DE899862C - Mehrschichtenisolierung - Google Patents

Mehrschichtenisolierung

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DE899862C
DE899862C DEA224A DEA0000224A DE899862C DE 899862 C DE899862 C DE 899862C DE A224 A DEA224 A DE A224A DE A0000224 A DEA0000224 A DE A0000224A DE 899862 C DE899862 C DE 899862C
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    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/78Heat insulating elements
    • E04B1/80Heat insulating elements slab-shaped
    • E04B1/806Heat insulating elements slab-shaped with air or gas pockets included in the slab

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Description

  • Mehrschichtenisolierung Gegenstand der Erfindung ist eine Wärme-Mehrschichtenisolierung, bei der die Isolierung aus einer Anzahl durch Luft- oder gasgefüllte Zwischenräume voneinander getrennter Folien aus Polystyrol, Polyvinylchlorid und/oder einem Silikonpolymeren oder einem gleich große Durchlässigkeit für Wärmestrahlung aufweisenden Kunststoff besteht, wobei dem Kunststoff ein den Wärmedurchgang durch die Folie mittels Reflexion und/oder Absorption blockierender Stoff als Zusatz beigemengt ist. Diese aus planen Folien hergestellten Schichten werden in eine Form gebracht, um einen bestimmten Abstand voneinander zu halten, oder bestehen aus gewellten Folien, die quer übereinanderliegend angeordnet sein können, wobei die .entsprechenden Kontaktpunkte in geeigneter bekannter Weise befestigt werden.
  • Die bekannten Mehrschichtenisolierungen dieser Art sind aus einem Celluloseester, vor allem Acetylcellulose, hergestellt worden und bieten gegenüber den Mehrschichtenisolierungen aus Metallfolien oder aus auf andere Weise präpariertem Papiermaterial große Vorteile. Wenngleich diese aus Celluloseestern aufgebauten Mehrschichtenisolierungen in vielen Beziehungen ein Isoliermaterial von hervorragender Güte darstellen, hat es sich doch als notwendig herausgestellt; solche Isolierungen aus bestimmten anderen Arten von Kunststoffen herzustellen, um für gewisse Spezialzwecke zusätzliche Vorteile zu gewinnen. Man hat erwarten können, daß Mehrschichtenisolierungen aus Polystyrol (Wasserabsorption = o) und/oder Polyvinylchlorid (Wasserabsorption = o,o5 0/ö) in den Fällen, in denen die an und für sich sehr geringe Hygroskopizität der Acetylcellulosefolien (Wasseraufnahme = 1,4 bis :21/o) nicht genügt, infolge einer absoluten oder nahezu gänzlichen Unempfänglichkeit für Feuchtigkeit große Vorteile gewähren. Bei Konstruktionen, bei denen zufolge hoher Temperaturen die Beständigkeit der Celluloseester gegen Verkohlung und ähnlichen thermischen Zerfall nicht ausreicht, hat sich gezeigt, daß durch die Herstellung der Folien aus Silikonkunststoff, d. h. aus Polymeren eines Methylsilikons und verwandter Verbindungen, in denen die Methylgruppen teilweise durch Sauerstoff ersetzt sind, verbesserte Mehrschichtenisolierungen erhalten werden können. Es zeigt .sich jedoch in beiden Fällen, daß die Möglichkeit der Ausnutzung ihrer besonderen Widerstandskraft zum größten Teil ausgeschaltet wird. Die vorgeschlagenen Kunststoffe besitzen nämlich eine sehr große Durchdringung für Wärmestrahlung. Das hat zur Folge, daß bei der fertiggestellten Isolierung der Strahlungsaustausch jeder Folienschicht nicht nur mit .den angrenzenden Schichten, sondern auch mit den hinter diesen gelegenen Schichten erfolgt.
