WO2009040374A2 - Eps-schaumstoffplatte mit reflektierender oberfläche - Google Patents

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WO2009040374A2
WO2009040374A2 PCT/EP2008/062770 EP2008062770W WO2009040374A2 WO 2009040374 A2 WO2009040374 A2 WO 2009040374A2 EP 2008062770 W EP2008062770 W EP 2008062770W WO 2009040374 A2 WO2009040374 A2 WO 2009040374A2
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eps
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    • E04B2001/7691—Heat reflecting layers or coatings

Definitions

  • the invention relates to an EPS foam sheet of styrene polymer beads with a reflective coating, a process for producing an EPS foam sheet, an EPS foam sheet system and a use with the features mentioned in the preambles of independent claims.
  • EPS foam boards are widely used for thermal insulation of facades.
  • the lowest possible N value according to DIN 52612 is important.
  • so-called athermal additives for the styrene polymer such as carbon black, graphite, aluminum and other suitable materials, and corresponding expandable styrene polymer materials for the EPS Foam panels offered in the market.
  • a striking feature of all these materials is a continuous light to dark gray colored EPS foam board.
  • EPS foam boards made of styrene polymer are on the market, which are provided with a mixture of normal and athermal additives, so-called Dalmatiner plates.
  • EPS foam plates with reduced thermal conductivity and their materials are described for example in EP 778 309, EP 863 175, EP 915 127, EP 981 574, DE 10 2004 028 768 and EP 1 159 338. All inventions have in common that atherme materials are used to reduce the thermal conductivity of the styrene polymer in conjunction with other substances to increase the flame resistance for an improved fire class of EPS foam boards.
  • the object of the invention is to improve the heat-insulating properties of the EPS foam sheets of coated EPS styrene polymer beads, in particular with regard to the infrared radiation and / or the visible solar radiation.
  • Another object of the invention is to prevent the heating of the EPS foam sheets by incident radiation, to reduce their thermal conductivity, and to deform as a result of the different expansion caused by solar radiation.
  • partial hollow-body-shaped reflectors are formed on at least one surface of the EPS foam sheet in the case of an EPS foam sheet consisting of coated polystyrene beads.
  • the partially hollow-body-shaped reflectors are filled with polystyrene, because they are then produced simply by cutting the surface. In this case, the infrared radiation passes through the styrofoam polymer to the reflective coating, where it is reflected.
  • this surface is formed from separated polystyrene beads.
  • the reflective coating of the styrofoam polymer beads is preferably a coating designed for the reflection of the infrared radiation and / or the visible solar radiation and, in further advantageous embodiments, for example formed from one of the materials carbon black, graphite or aluminum.
  • This effect further has the effect that the trimmed EPS styrene polymer beads with their outer aluminum cladding act as a reflector for the incident heat radiation of the sun on facades. This has, as proven in experiments, with the result that these cladding panels heat less in intense sunlight than the previously made of an athermal EPS styrene polymer facade panels.
  • this is based on a process for producing an EPS foam sheet from coated styrofoam polymer beads, comprising steps for foaming previously, preferably reflective, coated styrofoam bead to form a block body.
  • this block body is separated into a plurality of EPS foam plates of predetermined or predeterminable thickness
  • the objects of the present invention are procedurally solved.
  • the effectiveness of the inventive surfaces of the EPS foam sheets is particularly high when the cutting plane is selected such that the cut through them Styropolymerisatkügelchen are divided substantially centrally.
  • the thus divided Styropolymerisatkügelchen thus form the most favorable geometric configuration of the part-hollow body-shaped reflectors from separated Styropolymerisatkügelchen. The reflection of the incident radiation can therefore be done more effectively, which can be confirmed in a surprising manner by measurement results.
  • the block body is preferably rectangular, rhombus-shaped, trapezoidal or polygonal shaped.
  • the separation of the block body into a plurality of EPS foam sheets can be carried out preferably by cutting and / or fusion cutting / melt cutting, each EPS foam sheet (1) receives a front and a back plate surface.
  • EPS foam plates can be used to further increase heat insulating properties.
  • at least two EPS foam sheets are joined together at their front and rear plate surfaces. It is particularly advantageous if the connection between at least two EPS foam boards is made using an adhesive.
  • the present invention is based on an EPS foam sheet system of a plurality of stacked EPS foam sheets.
  • connection between at least two EPS foam sheets is preferably carried out in a preferred embodiment of the EPS foam sheet system according to the invention using an adhesive.
  • the objects of the invention are achieved by using an EPS foam board produced by the method of any of the above-described preferred embodiments and / or an EPS foam board system for thermal insulation of facades made according to one of the described embodiments and / or roofs of buildings solved.
  • the EPS foam sheet and / or EPS foam sheet system is preferably arranged on the building surfaces such that the surfaces formed by part-hollow-shaped reflectors surfaces of the EPS foam sheets are directed to the outside.
  • the facades are provided with a heat-reflecting plaster layer or paint and the roof insulation panels with a heat-reflecting roof skin.
  • Figure 1 is a perspective view of an embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic cross-sectional and partial sectional view of an embodiment of the EPS foam sheet system according to the invention
  • Figure 3 is an enlarged schematic cross-sectional and partial sectional view of a
  • Figure 4 is an enlarged schematic partial top sectional view of a
  • Figure 5 is a further enlarged schematic cross-sectional and partial sectional view of a conventional EPS foam sheet.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an embodiment of the EPS foam board 1 according to the invention.
