ist es, eine Umhüllung aus einer Kunststoffverbundfolie oder dergleichen zu verwenden. It is also advantageous to use a coating of a composite plastic film or the like. Da der Kern beim erfindungsgemäßen Vakuum-Isolations-Paneel wenigstens an einer Großfläche im Wesentlichen keine quer zu der Großfläche und somit zur Umhüllung vorliegende Fasern aufweist, lassen sich ohne weiteres auch weniger robuste, gegen mechanische Beanspruchungen anfälligere Umhüllungen als Metallfolien einsetzen. Since the core in the inventive vacuum insulation panel on at least one major surface is substantially no transverse to the large surface and thus has to serving present fibers can be readily less robust, more vulnerable to mechanical stresses wrappings used as metal foils. Dies verbessert die Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Vakuum-Isolations-Paneele und reduziert insbesondere deren Herstellungskosten. This improves the efficiency in manufacturing the vacuum insulation panels according to the invention and in particular, reduces the manufacturing cost thereof. Zugleich werden bei der Verwendung von Kunststoffverbundfolien auch zusätzliche Wärmebrücken durch die verschweißten Seitenränder der Umhüllung vermieden, wie sie bei Metallfolien gegeben sind. At the same time additional heat bridges by the welded side edges of the wrapper are avoided in the use of plastic composite sheets, as they are given in metal foils. Damit verbessern sich die Dämmeigenschaften des erfindungsgemäßen Vakuum-Isolations-Paneels weiter. Thus, the insulating properties of the vacuum insulation panel according to the invention improve on.
  • Wenn die Fasern anorganische Fasern sind, wird auf einen sich in der Praxis sehr bewährten Dämmstoff zurückgegriffen. When the fibers are inorganic fibers, use is made of a very tried and tested insulation. Derartige anorganische Fasern zeichnen sich durch besonders hohe Lebensdauer und Dauerhaftigkeit hinsichtlich der Dämmwirkung aus. Such inorganic fibers are characterized by particularly long service life and durability with regard to the insulating effect of. Zudem sind sie nicht brennbar. they are non-flammable addition. Bevorzugt wird dabei Mineralwolle, insbesondere Glaswolle oder Steinwolle, eingesetzt, oder es werden Textilglasfasern verwendet. it is preferably mineral wool, especially glass wool or rock wool, used or to be used textile glass fibers.
  • Von weiterem Vorteil ist es, wenn der Kern bindemittelfrei ausgebildet ist. Another advantage is when the core is formed binder-free. Dann vereinfacht sich dessen Herstellung deutlich, insbesondere gegenüber der auch bei Vakuum-Isolations-Paneelen durchaus gegebenen Möglichkeit, hier anorganische Bindemittel wie zum Beispiel Wasserglas einzusetzen. Then its preparation much easier, especially compared to the quite given even with vacuum insulation panels possibility of using inorganic binders such as water glass here. Durch eine bindemittelfreie Ausgestaltung des Kerns entfällt eine ansonsten erforderliche aufwändige Handhabung derartiger Bindemittel, wobei zudem die Materialkosten gesenkt werden. By a binder-free embodiment of the core of an otherwise necessary laborious handling of such binder, in addition, the material cost is reduced is eliminated.
  • Darüber hinaus ist es auch möglich, dass der Kern keine Kaschierung aufweist und trotzdem, beispielsweise durch Verwendung eines einseitig genadelten Nadelfilzes, einen oberflächennahen Bereich an wenigstens einer Großfläche des Kerns bereitstellt, der im Wesentlichen frei ist von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern. Moreover, it is also possible that the core has no lamination while, for example, by using a single-sided needled needle felt, which provides a near-surface region on at least one major surface of the core, which is substantially free disposed transversely to the major surfaces fibers. Theoretisch wäre dies auch durch eine Kaschierung möglich, wobei dann das Problem der Befestigung dieser Kaschierung am Nadelfilz bestünde. In theory this would be possible by a lamination, in which case there would be the problem of fixing this lamination on needle felt. Dies ist zum Einen durch Einsatz von Bindemitteln möglich, wobei organische Bindemittel aufgrund der Zersetzungsproblematik des organischen Materials bei Vakuum-Isolations-Paneelen zu vermeiden ist. This is possible on the one hand by the use of binders, said organic binder is to avoid the case of vacuum insulation panels due to the decomposition problem of the organic material. Anorganische Bindemittel zum Befestigen der Kaschierung auf dem Nadelfilz sind dagegen verarbeitungstechnisch problematisch, weshalb es von Vorteil ist, auf derartige Bindemittel und somit auf eine Kaschierung generell verzichten zu können. on the other hand, inorganic binder for fixing the liner on the needle felt are processing technology problematic, which is why it is advantageous to be able to thus generally dispense with such binder, and a lamination.