  • Durch unsere eigenen Arbeiten ist auch bekanntgeworden, daß bei Mehrschichtenisolierungen mit aus Celluloseestern, insbesondere aus Acetylcellulose, hergestellten Folien eine Verbesserung der Isolierung erzielt werden konnte durch Beimengung von z. B. Aluminiumpulver. Hierbei wird die Strahlungszahl der Isolierung herabgesetzt und @dementsprechend eine Verbesserung des Isoliervermögens erreicht. Da jedoch die Wärmestrahlen auf ihrem Wege zu .den Aluminiumreflektoren schon in der Acetylcelluloseschicht infolge der relativ großen Wärmeabsorptionsfähigk eit und dergeringen Durchlässigkeit dieses Stoffes größtenteils absorbiert worden sind, können die Vorteile des durch sein Reflexionsvermögen blockierenden Zusatzes nicht ganz ausgenutzt werden.
  • Durch weitere eigene Arbeiten ist auch bekanntgeworden, daß- bei Mehrschichtenisolierun:gen aus Acetylcellulose und ähnlichen Celluloseestexn die Wärmeabsorption des Folienstoffes zwar sehr groß, aber bis zu einer gewissen Schichtenstärke der Folien nicht vollständig ist. Bei Schichtenstärken von über o,i mm ist zwar praktisch die Absorption der Wärmestrahlung vollständig; da aber solche starken Folien eine Verschwendung mit dem teuren Ausgangsstoff bedeuten und überdies durch direkte Leitung in der Mehrschichtenkonstruktion eine größere Wärmeüberführung mit sich bringen, hat man die Isolierungen aus schwächeren Folien herstellen müssen als der zur vollständigen Absorption der Wärmestrahlung erforderlichen Mindeststärke entspricht. Man hat daher, um das Wärmeabsorptionsvermögen der Schichten zu verbessern, vorgeschlagen, dem Kunststoff Stoffe mit höherem Wärmeabsorptionsvermögen als der in Kunststoffen beizumengen. Bei dieser früher von uns vorgeschlagenen Ausführung hat man also bei einem relativ gut wärmeabsorbierenden Acetylcellulosematerial die Wärmeabsorption der einzelnen Schichten der Mehrschichtenisolierung durch Zusatz eines im Vergleich zu diesem Kunststoff in höherem Grad wärmeabsorbierenden Stoffes vergrößert.
  • Nach der Erfindung sollen nun bei Isolierurigen, die nach dem Mehrschichtenprinzip aufgebaut sind, dieFolien aus Polystyrol, Polyvinylchlorid und/oder einem Silikonpolymer oder aus .diesen Kunststoffen gleichkommenden Kunststoffen hergestellt werden, wobei dem Kunststoff ein den Durchgang der Wärmestrahlen durch die Folien infolge Reflexion und/oder Absorption blockierender Stoff als Zusatz beigemengt ist. Als derartige die Wärmestrahlen durch Reflexion blockierende Zusätze können .dem Kunststoff beigemengte Pulver, Schuppen, Körner od: dgl. aus Metall oder Stoffen mit metallischem Glanz verwendet werden. Als Zusätze, die die Wärmestrahlen durchAbsorptio.n blockieren, können Stoffe mit einem höheren Wärmeabsorptionsvermögen als ider Kunststoff, aus dem die Folien hergestellt sind, z. B. dem Kunststoff beigemengte Pigmente oder Farben, beispielsweise Graphit, verwendet werden. Beim Beimischen der in feinverteilter Form befindlichen Zusätze ist zu achten, daß die Beimischung gleichmäßig im ganzen Kunststoff erfolgt.
  • Bei Mehrschichtenisolierungen der erfindungsgemäßen Art sind also die Folien aus Kunststoffen hergestellt, die eine im Vergleich zu den Celluloseestern, wieAcetylcellulose, bedeutend höhere Durchdringung für Wärmestrahlen besitzen und bei denen demnach ein durch Reflexion blockierend wirkender Zusatz im Kunststoff bedeutend besser ausgenutzt -,verden kann. Der blockierende Stoff wirkt unter Beibehaltung seines Reflexionsvermögens auch in größerer Tiefe der Folie als bei der Verwendung eines Grundstoffes mit geringerer Durchlässigkeit. Ein wesentlich größerer Teil der Strahlung dringt zu dem reflektierenden Stoff vor, und gleichzeitig tritt nach der Reflexion ein wesentlich größererTeil der Strahlung aus der Folie aus. Die Erfindung bedeutet in dieser Hinsicht, daß derartige reflektierende Stoffe bei Mehrschichtenisolierungen mit verbessertem Wirkungsgrad verwertet werden können.
