DE202020000353U1 - Vakuum-lsolations-Paneel mit einem Kern und einer Hülle - Google Patents

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Abstract

Vakuum-Isolations-Paneel mit einem Kern (1) und einer Hülle, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle wenigstens einen Schichtverbund aus einer ersten Metallfolie, einer Kunststofffolie (4) und einer zweiten Metallfolie aufweist, wobei die Kunststofffolie (4) zwischen den Metallfolien so angeordnet ist, dass die Metallfolien nicht miteinander verbunden sind und die Hülle den evakuierten Kern (1) einschließt.

Description

  • Die Erfindung betrifft Vakuum-Isolations-Paneele mit einem Kern und einer Hülle.
  • Vakuum-Isolations-Paneele, auch als Vakuumdämmplatten bekannt, sind Paneele die die Vakuumwärmedämmung ausnutzen. Sie bestehen aus einem Kern in einer dichten Hülle. Der Kern muss dabei evakuierbar sein und den auf das Vakuum-Isolations-Paneel wirkenden Luftdruck aushalten. Der Kern wirkt dazu als Stützkern, der aus offenporigen Kunststoffschäumen, Mikrofasermaterialien, pyrogener Kieselsäure oder Perliten besteht. Die gasdichte Umhüllung besteht aus einem mehrschichtigen Folienaufbau. Durch Evakuierung der Paneele wird die Gesamtwärmeleitung des Materials infolge der Unterdrückung der Gaswärmeleitung und Konvektion, sowie durch die Porosität des Materials und der damit verbundenen Unterbindung der Strahlungswärmeübertragung gesenkt. Durch diese Effekte wird eine bessere Wärmedämmung im Vergleich zu Massendämmstoffen wie Polyurethanhartschaum oder Mineralwolle erreicht.
  • Durch die Druckschrift DE 20 2004 010 695 U1 ist ein Vakuum-Isolations-Paneel mit einem gasdicht umhüllten Dämmkern bekannt, welches an den Hauptflächen von je einer Deckschicht bedeckt ist. Der Dämmkern besteht dabei aus mikroporöser Kieselsäure, einem Aerogol oder offenporigen Material.
  • Die Druckschrift GB 730 114 A beinhaltet eine hocheffiziente Wärmeisolationsgehäusestruktur, welche Fasern in einem evakuierten Gehäuse besitzt. Das Gehäuse besteht insbesondere aus Metallplatten.
  • Die Druckschrift DE 10 2014 107 970 A1 offenbart ein Vakuum-Isolations-Paneel mit einem Kern aus Fasern und einer Umhüllung. Der Kern besteht aus Nadelfilz mit einer Vielzahl vorwiegend parallel zu den Großflächen des Nadelfilzes angeordneten Fasern. Die Umhüllung weist zwei Folienabschnitte auf, welche in seitlichen Randbereichen des Kerns an überstehenden Seitenrandabschnitten miteinander verschweißt sind.
  • Es existieren verschiedene Hüllmaterialien, die das Vakuum im Inneren aufrechterhalten sollen. Dafür werden Aluminium-metallisierte Hochbarriere-Plastik-Laminate, Aluminium-Verbundfolien oder Edelstahl-Folien eingesetzt. Jedoch sind diese nicht durch eine vollständige Diffusionsbeständigkeit gekennzeichnet, wodurch es im Laufe des Einsatzes zu einem Eintrag von Gasen und Feuchte aus der Umgebung in den Stützkern kommt. Dies führt zu einem Anstieg der Wärmeleitfähigkeit.
  • So wird in der Druckschrift 20 2010 016 817 U1 als Bausatz für Wärmedämmsystem auf der Basis von Vakuum-Isolations-Paneelen darauf hingewiesen, dass als Umhüllungen aus Gründen der großen Vakuumdichtheit überwiegend metallbeschichtete Folien verwendet werden. Nachteilig an diesen Folien ist, dass sie anfällig für mechanische Beschädigungen sind.
  • Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vakuum-Isolations-Paneele mit einer hohen Lebensdauer zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
  • Die Vakuum-Isolations-Paneel mit einem Kern und einer Hülle zeichnen sich durch eine hohe Lebensdauer aus.
  • Dazu weist die Hülle wenigstens einen Schichtverbund aus einer ersten Metallfolie, einer Kunststofffolie und einer zweiten Metallfolie auf, wobei die Kunststofffolie zwischen den Metallfolien so angeordnet ist, dass die Metallfolien nicht miteinander verbunden sind und die Hülle den evakuierten Kern einschließt.