  • Zwar wäre es andererseits durchaus möglich, eine Kaschierung mit dem Nadelfilz zu vernadeln, allerdings führt dies zu einer Abkehr vom Grundgedanken der Erfindung, indem unvermeidbar quer zu den Großflächen angeordnete Fasern resultieren, die unmittelbar an der Folie anliegen. While it would be the other hand, quite possible to needle a lamination with the needle-felt, but this leads to a departure from the principles of the invention by unavoidable transverse to the major surfaces arranged fibers result, which bear directly against the film.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird nach Anspruch 9 die Verwendung eines Nadelfilzes als Kern für ein erfindungsgemäßes Vakuum-Isolations-Paneel vorgeschlagen, wobei der Nadelfilz eine Vielzahl vorwiegend parallel zu den Großflächen des Nadelfilzes angeordneter Fasern, sowie einzelne Fasern an Nadelungspunkten enthält, die durch einen Nadelungsvorgang vorwiegend quer zu den Großflächen angeordnet sind, und durch welche die Fasern des Nadelfilzes derart verfilzt sind, dass der Nadelfilz als ein Element handhabbar ist, und bei dem ein oberflächennaher Bereich an einer Großfläche im Wesentlichen frei ist von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern. According to a further aspect of the present invention, the use of a needle felt is provided as the core of an inventive vacuum insulation panel according to claim 9, wherein the needle felt comprises a plurality primarily to the major surfaces of the needle felt arranged parallel fibers, as well as individual fibers to acupuncture points, the are arranged by a needling process mainly transverse to the major surfaces, and by which the fibers of the needled fabric are entangled so that the needle felt as an element can be handled, and in which a near-surface area of ​​a major surface is substantially free disposed transversely to the major surfaces fibers.
  • Damit lässt sich bereits ein nur einseitig bis zu einer bestimmten Eindringtiefe genadelter Nadelfilz vorteilhaft für die Ausbildung des erfindungsgemäßen Vakuum-Isolations-Paneels einsetzen. Thus already can be advantageously used for the training of the vacuum insulation panel according to the invention one side only up to a certain depth needled needled felt. Hierdurch können die oben erläuterten Vorteile erzielt werden. In this way, the advantages explained above can be obtained.
  • Nach Anspruch 10 wird eine Verwendung von zwei Nadelfilzen als Kern für ein erfindungsgemäßes Vakuum-Isolations-Paneel vorgeschlagen, wobei die Nadelfilze jeweils mit einer Vielzahl vorwiegend parallel zu den Großflächen des Nadelfilzes angeordneten Fasern, sowie einzelnen Fasern an Nadelungspunkten ausgebildet sind, die durch einen Nadelungsvorgang vorwiegend quer zu den Großflächen angeordnet sind, und durch welche die Fasern des Nadelfilzes derart verfilzt sind, dass der Nadelfilz als ein Element handhabbar ist, und bei denen jeweils ein oberflächennaher Bereich an einer Großfläche im Wesentlichen frei ist von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern. According to claim 10, a use of two needle felt is provided as the core of an inventive vacuum insulation panel, wherein the needle felts are each formed with a plurality of predominantly parallel to the major surfaces of the needle felt arranged fibers, as well as individual fibers to acupuncture points, by a needling process are arranged predominantly transversely to the major surfaces, and by which the fibers of the needled fabric are so entangled that the needle felt is handled as one element, and in each of which a near-surface area of ​​a major surface is substantially free disposed transversely to the major surfaces fibers. Dabei sind die beiden Nadelfilze so zueinander angeordnet, dass deren Großflächen, welche im oberflächennahen Bereich quer zu den Großflächen angeordnete Fasern aufweisen, aufeinander zuweisen. The two needle felts are arranged to each other so that their major surfaces which have in the near-surface region transverse to the major surfaces arranged fibers face each other.
  • Damit ist es mit geringem herstellungstechnischen Aufwand möglich, durch einfache, aber gezielte Kombination zweier einseitig genadelter Nadelfilze einen Kern für ein Vakuum-Isolations-Paneel bereitzustellen, der zwar im Inneren quer zu den Großflächen angeordnete Fasern aufweist, jedoch in den einer Umhüllung benachbarten oberflächennahen Bereichen frei hiervon ist. Thus it is possible with low manufacturing outlay, to provide a core for a vacuum insulation panel by simple, but careful combination of two single-sided needled needle felts, although having inside transverse to the major surfaces arranged fibers, but in the adjacent an envelope surface regions is free thereof. Damit ergibt sich quasi ein dreischichtig ausgebildeter Kern, bei dem eine Mittelschicht vorwiegend parallel zu den Großflächen des Nadelfilzes angeordnete Fasern und zusätzlich quer zu den Großflächen angeordnete Fasern aufweist, und die beiden äußeren Schichten im oberflächennahen Bereich an einer jeweiligen Großfläche des Kerns frei sind von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern sowie weitestgehend nur parallel zu den Großflächen des Nadelfilzes angeordnete Fasern aufweisen. This results in a quasi three layers formed core, wherein a middle layer comprises predominantly parallel to the major surfaces of the needle felt arranged fibers and in addition, transverse to the major surfaces arranged fibers, and the two outer layers close to the surface at a respective major surface of the core are free of transverse to have the major surfaces arranged fibers as well as the greatest possible extent to the major surfaces of the needle felt is arranged only parallel fibers. Hierdurch lässt sich eine schleichende Beschädigung der Umhüllung besonders gut verringern. This makes it possible to reduce a particularly insidious damage to the cladding. Zudem wird eine verbesserte Dämmwirkung erzielt, wobei diese aufgrund der oben erläuterten Effekte auch besonders dauerhaft aufrecht erhalten werden kann. In addition, an improved insulation effect is achieved, which can also be obtained particularly permanently maintained due to the above-mentioned effects.