  • Die Fig. 2 zeigt eine perspektivische Zeichnung einer Isolationsschicht nach der vorliegenden Erfindung. Die Schicht besteht aus drei gewellten Folien i i, 12 und 13, wobei die Wellungen quer zueinander liegen. DerWinkel derKreuzung beträgt hierbei go°. Der Winkel kann jedoch willkürlich gewählt werden, gleichfalls .die Zahl der übereinanderzulegenden Folien.
  • Die oberen Erhöhungen der drei Schichten sind in der Figur bezeichnet mit 1q., 16 und 18 und die Vertiefungen mit 15, 17 und ig. Mit 2o sind die Kontaktpunkte der unteren und oberen Erhöhung der gewellten Schicht bezeichnet; diese werden hier in geeigneter Weise miteinander verbunden. Mit der Grundmasse werden sehr kleine nichtmetallische Partikelchen vermischt; vergleiche den Hinweis in Fig. 2 unter 21. Diese kleinen Partikelchen sind für das bloße Auge nicht sichtbar; sie geben der Folie ein in Farbe und Form gleichmäßig erscheinendes Aussehen. Verschiedene Substanzen, welche infolge ihrer molekularen Struktur praktisch gegen Wärmeausstrahlung undurchlässig sind, sind zur Mischung mit der Foliensubstanz geeignet. Der Farbe eines solchen Materials braucht keine Bedeutung beigemessen werden, da es nicht wichtig ist, daß .die Absorption im dunklen größer ist als im hellen Material. Als eine besonders geeignete Substanz dieser Art ist Graphitpulver anzusehen, welches in sehr feiner Form erhalten werden kann, und die Durchlässigkeit dieses Pulvers gegenüber Wärmestrahlen ist gleich Null. Substanzen, die außerordentlich fein und nicht verbrennbar sind, können verwendet werden. Als Beispiel für solche Substanzen können erwähnt werden: Kaolin, Gips, Zinkweiß und Platinschwarz. Stark gefärbte Substanzen sind ebenfalls brauchbar.
  • Eine Beimischung von Feuer erstickende Dämpfe absorbierenden Substanzen ist brauchbar: Wärme absorbierende Substanzen, welche farblos und transparent sind, können ebenfalls verwendet werden. Isolierte Schichten nach der vorliegenden Erfindung können also auch vollkommen lichtdurchlässig verwendet werden.
  • Bei der bekannten Isolierung von mit Aluminium gemischten Celluloseestern beträgt der durchschnittliche Abstand zwischen den Folien in isolierten Schichten mit gewellten Folien allgemein 5 bis 7 mm. In Folien gemäß der vorliegenden Erfindung hat sich vom technisch-ökonomischen Gesichtspunkt aus ein durchschnittlicher Abstand von 2,5 bis 6 mm als nützlich .erwiesen. Der Abstand kann jedoch größer werden, doch .sollen gute Isolationsschichten io mm nicht übersteigen. Andererseits wird es als unnötig angesehen, den Abstand geringer als 2,5 mm zu machen, weil die Menge des Materials als auch die direkte Leitung durch das Folienmaterial mit der Zahl der Folien verschiedener Schichtdicke steigt.