  • Das Vakuum-Isolations-Paneel zeichnet sich insbesondere durch eine sehr hohe Dichtheit aus, die eine hohe Lebensdauer gewährleistet. Eine Zunahme der Wärmeleitfähigkeit des Vakuum-Isolations-Paneels über die Zeit auf Grund von Gas- und Feuchteeintrag in den Kern wird vermieden.
  • Es hat sich gezeigt, dass Metallfolien die besten Eigenschaften bezüglich Gasdichtigkeit aufzeigen. Allerdings sind die Wärmeleitfähigkeiten der Metallfolien so hoch, dass die Wärmebrücken an den Kanten des Vakuum-Isolations-Paneels den Effekt der Vakuumdämmung zunichtemachen, wodurch der Einsatz reiner Metallfolien nicht angestrebt wird. Daher werden zur Einhüllung von Vakuum-Isolations-Paneelen im Wesentlichen metallisierte Kunststofffolien verwendet. Mittels diesen Kunststofffolien können konventionelle Kieselsäure-Vakuum-Isolations-Paneele mit dem Nachteil der leichten Verletzbarkeit der Folienaußenhaut gefertigt werden. Der Einsatz von wärmebrückenfreien Kunststofffolien ermöglicht allerdings eine Gaspermeation von außen ins Innere des Vakuum-Isolations-Paneels, wodurch dessen Lebensdauer reduziert wird.
  • Das Vakuum-Isolations-Paneel mit dem Multilayer-Aufbau der Hülle zeichnet sich insbesondere durch sehr hohe Gas-Sperrwerte durch den Einsatz von Aluminiumfolien aus, die ein sehr gutes Vakuum mit einer daraus resultierenden Hohen Dämmwirkung gewährleisten. Die zwischen den Metallfolien angeordnete Kunststofffolie führt zu einer thermischen Entkopplung der Metallfolien von der Umgebung mit geringen Wärmeleitfähigkeit der Hülle. Weiterhin ist eine hohe Wärmestabilität durch die Stabilität der Kunststofffolie bei einer kurzzeitigen oder einer langzeitigen Hitzeeinwirkung gegeben.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Schutzansprüchen 2 bis 14 angegeben.
  • Das Metall der ersten Metallfolie ist optional verschieden vom Metall der zweiten Metallfolie.
  • Die erste Metallfolie und/oder die zweite Metallfolie ist oder sind optional eine Aluminiumfolie oder Aluminiumfolien. Aluminiumfolien weisen die besten Eigenschaften bezüglich der Gasdichtigkeit auf. Unterhalb einer Dicke von beispielsweise 12 µm Aluminium tauchen sogenannte Pinholes (Nadellöcher) im Aluminium auf, die aus dem Walzprozess der Aluminiumfolienherstellung resultieren, wodurch die Barrierewirkung teilweise verloren geht. Durch die Verwendung einer zweifachen Aluminiumfolie oder einer Kombination einer Aluminiumfolie und einer Metallfolie anderen Materials in dem Schichtverbund mit der dazwischen angeordneten Kunststofffolie ist nicht davon auszugehen, dass genau zwei Pinholes übereinander liegen. Dadurch wird die geforderte Sperrwirkung erreicht, die zu einer hohen Lebensdauer des Vakuum-Isolations-Paneels führt.
  • In einer Ausführungsform ist oder sind der Kern ein offenporiger Stützkörper und/oder ein Kern aus Glasfasern. Dazu können die Glasfasern als Glasgewebe ausgeführt sein, so dass vorteilhafterweise eine Biegsamkeit und eine hohe mechanische Belastbarkeit vorhanden ist.
  • Der Kern besitzt optional einen Trockner und/oder einen Getter. Der Trockner bindet Wasserdampf und der Getter bindet Gasmoleküle der Luft.
  • Der Kern ist optional wenigstens bereichsweise von einer Siegelschicht umschlossen. Diese kann beispielsweise aus Polyethylen (PE), Cast Polypropylenen (CPP) oder Polyamid (PA) bestehen.
  • Auf dem Schichtverbund aus den Metallfolien und der dazwischen angeordneten Kunststofffolie befindet sich in einer Ausführungsform eine Wärmeisolationsschicht, die beispielsweise aus Polyethylenterephthalat (PET), Polypropylen (PP) oder Polyamid (PA) bestehen kann. Diese vermindert vorteilhafterweise den Quertransport von Wärme, beispielsweise auch von wärmeableitenden Befestigungen über die Oberfläche der Hülle.