  • Für den Fall, dass eine größere Produktdicke erforderlich ist, können zwischen die beiden einseitig genadelten Nadelfilze noch weitere Dämmstofflagen eingebracht werden, die ihrerseits nicht das Vakuum beeinträchtigen dürfen, etwa durch Ausgasung, Bindemittelzersetzung, Feuchteeintrag oder dergleichen. In the event that a larger thickness is required product, still more insulating layers may be incorporated between the two one-sided needled needle felts, which in turn must not adversely affect the vacuum, for instance by outgassing, binder degradation, moisture ingress or the like. Besonders bevorzugt sind einseitig oder beidseitig genadelte Nadelfilze. Particularly preferred are single or double needled needle felts.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand einer Zeichnung mit drei Figuren näher erläutert. The invention is explained in more detail below in exemplary embodiments with reference to drawings with three figures. Es zeigt: It shows:
  • 1 1 eine schematische Darstellung eines Vakuum-Isolations-Paneels gemäß einer ersten Ausführungsform im Schnitt; a schematic representation of a vacuum insulation panel according to a first embodiment in section;
  • 2 2 eine schematische Darstellung eines Vakuum-Isolations-Paneels gemäß einer zweiten Ausführungsform im Schnitt; a schematic representation of a vacuum insulation panel according to a second embodiment in section; und and
  • 3 3 eine Tabelle zu einem Vergleichstest der Wärmeleitfähigkeit von erfindungsgemäßen Vakuum-Isolations-Paneelen gegenüber einer herkömmlichen Vakuum-Isolations-Paneele. a table for a comparison test of the thermal conductivity of the inventive vacuum insulation panels over a conventional vacuum insulation panels.
  • In In 1 1 ist schematisch ein Vakuum-Isolations-Paneel shows schematically a vacuum insulation panel 10 10 gemäß einer ersten Ausführungsform im Schnitt gezeigt. according to a first embodiment in section. Dieses weist eine Umhüllung This includes an enclosure 11 11 auf, welche einen Kern on which a core 12 12 vollständig umhüllt. completely enveloped.
  • Die Umhüllung the envelope 11 11 weist zwei Folienabschnitte has two film sections 11a 11a und and 11b 11b auf, welche in seitlichen Randbereichen des Kerns in which in the lateral edge regions of the core 12 12 an überstehenden Seitenrandabschnitten miteinander verschweißt sind. are welded together at the protruding side edge portions. Die Umhüllung the envelope 11 11 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kunststoffverbundfolie, hier in Form einer Zweischichtfolie aus einem HDPE einer Dicke von 150 μm und einer Aluminiumschicht von 6 μm ausgebildet. is formed in the present embodiment as a plastic composite film, in the form of a two-layer film made from a HDPE having a thickness of 150 microns and an aluminum coating of 6 microns. Innerhalb der Umhüllung Within the enclosure 11 11 liegt ferner ein Vakuum vor, in dem der Innendruck auf ca. 0,01 mbar eingestellt ist. Further, there is a vacuum in which the internal pressure is adjusted to about 0.01 mbar. Entgegen der schematischen Darstellung in Contrary to the schematic illustration in 1 1 liegt die Umhüllung is the envelope 11 11 daher in der Praxis dicht am Kern Therefore, in practice, close to the core 12 12 an. at.
  • Der Kern the core 12 12 besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer bindemittelfreien Mineralwolle, hier Glaswolle. is in the present embodiment from a binder-free mineral wool, glass wool here. Er liegt als Nadelfilz vor, der einseitig vernadelt ist. He exists as needle felt, which is needled on one side. Er ist einstückig in quaderförmiger Gestalt mit zwei parallel zueinander vorliegenden Großflächen sowie vier Seitenkantenflächen ausgestaltet. It is designed integrally in a cuboid shape with two parallel major surfaces and present four side edge surfaces.