  • the frontally represented surface 2 of the EPS foam board 1 has a surface structure typical for EPS foam boards. This structure results from the fact that the polystyrene beads 4, which make up the EPS foam, were foamed in a sintering process. The individual Styropolymerisatkügelchen 4, are brought to the expansion of the hot, for example, by a 140 0 C vapor pressures so tightly together that they will be deformed to irregular shaped bodies, which together form visible transition surfaces. Since the polystyrene beads for the present EPS foam sheet 1 have, for example, aluminum coating with an aluminum powder, the separating surface formed between the adjacent sintered polystyrene beads 4 is formed of this aluminum layer.
  • the EPS foam sheets 1 of the invention are preferably made by separating thinner sheets from a larger block body. The separation can be done by cutting tools or melt separation tools.
  • the parting plane between the individual plates is selected such that the Styrolpolymerisatkügelchen 4 are cut as centrally as possible.
  • part-hollow-body-shaped reflectors 3, which are divided into half shells, form on the surface 2 of the EPS foam board 1.
  • the surface 2 of the EPS foam sheet 1 is characterized by a surface formed of uncoated EPS foam, which is covered by a fine network of substantially perpendicular to the surface 2 arranged separating surfaces 7, which separate the individual cut part-hollow body-shaped reflectors 3 from each other.
  • the partially hollow-body-shaped reflectors 3 thus form, according to the invention, inwardly curved, ie concave, mirrored aluminum reflecting surfaces or reflectors whose geometric shape is particularly advantageous for impinging on the surface 2 of the EPS foam board 1 infrared or visible To reflect solar radiation.
  • the surface 2 of the EPS foam board 1 formed in accordance with the invention reflects the heat, ie the infrared radiation, much more effectively than a conventional EPS foam sheet of aluminum-coated styrene polymer beads.
  • FIGS. 3, 4 and 5 are followed by an explanation of physical relationships to this result according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional and partial sectional view of an embodiment of the EPS foam board system 6 according to the invention.
  • an EPS foam sheet 1 As shown in Figure 1, causes a much more effective reflection of the infrared radiation and the visible solar radiation, in the present embodiment of the present invention, several EPS foam sheets 1 produced according to the invention superimposed and, for example with a Adhesive bond to an EPS foam board system 6 united.
  • EPS foam board systems 6 produced in accordance with the invention are preferably arranged on the outer surfaces or roof surfaces of buildings in such a way that the reflection surfaces 2k are aligned outwardly against the infrared and / or solar radiation.
  • FIG. 3 shows an enlarged schematic cross-sectional and partial sectional view of an embodiment of the EPS foam board 1 according to the invention.
  • the part-hollow-body-shaped reflectors 3 which are shown in a lateral cross-section and can be recognized as half-shells, essentially form half-shell-shaped, mirrored, concave reflectors.
  • Each of these cup-shaped reflectors 3 is, as described above, provided with a reflective, for example aluminum, coating and formed by the separating surfaces 7.
  • the surface of the reflectors 3 formed in this way is not entirely regular since it is produced by a sintering process in which the expanding styrene polymerate beads exert pressure against each other.
  • This irregular surface formation deteriorates the reflection properties of the reflectors 3.
  • this surface is also not particularly smooth, so that in addition the roughness of the parting surface 7 deteriorates the reflection properties.
  • the material of the coating for example aluminum powdering or coating with graphite powder, likewise forms the reflection properties of these reflection surfaces 7.
  • a radiation component of the incident radiation A which arrives on the respective reflectors 3 via the outer regions or areas of the surface 2 marked as reflection regions I, has good reflection conditions.
  • the beam path of this radiation is represented by arrows labeled Aa as an outer beam path. Because this part of the radiation impinges on the separation surface 7 at a shallow angle, its rays are much better reflected and redirected to the next, again at a shallow angle incident beam path. Thus, an outer ray Aa can be most effective along the dividing surface 7 of a respective reflector 3 are reflected several times and thrown back outwards.
  • the incident radiation is reflected very well in the outer reflection regions I, while in the inner absorption region II the incident radiation absorbs more or predominantly and thus passes into a nearest styrene polymer beads 5.
  • the ratio of the outer reflection regions I to the inner absorption region II is approximately such that about 30 to 40% is attributable to the absorption region II, and the remaining 60 to 70% is attributable to the reflection region I.
  • this ratio of 3: 7 or of 4: 6 has a square effect when converting to a surface.
  • Figure 4 shows an enlarged schematic plan view of a partial section of a preferred embodiment of the EPS foam sheet 1 according to the invention.
  • the outer contour of the reflector 3 is shown in a circle.
  • the internal absorption region II is denoted by a curly bracket Il corresponding to the diameter d, approximately one third of the outside diameter Da of the reflector 3. This shows that the surfaces of the outer reflection region I of the reflector 3 and the surface of the internal absorption region II must be in relation to each other in order to find out what proportion of the incident radiation is effectively reflected and which is absorbed. If one assumes, as previously described, that the diameters d, and Da have a ratio of 4: 6 and 3: 7 respectively, the following effect on the area ratio results:
  • FIG. 5 shows a comparison of the physical processes for a conventional EPS foam board or, for the inner styrene polymer beads 5, corresponding optical paths for the illustration in FIG.
  • a radiation coming from direction A strikes a curved, reflecting surface of an inner styrene polymer bead 5.
  • the surface can be subdivided into regions of favorable reflection angles and a central region with unfavorable radiation incidence angles, an absorption region III and a reflection region IV.
