WO1997036129A1 - Beidseitig mit metallhaltiger verbundfolie oder metallischer deckschicht umhülltes vakuumisolierpaneel - Google Patents

Beidseitig mit metallhaltiger verbundfolie oder metallischer deckschicht umhülltes vakuumisolierpaneel Download PDF

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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L59/06—Arrangements using an air layer or vacuum

Definitions

  • Vacuum insulation panel encased on both sides with metal-containing composite film or metal cover layer
  • Vacuum isothermal panels are usually used for thermal insulation
  • Vakuumisolie ⁇ aneel e consist of a pre-compressed porous fill, a porous press plate or an open-cell hard foam as a substrate, which is enveloped by a gas-tight film, the film being welded or glued after evacuation
  • Vacuum insulation panels of this type are also already used in the manufacture of cold rooms, for example cooling barriers, by inserting them between the outer and inner housings and foaming the remaining space between the outer and inner housings
  • precipitated and dried silicas Sihcagele, fly ash, open-celled organic foams such as open-celled serve as full materials
  • an asymmetrical structure is selected for the enveloping foils, one side consisting of diffusion-proof aluminum composite foil, the other side being a multi-layer composite made of plastic foil
  • the present invention therefore relates to vacuum isothermal panels which consist of an open-cell substrate coated on all sides with metal-containing composite film or metallic cover layer and have an edge length of at least 40 cm edge length in each case
  • An optionally pre-compressed bed of precipitated silica, silica gel and / or rigid polyurethane foam powder is suitable as the substrate, it being possible for the compression to take place in the presence of suitable adhesives to ensure inherent stability.
  • Open-pore rigid polyurethane foam sheets are also suitable as substrates.
  • plates made of open-pore rigid polyurethane foam or plates made of pre-compressed and optionally bonded rigid polyurethane foam are used as the substrate.
  • the vacuum insulation panels according to the invention have an edge length of at least 40 cm, preferably an edge length 45 cm x 65 cm.
  • the thickness of the panels according to the invention is usually in the range from 0.5 to 5 cm
  • Flexible composite films consisting of at least two layers are preferably used
  • the covering in such a way that differently constructed composite films are used on the front and back of the panels.
  • the composite film on one side can contain a 9 ⁇ m thick aluminum layer, the other a 20 ⁇ m thick aluminum layer
  • Sheet steel plates are preferred as metal-safe cover layers, particularly preferably stainless steel sheet plates.
  • metal-containing composite films or metallic cover layers are already known and commercially available
  • the vacuum insulation panels according to the invention are produced by enveloping the substrate with the gas-tight metal-containing composite film on both sides and then welding or gluing the film in a manner known per se after evacuation, or by enveloping the substrate with the metallic cover layer on both sides, evacuating and hermetically sealing it
  • the Vakuumisoherpaneele invention are used for insulation of Wandun ⁇ gen of Kuhlraumen or refrigeration units such as eg fridges and freezers used
  • the figure shows the cross-section through an inventive Vakuum ⁇ insulating panel consisting of offenpo ⁇ gem Full material 1 (for example with Polyisocyana t verpreßtes polyurethane rigid foam meal as a substrate) and a metal-containing laminated film or metallic covering layer 2
  • offenpo ⁇ gem Full material 1 for example with Polyisocyana t verpreßtes polyurethane rigid foam meal as a substrate
  • a porous 20 mm plate with a bulk density of 200 kg / m 1 is obtained from this.
  • the plate is heated to 120 ° C. for about 2 hours in order to remove all volatile constituents
  • the plate is wrapped with a sheet steel plate on both sides, evacuated and hermetically sealed
  • Rectangular shaped body made of polyurethane foam foam pressed with polyisocyanate (for production, see Example 1). Large 40 * 40 * 2 cm 1 coefficient of thermal conductivity at 0.6 mbar 8.3 mW / mK
  • Vacuum isothermal panel consisting of a rectangular molded body made of rigid polyurethane foam powder pressed with Polvisocyanate (production see example 1) and all-round coating with aluminum composite film containing a 12 ⁇ m thick aluminum layer, internal pressure approx. 0.6 mbar
  • Vacuum isophane consisting of a rectangular molded body made of rigid polyurethane foam powder pressed with polyisocyanate (for production, see Example 1) and all-round wrapping with aluminum composite film, which contains a 12 ⁇ m thick aluminum layer; Internal pressure, about 0.6 mbar
  • Examples 2 to 4 show that from the size of the vacuum panel according to the invention, the aluminum-containing composite film which is used for the encapsulation does not influence the thermal conductivity of the vacuum isothermal panel obtained

Abstract

Beschrieben wird ein Vakuumisolierpaneel, bestehend aus beidseitig mit metallhaltiger Verbundfolie oder metallischer Deckschicht umhüllten Substrat in rechteckiger Größe mit jeweils mindestens 40 cm Kantenlänge.

