JP2001505283A - 断熱および遮音用の多層シート絶縁材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、断熱および遮音のための多層シート絶縁材料に関するものであり、この材料は少なくとも２つの分離層（１）を含み、そのためにシート、不織布、紙などのような可撓性材料がそれらの間のスペーサ要素とともに使用される。このシート絶縁材料は、スペーサ要素がスペーサ繊維（２’）によって形成され、このスペーサ繊維は分離層に対して垂直に配向されており、スペーサ繊維（２’）はその端部の少なくとも一方で分離層（１）に材料結合されている。このシート絶縁材料は特に低い重量および高い可撓性で極めて良好な絶縁性を有する点で優れている。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 断熱および遮音用の多層シート絶縁材料 技術分野 本発明は請求の範囲第１項の特徴部分による断熱および遮音用の多層シート絶 縁材料に関する。この絶縁材料は工業領域（例えば車両構造および宇宙飛行）お よび建築において断熱および遮音材料として提供される。 背景技術 絶縁材料は、その組織が公知のように固体粒子とガス容積体（Ｇａｓｖｏｌｕ ｍｉｎａ）で構成される多成分系である。これらの成分の横断面における有利な 形状および配置によって、小さなガス包含体により遮断作用が生じる。公知のよ うに、物質の有効な熱伝導率は、固体の熱伝導と包含されたガスの有効な熱伝導 率で構成される。このことは、構造体内の対流と輻射により生じる見掛けの熱伝 導率およびガス固有の熱伝導率の部分から生じる。 超絶縁材料が層構造体で作成できることは公知である。この層は薄い金属板、 たいていは鋼、またはアルミニウム板、または金属被覆フィルムによって形成さ れる。層の接触を防止するために、多かれ少なかれ絶縁性の隔離材が組み込まれ る。この構造体はある要求を満たせば真空化することができる。 真空絶縁体は、製造時の作業費および材料費が非常に高いので、たいていはパ ネル、または構成部分として使用され、大面積材料として使用されることは少な い。 ＤＥ−ＯＳ３９００３１１Ａ１公報から、多層真空構造体が公知であ る。多くの薄い鋼板は、低熱伝導性支持体により、適当な接着剤によって互いに 強固に結合される。間隙に細い繊維または発泡体を埋め込むことにより輻射損失 が減少される。鋼板に対して繊維を平行配置することにより、熱ブリッジを大き くし、熱損失を高める大きな接触面積が生じる。支持体としてプラスチックまた は鋼が使用される。この構造体の欠点として剛性、すなわち可撓性のないこと、 そして大きな重量が考えられる。 ＤＥ−ＯＳ４００３７７０Ａ１公報には、工業装置用の断熱被覆が示されてい る。アルミニウム箔がプロフィル化により熱遮断室を形成している。ＤＥ−ＯＳ ３５０７３２３Ａ１公報の保温マットでは、金属積層箔を短い溶接継目によって 互いに直結している。その隙間には、絶縁作用に必要な支柱要素が加工されてい る。この発明は、個々の箔の間で直接的接触が生じる欠点がある。箔内での熱伝 導は充分である。この構造体は固く可撓性がない。プロフィル化には大きな重量 を有する比較的剛性のある箔が必要である。 構造体中にシートを使用する場合、間隙は、シートに平行に置かれている繊維 を満たすことにより、セラミック粒子またはガラス繊維紙の保持によって作られ る。ＤＥ−ＯＳ３５３２６６３Ａ１公報の発明は軟質超絶縁体について述べてい るが、その場合に一定の幾何学的形状で加工されたブリッジにより金属被覆シー トの間隙が作られている。ＣＳ２４３０７５号明細書には、ポリエステル繊維お よび／またはポリプロピレン繊維を含む繊維フリース（Ｆａｓｅｒｖｌｉｅｓ、 不織布）を金属被覆シートでカバーした絶縁材料が形成されている。金属被覆さ れていないシートを積層されたフリースは２回被覆することができ、一定の圧力 で硬化される。