DE112017006174T5

DE112017006174T5 - Verfahren zum herstellen eines aufgeschäumten wärmeisolierenden materials und aufgeschäumtes wärmeisolierendes material

Info

Publication number: DE112017006174T5
Application number: DE112017006174.1T
Authority: DE
Inventors: Yusuke Nakanishi; Yuta KUBO; Masaru Imaizumi; Kazushi Kono
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2019-08-14
Also published as: JPWO2018105394A1; WO2018105394A1; CN110023386A; JP6677426B2; US20190283288A1

Abstract

Es wird ein aufgeschäumtes wärmeisolierendes Material angegeben, das ein Gas mit geringer Wärmeleitfähigkeit einkapselt und das ein hohes Wärmeisolations-Leistungsvermögen hervorbringt. Kügelchen (2) mit einem hohen Schmelzpunkt, die bis zu einem vorgeschriebenen Expansions-Verhältnis mit einem Gas mit geringer thermischer Leitfähigkeit aufgeschäumt werden, indem ein Harz verwendet wird, das bei der Temperatur zur Bildung von Kügelchen nicht weich wird und das eine geringe Gas-Durchgangsrate aufweist, werden mit Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen (3) gemischt, die innerhalb eines Formkörpers aufzuschäumen sind, und das resultierende Gemisch wird in einen Formhohlraum (4b) zur Bildung von Kügelchen eingebracht und durch Erwärmen aufgeschäumt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials sowie auf ein aufgeschäumtes wärmeisolierendes Material.
STAND DER TECHNIK
Bei einem aufgeschäumten wärmeisolierenden Material handelt es sich um eine Zellenstruktur, die ein Gas in Räumen einkapselt, die durch Wände aus einem Harz gebildet sind und einen Durchmesser von weniger als ungefähr 1 mm aufweisen. Um eine thermische Leitfähigkeit von zum Beispiel weniger als 0,04 W/mK sicherzustellen, die nahe bei einem oberen Grenzwert einer thermischen Leitfähigkeit von aufgeschäumten wärmeisolierenden Kunststoffmaterialien liegt, der in Japanese Industrial Standards „Thermal Insulating Materials und Products für Buildings“ definiert ist, muss das aufgeschäumte wärmeisolierende Material eine große Menge des Gases darin einkapseln und eine relative Dichte von weniger als 1/10 in Bezug auf das Harz mit dem gleichen Volumen aufweisen.
Um ein höheres Wärmeisolations-Leistungsvermögen zu realisieren, werden Verfahren eingesetzt, wie beispielsweise ein Mikronisieren von Zellen, während ein hohes Expansions-Verhältnis aufrechterhalten wird, wobei ein Harz mit einer geringen thermischen Leitfähigkeit oder ein Gas mit einer geringen thermischen Leitfähigkeit verwendet wird, sowie ein Minimieren von Strahlungswärme.
Als ein aufgeschäumtes wärmeisolierendes Material mit einem hohen Wärmeisolations-Leistungsvermögen ist ein steifer Urethan-Schaum bekannt, wobei Kohlenwasserstoff als Aufschäumungsmittel verwendet wird. Der steife Urethan-Schaum kapselt Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Pentan und Butan, die eine geringere thermische Leitfähigkeit als Luft aufweisen, sowie Kohlenstoffdioxid, das durch eine Urethan-Reaktion erzeugt wird, in Schaumzellen ein, um so eine thermische Leitfähigkeit zu erhalten, die ungefähr gleich 0,02 W/mK und damit geringer als jene von Luft ist.
Der steife Urethan-Schaum weist jedoch Nachteile auf, die eine geringere Wärmebeständigkeit und eine geringere Flammbeständigkeit, eine Formungszeit von bis zu mehreren Minuten sowie eine Notwendigkeit für einen explosionsgeschützten Aufbau von Fertigungsanlagen und Vorrichtungen umfassen, was die Kosten in Bezug auf eine Kapitalanlage erhöht.
Im Hinblick darauf wird der steife Urethan-Schaum durch ein Verfahren zum Aufschäumen von Formkügelchen ersetzt, bei dem ein aufgeschäumtes wärmeisolierendes Material mittels eines einzigen Formungsschritts in eine Form eines zu installierenden Produkts gebracht wird. Dieses Verfahren zum Aufschäumen von Formkügelchen weist einen vorbereitenden Aufschäumungsschritt auf, bei dem ein Verdampfungs-Aufschäumungsmittel, wie beispielsweise Kohlenwasserstoff, in Harzpartikeln in Form von Kügelchen aufgelöst wird und das Harz erwärmt wird, um das Aufschäumungsmittel zu verdampfen und die Kügelchen zu expandieren.
Nach dem vorbereitenden Aufschäumungsschritt werden die vorbereitend aufgeschäumten Kügelchen in einen Formkörper eingebracht. Danach werden die Kügelchen mittels eines erwärmten Dampfs oder dergleichen erwärmt und wieder aufgeschäumt, um Oberflächen der Partikel miteinander zu verschmelzen. Ein hergestelltes Produkt, das so erhalten wird, wird während ungefähr eines gesamten Tags und einer gesamten Nacht in einer Trocknungskammer ruhiggehalten, um es zu trocknen und die Schrumpfung nach der Herstellung zu stabilisieren.
Zu exemplarische Harzen, die für das vorstehend beschriebene Verfahren zum Aufschäumen von Formkügelchen verwendet werden, gehören Polystyrol, Polypropylen sowie Polyethylen. Exemplarische Kohlenwasserstoffe sind lediglich beispielsweise Butan, Propan und Pentan. Das Kohlenwasserstoffgas in den Schaumzellen wird durch Luft ersetzt, während diese nach der Bildung ruhiggehalten werden.