  • Die Fasern innerhalb des Kerns The fibers within the core 12 12 verlaufen vorwiegend parallel zu den Großflächen des Nadelfilzes bzw. des Kerns extend primarily parallel to the major surfaces of the needle felt and the core 12 12 . , Dazu weist der Kern For this purpose, the core 12 12 einzelne Fasern auf, welche durch einen Vernadelungsvorgang vorwiegend quer zu den Großflächen des Kerns individual fibers, which by means of a needle punching process mainly transverse to the major surfaces of the core 12 12 angeordnet sind. are arranged. Diese quer zu den Großflächen ausgerichteten Fasern liegen dabei jedoch über die Dicke des Kerns However, this transverse to the major surfaces aligned fibers lie across the thickness of the core 12 12 gesehen derart verteilt hierin vor, dass ein oberflächennaher Bereich an einer Großfläche des Kerns seen in such a distributed therein prior to that a near-surface area of ​​a major surface of the core 12 12 im Wesentlichen frei ist von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern. is substantially free of transversely disposed to the major surfaces fibers. In der in In the in 1 1 gezeigten Darstellung ist der oberflächennahe Bereich ohne die quer zu den Großflächen angeordneten Fasern dem Folienabschnitt Representation shown is the near-surface region without transverse to the major surfaces arranged fibers the foil 11a 11a zugewandt. facing.
  • Der als Kern The as core 12 12 eingesetzte Nadelfilz wird dabei dadurch hergestellt, dass ein bindemittelfreies Primärvlies aus Mineralwolle einseitig bis zu einer vorbestimmten Nadelungstiefe vernadelt wird, wobei diese Nadelungstiefe geringer als die Dicke des Primärvlieses ist. Needle felt used is in this case produced in that a binder-free primary web of mineral wool is needled on one side to a predetermined Nadelungstiefe, said Nadelungstiefe is less than the thickness of the primary web. Von diesem Primärvlies lassen sich dann die einzelnen Nadelfilzelemente in Länge und Breite zuschneiden. then release of this primary web to cut the individual Nadelfilzelemente in length and width.
  • Bei dem in In the in 1 1 gezeigten Vakuum-Isolations-Paneel ist somit eine signifikant reduzierte Beanspruchung des Folienabschnitts shown vacuum insulation panel is thus significantly reduced stress of the film section 11a 11a durch quer zu den Großflächen angeordnete Fasern bzw. deren Faserenden im Kern by transverse to the major surfaces fibers or their fiber ends in the core 12 12 gegeben. given. Die Umhüllung the envelope 11 11 ist an dieser Stelle daher weniger beschädigungsanfällig und kann dauerhafter ihre Abdichtwirkung entfalten. at this point is therefore less susceptible to damage and can develop their permanent sealing.
  • In In 2 2 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung gezeigt. there is shown a second embodiment of the invention. Ein hier dargestelltes Vakuum-Isolations-Paneel An illustrated here vacuum insulation panel 20 20 weist eine Umhüllung has an envelope 21 21 auf, welche einen Kern on which a core 22 22 vollständig umhüllt. completely enveloped. Gleichermaßen wie in der ersten Ausführungsform ist die Umhüllung Similarly as in the first embodiment, the envelope 21 21 aus zwei Folienabschnitten two film sections 21a 21a und and 21b 21b ausgebildet, welche an ihren Seitenrändern miteinander verschweißt sind. formed which are welded together at their side edges. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um die Kunststoffverbundfolie der Ausführungsform 1. Innerhalb der Umhüllung In this embodiment, it is the plastic composite film of the Embodiment 1. Within the enclosure 21 21 liegt wiederum ein Vakuum vor, in dem der Innendruck auf ca. 0,01 mbar eingestellt ist. in turn, there is a vacuum in which the internal pressure is adjusted to about 0.01 mbar. Entgegen der schematischen Darstellung in Contrary to the schematic illustration in 2 2 liegt die Umhüllung is the envelope 21 21 daher in der Praxis dicht am Kern Therefore, in practice, close to the core 22 22 an. at.
  • Der Kern the core 22 22 des Vakuum-Isolations-Paneels the vacuum insulation panel 20 20 ist dagegen in der zweiten Ausführungsform zweilagig ausgebildet und besteht aus zwei Nadelfilzen other hand, is formed in two layers in the second embodiment and is composed of two needle felting 22a 22a und and 22b 22b . ,
  • Die Nadelfilze the needle felts 22a 22a und and 22b 22b weisen den gleichen Grundaufbau auf und sind wiederum nur einseitig bis zu einer bestimmten Eindringtiefe der Nadeln verfilzt. have the same basic structure and are in turn on one side only up to a certain penetration depth of the needles matted. Somit weisen beide Nadelfilze Thus, both have needle felts 22a 22a und and 22b 22b jeweils einen oberflächennahen Bereich an einer Großfläche auf, der im Wesentlichen frei ist von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern. each having a near-surface region on at a large area, which is substantially free of arranged transverse to the major surfaces fibers. Hier wie auch in den anderen Bereichen über die Dicke der Nadelfilze Here, as in other areas on the thickness of the needle felts 22a 22a und and 22b 22b sind vorwiegend parallel zu den Großflächen angeordneten Fasern gegeben. mainly to the large surfaces arranged parallel fibers are placed. Die Nadelfilze the needle felts 22a 22a und and 22b 22b gleichen im Grundaufbau im Wesentlichen jeweils dem als Kern dienenden einzelnen Nadelfilz in der Ausführungsform gemäß same in the basic construction of essentially each of which serves as a core individual needle felt in the embodiment according to 1 1 . ,
  • Wie aus as from 2 2 anschaulich entnehmbar ist, sind die beiden Nadelfilze is clearly removed, the two needle felts 22a 22a und and 22b 22b dabei derart zueinander angeordnet, dass jene Großflächen aufeinander zuweisen und miteinander in Berührung stehen, welche im oberflächennahen Bereich die quer zu den Großflächen angeordneten Fasern aufweisen. arranged to each other such that those large areas facing each other and contact each other having the transverse to the major surfaces arranged fibers in the superficial region.