そのためには大きなエネルギー消費を必要とする。すべての構造 体の場合、スペーサとシートの間の接触面積は、繊維がその全 長にわたり接触しているので、比較的大きい。従って、熱伝導による熱損失を考 慮すべきである。 発明の開示 本発明の目的は、軽量で、薄く、高い可撓性を有する極めて大きな絶縁作用を 有する絶縁材料を作ることである。その際に、経済的かつ環境的視点を考慮すべ きである。特に、材料の節約から、超軽量構造が可能となる。その目的は、製造 量の節約、生成する廃物の減少、および特に輸送手段に使用する際の輸送料の低 下である。 この課題は、本発明の請求の範囲第１項の特徴部分による多層シート絶縁材料 において、その特徴事項によって解決される。 その他の形態および実施態様は従属請求項の対象である。 熱の流れに対して垂直な層状構造は互いに０．５ｍｍ〜５ｍｍ離れた平行な層 形成分離層によって得られる。本発明によれば、前記距離を保証するために垂直 に配向されたスペーサ繊維が使用される。層の数は用途により、従って、必要な 遮断効率に依存している。層形成要素または分離層としては、要求条件により、 低輻射係数を有する薄くて平らな膜体が使用される。従って、見掛け熱伝導率の 占める割合は対流および輻射により低くなる。膜体としては２〜２０μｍの範囲 のポリエステルシート、および穿孔したものが特に好ましい。この膜体は片面ま たは両面がアルミニウムで被覆されていてもよい。他の膜体、例えば繊維フリー ス、セラミックやセルロースの薄い板またはシート、特に金属被覆を有するかま たは有しないものを使用することができる。 スペーサ繊維としては、長さ０．５ｍｍ〜５ｍｍで０．５デシデックス（ｄｔ ｅｘ）までの細かさを有するすべての繊維材料（例えば、ポリアミド、ポリプロ ピレン、ビスコース、アラミド、ガラスおよび炭素繊維）が使用される。 繊維は一つのグループで平行にさせるのが有利であり、シートに対して垂直に 配向されるのが有利である。一定の長さに切断された繊維の膜体に対する特定の 配置によって分離層の一定距離が達成される。膜体上のスペーサ繊維の幾何学的 形状配置は点状バラバラにまたは格子構造または環状構造として推定できる。従 って、接触面積そしてそれゆえに熱伝導による熱損失を減少させることができる 。寸法は複合化後の膜体が互いに接触しないようにとることができる。複合化の 際に次の変形物を区分することができる。 １．分離層は各複合化の際に所定の配置をされ、従ってスペーサ繊維は正確に 、部分的にまたは全く重ならないで配置される。 ２．分離層は各複合化の際にバラバラに配置され、従ってスペーサ繊維の位置 を正確に示すことができない。 本発明の多層シート絶縁材料の利点は、直立した繊維により可撓性分離層の安 定した支持作用が達成されたことである。総重量に対して繊維はわずかな重量部 分を占めるだけである。繊維端と分離層との接触面積が小さいので、非常に大き な熱遮断効果が達成される。 以下の実施例によりさらに詳細および利点について詳しく述べる。 図面の簡単な説明 図１は本発明の多層シート絶縁材料の断面図である。 図２は図１の詳細説明図である。 図３ａは接着剤の点状分布の例である。 図３ｂは図３ａと同様な接着剤の環状点を示す図である。 図３ｃは接着剤の格子状配置の例である。 発明を実施するための最良の形態 実施例ではまず、絶縁材料の製造例を説明し、次に製造した絶縁材料について 詳しく説明する。 絶縁材料の製造は連続的または非連続的に操作する工程原理に基づくものであ る。その製造は、結合剤の塗布を分離層の片面または両面にすることによって行 われる。接着剤塗布の幾何的形状によって（図３）、回転スクリーン印刷、型、 および、ドクターブレード(Ｒａｋｅｌ)または印刷ロール、または相当技術によ るベタ刷りによって行われる。 図３ａは点状幾何的形状による接着剤３’の配置を示す。点の間の距離はすべ ての方向で略一定である。