Als Verfahren zur Verbesserung des Wärmeisolations-Leistungsvermögens eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials, das mittels eines Verfahrens zum Aufschäumen von Formkügelchen erhalten wird, ist ein Herstellungsverfahren bekannt, das ein Hinzufügen einer Substanz zur Verringerung einer Strahlungskomponente umfasst, wie zum Beispiel in der JP 2003-192 821 A offenbart (Patentliteratur 1).
LITERATURLISTE
Patentliteratur
Patentdokument 1: JP 2003-192 821 A
Aufgeschäumte wärmeisolierende Materialien, die mittels Verfahren zum Aufschäumen von Formkügelchen einschließlich des vorstehend beschriebenen Beispiels des Stands der Technik erhalten werden, weisen ungeachtet von Harzarten, Aufschäumungsmittelarten und Herstellungsverfahren Luft auf, die in Schaumzellen eingebracht ist. Dadurch wird es unmöglich, eine thermische Leitfähigkeit zu erzielen, die geringer als die thermische Leitfähigkeit von Luft ist, die gleich 0,024 W/mK ist.
Da das in dem Patentdokument 1 offenbarte Herstellungsverfahren zur Verbesserung des Wärmeisolations-Leistungsvermögens einen Effekt hervorruft, der auf eine Verringerung der Strahlungswärme beschränkt ist, kann ein Effekt hinsichtlich einer Verbesserung, der eine Zunahme der Materialkosten durch Hinzufügen des Additivs kompensiert, bedauerlicherweise nicht erzielt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Die Erfindung wurde konzipiert, um die vorstehenden Probleme zu lösen, und die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials sowie ein aufgeschäumtes wärmeisolierendes Material anzugeben, durch die sich ein hohes Wärmeisolations-Leistungsvermögen ergibt.
Lösung für das Problem
Ein Verfahren zum Herstellen eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes aufweist:

- einen Schritt, bei dem vorbereitend Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt aufgeschäumt werden, welche die thermische Leitfähigkeit eines internen Gases bei einer Temperatur zur Bildung von Formkügelchen auf einem geringeren Wert als dem von Luft halten;
- einen Schritt, bei dem die aufgeschäumten Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt mit Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen gemischt werden und das Gemisch in einen Formkörper eingebracht wird; sowie
- einen Schritt, bei dem die Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt und die Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen, die in den Formkörper eingebracht worden sind, bei der Temperatur zur Bildung von Formkügelchen erwärmt werden. Die Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen haben nach dem Formen eine geringere Größe als die Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt.

Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Das Verfahren zum Herstellen eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials gemäß der Erfindung bewirkt, dass die Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt vorbereitend mittels eines Verfahrens aufgeschäumt werden, das sich von dem Aufschäumen von Kügelchen unterscheidet. Infolgedessen kann ein Gas mit einer geringeren thermischen Leitfähigkeit als jener von Luft in Zellen eingebracht werden, und die Zellen können mikronisiert werden, um so ein hohes Wärmeisolations-Leistungsvermögen sicherzustellen und den Energieverbrauch eines zu installierenden Produkts zu reduzieren.
Figurenliste
In den Figuren zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Querschnittsansicht des aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
3a eine schematische Abbildung, die einen Zustand eines Materials von einem Schritt zum Einbringen des Materials bis zu einem Schritt zum aufschäumenden Bilden von Formkügelchen aus dem aufgeschäumten wärmeisolierenden Material gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
3b eine schematische Abbildung, die einen Zustand des Materials von dem Schritt zum Einbringen des Materials bis zu dem Schritt zum aufschäumende Bilden von Formkügelchen aus dem aufgeschäumten wärmeisolierenden Material gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
4 eine schematische Abbildung, die ein Verfahren zum Herstellen von Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung mittels eines Extrusions-Formvorgangs darstellt;
5a eine schematische Abbildung, die ein Verfahren zum Herstellen der Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung eines Autoklaven darstellt;
5b eine schematische Abbildung, die das Verfahren zum Herstellen der Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung des Autoklaven darstellt;
6 eine Querschnittsansicht eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
7 eine schematische Strukturabbildung, die ein aufgeschäumtes Kügelchen gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
8 eine schematische Strukturabbildung, die ein Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
9 eine Querschnittsansicht eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung;
10 eine Querschnittsansicht eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung;
11 eine Querschnittsansicht eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung;
12 eine Querschnittsansicht eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials gemäß einer zehnten Ausführungsform der Erfindung.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden die bevorzugten Ausführungsformen eines Verfahrens zum Herstellen eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials sowie eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind die gleichen oder entsprechende Komponenten mit identischen Bezugszeichen und Symbolen bezeichnet und werden nicht wiederholt beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 ist eine perspektivische Ansicht eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Wie in 1 dargestellt, handelt es sich bei einem aufgeschäumten wärmeisolierenden Material 1 um eine dreidimensionale Struktur, die einen Hauptbereich 1a, Flansche 1b, einen Vorsprung 1c sowie ein Loch 1d gemäß einer Form eines zu installierenden Produkts aus dem wärmeisolierenden Material aufweist, und diese Bereiche werden mittels eines aufschäumenden Bildens von Formkügelchen integral geformt.
2 ist eine Querschnittsansicht einer Konfiguration des aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials 1. Wie in 2 dargestellt, handelt es sich bei dem aufgeschäumten wärmeisolierenden Material 1 um ein geformtes Produkt, bei dem durch ausgefüllte Kreise gekennzeichnete Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt und durch offene Kreise gekennzeichnete Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 gemischt sind. Die Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt bestehen aus einem Harz, das auch bei einer Temperatur eines erwärmten Dampfs von 80 °C bis 120 °C bei der Bildung von Formkügelchen nicht weich wird. Die Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt, die in einem vorbereitenden Schritt zu einer endgültigen Form aufgeschäumt worden sind, werden in einen Formkörper zur Bildung von Kügelchen eingebracht.
