DE2506571C3 - Wärmeisolationsmaterial - Google Patents

Description

5 Die Erfindung betrifft ein Wärmeisolationsmateriait,

bestehend aus einer transparenten Kunststoff-Folie, einer an deren Unterseite anha tenden Metallschicht und einer an dieser befestigten Grundmaterialschicht.

Wärmeisolationsmaterialien d.eser Art werden speziell zum Abdecken von Oberflächen wie beispielsweise Gebäudedächern, Außenwänden, im Freien befindlichen Öltanks, Kühlanlagen. Fahrzeugen, anderen Einrichtungen und Maschinen ,ium Zwecke der Isolation der Oberflächen gegen Strahlungswärme verwendet.

Folien aus Aluminium, Silber und anderen Metallen sind lange Zeit zum Isolieren von Gegenständen gegen Strahlungswärme verwendet worden. Metalle neigen üblicherweise zur Oxidation und anderen chemischen Umsetzungen, wenn sie der Luft ausgesetzt sind, und verlieren daher mit der Zeit ihren Oberflächenglanz. Aluminium z. B. unterliegt allmählicher Oxidation an Luft, wodurch sich Aluminiumoxid in seiner Oberflächenschicht bildet, was dazu führt, daß seine Oberfläche mit der Zeit allmählich den für Aluminium typischen Glanz verliert. Wenn eine Folie aus einem Metall zum Isolieren eines Gegenstandes gegen Wärme verwendet wird, bringt dies den Nachteil mit sich, daß die Isolationswirkung der Metallfolie proportional zur Abnahme des Oberflächenglanzes des Metalles im Laufe der Zeit verschlechtert wird.

In den letzten Jahren werden als Wärmeisolationsmaterialien sogenannte metallisierte Kunststoffolien verwendet, die dadurch erhalten werden, daß auf die eine Oberfläche einer durchsichtigen Kunststoffolie, wie z. B. einer transparenten Polyvinylchloridfolie oder transparenten Polyäthylenterephthalatfolie, eine Metallschicht, z. B. aus Aluminium, Zink und Silber, durch Vakuumbeschichtung oder Plattierung haftend angebracht wird. Es werden auch zusammengesetzte Folien, die durch Anheften, Ankleben usw. eines Wärmeisolationsmaterials oder Verstärkungsmaterials, wie z. B. Schaumstoff, Filz, Gewebe oder Metali, an die Metalloberfläche der metallisierten Kunststofffolien erhalten werden, als Wärmeisolationsmaterialien verwendet. Die metallisierten Kunststoffolien oder die zusammengesetzten Folien werden so verwendet, daß ihre transparenten Kunststoffolienoberflächen in die Richtung der Wärmestrahlungsquelle gebracht werden, um so den Nachteil auszuschließen, der sich ergeben hatte, wenn die oben beschriebenen Metallfolien als Wärmeisolationsmaterialien verwendet wurden. Da diese Oberflächen aus Kunststoffmaterial wie Polyvinylchlorid oder Polyalkylenterephthalat ausgebildet sind, die bezüglich ihrer isolierenden Wirkung nicht zufriedenstellend sind und zur Verschmutzung und zur Verschlechterung auf Grund längeren Gebrauchs neigen, weisen die genannten Materialien den Nachteil auf, daß sie eine kurze Lebensdauer speziell bei Verwendung im Freien besitzen.

Unter den oben beschriebenen Umständen besteht eine Notwendigkeit, Wärmeisolationsmaterialien zu schaffen, die sowohl hervorragend isolieren als auch gleichzeitig längerem Gebrauch standhalten.

Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 18 63 351 und der französischen Patentschrift 21 26 607 sind zwar bereits Wärmeisolationsmaterialien als Belagabdekkungen bekannt, die eine Grundmaterialschicht mit einer darauf anhaftenden Metallschicht und einer diese Metallschicht schützenden transparenten Kunststoffolie aufweisen. Jedoch ist es wünschenswert, derartige Folien weiter zu verbessern, incbesondere bezüglich ihrer Haltbarkeit bei längerem Gebrauch.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Wärmeisolationsmaterial der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das einen langen Gebrauch ohne Verschlechterung seiner Isolationseigenschaft aushält.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die transparente Kunststoffolie aus Pol\ vinylidenfluorid besteht.