図３ｂにおいて、接着剤の点は環３’’として示され ている。スペーサ繊維はこれにより一つの環状幾何学的形状で膜体上に配置され る。同一接触面積で支持面積を拡大することが有利であり、これにより支持体の 幾何学的形状の改善および熱損失の減少をすることができる。図３ｃは格子構造 による接着剤塗布３’’’の例である。 化学的に前処理した繊維は電界内で荷電される。この電界内で繊維は電気力線 の方向、Ｚ方向に配位し、垂直に配位し、好ましくは接着剤塗布点でＸＹ方向に ある平らな分離層上で平行にされる。 垂直に配向したものは接着剤床の中に留まって得られる。固定は制御された乾 燥工程で行われる。スペーサ繊維上にある膜体はロール上に巻くことができ、ま たは個品として貯蔵することができる。従って、この膜体はさらに加工（例えば 複合化）のために準備される。必要な絶縁作用は、絶縁要素（例えばパネル）を 製造することによって得られる。そのために膜体は一定の大きさに切断され、重 ねられ、そして場合により結合される。絶縁作用を達成するための他の方法では 、絶縁すべき部分に巻き付ける。選択された材料への適応および製品の特殊な要 求事項のための種々の変法が製造にあたり提供される。これは例えば電界の強さ 、繊維材料、繊維の長さおよび細かさ、繊維塗布密度、製造速度および巻き取り 力の制御に関する。 適切な本発明の絶縁材料を図１に示す。この絶縁材料はＺ方向に５個の分離層 １を有している。ＸＹ方向には同様に分配された繊維束２がある。繊維２の一端 は接着剤３により分離層１に結合されている。繊維２の他端の上または近くには 分離層がある。分離層１は両側がアルミニウムで被覆されたポリエステルフィル ムを含む。絶縁材料の構造は、繊維２の端部が分離層１に隣接し、その反対側で 繊維束が自由になっているように選定する。 図２の説明によれば、繊維束はス ペーサ繊維２’と支持繊維２’’を含む。スペーサ繊維２’は支持繊維２’’よ りも長い。異なる長さの繊維を使用することによって固体熱伝導の可能性を低下 させることができる。短い繊維（支持繊維）はスペーサ繊維を支持する作用を有 する。 中空およびプロフィル繊維を使用することにより、固体部分を介しての熱伝導 はさらに低下される。中空繊維は例えば普通の繊維よりも高い曲げモーメントを 吸収することができるので、機械的負荷の向上が同時に得られる。 低い熱伝導率を有する繊維材料を使用することにより、構造体の熱損失を低下 させることができる。 シート間のガスとしては、この構造体の場合、空気、希ガスまたは絶縁ガスを 使用することができる。真空化は絶縁効果を高める。一定の幾何学的形状による スペーサ繊維の使用により、１×１０⁵Ｐａ（正常大気圧）までの大気圧による シート間の接触が生じ得ないことが保証される。 分離層１およびスペーサ繊維２’では、さらに本発明により支持繊維２’’が 必要なときに、結合剤３によって結合される。接着点３は幾何学的形状に従って 塗布される。低い溶融水準の材料を使用する場合、分離層１、スペーサ繊維２’ および支持繊維２’’は形成される溶融点３ により互いに結合することができる。 垂直に配向した繊維２を有する個々のシートは、接着、溶融または縫合により 点で互いに結合することができる。 参照符号リスト １ 分離層 ２ 繊維束 ２’ スペーサ繊維 ２’’ 支持繊維 ３ 接着剤 ３’ 点状接着剤 ３’’ 環接着剤 ３’’’ 格子状接着剤 ４ 間隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルシェフ，エフゲニ ロシア国 196244，サンクト ペテルスブ ルク，ティパノヴァ シュトラーセ 29― 633 (72)発明者 ホフマン，ゲラルド ドイツ連邦共和国 デー―01723 ヴィル スドルフ，シュトルトヴェク ８ (72)発明者 ロボヴァ，ルドミラ ロシア国 196191 サンクト ペテルスブ ルク，ノヴォ―イズマイロウスキ プロス ペクト，44―３―33 (72)発明者 フロイデンベルク，クリスティアーネ ドイツ連邦共和国 デー―01476 ヴァイ ックスドルフ，ケーニクスブリュッカー シュトラーセ 60