  • Aus ökonomischen Gründen und mit Rücksicht auf die direkte Wärmeleitung soll die Dicke der Folien so klein wie möglich gehalten werden, aber es ist nach den Erfahrungstatsachen erwiesen, daß diese Folien nicht dünner als o,oi mm sein sollen. Eine geeignete Foliendicke zur Herstellung von Isolationsschichten mit verschieden geriffelten Folien beträgt o,o4 mm. Solche Folien sind genügend elastisch und erleichtern die Fabrikation dauerhafter Isolationsschichten. Solche Folien wiegen ungefähr 50 g/m2, und Isolationsschichten von solchen Folien mit einem durchschnittlichen Abstand von 6 mm zwischen den Folien weisen ein Volumgewicht auf von ungefähr i4 lg/m3. Der Wert solcher Folien ist praktisch direkt proportional seiner Dicke, und es ist klar, daß Isolationsschichten von dickeren Folien kostspieliger und mit der Zeit in der Wirkung schlechter sind. Das Gewicht der Schichten hat eine große Bedeutung in bezug auf Gebrauch von Isolationsschichten auf Booten, in Eisenbahnfahrzeugen, Motorfahrzeugen und Flugzeugen usw. In solchen Fällen, bei denen hauptsächlich leichte Schichten gewünscht werden und auf die Haltbarkeit weniger Wert gelegt wird, ist eine Dicke unter o,oi mm angebracht. Die Menge der Wärme absorbierenden Substanzen, die mit der Folienmasse vermischt ist, hängt ab von der Durchlässigkeit, von der deckenden Eigenschaft und von dem spezifischen Gewicht der in Frage kommenden Substanzen. In bezug auf die Menge der ganzen Folienmasse zu der Menge der Wärme absorbierenden Substanz wird bemerkt, daß diese nicht weniger als 2% des Gewichtes und im allgemeinen nicht mehr als 2o °/o des Gewichtes betragen soll.
  • In dünnen Folien von o,oi bis 0,02 mm soll das Verhältnis von Graphit zu der Menge der Foliengrundsubstanz vorzugsweise etwa 25% betragen, während für Folien mit einer Dicke von etwa 0,07 bis o,i mm ein entsprechendes Verhältnis von 5 bis loo/o an Graphit als ausreichend angesehen wird.
  • Das zur Verwendung kommende Füllmaterial soll außerordentlich fein verteilt sein, um einen vollständigen Deckeffekt zu erhalten, besonders bei der Fabrikation solcher Folien in Gießmaschinen. Vorzugsweise sollen die beigefügten Substanzen der Grundmasse in außerordentlich feiner Form beigemischt werden. Die Vermählung soll in einer Kugelmühle in Gegenwart von weichen Mitteln, z. B. Trikresylphosphat, durchgeführt werden..
  • In der Literatur sind viele Zusätze zur Erhöhung der Unverbrennbarkeit von Celluloseacetat bekanntgeworden. Verschiedene solcher Zusätze haben sich auch bei der Herstellung von Folien nach der vorliegenden Erfindung als brauchbar erwiesen.
  • Salze in feinverteilter Form können auch dem Grundmaterial zur Erhöhung der Wärmeabsorption und Verminderung der Verbrennbarkeit zugegeben werden. Solche Salze sind z. B. Borsäure, Natriumbiborat, Ammoniumsulfat, Antimonsalze, Calciumphosphat, Ceriumoxalat, Aluminiumfluorid, Aluminiumphosphat, Calciumtartrat, Magnesiumtartrat und Magnesiumnitrat.
  • Substanzen mit hoher Absorptionskraft welche in Lösungsmitteln der in Frage kommenden Grundsubstanzen löslich sind, sind hauptsächlich als Beimengungen geeignet.
  • Das Diagramm zeigt den totalen Wärmestrahlungsdurchgang durch Polystyrol und Polyvinylchlorid mit verschiedenen Schichten-stärken im Vergleich zu Acetylcellulose bei 6o°. Wie man ersieht, ist der Strahlungsdurchgang durch Acetylcellulose bereits bei einer Schichtenstärke unter o,i mm praktisch Null. Die Kunststoffe, auf die sich die Erfindung bezieht, weisen dagegen auch durch beträchtlich stärkere Schichten einen bedeutenden Wärmestrahlungsdurchgang auf, und bei den praktisch anwendbaren Schichtenstärken von z. B. o,o2 bis 0,05 mm ist der Durchgang so groß, daß diese Stoffe erst durch die Erfindung bei Mehrschichtenisolierungen verwendbar geworden sind. Die bei der Erfindung benutzten Kunststoffe zeichnen sich also durch eine auch bei Schichtenstärken von o,i mm und darüber vergrößerte Wärmestrahlungsdurchlässigkeit aus. Aus dem Diagramm geht weiter hervor, daß bei einer Schichtenstärke von 0,04 mm die Durchlässigkeit von Polystyrol. 