Daher enthält das Wärmeisolationsmatcrial gemäß der Erfindung eine Schicht aus einer transparenten Folie aus Polyvinylidenfluorid, eine Schicht aus einem Metall, die an einer Oberfläche der Folie haftend befestigt ist, und eine Schicht aus einem Grundmaterial, das an der Oberfläche des Mitalles haftend befestigt ist.

Bevorzugt wird eine Ausführungsform des erfindungfgemät'en Wärmeisolationsmaterials, bei dem die Folie eine Folie aus einem Homopolymer von Vinylidenfluorid oder eine Folie aus einem Copolymer von Vinylidenfluorid mit anderem Monomer ist.

Es ist vorteilhaft, wenn das andere Monomer eine cder mehrere Verbindungen umfaßt, die aus der Gruppe, bestehend aus Tetrafluoräthylen, Hexafluorfluorpropylen, Monochlor-trifluoräthylen, Vinylfluorid, Perfluorvinylalkyläther, Vinylacetat und Äthylen, ausgewählt ist bzw. sind.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt einer transparenten Folie aus Polyvinylidenfluorid mit einer an einer ihrer Oberflächen haftend befestigten Metallschicht, die für ein Wärmeisolationsmaterial gemäß der Erfindung verwendet werden soll;

Fig. 2 einen Querschnitt eines Wärmeisolationsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung und

Fig. 3 eine Kurvendarstellung, die die Isolationswirkung des Wärmeisolationsmaterials der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu der eines bekannten Wärmeisolationsmaterials zeigt.

Als das Polyvinylidenfluorid in der Polyvinylidenfluorid-Folie zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung wird nicht nur das Homopolymer von Vinyli-

denfluorid verwendet, sondern es werden auch Copolymere, die von Vinylidenfluorid mit anderen Monomeren gebildet sind und Eigenschaften besitzen, die im wesentlichen gleich denen des Homopolymers sind, umfaßt. Als das Monomer, das mit Vinylidenfluorid ^polymerisierbar ist und daher für die Bildung eines derartigen Copolymers geeignet ist, kennen eine oder mehrere Verbindungen verwendet werden, die aus der Gruppe_; bestehend aus Tetrafluoräthylen, Hexafluorpropylen, Monochlortrifluoräthylen, Vinylfluorid, Perfluorvinylalkyläthern. Vinylacetat und Äthylen, ausgewählt sind. Die Folie aus Polyvinylidenfluorid ist transparent und ist entweder eine unorientierte Folie, die durch das Verfahren der Extrudierung oder des Giessens hergestellt worden ist, oder eine orientierte Folie, die durch Strecken der unorientierten Folie erhalten worden ist. Die Folie besitzt eine Dicke von 2 bis 200 u.

Beispiele für das Metall, das für die vorliegende Erfindung brauchbar ist, schließen ein: Kupfer, Silber, ao Gold, Magnesium, Zink, Cadmium, Antimon, AIumium. Zinn, Chrom, Nickel, Paladium und Platin, die auf den technischen Gebieten der Vakuumbelegung und Plaltierung Anwendung finden. Vom Gesichtspunkt der Dauerhaftigkeit, des Reflektions\ermögens und der Kosten erweist sich iedoch die Verwendung von Silber, Zink, Aluminium, Antimon oder Chrom als vorteilhaft.