Description

Beidseitig mit metallhaltiger Verbundfolie oder metallischer Deckschicht umhülltes Vakuumisolierpanell
Vakuumisoherpaneele werden üblicherweise zur thermischen Isolierung eingesetzt
Bekannte Vakuumisolieφaneel e bestehen aus einer vorkomprimierten porösen Schuttung, einer porösen Preßplatte oder einem offenzelligen harten Schaumstoff als Substrat, das von einer gasdichten Folie umhüllt wird, wobei die Folie nach dem Evakuieren verschweißt oder verklebt wird
Solche Vakuumisolierpaneele werden auch bereits bei der Herstellung von Kuhl- raumen, z B Kuhlschranken eingesetzt, indem diese zwischen Außen- und Innen- gehause eingelegt werden und der verbleibende Zwischenraum zwischen Außen- und lnnengehause ausgeschaumt wird
Als Fullmateπal dienen beispielsweise gefällte und getrocknete Kieselsauren Sihcagele, Flugasche, offenzelhge Schaume auf organischer Basis wie offenzellige
Polyurethan-Hartschaume oder gebundenes Polyurethan-Hartschaummehl, wie sie z.B in der DE 4 439 331 und DE 4 439 328 beschrieben werden
Für die umhüllenden Folien wird in der Regel ein asymmetrischer Aufbau ge¬ wählt, wobei eine Seite aus diffusionsdichter Aluminiumverbundfohe besteht, die andere Seite ein Mehrschichtverbund aus Kunststoffolie ist
Die Verwendung von alummiumhaltigen Verbundfolien auf beiden Seiten unter¬ blieb bisher, um den Warmefluß über die Siegelnaht zu vermeiden
Überraschenderweise wurde gefunden, daß der Beitrag der Warmeleitung über den Rand bei einer beidseitigen Umhüllung mit metallhaltiger Verbundfohe oder metallischer Deckschicht dann zu vernachlässigen ist, wenn Vakuumisoherpaneele in rechteckiger Plattengröße mit einer Kantenlange von jeweils mindestens 40 cm Kantenlange verwendet werden
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Vakuumisoherpaneele, die aus einem allseitig mit metallhaltiger Verbundfohe oder metallischer Deckschicht umhüllten offenzelligen Substrat bestehen und eine Kantenlange von mindestens jeweils 40 cm Kantenlange aufweisen Als Substrat ist eine gegebenenfalls vorverpreßte Schüttung aus gefällter Kieselsäure, Silicagel und/oder Polyurethanhartschaumpulver geeignet, wobei die Verpressung in Gegenwart von geeigneten Klebmitteln zur Gewährleistung einer Eigenstabilität erfolgt sein kann. Ferner geeignet sind offenporige Polyurethan- Hartschaumplatten als Substrat.
Bevorzugt werden als Substrat Platten aus offenporigem Polyurethanhartschaum oder Platten aus vorverpreßten und gegebenenfalls verklebten Polyurethan- Hartschaummehl eingesetzt.
Die erfindungsgemäßen Vakuumisolieφaneele besitzen eine Kantenlänge von mindestens 40 cm, bevorzugt eine Kantenlange 45 cm x 65 cm Die Dicke der erfindungsgemäßen Platten liegt üblicherweise im Bereich von 0,5 bis 5 cm
Messungen haben gezeigt, daß metallhaltige Verbundfoiien, oder metallische Deckschichten die Wärmeleitfähigkeit der damit umhüllten Vakuumisoherpaneele nicht beeinflußen
Bevorzugt werden flexible Verbundfolien, bestehend aus mindestens zwei Schich¬ ten verwendet
Besonders bevorzugt werden aluminiumhaltige Verbundfolien mit Aluminium¬ schichten der Dicke 5 bis 25 μm, bevorzugt 9 bis 15 μm verwendet
Beispiele für mögliche Zusammensetzungen sind
Polyethylen/Aluminium/Polyester
Polyethylen/ Aluminium/Polyethylen/Polyester Polypropylen/ Aluminium/Polyester
Es besteht auch die Möglichkeit, die Umhüllung derart zu wählen, daß auf Vorder- und Rückseite der Paneels unterschiedlich aufgebaute Verbundfolien eingesetzt werden. So kann die Verbundfolie einer Seite beispielsweise eine 9 μm dicke, die andere eine 20 μm dicke Aluminiumschicht enthalten
Bevorzugt werden als metallsiche Deckschichten Stahlblechplatten, besonders bevorzugt Edelstahlblechplatten eingesetzt Derartige metallhaltige Verbundfolien oder metallische Deckschichten sind bereits bekannt und kommerziell erhältlich
Die erfindungsgemäßen Vakuumisolierpaneele werden hergestellt, indem das Substrat mit der gasdichten metallhaltigen Verbundfolie beidseitig umhüllt wird und dann in an sich bekannter Weise nach dem Evakuieren die Folie verschweißt oder verklebt wird oder indem das Substrat mit der metallischen Deckschicht beidseitig umhüllt wird, evakiert und hermetisch versiegelt wird
Die erfindungsgemäßen Vakuumisoherpaneele werden zur Dämmung der Wandun¬ gen von Kuhlraumen oder Kühlmöbeln wie z B Kühlschranken und Kühltruhen eingesetzt
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefugten Figur erläutert
Die Figur zeigt den Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Vakuum¬ isolierpaneel, bestehend aus offenpoπgem Fullmaterial 1 (z B mit Polyisocyanat verpreßtes Polyurethanhartschaummehl als Substrat) sowie eine metallhaltige Verbundfohe oder metallische Deckschicht 2
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung naher erläutern, ohne sie ledoch in ihrem Umfang zu begrenzen
Beispiele
Beispiel 1
580 g eines PUR-Hartschaummehles aus einer Kuhlgeraterecychnganlage werden mit 20 g Wasser und 58 g eine Polyisocyanatgemisches aus Diphenylmethan- dusocyanaten und Polyphenylpolymethylenpolyisocyanaten (Desmodur
VP PU 1520 A 20, Bayer AG) mit einem Lodige - Pflugschar - Mischer mit 2- Stoffdusen gleichmäßig vermischt Aus dieser Mischung wird in einem Form¬ rahmen ein Formling gebildet, gleichmaßig verdichtet und anschließend in einer Laboφresse unter einem Druck von 5 bar und einer Temperatur von 120° 8 Minuten unter Verwendung eines Zeit-Meßprogrammes auf 20 mm verpreßt
Man erhalt hieraus eine poröse 20-mm Platte mit einer Rohdichte von 200 kg/m1 Die Platte wird ca 2 h auf 120°C erwärmt, um sie von allen fluchtigen Bestandteilen zu befreien
Die Platte wird mit je einer Stahlblechplatte auf beiden Seiten umhüllt, evakuiert und hermetisch versiegelt
Beispiel 2
Rechteckiger Formkorper aus mit Polyisocyanat verpresstem Polyurethanhart¬ schaummehl (Herstellung siehe Beispiel 1) Große 40*40*2 cm1 Wärmeleitzahl bei 0,6 mbar 8,3 mW/mK
Beispiel 3
Vakuumisoherpanell, bestehend aus rechteckigem Formkorper aus mit Polviso- cyanat verpresstem Polyurethanhartschaummehl (Herstellung siehe Beispiel 1 ) und allseitiger Umhüllung mit Aluminiumverbundfohe welche eine 12 μm dicke Aluminiumschicht enthalt, Innedruck ca 0,6 mbar
Große 40*40*2 cm' Wärmeleitzahl 8,3 mW/mK Beispiel 4 (Vergleich)
Vakuumisoheφanell bestehend aus rechteckigem Formkorper aus mit Polyisocya¬ nat verpresstem Polyurethanhartschaummehl (Herstellung siehe Beispiel 1) und allseitiger Umhüllung mit Aluminiumverbundfolie, welche eine 12 μm dicke Aluminiumschicht enthalt; Innendruck, ca 0,6 mbar
Größe. 25*25*2 cm3 Wärmeleitzahl 9 mW/mK
Die Beispiele 2 bis 4 zeigen, daß ab der erfindungsgemäßen Größe des Vakuumpaneels die aluminiumhaltige Verbundfolie, die zur Umhüllung verwendet wird, die Wärmeleitfähigkeit des erhaltenen Vakuumisoherpaneeles nicht beein¬ flußt

