SE427688B

SE427688B - Insulating material, comprising a random grouping of tapes, leaves or laminae of sheet material

Info

Publication number: SE427688B
Application number: SE7901587A
Authority: SE
Inventors: J C Jones; R Dewsberry; A R Bates; P A Ryan
Original assignee: Univ Cardiff
Priority date: 1979-02-22
Filing date: 1979-02-22
Publication date: 1983-04-25
Also published as: SE7901587L

Abstract

Insulating material and method for manufacturing same. The present invention relates to insulating materials, in particular to heat insulating materials having heat- reflecting properties. In particular, insulating material according to the invention comprises a random grouping of elements having at least one part deformed in order to increase the springiness of the elements, and to assist the formation of interspaces between neighbouring elements in the random grouping. The expression element is used here in order to comprise threads with different sectional form, e.g. circular, square, or rectangular, tapes with uniform or non-uniform width and/or thickness, leaves and laminae with regular or irregular form and with regular or irregular thickness, and similar.

Description

7901587-1 10 15 20 25 30 35 40 2 ett naturligt oxidskikt pà ytan) eller icke-metalliserat naturligt eller syntetiskt arkmaterial, folie eller film. 7901587-1 10 15 20 25 30 35 40 2 a natural oxide layer on the surface) or non-metallized natural or synthetic sheet material, foil or film.

Exempel på metalliserade element är metalliserad poly- ester, metalliserad polyvinylklorid eller metalliserat papper, exempelvis brandhärdigt papper. Eventuellt kan man använda en blandning av metalliserade och icke-metal- liserade material. _Deformation kan åstadkommas genom sträckning av en del av ett element utöver dess elasticitetsgräns, genom korrugering av det hela eller en del, exempelvis ett 'kantområde av ett element, genom krusning, rynkning ieller perforering.Examples of metallized elements are metallized polyester, metallized polyvinyl chloride or metallized paper, for example refractory paper. Optionally, a mixture of metallized and non-metallized materials can be used. Deformation can be achieved by stretching a part of an element beyond its elastic limit, by corrugating the whole or a part, for example an edge area of an element, by crimping, wrinkling or perforation.

När film eller folie användes, vilken såsom anförts kan vara metalliserad eller icke-metalliserad, kan ark av utgångsmaterialet sönderklippas eller -rivas och deformation kan utföras före, under eller efter sönder- delningen. När metalliserad eller icke-metalliserad film eller folie användes, har vi funnit att dess efysikaliska egenskaper är sådana att korrugeringar naturligt bildas utefter den ena eller båda kanterna av ett remsliknande element, som bildas när filmen eller folien ledes genom en konventionell sönderrivningsapparat.When film or foil is used, which as stated may be metallized or non-metallized, sheets of the starting material may be cut or torn and deformation may be performed before, during or after the disintegration. When metallized or non-metallized film or foil is used, we have found that its physical properties are such that corrugations naturally form along one or both edges of a strip-like element formed when the film or foil is passed through a conventional tear apparatus.

Vidare kan de fysikaliska egenskaperna hos elementet varieras genom variering av filmens eller foliens tjock- lek, bredden av det remsliknande elementet och graden av rynkning. Sådana konventionella pappersrivapparater. är kända och mycket använda för förstöring av dokument, och däri framställda element har fördelen att de äger goda fjädrings- eller âtergångsegenskaper efter skrynk- ling och de upptar en relativt stor volym. Metalliseringen eller beläggningen kan bestå av aluminium eller något annat lämpligt metallmaterial. Tjockleken av metallise- ringen eller beläggningen kan vara upp till l u, film- eller folieunderlaget kan ha en tjocklek upp till 50 uoch bredden av de sönderrivna elementen kan vara så liten som 7 p och så stor som l cm.Furthermore, the physical properties of the element can be varied by varying the thickness of the film or foil, the width of the strip-like element and the degree of wrinkling. Such conventional paper shredders. are known and widely used for the destruction of documents, and elements produced therein have the advantage that they have good resilience or return properties after wrinkling and they occupy a relatively large volume. The metallization or coating may consist of aluminum or any other suitable metal material. The thickness of the metallization or coating can be up to l u, the film or foil substrate can have a thickness of up to 50 u and the width of the torn elements can be as small as 7 p and as large as 1 cm.