Beispiele für das Harzmaterial umfassen: Polyethylen-Terephthalat, Polypropylen, thermoplastische Polyurethan-Elastomere sowie Ethylen-Vinyl-Alkohol-Copolymer-Harze. Bei den Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 handelt es sich um Kügelchen, die aus Kügelchen bildendem Polystyrol für einen Normalgebrauch bestehen, sie werden bei der Temperatur eines erwärmten Dampfs bei der Bildung von Formkügelchen weich und werden aufgeschäumt.
Die 3a und 3b sind schematische Abbildungen, die Zustände des Materials von einem Schritt zum Einbringen des Materials bis zu einem Schritt zum aufschäumenden Bilden von Formkügelchen aus dem aufgeschäumten wärmeisolierenden Material 1 darstellen.
Wie in 3a dargestellt, werden die durch ausgefüllte Kreise gekennzeichneten Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt und die durch offene Kreise gekennzeichneten Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3, die im Voraus in einem vorgegebenen Verhältnis gemischt worden sind, aus Materialzuführungsöffnungen 4a in einen Formhohlraum 4b zur Bildung von Kügelchen eingebracht.
Nachdem das Material eingebracht worden ist, wird der Formkörper mit erwärmtem Dampf gefüllt, der aus Zuführungsöffnungen für den erwärmten Dampf (nicht dargestellt) zugeführt wird, und die Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt sowie die Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 werden auf eine hohe Temperatur erwärmt, wie in 3b dargestellt. So werden die Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 weich und werden durch Verdampfung des eingetauchten Aufschäumungsmittels wieder aufgeschäumt.
Wenn die Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 wieder aufgeschäumt und expandiert werden, wird das Material ohne Zwischenräume in den Formhohlraum 4b zur Bildung von Kügelchen eingebracht. Darüber hinaus werden die Oberflächen der Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 weich, so dass die Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 miteinander verschmelzen, um so die Gestalt auch nach einer Entnahme aus dem Formkörper beizubehalten.
Während sich die Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 verändern, wie vorstehend beschrieben, werden die Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt nicht weich und werden nicht wieder aufgeschäumt und halten die thermische Leitfähigkeit eines internen Gases auf einem geringeren Wert als dem von Luft, und sie werden in einem Zustand gehalten, wie er vor dem Einbringen in den Formhohlraum 4b zur Bildung von Kügelchen war.
Als Nächstes werden Verfahren zum Herstellen der Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt beschrieben. Verfahren zum Herstellen der Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt gemäß der Erfindung sind jedoch nicht auf diese beschränkt.
4 ist eine schematische Abbildung, die ein Verfahren zum Herstellen der Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt mittels eines Schaum-Extrusions-Formvorgangs darstellt. Wie unter Bezugnahme auf 4 ersichtlich, weist eine Vorrichtung für einen Schaum-Extrusions-Formvorgang einen Extrusions-Formgeber 5 und eine Aufschäumungsmittel-Zuführungseinrichtung 6 auf. Der Extrusions-Formgeber 5 und die Aufschäumungsmittel-Zuführungseinrichtung 6 sind in einem Zwischenbereich eines Schneckenzylinders 5a des Extrusions-Formgebers 5 mittels eines Verbindungsventils 7 gekoppelt.
Ein Harzmaterial der Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt, das von einer Materialzuführungseinheit 5b zugeführt wird, wird mittels einer Drehbewegung einer Schnecke 5d, die durch einen Antrieb eines Motors 5c bewirkt wird, zu einem Formkörper 5e transferiert. In dem Transferdurchlass wird das Harzmaterial mittels Erwärmung durch eine Heizvorrichtung (nicht dargestellt), die an dem Schneckenzylinder 5a angeordnet ist, und mittels einer Schererwärmung geschmolzen, die durch eine Drehung der Schnecke 5d verursacht wird.
Der Druck eines Aufschäumungsmittels von einer Aufschäumungsmittel-Zuführungsquelle 6a wird mittels einer Aufschäumungsmittel-Zuführungspumpe 6b auf einen vorgegebenen Druck erhöht, und es wird in dem Schneckenzylinder 5a mit dem geschmolzenen Harz gemischt. Das Aufschäumungsmittel wird durch Mischen mittels der Schnecke 5d und durch den Druck des Harzes in dem Schneckenzylinder 5a in dem Harz aufgelöst, und das Gemisch wird aus dem Formkörper 5e extrudiert.
Wird der Druck beim Extrudieren aus dem Formkörper 5e reduziert, so wird das aufgelöste Aufschäumungsittel verdampft, und das geschmolzene Harz wird abgekühlt und verfestigt, um ein geformtes Schaumprodukt aus dem Harz zu bilden. Nach der Bildung wird das geformte Schaumprodukt durch eine Einrichtung hindurchgeleitet, wie beispielsweise eine Pulverisiervorrichtung und eine Granuliervorrichtung, um das Harz auf eine vorgegebene Länge zu schneiden, so dass dadurch die Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt gebildet werden.
Die 5a und 5b sind schematische Abbildungen, die ein Verfahren zum Herstellen der Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt durch Aufschäumen mit einem Autoklaven darstellen. Der Autoklav 8 weist einen Materialanordnungsbereich 8a und ein Ablassventil 8b auf, und er kann den Innenraum des Materialanordnungsbereichs 8a erwärmen. Wie in 5a dargestellt, wird dem Materialanordnungsbereich 8a ein Aufschäumungsmittel von der Aufschäumungsmittel-Zuführungsquelle 6a durch die Aufschäumungsmittel-Zuführungseinrichtung 6 und das Verbindungsventil 7 zugeführt.