  • the radiation incident here impinges at an obtuse angle from a 90 ° near angle on the reflective surface of the inner styrene polymer bead 5 and penetrates it due to the poor reflection properties.
  • the radiation A incident in the outer reflection regions IV is, as described above, reflected well and effectively thanks to the flat angles of incidence.
  • an outer beam path Aa is hereby deflected to the adjacent Styrolpolymerisatkügelchen, where it now impinges at an obtuse, almost 90 ° angle.
  • this radiation passes through the reflective separation surface of the adjacent Styrolpolymerisatkugelchens, d. H.
  • the radiation is absorbed and reaches the interior of the EPS foam.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine EPS-Schaumstoffplatte (1), bestehend aus beschichteten Styropolymerisatkügelchen (4) und ein Verfahren zum Herstellen einer EPS-Schaumstoffplatte (1) aus beschichteten Styropolymerisatkügelchen. Es ist vorgesehen, dass an mindestens einer Oberfläche (2) der EPS-Schaumstoffplatte (1) teil-hohlkörperförmige Reflektoren (3) ausgebildet sind und ein Blockkörper aus EPS-Schaumstoff in einzelne EPS-Schaumstoffplatten (1) vorgegebener oder vorgebbarer Dicke aufgetrennt wird.

Description

EPS-Schaumstoffplatte mit reflektierender Oberfläche
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine EPS-Schaumstoffplatte aus Styrolpolymerisatkügelchen mit einer reflektierenden Beschichtung, ein Verfahren zum Herstellen einer EPS-Schaumstoffplatte, ein EPS-Schaumstoffplatten-System und eine Verwendung mit den in den Oberbegriffen unabhängiger Ansprüche genannten Merkmalen.
EPS-Schaumstoffplatten werden im großen Umfang zur Wärmedämmung von Fassaden eingesetzt. Für diese Fassadenplatten ist ein möglichst geringer N-Wert nach DIN 52612 bedeutsam. Zur Erzielung eines λ-Wertes nach DIN 52612 mit oder unter 35 mW/mK wurden umfangreiche Entwicklungen vorrangig unter Verwendung von sogenannten athermen Zusätzen zum Styrolpolymerisat, solchen wie Ruß, Grafit, Aluminium und anderen geeigneten Materialien vorgenommen und es werden entsprechende expandierbare Styrolpolymerisatmaterialien für die EPS-Schaumstoffplatten auf dem Markt angeboten. Markant für all diese Materialien ist eine durchgängige hell- bis dunkelgrau gefärbte EPS-Schaumstoffplatte. Ebenso sind EPS- Schaumstoffplatten aus Styrolpolymerisat auf dem Markt, die mit einer Mischung von normalen und athermen Zusätzen versehen sind, sogenannte Dalmatiner-Platten.
Die EPS-Schaumstoffplatten mit verminderter Wärmeleitfähigkeit sowie deren Materialien sind beispielsweise in der EP 778 309, der EP 863 175, der EP 915 127, der EP 981 574, der DE 10 2004 028 768 und der EP 1 159 338 beschrieben. Allen Erfindungen ist gemeinsam, dass atherme Materialien zur Verminderung der Wärmeleitfähigkeit des Styrolpolymerisats in Verbindung mit weiteren Substanzen zur Erhöhung der Flammfestigkeit für eine verbesserte Brandklasse der EPS-Schaumstoffplatten eingesetzt werden.
Als ein Nachteil der EPS-Fassadenplatten, bestehend aus den mit athermen Materialien ausgestatteten EPS-Styrolpolymerisatkügelchen, hat sich die Verformung der Platten bei starker thermischer Sonneneinstrahlung erwiesen. Mit einem neu auf dem Markt befindlichen EPS-Styrolpolymerisat mit der geschützten Markenbezeichnung Slimpor, welches ebenfalls für EPS-Schaumstoffplatten mit verminderter Wärmeleitfähigkeit vorgesehen ist, wurde aufgrund seiner nur äußeren Umhüllung der EPS- Kügelchen mit einem Aluminiumsubstrat und mit der nach dem Aufschäumen vorgenommenen mechanischen Bearbeitung festgestellt, dass diese EPS-Schaumstoffplatten einen λ-Wert unter den vom weißen oder anders gefärbten EPS besitzen, obwohl das Innere der EPS-Kügelchen das weiße oder anders eingefärbte Styrolpolymerisat aufweist. Das koreanische Dokument KR 102007076026 beschreibt beispielsweise mit einer aus mikrofeinen Aluminiumscheiben beschichtete EPS-Styrolpolymerisatkügelchen, die zum Herstellen von EPS-Schaumstoffplatten verwendet werden.
Was für die Fassaden gilt, hat für Dachdämmplatten eine noch größere Bedeutung, da hier die Sonneneinstrahlung oft mit einem 90°-Winkel auftrifft und damit von mehreren KW Leistung/m2 im Sommer auf das gedämmte Dach einwirkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die wärmedämmenden Eigenschaften der EPS- Schaumstoffplatten aus beschichteten EPS-Styrolpolymerisatkügelchen insbesondere in Bezug auf die Infrarotstrahlung und/oder die sichtbare Sonnenstrahlung zu verbessern. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Erwärmung der EPS-Schaumstoffplatten durch auftreffende Strahlung zu verhindern, deren Wärmeleitfähigkeit zu verringern und die Verformung infolge der durch Sonnenstrahlung bedingten verschiedenen Ausdehnung.