Vi har funnit att värmeledningsförmågan hos ett 5 cm tjockt prov av 300 Å aluminiserad 12 u polyvinylklorid med en elementbredd av l mm och en packningstäthet av 7,5 kg/m3 är l,04 N/m2 °C. För ett icke-metalliserat prov 10 15 20 25 30 40 7901587-1 3 med samma totala tjocklek, elementbredd och packningstät- het är värmeledningsförmagan 30 % högre än hos det metal- liserade provet, vilket tydligt belyser fördelen med värmereflekterande ytor.We have found that the thermal conductivity of a 5 cm thick sample of 300 Å aluminized 12 u polyvinyl chloride with an element width of 1 mm and a packing density of 7.5 kg / m3 is 1.04 N / m2 ° C. For a non-metallized sample 10 15 20 25 30 40 7901587-1 3 with the same total thickness, element width and packing density, the thermal conductivity is 30% higher than in the metallized sample, which clearly illustrates the advantage of heat-reflecting surfaces.

Vi har även funnit att värmeledningsförmàgan hos ett 5 cm tjockt prov av brandhärdigt tidningspapper med en elementbredd av l mm vid en packningstäthet av 50 kg/m3 är 0,92 W/ma °C. När det inneslutes i ett 300 Å aluminiserat 25 u polyvinylkloridfodral eller -nasije minskas ieaningsfarmagan un o,9o w/mz °c.We have also found that the thermal conductivity of a 5 cm thick sample of refractory newsprint with an element width of 1 mm at a packing density of 50 kg / m3 is 0.92 W / ma ° C. When enclosed in a 300 Å aluminized 25 μ polyvinyl chloride case or bead, the loading pharmaceutical is reduced to 0.90 w / m 2 ° C.

Dessa isoleringsvärden kan jämföras med värmeled- ningsförmågan hos ett 5 cm tjockt prov av glasfibermatta, som har en ledningsförmâga av l,02 N/m2 °C, och ytter- ligare förbättrade värmeledningsvärden med användning av isolering enligt uppfinningen erhålles när elementens bredd minskas under l mm.These insulation values can be compared with the thermal conductivity of a 5 cm thick sample of fiberglass mat, which has a conductivity of 1.02 N / m2 ° C, and further improved thermal conductivity values using insulation according to the invention are obtained when the width of the elements is reduced below 1 mm.

Isoleringsmaterialet enligt denna uppfinning kan användas för isolering av takmellanrum och hâlrum i väggar för bostadshus och andra byggnader och kan även användas som fyllning för rörliga och fasta skilje- väggar.The insulation material according to this invention can be used for the insulation of roof gaps and cavities in walls for residential buildings and other buildings and can also be used as filling for movable and fixed partitions.

Vidare bildar de aluminiserade plastelementen en mycket effektiv strålningsreflekterande skärm, som har en infrarödreflektionsfaktor över 95 %. Eftersom värme- förlusten genom strålning utgör mer än hälften av den totala värmeförlusten hos en människokropp till omgiv- ningen under stilla-väderleksförhâllanden, är de metal- liserade plasttrâdarna mycket effektiva i fråga om att minska värmeförluster från kroppen och kan användas till värmeisolerande beklädnadsartiklar.Furthermore, the aluminized plastic elements form a very effective radiation-reflecting screen, which has an infrared reflection factor above 95%. Since the heat loss due to radiation accounts for more than half of the total heat loss of a human body to the environment under still-weather conditions, the metallized plastic wires are very effective in reducing heat loss from the body and can be used for heat-insulating clothing.