Ein Harzmaterial der Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt, das in den Materialanordnungsbereich 8a eingebracht worden ist, wird während einer vorgegebenen Zeitspanne in einer unter einem hohen Druck eingebrachten Aufschäumungs-Gasatmosphäre ruhiggehalten, um das Aufschäumungsmittel in dem Harzmaterial aufzulösen.
Wie in 5b dargestellt, wird das Harzmaterial nach der Auflösung des Aufschäumungsmittels in einen gummiartigen Zustand erwärmt. Wenn das Aufschäumungsmittel aus dem Ablassventil 8b abgelassen wird, so wird der Druck in dem Materialanordnungsbereich 8a verringert, um zu bewirken, dass das in dem Harzmaterial aufgelöste Aufschäumungsmittel verdampft, um das Harzmaterial zu expandieren, so dass die Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt erhalten werden.
Alternativ ist es in einer ähnlichen Weise wie bei den aufgeschäumten Kügelchen beim Stand der Technik nach einem Eintauchen der Harzpartikel in Form von Kügelchen in ein Aufschäumungsmittel und bei einer Erwärmung des Harzes zur Verdampfung des Aufschäumungsmittels möglich, den vorbereitenden Aufschäumungsschritt nicht durchzuführen, es ist jedoch möglich, die Harzpartikel bis zu einem vorgegebenen Aufschäumungs-Expansions-Verhältnis zu expandieren, um die Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt zu bilden.
Wenn Substanzen, wie beispielsweise Polyethylen-Terephthalat, Nylon und Ethylen-Vinyl-Alkohol-Copolymer-Harze, als Harzmaterial der Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt verwendet werden, ist ein Hindurchgehen eines internen Gases weniger wahrscheinlich als bei drei Substanzen, die zum Aufschäumen von Formkügelchen gemäß dem Stand der Technik verwendet werden, und zwar Polystyrol, Polypropylen und Polyethylen.
Wenn Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise ein Kohlensäuregas, Butan und Pentan, und Fluorwasserstoff-Olefin, die eine geringere thermische Leitfähigkeit als Luft aufweisen, als Aufschäumungsmittel verwendet werden, können die Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt eine geringere thermische Leitfähigkeit als die aufgeschäumten Kügelchen des Stands der Technik erhalten.
Gemäß der ersten Ausführungsform kann das Gas, das eine geringere thermische Leitfähigkeit als Luft aufweist, im Voraus bei einem Schritt vor dem Aufschäumen von Formkügelchen in Schaumzellen der Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt eingebracht werden, und ein Hindurchgehen des Gases aus dem Inneren der Schaumzellen ist weniger wahrscheinlich, so dass eine geringe thermische Leitfähigkeit aufrechterhalten wird.
Zweite Ausführungsform
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 6 ist eine Querschnittsansicht eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials gemäß der zweiten Ausführungsform.
Wie in 6 dargestellt, sind die durch ausgefüllte Kreise gekennzeichneten Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt in dem aufgeschäumten wärmeisolierenden Material 1 gemäß der zweiten Ausführungsform so gebildet, dass sie größer als die durch offene Kreise gekennzeichneten Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 sind. Wenn die Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt größer als die Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 gestaltet werden, wird ein Anteil der Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt in einem Volumen des aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials 1 erhöht, auch wenn die Anzahl der Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt die gleiche wie die Anzahl der Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 ist.
Da die Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3, die kleiner als die Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt sind, darüber hinaus leichter in Zwischenräume zwischen den Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt gelangen, besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass die Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 bei einem aufschäumenden Bilden von Formkügelchen miteinander verschmelzen.
Gemäß der zweiten Ausführungsform kann der Anteil der Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt, die ein hohes Wärmeisolations-Leistungsvermögen aufweisen, im Volumen erhöht werden, um ein noch höheres Wärmeisolations-Leistungsvermögen zu erzielen. Da eine höhere Wahrscheinlichkeit besteht, dass die Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 miteinander verschmelzen, kann die Form des aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials 1 leichter aufrechterhalten werden.
Dritte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 7 ist eine schematische Strukturabbildung, die ein Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt gemäß der dritten Ausführungsform darstellt.
Wenn ein Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt gemäß der dritten Ausführungsform aufgeschäumt wird, weist dieses, wie in 7 dargestellt, Schaumzellen 2b auf, die mit Zellenwänden 2a bedeckt sind, und an einer äußeren Oberfläche des Kügelchens ist eine Umhüllungsschicht 2c ausgebildet. Die Umhüllungsschicht 2c weist zum Zeitpunkt der Bildung der Formkügelchen eine Gasbarrieren-Eigenschaft sowie eine Schmelzbarkeit auf. Exemplarische Materialien sind lediglich beispielsweise Polyvinyl-Alkohol und Ethylen-Vinyl-Alkohol-Copolymer-Harz.
Verfahren zur Bildung der Umhüllungsschicht 2c umfassen eine Sprüh-beschichtung und ein Eintauchen in einen Behälter mit einer Beschichtungsflüssigkeit, sind jedoch nicht auf diese beschränkt. Alternativ ist es möglich, dass das aufgeschäumte wärmeisolierende Material 1 keine Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 aufweist, dass es jedoch die Umhüllungsschichten 2c aufweist, die zum Zeitpunkt der Bildung der Formkügelchen zur Aufrechterhaltung der Form durch Dampferwärmung miteinander verschmolzen werden.