Das Wärmeisolationsmaterial der vorliegenden Erfindung ist ein Produkt, das durch haftendes Befestigen einer Schicht aus einem der oben angegebenen Metalle an einer Oberfläche der oben angegebenen Polyvinylidenfluorid-Folie und haftendes Befestigen eines Grundmaterials an der Oberfläche der Schicht erhalten wird. Die Adhäsion der Metallschicht an einer Oberfläche der Polyvinylidenfluorid-Folie kann unter Zuhilfenahme eines üblichen Mittels der Vakuumbelegung oder Plattierung durchgeführt werden. Die Metallschicht besitzt üblicherweise eine Dicke, die etwa in dem Bereich von 0,01 bis 0,5 μ liegt. ^

Weiterhin kann das Wärmeisolationsmaterial der vorliegenden Erfindung in Form eines Laminats vorliegen, bei dem zusätzlich ein Grundmaterial an der Metalloberfläche des Produktes, da* wie bereits beschrieben, durch haftendes Befestigen einer Metallschicht an einer Oberfläche einer Polyvinylidenfluorid-Folie erhalten worden ist, haftend befestigt ist. Der Ausdruck »Grundmaterial« bedeutet in dem hier verwendeten Sinn ein Wärmeisolationsmaterial oder Verstärkungsmaterial wie z. B. Papier, Stoff wie Gewebe, Gewirk od. dgl., Glasleinen oder Glasgewebe, Holzfolie oder Holzplatte, Kunststoff, Schaumstoff oder Metall. Es ist besonders zu bevorzugen, einen Kunststoff als Grundmaterial zu verwenden. Der Kunststoff wird vorteilhafterweise in weicher Form oder aufgeschäumler Form verwendet, und er schließt beispielsweise Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polypropylen, ABS-Harz, Polystyrol, natürlichen Gummi, synthetischen Gummi, Polycarbonat, Polymcthylmcthaciylat, Polyurethan u. dgl. ein. Die Adhäsion von einem derartigen Grundmaterial an der Metalloberfläche des Wärmeisolationsmaterials kann unter Verwendung beispielsweise eines Klebmitlcls odci Bindemittels durchgeführt werden.

Im Folgenden wird der Aufbau des Wärmeisolationsmaterials der vorliegenden Erfindung spezieller unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

In Fig. 1 ist mit 1 eine transparente Schicht aus Polyvinylidenfluorid-Folie und mit 2 eine Metallschicht bezeichnet. Das Wärmeisolationsmaterial der Erfindung wird durch haftendes Befestigen eines Grundmaterials an der Oberfläche der Metallschicht 2 erhalten, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. In Fig. 2 bezeichnet 3 eine transparente Schicht aus Polyvinylidenfluorid-Folie, 4 eine Metallscnicht, 5 eine Schicht aus einem Klebmittel oder Bindemittel und 6 eine Schicht aus Grundmaterial. Auf diese Weise wird das Wärmeisolationsmaterial der vorliegenden Erfindung in einem Mehrschichtenaufbau erhalte^ wie er in Fig. 2 gezeigt

Eine wirksame Anwendung des Wärmeisolationsmaterials der vorliegenden Erfindung wird einfach so durch' Auflegen des Materials erreicht, daß dieses die Oberflächen z. B. von Gebäudedächern, Außenwänden, im Freien befindlichen Öltanks, Kühlanlagen, Fahrzeugen, anderen Einrichtungen und Maschinen ' bedeckt, die Wärmestrahlung ausgesetzt sind, wobei die Polyvinylidenfluorid-Folienoberfläche desselben (die obere Oberfläche der Schicht 3 in Fig. 2) in die Richtung der Wärmestrahlenquellen gebracht wird. Spezieller wird dies einfach dadurch bewirkt, daß ein Kleb- oder Bindemittel direkt auf die exponierten Oberflächen der Gegenstände aufgebracht wird und dann die hintere Oberfläche (Oberfläche des Grundmaterial) des Wärmeisolationsmaterials mit der aufgebrachten Schicht aus Kleb- oder Bindemittel in Kontakt gebracht wird oder durch Beschichten der exponierten Oberflächen z. B. mit einem zusätzlichen Isolationsmaterial und anschließendes fest haftendes Befestigen des Wärmeisolationsmaterials an den beschichteten Oberflächen unter Verwendung eines Kleb- oder Bindemittels. In dem Fall, wenn das Wärmeisolationsmaterial mit dem Aufbau, bei dem das Grundmaterial, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, haftend befestigt ist, \cr\\ endet wird, kann eine feste Adhäsion des Wärmeisolationsmaterials an den Gegenständen beispiels-¹ weise durch Verwendung von Nägeln oder Bolzen an Stelle der Verwendung eines Kleb- oder Bindemittels bewirkt werden. Das Wärmeisolationsmaterial kann ebenfalls an die Oberflächen der Gegenstände mittels eines Rahmens oder Balkens befestigt cder angeheftet, oder genagelt werden, anstatt daß es an diesen Oberflächen mittels einer aufgebrachten Schicht oder einer Beschichtung haftend befestigt wird. Ferner können beliebige andere geeignete Mittel in freier Wahl zum Zwecke des Anbringens und Befestigens des Wärmeisolationsmaterials verwendet werden. Wenn das Grundmaterial und die Oberfläche eines Gegenstandes, der isoliert werden soll, zufällig aus ein und derselben Substanz hergestellt sind, wie z. B. aus Polyvinylchlorid, dann kann die erforderliche feste Anbringung und das Anhaften durch Hochfrequenzschweißen bewerkstelligt werden.