Die erfindungsgemäßen Aufgaben werden dadurch gelöst, dass bei einer aus beschichteten Styropolymerisatkügelchen bestehenden EPS-Schaumstoffplatte an mindestens einer Oberfläche der EPS-Schaumstoffplatte teil-hohlkörperförmige Reflektoren ausgebildet sind.
Von Vorteil ist, wenn die teil-hohlkörperförmige Reflektoren mit Styropolymerisat gefüllt sind, weil sie dann einfach durch den Zuschnitt der Oberfläche entstehen. Die Infrarotstrahlung gelangt in diesem Fall durch das Styropolymerisat bis an die reflektierende Beschichtung, wo sie reflektiert wird.
Von einem besonderen weiteren Vorteil ist es, wenn diese Oberfläche aus aufgetrennten Styropolymerisatkügelchen ausgebildet ist. Die reflektierende Beschichtung der Styropolymerisatkügelchen ist vorzugsweise eine für die Reflexion der Infrarotstrahlung und/oder der sichtbaren Sonnenstrahlung konzipierte Beschichtung und in weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen beispielsweise aus einem von den Materialien Ruß, Grafit oder Aluminium ausgebildet. Dieser Effekt hat weiter zur Folge, dass die angeschnittenen EPS-Styrolpolymerisatkügelchen mit ihrer äußeren Aluminiumumhüllung wie ein Reflektor für die auftreffende Wärmestrahlung der Sonne bei Fassaden wirken. Dies hat, wie in Versuchen nachgewiesen, zur Folge, dass sich diese Fassadenplatten auch bei intensiver Sonneneinstrahlung weniger erwärmen als die bisher aus einem athermen EPS- Styrolpolymerisat hergestellten Fassadenplatten.
Nach einem verfahrenstechnischen Aspekt vorliegender Erfindung geht diese von einem Verfahren zum Herstellen einer EPS-Schaumstoffplatte aus beschichteten Styropolymerisatkügelchen aus, aufweisend Schritte zum Aufschäumen von zuvor, vorzugsweise reflektierend, beschichteten Styropolymerisatkügelchen zu einem Blockkörper.
Dadurch, dass dieser Blockkörper in eine Vielzahl von EPS-Schaumstoffplatten vorgegebener oder vorgebbarer Dicke aufgetrennt wird, sind die Aufgaben vorliegender Erfindung verfahrenstechnisch gelöst. Hierbei wird die Effektivität der erfindungsgemäßen Oberflächen der EPS- Schaumstoffplatten besonders hoch, wenn die Schnittebene derart ausgewählt wird, dass die durch sie geschnittenen Styropolymerisatkügelchen im Wesentlichen mittig geteilt werden. Die derart mittig geteilten Styropolymerisatkügelchen bilden dadurch die günstigste geometrische Ausgestaltung der teil-hohlkörperförmigen Reflektoren aus aufgetrennten Styropolymerisatkügelchen. Die Reflexion der auftreffenden Strahlung kann daher effektiver erfolgen, was sich in überraschender Weise durch Messergebnisse bestätigen lässt.
Der Blockkörper ist vorzugsweise rechteckig, rhombusförmig, trapezförmig oder vieleckförmig ausgebildet. Dabei kann die Auftrennung des Blockkörpers in eine Vielzahl von EPS- Schaumstoffplatten vorzugsweise durch Schneiden und/oder Schmelzschneiden/ Schmelztrennen ausgeführt werden, wobei jede EPS-Schaumstoffplatte (1 ) eine vorderseitige und eine rückseitige Plattenfläche erhält.
Weil durch die erfindungsgemäß ausgebildete Oberfläche der EPS-Schaumstoffplatte eine deutliche Steigerung der wärmedämmenden Eigenschaften erreichen lässt, können mehrere hintereinander angeordnete erfindungsgemäße EPS-Schaumstoffplatten zur weiteren Steigerung wärmedämmender Eigenschaften verwendet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden wenigstens zwei EPS-Schaumstoffplatten an ihren vorderseitigen und rückseitigen Plattenflächen miteinander verbunden. Von einem besonderen Vorteil ist es, wenn die Verbindung zwischen wenigstens zwei EPS- Schaumstoffplatten mithilfe eines Klebstoffs ausgeführt wird.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt geht die vorliegende Erfindung von einem EPS-Schaumstoffplatten-System aus einer Vielzahl von aufeinandergeschichteten EPS- Schaumstoffplatten aus.
Dadurch, dass wenigstens zwei EPS-Schaumstoffplatten nach einer der oben beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen an ihren vorderseitigen und rückseitigen Plattenflächen miteinander verbunden sind, wobei die jeweiligen durch die teil-hohlkörperförmige Reflektoren ausgebildete Oberflächen jeder EPS-Schaumstoffplatte in gleiche Richtung ausgerichtet sind, sind die Aufgaben der vorliegenden Erfindung systemtechnisch gelöst.
Die Verbindung zwischen wenigstens zweit EPS-Schaumstoffplatten ist in einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen EPS-Schaumstoffplatten-Systems vorzugsweise mithilfe eines Klebstoffs ausgeführt.
Nach einem weiteren, verwendungstechnischen Aspekt vorliegender Erfindung werden die erfindungsgemäßen Aufgaben durch eine Verwendung einer mit dem Verfahren nach einer der vorhergehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen hergestellten EPS- Schaumstoffplatte und/oder eines nach einer der beschriebenen Ausgestaltungen hergestellten EPS-Schaumstoffplatten-Systems für eine Wärmedämmung von Fassaden und/oder Dächern von Gebäuden gelöst.