  • Damit wird ein quasi dreilagiger Kern This will provide a quasi three-layer core 22 22 bereitgestellt, der eine Mittellage mit vorwiegend parallel zu den Großflächen des Kerns provided that a middle layer with predominantly parallel to the major surfaces of the core 22 22 angeordneten Fasern sowie einzelnen Fasern quer hierzu aufweist, und zwei Außenlagen, welche frei von den quer zu den Großflächen angeordneten Fasern sind und somit quasi ausschließlich die parallel zu den Großflächen angeordneten Fasern enthalten. having fibers arranged individual fibers, as well as transverse thereto, and two outer layers which are free transverse to the major surfaces disposed on the fibers and thus almost exclusively contain the large surfaces arranged parallel fibers.
  • Bei dem in In the in 2 2 gezeigten Vakuum-Isolation-Paneel shown vacuum insulation panel 20 20 unterliegen die Folienabschnitte subject to the film sections 21a 21a und and 21b 21b im Bereich der Großflächen des Kerns in the field of large areas of the core 22 22 somit im Wesentlichen keiner Beanspruchung durch quer zu den Großflächen des Kerns Thus, substantially no stress due to transverse to the major surfaces of the core 22 22 angeordneten Fasern. arranged fibers. Dadurch kann die Umhüllung Thereby, the sheath 21 21 ihre Schutzwirkung dauerhaft entfalten und insbesondere das Vakuum innerhalb des Vakuum-Isolations-Paneels exert their protective effect permanently and particularly the vacuum within the vacuum insulation panel 20 20 über einen längeren Zeitraum aufrecht erhalten. maintained over a longer period.
  • 3 3 zeigt die Ergebnisse eines Vergleichstests zur Ermittlung der Wärmeleitfähigkeit λ nach shows the results of a comparative test for the determination of thermal conductivity by λ (Einplattengerät). (Einplattengerät). Getestet wurden hierbei drei Vakuum-Isolations-Paneele mit jeweils zwei Lagen aus einem Nadelfilz-Kern, welche in der gleichen Art und Weise hergestellt und evakuiert wurden. three vacuum insulation panels were tested in this case with two layers of a needle felt core, which were prepared in the same manner and evacuated.
  • Das Element 1 bestand aus zwei Lagen aus einem herkömmlichen Standard-Nadelfilz mit einem Flächengewicht von 1600 g/m 2 bei einer Produktdicke von 20 mm. The element 1 was made of two layers of a conventional standard needle felt having a basis weight of 1600 g / m 2 at a product thickness of 20 mm. Das erfindungsgemäß ausgestaltete Vergleichsmuster gemäß Element 2 bestand aus zwei Lagen eines Nadelfilzes mit einem Flächengewicht von 2000 g/m 2 bei einer Produktdicke von 25 mm, während das weitere erfindungsgemäß gestaltete Element 3 aus zwei Lagen eines Nadelfilzes mit einem Flächengewicht von 2400 g/m 2 bei einer Produktdicke von 30 mm ausgebildet war. The invention designed according to the comparison pattern in accordance with item 2 consisted of two layers of needled felt with an area weight of 2000 g / m 2 at a product thickness of 25 mm, while the other according to the invention designed element 3 consists of two layers of needled felt with an area weight of 2400 g / m 2 was formed at a product thickness of 30 mm. Alle Elemente hatten eine Rohdichte von 80 kg/m 3 . All elements had a bulk density of 80 kg / m 3.
  • Das Element 1 war ein Standard-Nadelfilz mit einer beidseitig durchgängigen Vernadelung, wie er herkömmlich Anwendung findet. The element 1 was a standard needle felt with a mutually consistent needling, as it is commonly used. Die Elemente 2 und 3 bestanden analog zur zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß The elements 2 and 3 were similar to the second embodiment of the invention according to 2 2 aus zwei Nadelfilzen, welche so innerhalb der Umhüllung angeordnet waren, dass die oberflächennahen Bereiche an den Großflächen des Kerns im Wesentlichen frei von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern waren. of two needle felts, which were arranged within the enclosure, that the near-surface areas were in the major surfaces of the core is substantially free of transversely disposed to the major surfaces fibers. Alle Elemente waren mit einer Kunststoffverbundfolie in Form einer Zweischichtfolie aus einem HDPE einer Dicke von 150 μm und einer Aluminiumschicht von 6 μm umhüllt. All the elements were wrapped with a plastic composite foil in the form of a two-layer film made from a HDPE having a thickness of 150 microns and an aluminum coating of 6 microns.