Es wird allgemein angenommen, daß die lsolationseigcnschaft der sogenannten metallisierten Kunststofffolie, die als das Wärmeisolationsmaterial verwendet werden soll, von der Größe des metallischen Glanzes abhängt, der durch die Kunststoffolie offen zutage tritt. Wenn das Wärmeisnlalionsniuterial der vorliegenden Erfindung, das dadurch hergestellt worden ist, daß Aluminium im Vakuum auf eine Oberfläche einer transparenten Folie aus Polyvinylidenfluorid niedergeschlagen worden ist, in Werten der Größe des metallischen Glanzes sowohl mit einer bekannten metallisierten Polyvinylchlorid-Folie als auch einer

bekannten metallisierten Polyäthylcnterephthalat-Folic verglichen wird, sieht man, daß die metallisierte PoIyäthylcnterephthalat-Folie die beiden anderen Folien weit überschreitet und daß das Wärmcisolalionsmatcrial der vorliegenden Erfindung etwa gleich der metallisierten Polyvinylchlorid-Folie ist und daher unter der metallisierten Polyäthylentereplithalat-Folie liegt. Wenn die drei Folien jedoch unter gleichen Hcdingungcn für Isolationsfähigkeit miteinander verglichen werden, zeigt sich ganz unerwartet, wie aus den unten angegebenen bevorzugten Ausführungsformen klar ersichtlich ist, daß das Wärmcisolationsmaterial der vorliegenden Erfindung die beste Isolationsfähigkeit unter den drei getesteten Folien zeigt.

strat oder der Träger an der Unterseite in Richtung des Inneren des Kastens zeigte, wobei die Kanten mit Klebband an den Seiten des Kastens befestigt wurden, um das Innere des Kastens abzuschließen. In einem Abstand von 4 cm von der Oberfläche der Testprobe wurde eine Infrarot-Lampe (K)O V, 500 WR), hergestellt von Toshiba, in solch einer Stellung angeordnet, daß Licht von der Lampe unter einem Winkel von 60 an der Mitte der Testprobe auf die Oberfläche fiel.

Dann wurden zwei Thermoelemente so angeordnet, daü sie Hs Tcinpcraturnaehwciscinriehtungen dienten, und zwar das eine an der Mitte der Testprobe und das andere an einem Punkt, der 8 mm von der Oberfläche des Trägers in der Richtung des Inneren des Kastens

Diese Tatsache ist auf Grund der herkömmlich weit- 15 in der vertikalen Richtung durch den Mittelpunkt der

gehend angenommenen Theorie, daß die Isolations- Testprobe entfernt war.

eigenschaft einer metallisierten Kunststoffolie von der Die bestrahlung mit Infrarot-Strahlen wurde beGröße des metallischen Glanzes, der von ihr ausgeht, gönnen, wobei die Temperaturen an den Mcßpunklen abhängt, niemals zu erwarten gewesen, und sie ist zum von entsprechenden selbstregislriercnden Vorrichtunerslen Mal von den Erfindern aufgezeigt worden. Die 20 gen aufgenommen wurden.