Genom reglering av tillverkningsprocessen kan egen- skaperna hos den fjädrande, isolerande samlingen av aluminiserade element varieras till att passa för sär- skilda användningar (dvs längre element ger en hop- flätad matta med grepp och draperingsegenskaper, lämplig för direkt användning som fyllning vid tillverkningen av isolerande kläder). Kortare element ger en produkt, som har liknande flödesegenskaper som dun, så att en inblåsningsprocess skulle kunna användas, exempelvis för sovsäckar. 7901587-1 10 15 20 25 35 40 4 _ Värmeledningsförmagan hos ett 5 cm prov av 300 A aluminiserad 12 Q polyvinylklorid med en elementbredd av l mm vid en packningstäthet av 7,5 kg/m3 är 1,02 H/m2 °C som med fördel kan jämföras med ledningsförmågan hos samma totala tjocklek av rent ankdun som är l,ll-H/m2 °C, en dun/fjäderblandning som har en ledningsförmåga av l,32 W/m2 °C och polyesterfibrer som har en lednings- farmaga av 1,40 u/mz °c.By regulating the manufacturing process, the properties of the resilient, insulating collection of aluminized elements can be varied to suit specific uses (ie longer elements provide an intertwined mat with grip and draping properties, suitable for direct use as a filling in the manufacture of insulating clothing). Shorter elements provide a product that has similar flow properties as down, so that a blowing process could be used, for example for sleeping bags. 7901587-1 10 15 20 25 35 40 4 The thermal conductivity of a 5 cm sample of 300 A aluminised 12 Q polyvinyl chloride with an element width of 1 mm at a packing density of 7.5 kg / m3 is 1.02 H / m2 ° C can be advantageously compared with the conductivity of the same total thickness of pure duck down which is 1,11-H / m2 ° C, a down / feather mixture which has a conductivity of 1,32 W / m2 ° C and polyester fibers which have a conductivity of 1.40 u / mz ° c.

En fördel med isoleringsmaterialet enligt uppfin- ningen, jämfört med dun och andra alternativ, är att tillverkaren inte behöver lagra stora förråd av skrym- mande material. Han kan minska sitt lagringsutrymme genom att hålla kompakta rullar av aluminiserad plast- film och framställa elementen efter behov. Driften blir även smidig genom att man kan rätta typen av använd plastfilm efter kundernas behov och lagbestäm- melser.An advantage of the insulation material according to the invention, compared with down and other alternatives, is that the manufacturer does not have to store large stocks of bulky materials. He can reduce his storage space by keeping compact rolls of aluminized plastic film and producing the elements as needed. The operation will also be smooth by being able to adjust the type of plastic film used to the customers' needs and legal provisions.

Materialet kan införlivas i ett skyddande infraröd- transparent hölje, eller också kan enskilda element beläggas för att åstadkomma beständighet vid olika tvättbetingelser. Materialets känsel kan förbättras genom smörjning av elementen med konventionella mjuk- ningsmedel och Smörjmedel för tyg, såsom behandling med Dow Corning “Fibre Fill" (RTM).The material can be incorporated in a protective infrared-transparent casing, or individual elements can be coated to provide resistance to different washing conditions. The feel of the material can be improved by lubricating the elements with conventional plasticizers and fabric lubricants, such as treatment with Dow Corning "Fiber Fill" (RTM).

Vidare kan elementen användas som stoppning i vadderade eller icke vadderade klädesplagg, såsom anoraker och andra typer av kläder. Elementen kan även användas som stopp- ningsmaterial för sovsäckar. I dessa fall har elementen den fördelen gentemot de flesta konventionella stopp- ningsmaterialen, att de är icke-hygroskopiska. A i Konventionella klädesartiklar eller bäddartiklar vadderas ofta för att de skall bibehålla en rimligt jämn fördelning av ett stoppningsmaterial, exempelvis dun, genom hela artikeln. Konventionella vadderings- processer erfordrar avsevärd omsorg vid fördelningen av stoppningsmaterialet och är därför tidsödande och dyrbara. Olika vaddmönster och metoder för vaddering är kända, men allmänt medför de knutpunktsområden där stygnen passerar helt genom den vadderade artikeln.Furthermore, the elements can be used as padding in padded or non-padded garments, such as anoraks and other types of clothing. The elements can also be used as upholstery material for sleeping bags. In these cases, the elements have the advantage over most conventional padding materials that they are non-hygroscopic. A in Conventional clothing or bedding articles are often padded to maintain a reasonably even distribution of a padding material, such as down, throughout the article. Conventional padding processes require considerable care in the distribution of the upholstery material and are therefore time consuming and expensive. Different wadding patterns and methods of padding are known, but generally involve the node areas where the stitches pass completely through the padded article.