  • Drei Tage nach der Herstellung der drei Test-Elemente erfolgte eine erste Messung der Wärmeleitfähigkeit (Messung 1), bei der eine geringfügig bessere Wärmeleitfähigkeit, die allerdings im Rahmen der Messgenauigkeit liegt, für die erfindungsgemäßen Elemente 2 und 3 im Vergleich zum Element 3 nach dem Stand der Technik ermittelt wurde. Three days after the preparation of the three test elements were a first measurement of thermal conductivity (measurement 1), in which a slightly better thermal conductivity, which is, however, within the measurement accuracy, for the inventive elements 2 and 3 in comparison to the element 3 according to the the art was determined. Die zweite Messung erfolgte nach etwa zwei Monaten Lagerung bei Umgebungsbedingungen (Messung 2). The second measurement was carried out after about two months of storage at ambient conditions (measurement 2). Hier zeigte sich noch keine Veränderung der Wärmeleitfähigkeit λ. Here, no change in the thermal conductivity showed λ.
  • Danach wurden die Proben einer ersten künstlichen Alterung unterzogen, 21 Tage bei 80°C im Klimaschrank, die in etwa einem Zeitraum von drei Jahren entspricht. Thereafter, the samples of a first artificial aging were subjected to 21 days at 80 ° C in a climate cabinet, which approximately corresponds to a period of three years. Hierbei zeigte sich dann eine deutlich größere Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit des Standardprodukts gemäß Element 1 im Test gegenüber den erfindungsgemäß ausgestalteten Elementen 2 und 3 (Messung 3). Here, then a much larger increase in the thermal conductivity of the standard product according element 1 in the test compared with the inventively designed elements 2 and 3 (measurement 3) showed.
  • Dieses Ergebnis bestätigte sich dann nach einer zweiten künstlichen Alterung, 39 Tage bei 80°C im Klimaschrank welche, in etwa weiteren sechs Jahren entspricht, insgesamt als Summe der ersten und zweiten Alterung also etwa 9 Jahre. This result is then confirmed by a second artificial aging, 39 days at 80 ° C in a climate cabinet which, corresponds approximately to a further six years, a total of the sum of the first and second aging therefore about 9 years. Die Wärmeleitfähigkeit hatte sich hier im Standardprodukt gemäß Element 1 nochmals deutlich erhöht, wobei sich der Abstand zu den erfindungsgemäß ausgestalteten Elementen 2 und 3 weiter vergrößert hat (Messung 4). The thermal conductivity had increased here in the standard product according element 1 again significantly, whereby the distance to the inventively designed elements has further increased 2 and 3 (measurement 4).
  • Die beiden erfindungsgemäßen Elemente 2 und 3 zeigten somit im Versuch auf Dauer gesehen eine beständigere Wärmedämmwirkung als ein Vakuum-Isolations-Paneel mit einem herkömmlichen Nadelfilz. The two elements 2 and 3 according to the invention thus showed in the experimental permanent seen a more stable thermal insulation effect as a vacuum insulation panel with a conventional needle felt.
  • Die Erfindung lässt neben den erläuterten Ausführungsformen weitere Gestaltungsansätze zu. The invention allows in addition to the illustrated embodiments further design approaches.
  • So kann der Kern des Vakuum-Isolations-Paneels auch aus mehr als zwei Lagen bzw. drei Schichten aufgebaut sein. Thus, the core of the vacuum insulation panel can also be constructed from more than two layers or three layers. Hierbei können sich Schichten, die frei sind von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern mit anderen, vernadelten Schichten abwechseln. Here, layers which are free of alternate transverse to the major surfaces with other fibers, needled layers. Im Rahmen der Erfindung ist hier vor allem wesentlich, dass ein oberflächennaher Bereich an wenigstens einer Großfläche des Kerns im Wesentlichen frei ist von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern. Within the scope of the invention is especially essential here that a near-surface region on at least one major surface of the core is substantially free of arranged transverse to the major surfaces fibers.
  • Ferner ist es beispielsweise auch möglich, den Kern derart zweilagig auszugestalten, dass eine erste Lage aus einem einseitig und nur teilweise hindurch vernadelten Nadelfilz besteht, so dass dort ein oberflächennaher Bereich gegeben ist, der im Wesentlichen frei ist von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern, und eine zweite Lage aus einer Faserschicht mit überwiegend laminar ausgerichteten, nicht gebundenen Fasern bindemittelfrei an der Großfläche der ersten Lage angeordnet ist, welche quer zu den Großflächen angeordnete Fasern im oberflächennahen Bereich aufweist. Further, it is for example also possible to configure the core in such a manner in two layers such that a first layer of a unilaterally and only partly through needled needle felt composed, so that there is a near-surface area is given, which is substantially free disposed transversely to the major surfaces fibers, and a second layer of a fibrous layer with a predominantly laminar oriented, non-bonded fibers disposed on the binder-free major surface of the first layer having transverse to the major surfaces arranged fibers in the superficial region. Auch hierdurch lassen sich letztendlich an den oberflächennahen Bereichen beider Großflächen des Kerns Abschnitte ausbilden, welche frei von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern sind. Also thereby be ultimately at the near-surface areas of both major faces of the core forming portions, which are free from transverse to the major surfaces fibers.