vorliegende Erfindung sollte daher nicht nur als Er- Zum Zwecke des Vergleichs wurden die Testprobe H)

gebnis der Substitution von Polyvinylidenfluorid-Folic und die Testprobe C) hergestellt, indem sorgfältig das

für die Polyvinylehlorid-Foliie oder Polyäthylcntcr- Veifahren zur Herstellung von Testprobe A) mit der

ephthalat-Folie angesehen werden, die in der her- Ausnahme wiederholt wurde, daß eine biaxial-orien-

kömmlichen metallisierten Polyvinylchlorid-Folie oder 25 tierte Polyvinylchlorid-Folie (12 μ Dicke) und eine

metallisierten Polyäthylenterephthalat-Folie verwendet biaxial-orientiertc Polyäthylenterephthalal-Folie (12 μ wurden, welche bisher als Wärmeisolationsmaterial
verwendet worden sind.

Wie allgemein bekannt ist, übersteigt Polyvinylidenfluorid bei weitem all die anderen Kunststoffsubstan- 30 testet.

zen bezüglich Wetterbeständigkeit und besitzt eine Die Ergebnisse des Tests sind in Fig. 3 zusammen-Eigenschaft, die Widerstand gegen Verschmutzen und
Verschleiß bietet. Wegen der Verwendung eines derartigen Polyvinylidenfluorids als ein Bauelement hält

das Wärmeisolationsmaterial der vorliegenden Erfin- 35 entsprechend für die Testprobe A) zeigen. Das gleiche

dung eine längere Verwendung aus. Auf diese Weise gilt für die Kursen der Testproben 13) und C).

Dicke) an Stelle des Polyvinylidenfluorids verwendet wurden. Diese Testproben wurden durch die gleiche Testapparatur auf ihre Isolalionseigenschaft gegestellt. In dem Diagramm sind A und A' die Kurven, die die erhaltenen Änderungen der Temperatur an der Oberfläche und der Temperatur innerhalb des Kastens

bietet es den besonderen Vorteil, daß es insbesondere bei Anwendungen im Freien eine äußerst lange Lebensdauer im Vergleich zu irgendeiner anderen beliebigen bekannten metallisierten Kunststoffolie aufweist.

Es wird daher angenommen, daß die vorliegende Erfindung einen sehr hohen Eieitrag für die Industrien auf verschiedenartigsten Gebieten liefert.

Die Erfindung wird nun spezieller unter Bezugnahme

In Hg. 3 sind die Zeit der Infrarot-Bestrahlung (Minuten) in der horizontalen Achse und die Temperatur ( C"! in der vertikalen Achse aufgetragen. 4" Aus I-ig. 3 ist ersichtlich, daß im Falle der Testprobe A) die Temperaturanstiege an der Oberfläche und innerhalb des Kastens ohne Frage klein im Vergleich zu denen der anderen Testproben waren, was zu dem Schluß führt, daß das Wärmeisolationsmaterial

keiner Weise auf diese Beispiele beschränkt ist.

Beispiel 1

auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Es 45 der vorliegenden Erfindung überlegene Wärmeisolawird jedoch bemerkt, daß die vorliegende Erfindung in tionswirkung liefert. Das bedeutet, daß das Wärmc-

isolationsmaterial der vorliegenden Erfindung, wenr es in dem Dachmaterial für ein Fahrzeug mit Air-Condition verwendet wird, verhindern wird, daß dii 50 Temperatur des Fahrzeuginneren durch die Wärm« von der Sonnenstrahlung erhöht wird, und daher wer· Aluminium wurde im Vakuum auf einer Oberfläche
einer transparenten biaxial-orientierten Folie (12 μ
Dicke) aus Polyvinylidenfluorid (Homopolymer) aufgebracht, um ein Wärmeisolationsmaterial zu erzeugen. 55
Die entstandene metallisierte Folie wurde mit ihrer
Aluminium-Oberfläche als Kontaktfläche an einer
flexiblen Folie aus Polyvinylchlorid als Substrat unter
Verwendung eines kommerziell erhältlichen Kleb-

mittelsauf ChIoroprenbasis(CS-4640 H, hergestellt von ⁶° der Ausnahme wiederholt, daß eine Edelstahlfoli Cemcdyne Company) haftend befestigt. Dies wurde (Edelsiahiblech) mit 0,4 mm Dicke als Substrat ode als Testprobe A) verwendet. Träger verwendet wurde und Polyvinylidenfluorid ii