  • Auf dem Schichtverbund oder dem Schichtverbund mit der Wärmeisolationsschicht befindet sich optional wenigstens bereichsweise eine Schutzschicht. Das kann beispielsweise ein Glasgewebe sein, welches verletzungsunempfindlich und insbesondere eine Durchstoßfestigkeit aufweist.
  • Das Vakuum-Isolations-Paneel mit dem Kern und der Hülle ist optional ein flächiges Vakuum-Isolations-Paneel.
  • Das Vakuum-Isolations-Paneel mit dem Kern und der Hülle ist in einer Ausführungsform ein vor der Evakuierung des Kerns frei formbares flächiges Paneel, so dass dieses Paneel nach Evakuierung des Kerns ein geformtes Vakuum-Isolations-Paneel ist.
  • Das Vakuum-Isolations-Paneel mit einem Glasgewebe aus Glasfasern als Kern und der Hülle ist optional ein vor der Evakuierung des Glasgewebes frei formbares flächiges Paneel, so dass dieses Paneel nach Evakuierung des Glasgewebes ein geformtes Vakuum-Isolations-Paneel ist.
  • Das Vakuum-Isolations-Paneel mit einem Glasgewebe aus Glasfasern als Kern und der Hülle ist optional ein vor der Evakuierung des Glasgewebes frei formbares flächiges Paneel, so dass dieses Paneel nach Evakuierung des Glasgewebes ein geformtes Vakuum-Isolations-Paneel ist.
  • Das Vakuum-Isolations-Paneel mit einem Glasgewebe aus Glasfasern als Kern, der Hülle und der Schutzschicht ist optional ein vor der Evakuierung des Glasgewebes frei formbares flächiges Paneel, so dass dieses Paneel nach Evakuierung des Glasgewebes ein geformtes Vakuum-Isolations-Paneel ist.
  • In einer Ausführungsform ist wenigstens ein Vakuum-Isolations-Paneel ein Teil einer Wärmedämmung auf und/oder in einem Behälter oder ein Teil einer Wärmedämmung auf oder in einem Fahrzeug oder eines Gebäudes.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
    Es zeigt:
    • 1 ein Vakuum-Isolations-Paneel.
  • Ein Vakuum-Isolations-Paneel besteht im Wesentlichen aus einem Kern 1 und einer Hülle.
  • Die 1 zeigt ein Vakuum-Isolations-Paneel in einer prinzipiellen Darstellung.
  • Die Hülle weist wenigstens einen Schichtverbund aus einer ersten Metallfolie, einer Kunststofffolie 4 und einer zweiten Metallfolie auf. Die Metallfolien sind vorteilhafterweise Aluminiumfolien, so dass die Kunststofffolie 4 zwischen der ersten Aluminiumfolie 3 und der zweiten Aluminiumfolie 5 so angeordnet ist, dass die Aluminiumfolien 3, 5 nicht miteinander verbunden sind und die Hülle den evakuierten Kern 1 einschließt. Der Kern 1 besteht aus Glasfasern als Glasgewebe. Das Vakuum-Isolations-Paneel besitzt wenigstens bereichsweise eine Schutzschicht aus Glasgewebe 6.
  • In einer Ausführungsform kann der Kern 1 wenigstens bereichsweise von einer Siegelschicht 2 beispielsweise aus PE- Polyethylen (PE), CPP- Cast Polypropylenen (CPP) oder Polyamid (PA) umschlossen sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann sich auf dem Schichtverbund eine Wärmeisolationsschicht beispielsweise aus Polyethylenterephthalat (PET), Polypropylen (PP) oder Polyamid (PA) befinden.
  • Bei Verwendung von einem Kern 1 aus Glasfasern als Glasgewebe kann der Unterdruck innerhalb des Vakuum-Isolations-Paneels bei etwa 0,05 mbar und somit um den Faktor 10 „höher“ als bei konventionellen Vakuum-Isolations-Paneels sein. Die Dicke des Kerns 1 aus dem Glasgewebe kann kleiner 5 mm sein. Natürlich sind auch größere Dicken gleich/größer 5 mm nicht ausgenommen. Die Wärmeleitfähigkeit kann so beispielsweise 0,0025 W/mK sein.