  • Zudem ist es auch möglich, dass die Umhüllung aus einer Edelstahlfolie ausgebildet ist. Moreover, it is also possible that the sheath is formed of a stainless steel foil. Auch eine andere Art einer Metallfolie kann eingesetzt werden. Another type of metal foil can be used.
  • Die im Kern angeordneten Fasern können alternativ oder ergänzend auch organische Fasern umfassen. Arranged in the core fibers can alternatively or additionally also comprise organic fibers. Hierbei sind insbesondere Fasern aus einem thermoplastischen Material bevorzugt, wie zum Beispiel aus Polyethylen, Polyamid oder Polypropylen. Here fibers are particularly preferably made of a thermoplastic material such as polyethylene, polyamide or polypropylene.
  • In den Ausführungsbeispielen gemäß der In the embodiments according to the 1 1 und and 2 2 ist der Kern is the core 12 12 bzw. or. 22 22 bindemittelfrei ausgebildet. formed binder-free. Sofern dies beispielsweise aus verarbeitungstechnischen Zwecken gewünscht ist, kann jedoch auch ein sich im Vakuum nicht zersetzendes Bindemittel Anwendung finden. If desired, for example, from processing-related purposes, but can also apply a non-disintegrating vacuum binder. Hierfür sind insbesondere anorganische Bindemittel wie zum Beispiel Wasserglas geeignet. For this purpose, inorganic binders such as water glass are particularly suitable.
  • Zudem ist es auch möglich, dass der Kern eine Kaschierung aufweist, wobei dann vorzugsweise ein sich nicht im Vakuum zersetzendes Bindemittel zur Fixierung der Kaschierung verwendet wird. Moreover, it is also possible that the core has a lamination, wherein then preferably a non-disintegrating in vacuo binder is used for fixing the lamination.
  • Zudem ist es auch möglich, dass der Kern ein Gettermaterial aufweist, womit die Lebensdauer des Vakuum-Isolations-Paneels weiter erhöht werden kann. Moreover, it is also possible that the core comprises a getter material, whereby the life of the vacuum insulation panel can be further increased.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
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    • EP 0128235 A1 [0013] EP 0128235 A1 [0013]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur Cited non-patent literature
    • EN 12667 [0053] EN 12667 [0053]

Claims (10)

  1. Vakuum-Isolations-Paneel ( Vacuum insulation panel ( 10 10 ; ; 20 20 ) mit einem Kern ( ) (With a core 12 12 ; ; 22 22 ) aus Fasern und einer Umhüllung ( ) (Of fibers and a sheath 11 11 ; ; 21 21 ), in welcher der Kern ( ) In which the core ( 12 12 ; ; 22 22 ) im evakuierten Zustand vorliegt, wobei der Kern ( ) Is present in the evacuated state, wherein said core ( 12 12 ; ; 22 22 ) wenigstens einen Nadelfilz mit einer Vielzahl vorwiegend parallel zu den Großflächen des Nadelfilzes angeordneten Fasern, sowie einzelnen Fasern an Nadelungspunkten aufweist, die durch einen Nadelungsvorgang vorwiegend quer zu den Großflächen angeordnet sind, und durch welche die Fasern des Nadelfilzes derart verfilzt sind, dass der Nadelfilz als ein Element handhabbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberflächennaher Bereich an wenigstens einer Großfläche des Kerns ( ) Having at least one needle felt with a plurality of predominantly parallel to the major surfaces of the needle felt arranged fibers, as well as individual fibers to acupuncture points, which are arranged by a needling process mainly transverse to the major surfaces, and by which the fibers of the needled fabric are entangled so that the needle felt can be handled as one element, characterized in that a near-surface region on at least one major surface of the core ( 12 12 ; ; 22 22 ) im Wesentlichen frei ist von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern. ) Is substantially free of arranged transverse to the major surfaces fibers.
  2. Vakuum-Isolations-Paneel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oberflächennahe Bereich an beiden Großflächen des Kerns ( Vacuum insulation panel according to claim 1, characterized in that the near-surface area (on both major surfaces of the core 12 12 ; ; 22 22 ) im Wesentlichen frei ist von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern. ) Is substantially free of arranged transverse to the major surfaces fibers.