27°/o und von Acetylcellulose nur 5"/a ist: Da der .durchgelassene Teil .der Wärmestrahlung bekanntlich einen Verlust bedeutet, ist der Zusatz an Blockierungs.stoff bei Mehrschichtenisolierungen aus Polystyrol von unvergleichlich größerer Bedeutung als bei solchen aus Acetylcellulose, und das gleiche gilt auch für die übrigen bei dex Erfindung angegebenen Kunststoffe, Zur Verdeutlichung des nach der Erfindung vorgeschlagenen Zusatzes eines die Wärmestrahlen durch Reflexion blockierenden Stoffes soll nachfolgendes angeführt werden. Für ein durchsichtiges Material besteht zwischen r dem reflektierten, a dem absorbierten und d dem durchgelassenen Teil der Strahlung der Zusammenhang r + a + d = z.
  • Da der von dem Kunststoff reflektierte Teil r ungeachtet der Art und Dicke des vorliegenden Kunststoffes mit o,o5 angegeben werden kann, erhält der obengenannte Zusammenhang bei einer Schichtendicke von 0,04 für eine Folie aus Polystyrol ohne Zusatzmaterial die Form r+a+d=o,o5+o,68+0,27 und für eine Folie aus Acetylcellulose r+a+d=0,05+o,9o+0,05.
  • Bei Zusatz eines die Wärmestrahlen durch Reflexion blockierenden iStoffes, wie Aluminium, erhöht sich zufolge des Zusatzstoffes der von der Folienschicht zurückgeworfene Teil der Wärmestrahlung für Polystyrol von o,o5 auf etwa 0,40, woraus sich der Zusammenhang r+a+d=0,40+0,59+o,oa ergibt, aber nur auf etwa o,r5 für Acetylcellulose, woraus sich der Zusammenhang r+a+d=o,i5+0,84+o,or ergibt. Der Zusatz eines durch Reflexion blockierenden Stoffes führt somit zu einem augenfällig größeren Effekt bei Polystyrol als bei Acetylcellulose.
  • Bei der praktischen Ausführung der Mehrschichtenisolierung nach der Erfindung können die bekannten Maßnahmen angewendet werden. Die Erfindung bezieht sich auch auf die Ausführung von Mehrschichtenisoliexungen mit Einschließung von Gasen mit niedrigem Wärmeleitungsvermögen, wie Kohlensäure oder andere Gase mit noch niedrigerem Wärmeleitungsvermögen. Mehrschichtenisolierungen, die aus Mischungen der ' hier vorgeschlagenen Kunststoffe mit solchen bereits früher zu diesem Zweck verwendeten ausgeführt sind, fallen ebenfalls in den Rahmen der Erfindung.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Mehrschichtenisolierung, aufgebaut aus einer Anzahl durch Luft- oder gasgefüllte Zwischenräume voneinander getrennter Folien, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien aus Polystyrol, Polyvinylchlorid undloder einem Silikonpolymeren oder einem eine gleich .große Durchlässigkeit für Wärmestrahlung aufweisenden Kunststoff bestehen, wobei dem Kunststoff ein den Wärmestrahlendurchgang durch die Folien mittels Reflexion und/oder Absorption blockierender Stoff als Zusatz beigemengt ist.
DEA224A 1945-09-06 1949-11-08 Mehrschichtenisolierung Expired DE899862C (de)

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SE642901X 1945-09-06

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0912329A1 (de) * 1996-07-08 1999-05-06 Oceaneering International, Inc. Isolierplatte

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0912329A1 (de) * 1996-07-08 1999-05-06 Oceaneering International, Inc. Isolierplatte
EP0912329A4 (de) * 1996-07-08 2001-03-07 Oceaneering Int Inc Isolierplatte

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GB642901A (en) 1950-09-13

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