Die EPS-Schaumstoffplatte und/oder EPS-Schaumstoffplatten-System wird an den Gebäudeflächen vorzugsweise derart angeordnet, dass die durch teil-hohlkörperförmige Reflektoren ausgebildete Oberflächen der EPS-Schaumstoffplatten nach außen gerichtet werden.
Beim praktischen Einsatz der Fassadendämmplatten und der Dachdämmplatten ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Fassaden mit einer Wärme reflektierenden Putzschicht bzw. Farbanstrich und die Dachdämmplatten mit einer Wärme reflektierenden Dachhaut versehen werden.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht auf eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
EPS-Schaumstoffplatte;
Figur 2 eine schematische Quer- und Teilschnittansicht auf eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen EPS-Schaumstoffplatten-Systems;
Figur 3 eine vergrößerte schematische Quer- und Teilschnittansicht auf eine
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen EPS-Schaumstoffplatte;
Figur 4 eine vergrößerte schematische Drauf-Teilschnittansicht auf eine
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen EPS-Schaumstoffplatte; und
Figur 5 eine weitere vergrößerte schematische Quer- und Teilschnittansicht eine konventionelle EPS-Schaumstoffplatte.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen EPS- Schaumstoffplatte 1. Die frontal dargestellte Oberfläche 2 der EPS-Schaumstoffplatte 1 weist eine für EPS-Schaumstoffplatten typische Oberflächenstruktur auf. Diese Struktur entsteht dadurch, dass die Styropolymerisatkügelchen 4, aus welchen der EPS-Schaumstoff besteht, in einem Sinterprozess aufgeschäumt wurde. Die einzelnen Styropolymerisatkügelchen 4, die beispielsweise durch einen 140 0C heißen Dampf zur Expansion gebracht werden, drücken so fest aneinander, dass sie zu unregelmäßig geformten Körpern verformt werden, die miteinander sichtbare Übergangsflächen bilden. Da die Styropolymerisatkügelchen für die vorliegende EPS- Schaumstoffplatte 1 eine beispielsweise Aluminiumbeschichtung mit einem Aluminiumpulver aufweisen, ist die zwischen den benachbarten versinterten Styropolymerisatkügelchen 4 gebildete Trennfläche aus dieser Aluminiumschicht ausgebildet.
Die erfindungsgemäßen EPS-Schaumstoffplatten 1 werden vorzugsweise durch Abtrennen dünnerer Platten von einem größeren Blockkörper hergestellt. Die Trennung kann durch Schneidwerkzeuge oder Schmelztrennwerkzeuge erfolgen. Hierbei wird in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung die Trennebene zwischen den einzelnen Platten derart gewählt, dass die Styrolpolymerisatkügelchen 4 möglichst mittig geschnitten werden. Dadurch bilden sich an der Oberfläche 2 der EPS-Schaumstoffplatte 1 in Halbschalen geteilte teil-hohlkörperförmige Reflektoren 3 aus. Die Oberfläche 2 der EPS-Schaumstoffplatte 1 ist dadurch eine aus unbeschichtetem EPS-Schaumstoff gebildete Oberfläche, die durch ein feines Netz von im Wesentlichen zur Oberfläche 2 senkrecht angeordneten Trennflächen 7, welche die einzelnen geschnittenen teil-hohlkörperförmigen Reflektoren 3 voneinander trennen überzogen ist. Die teil-hohlkörperförmigen Reflektoren 3 bilden somit erfindungsgemäß nach innen gewölbte, d. h. konkav ausgebildete, mit einer reflektierenden Aluminiumschicht überzogene Spiegellinsen oder Reflektoren, deren geometrische Gestalt besonders vorteilhaft dazu vorgesehen ist, die auf die Oberfläche 2 der EPS-Schaumstoffplatte 1 auftreffende Infrarot- oder sichtbare Sonnenstrahlung zu reflektieren.
Überraschenderweise haben Messversuche gezeigt, dass die so erfindungsgemäß ausgebildete Oberfläche 2 der EPS-Schaumstoffplatte 1 wesentlich effektiver die Wärme, das heißt die Infrarotstrahlung, reflektiert als eine konventionelle EPS-Schaumstoffplatte aus aluminiumbeschichteten Styrolpolymerisatkügelchen.
In Figuren 3, 4 und 5 folgt eine Erklärung physikalischer Zusammenhänge zu diesem erfindungsgemäßen Ergebnis.
Figur 2 zeigt eine schematische Quer- und Teilschnittansicht auf eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen EPS-Schaumstoffplatten-Systems 6.
Weil die erfindungsgemäß ausgebildete Oberfläche 2 einer EPS-Schaumstoffplatte 1 , wie unter Figur 1 dargestellt, eine wesentlich effektivere Reflexion der Infrarotstrahlung sowie auch der sichtbaren Sonnenstrahlung bewirkt, werden in vorliegender Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung mehrere erfindungsgemäß hergestellte EPS-Schaumstoffplatten 1 aufeinandergelegt und beispielsweise mit einer Klebeverbindung zu einem EPS-Schaumstoffplatten-System 6 vereint.