  3. Vakuum-Isolations-Paneel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern ( Vacuum insulation panel according to claim 1 or 2, characterized in that the core ( 22 22 ) zweilagig ausgebildet ist, wobei jede Lage aus einem Nadelfilz ( ) Is formed in two layers, each layer (made of a needled felt 22a 22a , . 22b 22b ) besteht, bei dem ein oberflächennaher Bereich an einer Großfläche im Wesentlichen frei ist von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern, und wobei die beiden Lagen aus Nadelfilz so zueinander angeordnet sind, dass deren Großflächen, welche im oberflächennahen Bereich quer zu den Großflächen angeordnete Fasern aufweisen, aufeinander zuweisen. ) Is made in which a near-surface area of ​​a major surface is substantially free disposed transversely to the major surfaces fibers, and wherein the two layers of needled felt are arranged to each other, that have their major surfaces which close to the surface transverse to the major surfaces arranged fibers , facing each other.
  4. Vakuum-Isolations-Paneel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Lagen aus Nadelfilz mindestens eine weitere nicht das Vakuum beeinträchtigende Dämmstofflage angeordnet ist, insbesondere einseitig oder beidseitig genadelte Nadelfilze. Vacuum insulation panel according to claim 3, characterized in that at least one further non-vacuum impairing insulation material layer is disposed between the two layers of needled felt, especially needled on one or both needle felts.
  5. Vakuum-Isolations-Paneel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung aus einer Kunststoffverbundfolie ausgebildet ist. Vacuum insulation panel according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the envelope is formed of a composite plastic film.
  6. Vakuum-Isolations-Paneel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern anorganische Fasern, bevorzugt Mineralwolle, insbesondere Glaswolle oder Steinwolle, oder Textilglasfasern sind. Vacuum insulation panel according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the fibers are preferably inorganic fibers, mineral wool, especially glass wool or rock wool, or textile glass fibers.
  7. Vakuum-Isolations-Paneel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern ( Vacuum insulation panel according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the core ( 12 12 ; ; 22 22 ) bindemittelfrei ausgebildet ist. ) Is binder-free.
  8. Vakuum-Isolations-Paneel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern ( Vacuum insulation panel according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the core ( 12 12 ; ; 22 22 ) keine Kaschierung aufweist. having) no lamination.
  9. Verwendung eines Nadelfilzes mit einer Vielzahl vorwiegend parallel zu den Großflächen des Nadelfilzes angeordneten Fasern, sowie einzelnen Fasern an Nadelungspunkten, die durch einen Nadelungsvorgang vorwiegend quer zu den Großflächen angeordnet sind, und durch welche die Fasern des Nadelfilzes derart verfilzt sind, dass der Nadelfilz als ein Element handhabbar ist, und bei dem ein oberflächennaher Bereich an einer Großfläche im Wesentlichen frei ist von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern, als Kern ( Using a needle-felt with a plurality of predominantly parallel to the major surfaces of the needle felt arranged fibers, as well as individual fibers to acupuncture points, which are arranged by a needling process mainly transverse to the major surfaces, and by which the fibers of the needled fabric are entangled so that the needle felt as a element is handled, and in which a near-surface area of ​​a major surface is substantially free of arranged transverse to the major surfaces fibers (as a core 12 12 ) für ein Vakuum-Isolations-Paneel ( ) (For a vacuum insulation panel 10 10 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8. ) According to one of claims 1 to. 8
  10. Verwendung von zwei Nadelfilzen ( Using two needle felts ( 22a 22a , . 22b 22b ), welche jeweils mit einer Vielzahl vorwiegend parallel zu den Großflächen des Nadelfilzes angeordneten Fasern, sowie einzelnen Fasern an Nadelungspunkten ausgebildet sind, die durch einen Nadelungsvorgang vorwiegend quer zu den Großflächen angeordnet sind, und durch welche die Fasern des Nadelfilzes derart verfilzt sind, dass der Nadelfilz als ein Element handhabbar ist, und bei denen jeweils ein oberflächennaher Bereich an einer Großfläche im Wesentlichen frei ist von quer zu den Großflächen angeordneten Fasern, als Kern ( ), Which are respectively formed with a plurality of predominantly parallel to the major surfaces of the needle felt arranged fibers, as well as individual fibers to acupuncture points, which are arranged by a needling process mainly transverse to the major surfaces, and by which the fibers of the needled fabric are entangled so that the needle felt can be handled as one element, and in each of which a near-surface area of ​​a major surface is substantially free of arranged transverse to the major surfaces fibers (as a core 22 22 ) für ein Vakuum-Isolations-Paneel ( ) (For a vacuum insulation panel 20 20 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die beiden Nadelfilze ( ) According to one of claims 1 to 8, wherein the two needle felts ( 22a 22a , . 22b 22b ) so zueinander angeordnet sind, dass deren Großflächen, welche im oberflächennahen Bereich quer zu den Großflächen angeordnete Fasern aufweisen, aufeinander zuweisen. ) Are arranged to each other so that their major surfaces which have in the near-surface region transverse to the major surfaces arranged fibers face each other.
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