Claims

Patentansprüche
1. Vakuumisolierpaneel, bestehend aus beidseitig mit metallhaltiger Verbund¬ folie oder metallischer Deckschicht umhüllten Substrat in rechteckiger Größe mit jeweils mindestens 40 cm Kantenlänge.
2. Vakuumisolierpaneel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Kantenlänge von 45 x 65 cm besitzt.
3. Vakuumisolierpaneel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die metallhaltige Verbundfolie eine Aluminiumschicht mit einer Dicke im Bereich von 5 bis 25 μm enthält
4. Vakuumisolierpaneel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es einen asymmetrischen Aufbau derart aufweist, daß auf der einen Seite des Paneels die metallhaltige Verbundfohe eine Alumiumschicht der Dicke 5-10 μm enthält, auf der anderen Seite des Paneels die metallhaltige Verbundfolie eine Aluminiumschicht der Dicke 10-25 μm enthält
5. Vakuumisolierpaneel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundfolie mindestens eine Polyethylen-, Polyester- oder Polypropylenschicht enthalt
6. Vakuumisolierpaneel gemäß einen der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Deckschicht eine Stahlblechplatte ist
7. Vakuumisolierpaneel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Substrat eine gegebenenfalls vorverpreßte Schüttung aus gefällter und getrockneter Kieselsäure, Silicagel und/oder gebundenem Polyurethan-Hartschaummehl oder eine offenzellige Polyurethan-Hart- schaumplatte ist
8 Verwendung von Vakuumisolierpaneelen gemäß einem der Ansprüche 1 bis
7 als Dammaterial für Wanduneen von Kühlraumen oder Kuhlmobeln
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