Gemäß der dritten Ausführungsform kann die Gasbarrieren-Eigenschaft der Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt verbessert werden, um das hohe Wärmeisolations-Leistungsvermögen auf einer langfristigen Basis aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus werden die Umhüllungsschichten 2c durch die Dampferwärmung zum Zeitpunkt der Bildung der Formkügelchen weich, so dass bewirkt wird, dass die Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt eine Schmelzbarkeit aufweisen, so dass die Notwendigkeit für die Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 eliminiert wird.
Es kann ein noch höheres Wärmeisolations-Leistungsvermögen erzielt werden, und die Zeitdauer für das Bilden der Formkügelchen kann verkürzt werden, so dass die Herstellungskosten für das aufgeschäumte wärmeisolierende Material reduziert werden.
Vierte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine vierte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 8 ist eine schematische Strukturabbildung, die ein Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt gemäß der vierten Ausführungsform darstellt.
Wie in 8 dargestellt, weist das Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt gemäß der vierten Ausführungsform eine innere Schicht 2d und eine äußere Schicht 2e auf, die sich in Bezug auf Material, Schaum-Expansions-Verhältnis und Zellendurchmesser unterscheiden. Das Harz der äußeren Schicht 2e weist eine höhere Gasbarrieren-Eigenschaft als das Harz der inneren Schicht 2d auf.
Das bei der vierten Ausführungsform dargestellte Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt wird durch einen Extrusions-Formvorgang hergestellt, das heißt, durch Mehrfachschichtbildung, bei der einem einzigen Formkörper zwei oder mehr Arten von Harzen zugeführt werden, oder durch Bilden der inneren Schicht 2d in einem ersten Extrusions-Formvorgang-Schritt und Anbringen der äußeren Schicht 2e an einer äußeren Peripherie der inneren Schicht 2d in einem Formkörper, während die innere Schicht 2d in einem zweiten Extrusions-Formvorgang-Schritt von einer stromaufwärts gelegenen Seite des Formkörpers zugeführt wird.
Ein Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt kann erhalten werden, indem in einer ähnlichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform einem Extruder von jeder von der inneren Schicht 2d und der äußeren Schicht 2e ein Aufschäumungsmittel zugeführt wird und ein Schaum-Extrusions-Formvorgang durchgeführt wird, oder es kann durch einen Extrusions-Formvorgang gefolgt von einem Aufschäumen mit einem Autoklaven erhalten werden.
Alternativ ist es möglich, dass der vorbereitende Aufschäumungsschritt in einer ähnlichen Weise wie bei den aufgeschäumten Kügelchen beim Stand der Technik nach einem Eintauchen eines Harzpartikels in Form eines Kügelchens in ein Aufschäumungsmittel für jede von der inneren Schicht 2d und der äußeren Schicht 2e und bei einer Erwärmung des Harzes zur Verdampfung des Aufschäumungsmittels nicht durchgeführt wird, das Harzpartikel jedoch bis zu einem vorgegebenen Schaum-Expansions-Verhältnis expandiert wird, um Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt zu bilden. Die Anzahl von Schichten ist nicht auf 2 beschränkt.
Da die innere Schicht 2d gemäß der vierten Ausführungsform mit der äußeren Schicht 2e bedeckt ist, können für die innere Schicht 2d zur Reduktion von Herstellungskosten und Materialkosten Materialien verwendet werden, die eine niedrige Schmelztemperatur und eine geringe Gasbarrieren-Eigenschaft aufweisen und kostengünstig sowie leicht aufzuschäumen und zu bilden sind.
Fünfte Ausführungsform
Zum Zeitpunkt einer Bildung der Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt können zum Beispiel ein kristallines Nukleierungsmittel und ein Polymerketten-Verlängerungsmittel zu Materialien hinzugefügt werden.
Wenn die Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt durch den bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Schaum-Extrusions-Formvorgang gebildet werden, können das kristalline Nukleierungsmittel und das Polymerketten-Verlängerungsmittel verknetet und im Voraus in den Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt verteilt werden, oder das kristalline Nukleierungsmittel, das Polymerketten-Verlängerungsmittel und dergleichen können aus der Materialzuführungseinheit 5b (siehe 4) in einer Weise getrennt von einem Harzmaterial eingebracht und mittels der Mischfunktion der Schnecke 5d (siehe 4) verknetet sowie verteilt werden, während sie durch den Schneckenzylinder 5a (siehe 4) hindurch geleitet werden. Es kann eine Art oder eine Mehrzahl von Arten von Additiven hinzugefügt werden.
Wenn ein Aufschäumungsmittel gemäß der fünften Ausführungsform verdampft und expandiert wird, vergrößert eine Zugabe des kristallinen Nukleierungsmittels die Anzahl von Schaumkernen, die zur Mikronisierung von Schaumzellen erzeugt werden, und eine Zugabe des Polymerketten-Verlängerungsmittels verbessert die Viskosität des Harzes bei einer Aufschäumung, um Blasen in einem mikronisierten Zustand zu stabilisieren, so dass das Wärmeisolations-Leistungsvermögen der Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt weiter verbessert wird.
Sechste Ausführungsform
Zu den Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt kann ein Strahlung reduzierendes Mittel hinzugefügt werden. Beispiele für ein Strahlung reduzierendes Mittel umfassen Ruß, Graphit und Titanoxid. Das Strahlung reduzierende Mittel kann nicht nur zu den Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt, sondern auch zu den Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen oder sowohl zu den Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt als auch zu den Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen hinzugefügt werden.
Wenn die Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt durch den bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Schaum-Extrusions-Formvogang gebildet werden, kann das Strahlung reduzierende Mittel verknetet und im Voraus in den Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt verteilt werden, oder es kann aus der Materialzuführungseinheit 5b (siehe 4) in einer Weise getrennt von einem Harzmaterial eingebracht werden und mittels der Mischfunktion der Schnecke 5d (siehe 4) verknetet und verteilt werden, während es durch den Schneckenzylinder 5a (siehe 4) hindurch geleitet wird. Es kann eine Art oder eine Mehrzahl von Arten von Additiven hinzugefügt werden.