Besonders vorteilhaft ist es hierbei, alle oder mehrere der einzelnen EPS-Schaumstoffplatten 1 k mit ihrer jeweiligen Oberfläche 2k in eine Richtung auszurichten, aus der die zu reflektierende Strahlung zu erwarten ist. Hierdurch wird die restliche Infrarotstrahlung, die eine vor ihr außen liegende Reflexionsfläche 2k passiert hat, auf eine nächste Reflexionsbarriere treffen. Vorzugsweise werden derart erfindungsgemäß hergestellte EPS-Schaumstoffplatten-Systeme 6 an den Außenflächen oder Dachflächen von Gebäuden derart angeordnet, dass die Reflexionsflächen 2k nach außen entgegen der Infrarot- und/oder Sonnenstrahlung ausgerichtet sind.
Hiermit ist erfindungsgemäß ein besonders effektiver Wärmedämmschutz insbesondere für Gebäude realisierbar. Weitere Anwendungen sind im Fahrzeugbau denkbar.
Figur 3 zeigt eine vergrößerte schematische Quer- und Teilschnittansicht auf eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen EPS-Schaumstoffplatte 1.
Anhand dieser Darstellung ist der physikalische Hintergrund der vorliegenden Erfindung besonders zugänglich erklärbar. Die in einem seitlichen Querschnitt dargestellte und als Halbschalen erkennbare teil-hohlkörperförmige Reflektoren 3 bilden im Wesentlichen halbschalenförmige verspiegelte, konkav ausgebildete Reflektoren aus. Jeder dieser schalenförmigen Reflektoren 3 ist, wie zuvor beschrieben, mit einer reflektierenden, beispielsweise Aluminiumbeschichtung versehen und durch die Trennflächen 7 geformt.
Zum einen, wie man sieht, ist die Oberfläche der so ausgebildeten Reflektoren 3 nicht gänzlich regelmäßig, da sie durch einen Sinterprozess entsteht, in welchem die expandierenden Styrolpolymersatkügelchen gegeneinander Druck ausüben. Diese unregelmäßige Oberflächenausbildung verschlechtert die Reflexionseigenschaften der Reflektoren 3. Ferner ist diese Oberfläche auch nicht sonderlich glatt, so dass zusätzlich die Rauigkeit der Trennfläche 7 die Reflexionseigenschaften verschlechtert. Schließlich bildet das Material der Beschichtung, beispielsweise Aluminiumpulverisierung oder Beschichtung mit Grafitpulver, ebenso die Reflexionseigenschaften dieser als Spiegel dienenden Trennflächen 7. Die Folge dieser verschlechterten Reflexionseigenschaften ist, dass diejenigen Strahlen schlechter reflektiert werden, die einen besonders stumpfen Auftreffwinkel auf einen Teilbereich einer Trennfläche 7 vorfinden. Dies trifft für die Strahlen zu, die im Wesentlichen mittig und dem mit der geschweiften Klammer 2 gekennzeichneten Absorptionsbereich in die Reflektoren 3 gelangen.
Ein Strahlenanteil der eintreffenden Strahlung A, der über die Außenbereiche oder als Reflexionsbereiche I gekennzeichnete Flächenbereiche der Oberfläche 2 auf die jeweiligen Reflektoren 3 eintrifft, findet gute Reflexionsbedingungen vor. Der Strahlengang dieser Strahlung ist durch Pfeile mit der Bezeichnung Aa als ein äußerer Strahlengang dargestellt. Weil dieser Teil der Strahlung unter einem flachen Winkel auf die Trennfläche 7 auftrifft, werden seine Strahlen wesentlich besser reflektiert und zum nächsten, wiederum unter einem flachen Winkel auftreffenden Strahlengang umgelenkt. So kann ein äußerer Strahl Aa höchst effektiv entlang der Trennfläche 7 eines jeweiligen Reflektors 3 mehrfach reflektiert und wieder nach außen zurückgeworfen werden.
Dieses physikalische Phänomen einer hohen Reflexion unter einem flachen Auftreffwinkel ist bekannt: beispielsweise verwandeln sich die an sich schwarzen und nicht reflektierenden Oberflächen asphaltierter Straßen bei großer Hitze und für einen in die Ferne gerichteten Blick in scheinbar einer Wasseroberfläche gleichende Spiegelflächen. Diesen Effekt kann man nur unter einem sehr flachen Winkel feststellen, denn begibt man sich zu dem scheinbaren Ort der Spiegelung, so ist dort keine Spiegelung feststellbar, weil der Strahlenauftreffwinkel dann nicht mehr flach genug ist.
Somit ist durch die erfindungsgemäßen teil-hohlkörperförmigen Reflektoren 3 gewährleistet, dass in den außen liegenden Reflexionsbereichen I die auftreffende Strahlung sehr gut reflektiert wird, während im innenliegenden Absorptionsbereich Il die auftreffende Strahlung eher oder überwiegend absorbiert und somit in ein nächstliegendes Styrolpolymerisatkügelchen 5 geleitet. Wie aus der Darstellung ersichtlich, ist jedoch das Verhältnis der äußeren Reflexionsbereiche I zu dem inneren Absorptionsbereich Il ungefähr so, dass etwa 30 bis 40 % auf den Absorptionsbereich Il entfällt, und die restlichen 60 bis 70 % auf den Reflexionsbereich I entfällt. Da zusätzlich die Reflektoren 3 keine zwei-, sondern dreidimensionale Objekte sind, wirkt sich dieses Verhältnis von 3:7 bzw. von 4:6 beim Umrechnen auf eine Fläche entsprechend quadratisch aus.
Hierzu ist es dienlich, eine Draufsicht auf einen Reflektor 3 zu betrachten, die in der nächsten Figur 4 dargestellt ist.