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．シート、繊維フリース、紙などのような可撓性材料に使用される少なくとも ２つの分離層（１）を含み、その間に存在し、前記分離層（１）に対して垂直に 配向されたスペーサ要素を有する断熱および遮音用多層シート絶縁材料において 、個々の離れているスペーサ繊維（２’）によってスペーサ要素が形成されてい て、各分離層（１）が少なくとも１つの側でスペーサ繊維（２’）の端部と結合 し、スペーサ繊維（２’）の垂直配向が結合点だけでなく全体にわたって保持さ れていることを特徴とする多層シート絶縁材料。 ２．分離層（１）は片側または両側において金属例えばアルミニウムで被覆され た厚さ２μｍ〜２０μｍのポリエステルシートを含むことを特徴とする請求の範 囲第１項に記載の多層シート絶縁材料。 ３．スペーサ繊維（２’）が０．５ｍｍ〜５ｍｍの長さを有することを特徴とす る請求の範囲第１項または第２項に記載の多層シート絶縁材料。 ４．スペーサ繊維（２’）が異なる繊維材料であり、化学的前処理されているこ とを特徴とする請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の多層シート絶縁 材料。 ５．スペーサ繊維（２’）が中空であることを特徴とする請求の範囲第１項から 第４項のいずれかに記載の多層シート絶縁材料。 ６．スペーサ繊維（２’）の間に、短い支持繊維（２’’）がスペーサ繊維（２ ’）に対して平行に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第５ 項のいずれかに記載の多層シート絶縁材料。 ７．スペーサ繊維（２’）および支持繊維（２’’）が分離層（１）の間の界面 でバラバラに分布配置されていることを特徴とする請求の範囲 第１項から第６項のいずれかに記載の多層シート絶縁材料。 ８．スペーサ繊維（２’）および支持繊維（２’’）が分離層（１）の間の界面 でグループとなって、好ましくは点状、格子状または環状パターンを形成配置さ れていることを特徴とする請求の範囲第１項から第６項のいずれかに記載の多層 シート絶縁材料。 ９．分離層（１）がスペーサ繊維（２’）および支持繊維（２’’）の端部で結 合剤（３）により結合されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第６項 のいずれかに記載の多層シート絶縁材料。 １０．分離層（１）はスペーサ繊維（２’）および支持繊維（２’’）と、スペ ーサ繊維（２’）および支持繊維（２’’）によって形成された溶融点（３）に より結合されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第６項のいずれかに 記載の多層シート絶縁材料。 １１．分離層（１）が重なり合って、Ｚ方向に配置されていることを特徴とする 請求の範囲第１項から第１０項のいずれかに記載の多層シート絶縁材料。 １２．スペーサ繊維（２’）が分離層（１）の両側で固定されていることを特徴 とする請求の範囲第１項に記載の多層シート絶縁材料。 １３．分離層（１）の間隙（４）が真空化され、分離層（１）がその表面上で間 隔が保持されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の多層シート絶縁 材料。 １４．分離層（１）の間隙（４）が希ガスまたは絶縁ガスで満たされていること を特徴とする請求の範囲第１項に記載の多層シート絶縁材料。 １５．分離層（１）が穿孔を有することを特徴とする請求の範囲第１項、第１３ 項、または第１４項のいずれかに記載の多層シート絶縁材料。