Gemäß der sechsten Ausführungsform kann die Strahlungswärme reduziert werden, um ein noch höheres Wärmeisolations-Leistungsvermögen zu erzielen.
Siebte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine siebte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 9 ist eine Querschnittsansicht eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials gemäß der siebten Ausführungsform.
Wie in 9 dargestellt, weist das aufgeschäumte wärmeisolierende Material 1 gemäß der siebten Ausführungsform eine Schicht 9 an einer äußeren Peripherie des aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials 1 auf. Die Schicht 9 kann zum Zeitpunkt der Bildung der Formkügelchen in einen Formkörper eingefügt werden oder kann nach der Bildung der Formkügelchen angebracht werden. In einem proximalen Bereich einer vorspringenden Form zum Beispiel von den Flanschen 1b und dem Vorsprung 1c, bei dem ein Aspektverhältnis hoch ist, kann die Schicht 9 im Voraus eingeschnitten werden, um das Haftvermögen an dem aufgeschäumten wärmeisolierenden Material 1 sicherzustellen.
Die Schicht 9 weist über die Nutzungszeit des aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials 1 hinweg eine ausreichende Gasbarrieren-Eigenschaft in Bezug auf ein Gas auf, das in den Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt eingekapselt ist, die in der Zeichnung durch ausgefüllte Kreise gekennzeichnet sind. Die Schicht 9 weist in einer Umgebung, in der das aufgeschäumte wärmeisolierende Material 1 angebracht wird, eine ausreichende Wärmebeständigkeit und eine ausreichende Witterungsbeständigkeit auf.
Beispiele für ein Material umfassen Polyethylen-Terephthalat, polychloriertes Vinylen, Aluminium-Gasphasenabscheidungs-Schichten sowie Stapelschichten aus diesen. Die Schicht 9 kann im Voraus in einem Formkörper zum Erwärmen und Aufschäumen der Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 angeordnet werden, die in der Zeichnung mit offenen Kreisen gekennzeichnet sind, oder kann mittels einer Vakuum-Packungs-Einrichtung oder dergleichen nach einem Erwärmen und Aufschäumen sowie einem Trocknen und Härten angeordnet werden.
Auch wenn die Gasbarrieren-Eigenschaft der Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt allein gemäß der siebten Ausführungsform für die Nutzungszeit des aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials 1 nicht ausreichend ist, kann die Gasbarrieren-Eigenschaft sichergestellt werden, und auch wenn die Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt und die Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 durch Erwärmen und Aufschäumen nicht miteinander verschmelzen, hält die Schicht 9 die äußere periphere Form aufrecht, um die Form als Komponente sicherzustellen.
So können die Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt, die Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 und die Schicht 9 gewählt werden, welche die Herstellungskosten und die Materialkosten wert sind, um das aufgeschäumte wärmeisolierende Material 1 bei angemesseneren Kosten herzustellen.
Achte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine achte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
10 ist eine Querschnittsansicht eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials gemäß der achten Ausführungsform.
Wie in 10 dargestellt, unterscheiden sich Anteile der durch ausgefüllte Kreise gekennzeichneten Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt und der durch offene Kreise gekennzeichneten Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 in dem aufgeschäumten wärmeisolierenden Material 1 gemäß der achten Ausführungsform in Abhängigkeit von Bereichen des aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials 1. Der Vorsprung 1c weist nur Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt auf, und der linke Flansch 1b in der Zeichnung weist nur Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 auf.
Basierend auf einer Spezifikation, die für ein Produkt erforderlich ist, in dem das aufgeschäumte wärmeisolierende Material 1 ausgebildet ist, wird zum Beispiel, wenn nur der Flansch 1b ein hohes Wärmeisolations-Leistungsvermögen benötigt, das Verhältnis der Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt zu den Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 in dem Flansch 1b erhöht, und die Kügelchen werden gemischt und in einen Formkörper zugeführt.
In anderen Bereichen als dem Flansch 1b ist das Verhältnis der Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt zu den Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 verringert, und die Kügelchen werden gemischt und in den Formkörper zugeführt. So wird das Wärmeisolations-Leistungsvermögen in jedem Bereich des aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials 1 nach Bedarf eingestellt.
Auch wenn die Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt gemäß der achten Ausführungsform höhere Herstellungskosten und höhere Materialkosten erfordern als die Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3, können die Verwendungsmengen der Kügelchen gemäß der Spezifikation, die für das Produkt erforderlich ist, in einer geeigneten Weise eingestellt werden, um so die Herstellungskosten und die Materialkosten zu reduzieren.
Neunte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine neunte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 11 ist eine Querschnittsansicht eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials gemäß der neunten Ausführungsform.
Wie in 11 dargestellt, ist in dem aufgeschäumten wärmeisolierenden Material 1 ein Niedrigtemperatur-Schaum-Füllmaterial 10 in Zwischenräume zwischen den eingebrachten Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt eingebracht, die durch offene Kreise gekennzeichnet sind. Die Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt bestehen aus einem Material, das bewirkt, dass ein internes Gas auch bei einer Temperatur zum Zeitpunkt einer Reaktion des Niedrigtemperatur-Schaum-Füllmaterials 10 eine geringere thermische Leitfähigkeit als Luft aufweist. Bei dem Niedrigtemperatur-Schaum-Füllmaterial 10 handelt es sich zum Beispiel um Urethan-Schaum.