Figur 4 zeigt eine vergrößerte schematische Draufansicht auf einen Teilausschnitt einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen EPS-Schaumstoffplatte 1.
Lediglich in idealisierender Weise ist die Außenkontur des Reflektors 3 kreisförmig dargestellt. Die so gemachten folgenden Schlussfolgerungen dürften jedoch mit einer ausreichenden Genauigkeit auch für die eher unregelmäßigen Konturen der Reflektoren 3 zutreffen. Wie man sieht, ist der innenliegende Absorptionsbereich Il mit einer dem Durchmesser d, entsprechenden geschweiften Klammer Il bezeichnet, ungefähr ein Drittel des Außendurchmessers Da des Reflektors 3. Hierdurch wird ersichtlich, dass man die Flächen des außen liegenden Reflexionsbereiches I des Reflektors 3 und die Fläche des innenliegenden Absorptionsbereiches Il zueinander ins Verhältnis setzen muss, um zu erfahren, welcher Anteil der auftreffenden Strahlung effektiv reflektiert wird und welcher absorbiert wird. Wenn man, wie vorher beschrieben, davon ausgeht, dass die Durchmesser d, und Da ein Verhältnis zueinander aufweisen von 4:6 bzw. von 3:7, dann ergibt sich folgende Auswirkung auf das Flächenverhältnis:
Für die innenliegende Absorptionsbereichsfläche Il gilt:
π - d,
F, =
Und für die Reflexionsbereichsfläche I gilt:
π - D
F„ = - F .
Zueinander in Beziehung gebracht ergibt es:
Figure imgf000011_0001
'
Nach dem Kürzen ergibt sich für das Flächen-Verhältnis:
Figure imgf000011_0002
In dieser Formel erkennt man, dass die beiden Durchmesser Da und d, jeweils zueinander quadratisch in Beziehung gebracht sind. Das bedeutet, beispielsweise, wenn das Verhältnis 3:7 angenommen wird, 3 im Quadrat 9 und 7 im Quadrat 49, so dass das Verhältnis von 9:49 vorliegt. Hierdurch wird deutlich, woher die große erfindungsgemäße Effektivität der Oberfläche
2 der EPS-Schaumstoffplatte 1 herrührt. Bei diesem Rechenbeispiel heißt es, dass nur 20 % der auftreffenden Strahlen nicht reflektiert werden können, während 80 % sehr effektiv reflektiert werden.
Figur 5 zeigt eine zur Darstellung in Figur 4 vergleichende Abhandlung der physikalischen Vorgänge für eine konventionelle EPS-Schaumstoffplatte bzw. für die innenliegenden Styrolpolymerisatkügelchen 5 zutreffende Strahlengänge.
Eine aus Richtung A kommende Strahlung trifft hierbei auf eine gewölbte, reflektierende Oberfläche eines innenliegenden Styrolpolymerisatkügelchens 5 auf. In gleicher weise wie unter Figur 4 lässt sich die Oberfläche in Bereiche günstiger Reflexionswinkel und einen mittenliegenden Bereich mit ungünstigen Strahlenauftreffwinkeln, einen Absorptionsbereich III und einen Reflexionsbereich IV einteilen.
Für den mittenliegenden Absorptionsbereich III trifft das vorher Gesagte ebenso zu, d. h., die hier auftreffende Strahlung trifft unter einem stumpfen Winkel von einem 90°-nahen Winkel auf die reflektierende Oberfläche des innenliegenden Styrolpolymerisatkügelchens 5 auf und durchdringt diese aufgrund der schlechten Reflexionseigenschaften. Die in den außen liegenden Reflexionsbereichen IV auftreffende Strahlung A wird, wie zuvor beschrieben, dank der flachen Auftreffwinkel gut und effektiv reflektiert. Wie aus dem Strahlengang ersichtlich, wird ein äußerer Strahlengang Aa hierdurch auf das benachbarte Styrolpolymerisatkügelchen umgelenkt, wo es nun unter einem stumpfen, nahezu 90°-Winkel auftrifft. Hierdurch geht diese Strahlung durch die reflektierende Trennfläche des benachbarten Styrolpolymerisatkügelchens hindurch, d. h. die Strahlung wird absorbiert und gelangt in das Innere des EPS-Schaumstoffs.
Da die geometrischen Zusammenhänge genauso zutreffen, wie zuvor unter Figur 3 und 4 beschrieben, führt dies sogar dazu, dass nun die Absorptionsrate im Verhältnis 20:80 % oder schlechter ausfällt.
Ferner ist anzumerken, dass die Vorgänge zu Strahlengängen unter den Figuren 4 und 5 auch dann zutreffen, wenn die Strahlung A unter einem schrägen Winkel auftrifft, weil die Reflektoren
3 ungefähr eine Kugelform aufweisen. Bezugszeichenliste
1 EPS-Schaumstoffplatte
1 k k-te EPS-Schaumstoffplatte
2 Oberfläche
2k k-te Oberfläche
3 teil-hohlkörperförmige Reflektoren
4 Styropolymerisatkügelchen, außen liegende
5 innenliegende Styropolymerisatkügelchen
6 EPS-Schaumstoffplatten-System A Strahlenrichtung
Aa äußerer Strahlengang
Ai innerer Strahlengang
Di Durchmesser, innerer
Da Außendurchmesser,
Fa Reflexionsbereichsfläche
Fi Absorptionsbereichsfläche
I, IV Reflexionsbereich
II, III Absorptionsbereich

Claims

Patentansprüche
1. EPS-Schaumstoffplatte (1 ), bestehend aus beschichteten Styropolymerisatkügelchen (4), dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Oberfläche (2) der EPS-Schaumstoffplatte (1 ) teil-hohlkörperförmige Reflektoren (3) angeordnet sind.