  • Die Hülle kann so beispielsweise
    • - eine Polyethylenfolie als Siegelschicht 2 mit einer Dicke von 50 µm,
    • - die erste Aluminiumfolie 3 mit einer Dicke von 9 µm,
    • - die Kunststofffolie 4 aus Polyethylenterephthalat mit einer Dicke von 12 µm und
    • - die zweite Aluminiumfolie 5 mit einer Dicke von 9 µm aufweisen.
  • Die Hülle kann weiterhin von dem Glasgewebe 6 mit einer Dicke von 60 µm umhüllt sein.
  • Die Schichten des Schichtverbundes mit der ersten Aluminiumfolie 3, der Kunststofffolie 4 und der Aluminiumfolie 5 können vorteilhafterweise mittels Kleberschichten miteinander verbunden sein. Das kann natürlich auch die Verbindung der Siegelschicht 2 mit dem Schichtverbund und/oder die Verbindung des Schichtverbundes mit dem Glasgewebe 6 betreffen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 202004010695 U1 [0003]
    • GB 730114 A [0004]
    • DE 102014107970 A1 [0005]

Claims (14)

  1. Vakuum-Isolations-Paneel mit einem Kern (1) und einer Hülle, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle wenigstens einen Schichtverbund aus einer ersten Metallfolie, einer Kunststofffolie (4) und einer zweiten Metallfolie aufweist, wobei die Kunststofffolie (4) zwischen den Metallfolien so angeordnet ist, dass die Metallfolien nicht miteinander verbunden sind und die Hülle den evakuierten Kern (1) einschließt.
  2. Vakuum-Isolations-Paneel nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall der ersten Metallfolie verschieden vom Metall der zweiten Metallfolie ist.
  3. Vakuum-Isolations-Paneel nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Metallfolie und/oder die zweite Metallfolie eine Aluminiumfolie (3, 5) ist oder Aluminiumfolien (3, 5) sind.
  4. Vakuum-Isolations-Paneel nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1) ein offenporiger Stützkörper ist und/oder dass der Kern (1) Glasfasern aufweist.
  5. Vakuum-Isolations-Paneel nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1) einen Trockner und/oder einen Getter besitzt.
  6. Vakuum-Isolations-Paneel nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1) wenigstens bereichsweise von einer Siegelschicht (2) umschlossen ist.
  7. Vakuum-Isolations-Paneel nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf dem Schichtverbund eine Wärmeisolationsschicht befindet.
  8. Vakuum-Isolations-Paneel nach Schutzanspruch 1 oder nach den Schutzansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das sich auf dem Schichtverbund oder dem Schichtverbund mit der Wärmeisolationsschicht wenigstens bereichsweise eine Schutzschicht befindet.
  9. Vakuum-Isolations-Paneel nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum-Isolations-Paneel mit dem Kern 1 und der Hülle ein flächiges Vakuum-Isolations-Paneel ist.
  10. Vakuum-Isolations-Paneel nach den Schutzansprüchen 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum-Isolations-Paneel mit dem Kern (1) und der Hülle ein vor der Evakuierung des Kerns (1) frei formbares flächiges Paneel ist, so dass dieses Paneel nach Evakuierung des Kerns (1) ein geformtes Vakuum-Isolations-Paneel ist.
  11. Vakuum-Isolations-Paneel nach den Schutzansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum-Isolations-Paneel mit dem Kern (1) aus Glasfasern und der Hülle ein flächiges Vakuum-Isolations-Paneel ist.
  12. Vakuum-Isolations-Paneel nach den Schutzansprüchen 1, 4 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum-Isolations-Paneel mit einem Glasgewebe aus Glasfasern als Kern und der Hülle ein vor der Evakuierung des Glasgewebes frei formbares flächiges Paneel ist, so dass dieses Paneel nach Evakuierung des Glasgewebes ein geformtes Vakuum-Isolations-Paneel ist.
  13. Vakuum-Isolations-Paneel nach den Schutzansprüchen 1, 4, 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum-Isolations-Paneel mit einem Glasgewebe aus Glasfasern, der Hülle und der Schutzschicht ein vor der Evakuierung des Glasgewebes frei formbares flächiges Paneel ist, so dass dieses Paneel nach Evakuierung des Glasgewebes ein geformtes Vakuum-Isolations-Paneel ist.
  14. Vakuum-Isolations-Paneel nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Vakuum-Isolations-Paneel ein Teil einer Wärmedämmung auf und/oder in einem Behälter oder ein Teil einer Wärmedämmung auf oder in einem Fahrzeug oder eines Gebäudes ist.
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