Die Reaktionstemperatur und der Aufschäumungsdruck des Niedrigtemperatur-Schaum-Füllmaterials 10 sind ungefähr gleich 100 °C und ungefähr gleich 0,1 MPa, die im Wesentlichen gleich einer Reaktionstemperatur und einem Aufschäumungsdruck von erwärmtem Dampf für die Bildung der Kügelchen sind. Daher kann das Niedrigtemperatur-Schaum-Füllmaterial 10 in die Zwischenräume eingebracht werden, ohne dass die Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt weich und verformt werden.
Auch ohne eine Vorrichtung zur Bildung von Kügelchen kann das aufgeschäumte wärmeisolierende Material 1 mit einer geringen thermischen Leitfähigkeit gemäß der neunten Ausführungsform mittels einer Vorrichtung zum Herstellen des Niedrigtemperatur-Schaum-Füllmaterials 10 hergestellt werden, und es ist nicht notwendig, Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Cyclopentan, für das Niedrigtemperatur-Schaum-Füllmaterial 10 zu verwenden, so dass die Investitionskosten für die Vorrichtung reduziert werden.
Zehnte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine zehnte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 12 ist eine schematische Strukturabbildung, die ein Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt gemäß der zehnten Ausführungsform darstellt.
Wie in 12 dargestellt, weist das Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt die innere Schicht 2d und die äußere Schicht 2e auf, die sich in Bezug auf Material, Schaum-Expansions-Verhältnis und Zellendurchmesser unterscheiden. Das Harz der äußeren Schicht 2e wird bei einer Dampferwärmungstemperatur bei der Bildung der Kügelchen weich und weist einen Anteil von weniger als 30 % in Bezug auf ein Volumen der Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt auf.
Das bei der zehnten Ausführungsform dargestellte Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt wird durch einen Extrusions-Formvorgang hergestellt, das heißt, durch eine Bildung von Mehrfachschichten, bei der einem einzigen Formkörper zwei oder mehr Arten von Harzen zugeführt werden, oder es wird durch Bilden der inneren Schicht 2d in einem ersten Extrusions-Formvorgang-Schritt und Anbringen der äußeren Schicht 2e an einer äußeren Peripherie der inneren Schicht 2d in dem Formkörper hergestellt, während die innere Schicht 2d in einem zweiten Extrusions-Formvorgang-Schritt von einer stromaufwärts gelegenen Seite des Formkörpers zugeführt wird.
Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt können erhalten werden, indem einem Extruder von jeder von der inneren Schicht 2d und der äußeren Schicht 2e ein Aufschäumungsmittel zugeführt wird und ein Schaum-Extrusions-Formvorgang in einer ähnlichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform durchgeführt wird, oder sie können durch einen Extrusions-Formvorgang gefolgt von einem Aufschäumen mit einem Autoklaven erhalten werden.
Alternativ ist es möglich, dass der vorbereitende Aufschäumungsschritt in einer ähnlichen Weise wie bei den aufgeschäumten Kügelchen beim Stand der Technik nach einem Eintauchen eines Harzpartikels in Form eines Kügelchens in ein Aufschäumungsmittel für jede von der inneren Schicht 2d und der äußeren Schicht 2e und bei einer Erwärmung des Harzes zur Verdampfung des Aufschäumungsmittels nicht durchgeführt wird, das Harzpartikel jedoch bis zu einem vorgegebenen Schaum-Expansions-Verhältnis expandiert wird, um Kügelchen 2 mit einem hohen Schmelzpunkt zu bilden. Die Anzahl der Schichten ist nicht auf 2 beschränkt.
Da die äußeren Schichten 2 zum Zeitpunkt der Bildung der Kügelchen gemäß der zehnten Ausführungsform miteinander verschmelzen, wird die Notwendigkeit für die Verwendung von Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen 3 eliminiert. Auch wenn die äußeren Schichten 2e weich werden und ein Hindurchgehen des Gases mit einer geringen thermischen Leitfähigkeit ermöglichen, kann eine Erhöhung der thermischen Leitfähigkeit des gesamten wärmeisolierenden Materials verhindert werden, so dass die Herstellungskosten und die Materialkosten reduziert werden.
Obwohl vorstehend zehn verschiedene Ausführungsform der Erfindung beschrieben sind, können diese Ausführungsformen der Erfindung innerhalb des Umfangs der Erfindung frei miteinander kombiniert und geeignet modifiziert werden, und es können dabei Merkmale weggelassen werden.
Bezugszeichenliste

1: aufgeschäumtes wärmeisolierendes Material
1a: Hauptbereich
1b: Flansch
1c: Vorsprung
1d: Loch
2: Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt
2a: Zellenwand
2b: Schaumzelle
2c: Umhüllungsschicht
2d: innere Schicht
2e: äußere Schicht
3: Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen
4a: Materialzuführungsöffnung
4b: Formhohlraum zur Bildung von Kügelchen
5: Extrusions-Formgeber
5a: Schneckenzylinder
5b: Materialzuführungseinheit
5c: Motor
5d: Schnecke
5e: Formkörper
6: Aufschäumungsmittel-Zuführungseinrichtung
6a: Aufschäumungsmittel-Zuführungsquelle
6b: Aufschäumungsmittel-Zuführungspumpe
7: Verbindungsventil
8: Autoklav
8a: Materialanordnungsbereich
8b: Ablassventil
9: Schicht
10: Niedrigtemperatur-Schaum-Füllmaterial

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2003192821 A [0009, 0010]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst: - einen Schritt, bei dem vorbereitend Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt aufgeschäumt werden, welche die thermische Leitfähigkeit eines internen Gases bei einer Temperatur zur Bildung von Formkügelchen auf einem geringeren Wert als dem von Luft halten; - einen Schritt, bei dem die aufgeschäumten Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt mit Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen gemischt werden und das Gemisch in einen Formkörper eingebracht wird; und - einen Schritt, bei dem die Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt und die Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen, die in den Formkörper eingebracht worden sind, bei der Temperatur zur Bildung von Formkügelchen erwärmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen nach dem Bilden der Formkügelchen eine geringere Abmessung als die Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der äußeren Oberfläche von jedem der Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt eine Umhüllungsschicht gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt durch einen Schaum-Extrusions-Formvorgang hergestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt durch ein Aufschäumen mit einem Autoklaven hergestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt durch Eintauchen von Harzpartikeln in Form von Kügelchen in ein Aufschäumungsmittel, Erwärmen und Expandieren des Harzes bis zu einem vorgegebenen Schaum-Expansions-Verhältnis hergestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt und der Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen nach Bedarf in Abhängigkeit von Bereichen eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials geändert wird.