2. EPS-Schaumstoffplatte (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die teil-hohlkörperförmigen Reflektoren (3) mit Styropolymerisat gefüllt sind.
3. EPS-Schaumstoffplatte (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (2) aus aufgetrennten Styropolymerisatkügelchen ausgebildet ist.
4. EPS-Schaumstoffplatte (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Beschichtung der Styropolymerisatkügelchen (5) eine für die Reflexion der Infrarotstrahlung und/oder der sichtbaren Sonnenstrahlung konzipierte Beschichtung ist.
5. EPS-Schaumstoffplatte (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung der Styropolymerisatkügelchen aus einem von den Materialien Ruß, Grafit oder Aluminium ausgebildet ist.
6. Verfahren zum Herstellen einer EPS-Schaumstoffplatte (1 ) aus beschichteten Styropolymerisatkügelchen (5), aufweisend Schritte zum Aufschäumen von zuvor beschichteten Styropolymerisatkügelchen () zu einem Blockkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Blockkörper in eine Vielzahl von EPS-Schaumstoffplatten (1 ) vorgegebener oder vorgebbarer Dicke aufgetrennt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittebene derart ausgewählt wird, dass die durch sie geschnittenen Styropolymerisatkügelchen (5) im Wesentlichen mittig geteilt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Blockkörper rechteckig, rhombusförmig, trapezförmig oder vieleckförmig ausgebildet ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftrennung des Blockkörpers in eine Vielzahl von EPS-Schaumstoffplatten (1 ) durch Schneiden und/oder Schmelzschneiden/Schmelztrennen ausgeführt wird, wobei jede EPS- Schaumstoffplatte (1 ) eine vorderseitige und eine rückseitige Plattenfläche erhält.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zweit EPS-Schaumstoffplatten (1 , 1 ) an ihren vorderseitigen und rückseitigen Plattenflächen miteinander verbunden werden.
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen wenigstens zweit EPS-Schaumstoffplatten (1 , 1 ) mithilfe eines Klebstoffs ausgeführt wird.
12. EPS-Schaumstoffplatten-System (6) aus einer Vielzahl von aufeinandergeschichteten EPS-Schaumstoffplatten (1 k), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei EPS-Schaumstoffplatten (I 1, 12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 an ihren vorderseitigen und rückseitigen Plattenflächen miteinander verbunden sind, wobei die jeweiligen durch die teil-hohlkörperförmige Reflektoren (3) ausgebildete Oberflächen (2) jeder EPS-Schaumstoffplatte (1 , 1 ) in gleiche Richtung ausgerichtet sind.
13. EPS-Schaumstoffplatten-System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen wenigstens zweit EPS-Schaumstoffplatten (1 , 1 ) mithilfe eines Klebstoffs ausgeführt ist.
14. Verwendung einer mit dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 1 1 hergestellten EPS-Schaumstoffplatte (1 ) und/oder eines nach einem der Ansprüche 12 bis 13 hergestellten EPS-Schaumstoffplatten-Systems (6) für eine Wärmedämmung von Fassaden und/oder Dächern von Gebäuden.
15. EPS-Schaumstoffplatten mit verminderter Wärmeleitfähigkeit durch den Einsatz von expandier-baren Styrolpolymerisatkügelchen mit äußeren IR-reflektierenden athermen Beschichtungen dadurch gekennzeichnet, dass bei diesen nach ihrer mechanischen Bearbeitung an den Aussenflächen der EPS-Schaumstoffplatten im wesentlichen nur das Styrolpolymerisat sichtbar ist und mit den geschnittenen Styrolpolymerisatkügelchen die innere beschichtete Seite der Kügelchen einen Reflektor für die auftreffende Wärmestrahlung darstellt und beides zusammen eine Verringerung der Erwärmung der EPS-Schaumstoffplatten durch Sonneneinstrahlung bewirkt.
16. EPS-Schaumstoffplatten mit verminderter Wärmeleitfähigkeit durch den Einsatz von expandier-baren Styrolpolymerisatkügelchen mit äußeren IR-reflektierenden athermen Beschichtungen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass diese EPS- Schaumstoffplatten auf Grund ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit und Reflektion von Wärmestrahlung als Fassadendämmplatten und als Dachdämmplatten einsetzbar sind.
17. EPS-Schaumstoffplatten mit verminderter Wärmeleitfähigkeit durch den Einsatz von expandier-baren Styrolpolymerisatkügelchen mit äußeren IR-reflektierenden athermen Beschichtungen nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Verwendung als Fassadenplatten in Verbindung mit einer äußeren wärmereflektierenden Putz- und Farbbeschichtung zu einer wesentlich geringeren thermischen Belastung der Fassaden im Sommer führt.
18. EPS-Schaumstoffplatten mit verminderter Wärmeleitfähigkeit durch den Einsatz von expandierbaren Styrolpolymerisatkügelchen mit äußeren IR-reflektierenden athermen Beschichtungen nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Verwendung als Dachdämmplatten in Verbindung mit einer wärmereflektierenden äußeren Dachhaut zu einer wesentlich geringeren thermischen Belastung des Daches im Sommer führt.
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