Die Messung der isolierenden Wirkung wurde wie Form eines Copolymer, das aus 95 Molprozent Vinyli folgt vorgenommen. Auf die offene Seite eines deckel- denfluorid und 5 Molprozent Monochlor-trifluor losen Kastens mit Ginswänden (mit den äuReren Ah- ⁶S äthylen bestand, verwendet wurde. Die Testprobe mcssungcn 20 · 20 - 20 cm und 1 cm WandstärkeI wurden auf ihre Isolationseigenschaft getestet,
wurde die Testprobe so gelegt, daß die Polyvinyliden- Die Ergebnisse des Tests sind in der nachfolgende

fluoridschichl zu der Außenseite wies und das Sub- Tabelle angegeben.

den sich die Kosten für die Klimatisierung erniedrigen und es wird somit ebenfalls ein hoher Beitrag zui ökonomischen Verwendung von Energie geliefert.

Beispiel 2 Das Verfahren von Beispiel 1 wurde sorgfältig mi

5

	7	Temperatur	25 06 57	1	Temperatur	8	Temperatur
		im Inneren			im Inneren	Polyvinylchlorid	im Inneren
Isolations- material		des Kastens	Polyalkylenterephthalat	des Kastens	Oberflächen-	des Kastens
	Polyvinylidenfluorid	ro	Obeiflächen-	(X)	tcmpcralur	("C)
Bcstrahlungs-	Oborflächcn-	15,0	tcmpcratur	1 5,0	("C)	15,0
zcit (min)	tempcratur	32,0	("C)	33,6		35,0
	Γ C)	33,9		36,1	15,0	38,2
0		34,2	15.0	36,6	51,9	38,9
10	15,0	49,5		53,4
20	47,2	50,7	52,5
30	47,7	50,4
	48,1

Aus der vorstehenden Tabelle ist deutlich ersichtlich, daß das Wärmeisolationsmaterial der vorliegenden Erfindung eine hohe Isolationswirkung besitzt, sogar wenn eine Metallfolie mit hoher Wärmeleitfähigkeit als Substrat oder Träger verwendet wird, was den Schluß nahelegt, daß das Wärmcisolationsmatcrial, wenn es auf einem Tank und dessen Rohrleitungen, die im Freien oder nahe einer starken Wärmequelle installiert sind, verwendet wird, eine Temperaturerhöhung des Inhalts vom Tank und dessen Rohrleitungen durch die Wärme von der Sonne oder von der Wärmequelle verhindern wird. Auf diese Weise besitzt das Wärmeisolationsmaterial der Erfindung einer hohen kommerziellen Wert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 62 V

5

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Wärmeisolationsmaterial, bestehend aus einer transparenten Kunststoff-Folie, einer an deren Unterseite anhaftenden Metallschicht und einer ar, dieser befestigten Grundmaterialschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Kunststoff-Folie aus Polyvinylidenfluorid besteht.

2. Wärmeisolationsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine Folie aus einem Homopolymer von Vinylidenfluorid oder eine Folie aus einem Copolymer von Vinylidenfluorid mit anderem Mowomer ist.

3. Wärmeisolationsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Monomer eine oder mehrere Verbindung(en) umfaßt, die aus der Gruppe, bestehend aus Tel rafluoräthylen, Hexafluorpropylen, Monoehlor-tiifluoräthvlen, Vinyl- ao fluorid, Perfluorvinvlalkvläther, Vinylacetat und Äthylen, ausgewählt ist (sind).