Verfahren zum Herstellen eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials, gekennzeichnet durch folgende Schritte: - vorbereitendes Aufschäumen eines Harzes, das bei einer Temperatur zur Bildung von Formkügelchen nicht weich wird und eine geringe Gas-Durchgangsrate aufweist, bis zu einem vorgegebenen Expansions-Verhältnis und Bilden von Umhüllungsschichten an äußeren Oberflächen der so erhaltenen Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt; - Einbringen der Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt in einen Formkörper; und - Erwärmen der Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt, so dass die Umhüllungsschichten weich werden, um ein aufgeschäumtes wärmeisolierendes Material herzustellen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas in Blasen der Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt eine geringere thermische Leitfähigkeit als Luft aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt aus einem Harzmaterial gebildet werden, das eine geringere Gas-Durchgangsrate als drei Substanzen aufweist, und zwar Polystyrol, Polypropylen und Polyethylen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt jeweils eine innere Schicht und eine äußere Schicht aufweisen, die sich in Bezug auf Material, Schaum-Expansions-Verhältnis und Zellendurchmesser unterscheiden, und dass das Harz der äußeren Schicht eine höhere Gasbarrieren-Eigenschaft als das Harz der inneren Schicht aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche des aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials mit einer Schicht bedeckt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt jeweils eine innere Schicht und eine äußere Schicht aufweisen, die sich in Bezug auf Material, Schaum-Expansions-Verhältnis und Zellendurchmesser unterscheiden, und dass das Harz der äußeren Schicht bei einer Dampferwärmungstemperatur bei der Bildung der Kügelchen weich wird und einen Anteil von weniger als 30 % in Bezug auf das Volumen der Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: - einen Schritt, bei dem vorbereitend Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt aufgeschäumt werden, welche die thermische Leitfähigkeit eines internen Gases bei einer Temperatur zum Zeitpunkt einer Reaktion eines Niedrigtemperatur-Schaum-Füllmaterials auf einem geringeren Wert als dem von Luft halten; - einen Schritt, bei dem die aufgeschäumten Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt mit dem Niedrigtemperatur-Schaum-Füllmaterial gemischt werden und das Gemisch in einen Formkörper eingebracht wird.
Aufgeschäumtes wärmeisolierendes Material, dadurch gekennzeichnet, dass Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt, welche die thermische Leitfähigkeit eines internen Gases bei einer Temperatur zur Bildung von Formkügelchen auf einem geringeren Wert als dem von Luft halten, und Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen, die bei der Temperatur zur Bildung von Formkügelchen aufgeschäumt werden, gemischt sind, um das aufgeschäumte wärmeisolierende Material zu bilden.
Aufgeschäumtes wärmeisolierendes Material nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen nach dem Bilden der Formkügelchen eine geringere Abmessung als die Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt aufweisen.
Aufgeschäumtes wärmeisolierendes Material nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass an der äußeren Oberfläche von jedem der Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt eine Umhüllungsschicht ausgebildet ist.
Aufgeschäumtes wärmeisolierendes Material nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt und der Niedrigtemperatur-Schaumkügelchen nach Bedarf in Abhängigkeit von Bereichen des aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials geändert ist.
Aufgeschäumtes wärmeisolierendes Material nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas in Blasen der Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt eine geringere thermische Leitfähigkeit als Luft aufweist.
Aufgeschäumtes wärmeisolierendes Material nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt aus einem Harzmaterial gebildet sind, das eine geringere Gas-Durchgangsrate als drei Substanzen aufweist, und zwar Polystyrol, Polypropylen und Polyethylen.
Aufgeschäumtes wärmeisolierendes Material nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt jeweils eine innere Schicht und eine äußere Schicht aufweisen, die sich in Bezug auf Material, Schaum-Expansions-Verhältnis und Zellendurchmesser unterscheiden, und dass das Harz der äußeren Schicht eine höhere Gasbarrieren-Eigenschaft als das Harz der inneren Schicht aufweist.
Aufgeschäumtes wärmeisolierendes Material nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Oberfläche des aufgeschäumten wärmeisolierenden Materials mit einer Schicht bedeckt ist.
Aufgeschäumtes wärmeisolierendes Material nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt jeweils eine innere Schicht und eine äußere Schicht aufweisen, die sich in Bezug auf Material, Schaum-Expansions-Verhältnis und Zellendurchmesser unterscheiden, und dass das Harz der äußeren Schicht einen Anteil von weniger als 30 % in Bezug auf das Volumen der Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt aufweist.
Aufgeschäumtes wärmeisolierendes Material, dadurch gekennzeichnet, dass ein Niedrigtemperatur-Schaum-Füllmaterial und Kügelchen mit einem hohen Schmelzpunkt, welche die thermische Leitfähigkeit eines internen Gases bei einer Temperatur zum Zeitpunkt einer Reaktion des Niedrigtemperatur-Schaum-Füllmaterials auf einem geringeren Wert als dem von Luft halten, gemischt sind, um das aufgeschäumte wärmeisolierende Material zu bilden.