I vissa fall är det ingen isolering eller stoppning i 10 15 20 25 40 7901587-'1 knutpunktsområdena, vilka består av två på varandra anbragta skikt av överdragsmaterial. I andra fall blir isolerings- eller stoppningsmaterialet kraftigt hop- pressat i knutpunktsområdena, varigenom isoleringsverkan nedbringas avsevärt och "kylfläckar" bildas.In some cases there is no insulation or padding in the junction areas, which consist of two superimposed layers of coating material. In other cases, the insulating or upholstery material is strongly compressed in the node areas, whereby the insulating effect is considerably reduced and "cooling spots" are formed.

Vi har funnit att dessa s k knutpunktsomráden eller kylfläckar kan undvikas genom att man åstadkommer en detaljsammansättning omfattande ett skikt av isolerande material anbragt på och sytt till ett skikt av naturligt eller syntetiskt tyg. Sömmen kan följa vilket som helst mönster och på den sidan av isoleringen, som är vänd från skiktet på tyget, passerar stygnen genom en grupp remsor som ansluter sig till det önskade sömmönstret.We have found that these so-called node areas or cooling spots can be avoided by providing a detail composition comprising a layer of insulating material applied to and sewn into a layer of natural or synthetic fabric. The seam can follow any pattern and on the side of the insulation, which is facing away from the layer of fabric, the stitches pass through a group of strips which adhere to the desired seam pattern.

Remsorna utgör organ för förstärkning av sömlinjerna och tjänar även till att kvarhålla isoleringen i läge. Proces- sen upprepas och de så sydda detaljsammansättningarna anbringas på varandra - isolering mot isolering - och fällas slutligen utefter omkretsen för erhållande av en vadderad artikel. Vid en sådan konstruktion blir elementen i isoleringen i vardera komponenten naturligt hopflätade varigenom separering av de två detaljsamman- sättningarna förhindras. Eventuellt och som säkerhet mot separering kan de två artiklarna sys till varandra med intervaller.The strips form means for reinforcing the seam lines and also serve to keep the insulation in position. The process is repeated and the so-called detail compositions are applied to each other - insulation against insulation - and finally folded down along the circumference to obtain a padded article. In such a construction, the elements of the insulation in each component are naturally intertwined, thereby preventing separation of the two detail compositions. Possibly and as security against separation, the two articles can be sewn to each other at intervals.

Företrädesvis är vadderingssömmarna parallella med varandra och bildar räta vinklar mot den allmänna rikt- ningen av isoleringselement som är lagda på tygskiktet.Preferably, the padding seams are parallel to each other and form right angles to the general direction of insulating elements laid on the fabric layer.

När tvâ sådana detaljsammansättningar anbringas på var- andra för bildning av en vadderad sammansättning an0PdnêS sömmarna i de två detaljsammansättningarna vinkelrätt mot varandra.When two such detail compositions are applied to each other to form a padded composition, the seams of the two detail compositions are perpendicular to each other.

Vi har funnit att vid användning av samma massa av element per ytenhet material (215 g/m2) och vaddering genom olika metoder erhålles olika loft och isolerings- värden. Rakt igenom rätvinkligt sydd vaddering med en vaddistans av 3 ger ett material med ett loft av l6 mm och har en ledningsförmâga av 3,03 H/m2 °C. Vid den andra metoden med rätvinkligt sydd dubbelsidesvaddering med samma vaddistans erhålles ett loft av 24 mm med en ledningsförmâga av 2,18 W/m2 °C. Detta belyser klart 7901587-1 lO 15 20 fördelen med dubbelsidesvadderingstekniken. _ Fastän det ovan speciellt har hänvisats till det fall då trådarna framställes genom sönderrivning och därför föreligger i form av band, är uppfinningen inte begränsad till sådana sektioner. Ett skikt av element kan användas som stoppning mellan två ark eller skivor av styvt material som har eller inte har värmeisolerande och värmereflekterande egenskaper. Alternativt kan ele- menten användas för att fylla fickor av tyg och därigenom bilda böjliga skivor av isolerande material. ' Fastän elementen kan framställas genom sönderrivning, kan de även framställas genom änd- eller sidoskärning av remsor från en rulle av film eller folie monterad på en svarv eller roterbar spindel. Remsan kan vara konti- nuerlig eller diskontinuerlig.We have found that when using the same mass of elements per unit area of material (215 g / m2) and padding by different methods, different ceilings and insulation values are obtained. Straight through rectangular sewn padding with a padding distance of 3 gives a material with a loft of 16 mm and has a conductivity of 3.03 H / m2 ° C. In the second method of right-angled double-sided padding with the same calf distance, a loft of 24 mm with a conductivity of 2.18 W / m2 ° C is obtained. This clearly illustrates the advantage of the double-sided padding technique. Although the above has been specifically referred to the case where the wires are made by tearing and are therefore in the form of strips, the invention is not limited to such sections. A layer of elements can be used as an padding between two sheets or sheets of rigid material which have or do not have heat-insulating and heat-reflecting properties. Alternatively, the elements can be used to fill pockets of fabric and thereby form flexible sheets of insulating material. Although the elements can be made by tearing, they can also be made by end or side cutting of strips from a roll of film or foil mounted on a lathe or rotatable spindle. The strip can be continuous or discontinuous.

Man kan även behandla ett platt element (dvs icke- -deformerat) genom värmebehandling för åstadkommande av krusning och en slumpartad gruppering av sådana element har inneboende fjädring.One can also treat a flat element (ie non-deformed) by heat treatment to provide ripple and a random grouping of such elements has inherent resilience.

Uppfinningen omfattar även byggnadsmaterial§ klädes- artiklar och bäddartiklar innefattande det beskrivna isoleringsmaterialet. I///,The invention also comprises building materials, clothing articles and bedding articles comprising the described insulation material. IN///,

Claims

10 15 20 25 30 35 40 7901587-1 PATENT REQUIREMENTS

Insulating material, comprising a random grouping of elements, characterized in that the elements consist of strips, sheets or small plates of natural or synthetic sheet material with a non-round cross-section, regular or irregular geometric shape and even or varying thickness and that at least a part of the elements arranged in the grouping has at least one portion, comprising an edge of the element, deformed to increase the elasticity of the elements and to facilitate the formation of gaps between adjacent elements in the grouping.

Insulation material according to claim 1, characterized in that the elements consist of metallized polyester, metallized polyvinyl chloride or metallized paper.

Insulation material according to Claim 1 or 2, characterized in that the elements are deformed by crimping, wrinkling, perforation or corrugation.

Insulation material according to one of the preceding claims, characterized in that each element has a thickness of up to 1 mm and a width of up to 1 cm.

Insulation material according to claim 1, characterized in that the elements have been heat-treated to deform.

Insulation material according to one of the preceding claims, characterized in that the grouping of elements is attached to at least one sheet or a disc.

Insulation material according to claim 6, characterized in that the sheet or board consists of a textile material.

Insulation material according to claim 7, characterized in that the grouping of elements and the layer of textile material are attached to each other by sewing or by a binder.

Insulation material according to claim 6, characterized in that the sheet or board is self-supporting and consists of plastic material, wood, plasterboard or metal. 790158? -1 l0 15 20 g SUMMARY Insulation materials and methods for their preparation. This invention relates to insulation materials and in particular to thermal insulation materials having heat reflection properties. In particular, insulating materials according to the invention comprise a random grouping of elements, which have at least some deformed to increase the suspension of the elements and to contribute to the formation of spaces between adjacent elements in the random grouping. The term element is used herein to include threads of different cross-sectional shapes, for example circular, square or rectangular, strips of uniform or non-uniform width and / or thickness, leaves and small plates of regular or irregular geometric shape and of uniform or non-uniform thickness and the like.