МНОГОСЛОЙНАЯ ПАНЕЛЬ, ИМЕЮЩАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
MULTI-LAYER PANEL HAVING THERMAL INSULATING PROPERTIES

Изобретение относится к многослойной строительной панели, имеющей теплоизоляционные свойства. Такая многослойная панель может использоваться, в частности, в строительной промышленности для обеспечения надлежащей теплоизоляции стен, крыш и т.п.
Панели, имеющие теплоизоляционные свойства известного типа, в общем, содержат изоляционный слой, например, изготавливаемый из пенополиуретана или пенофенольной смолы и помещаемый между двумя соответствующими защитными слоями, пригодными для облицовки такого изоляционного слоя. Такие защитные слои выполняют двойную роль: с одной стороны, они сдерживают расширение пенополиуретана или смолы и, с другой стороны, они придают таким панелям заданную форму и толщину.
Например, известны изоляционные панели, в которых защитные слои изоляционного слоя изготавливаются с использованием органических материалов (таких как бумага или картон) или неорганических материалов (таких как алюминий повышенной чистоты, минеральные волокна и т.д.). Следует отметить, что толщина и состав вышеуказанных защитных слоев обеспечивают гибкость таких слоев, т.е. такие слои можно изгибать и свертывать. Панели с гибкими защитными слоями широко используются в строительных конструкциях, например, для обеспечения теплоизоляции стен, полов и крыш. В частности, в таких применениях вышеуказанные изоляционные панели с гибкими защитными слоями не видны снаружи строительных конструкций.
Также известны изоляционные панели, содержащие защитные слои изоляционного слоя и изготовленные из металла, другими словами, такие защитные слои являются жесткими и самоподдерживающимися. Такие панели с жесткими защитными слоями известны специалистам в этой области как «сэндвич-панели».
Как известно, сэндвич-панели используются для возведения крыш и стен зданий, предварительной сборки холодильных камер, изготовления теплоизоляционных дверей и т.д. В различных применениях, особенно в области строительства, сэндвич-панели могут быть видны снаружи конструкции в том смысле, что они образуют предварительно собранные стены или крыши конструкций.
В частности, в сфере строительства строений, пригодных для содержания животных или схожих сельскохозяйственных целей, сэндвич-панели используются для возведения стен или крыш таких конструкций в том смысле, что они обеспечивают повышенную стойкость к конкретным окружающим условиям. В частности, в таких сэндвич-панелях, пригодных для строительных конструкций, используемых для содержания животных, защитный слой изоляционного слоя, который обращен к внутренней стороне вышеуказанных конструкций, изготавливается из материала, стойкого к воздействию микроорганизмов, бактерий, пара и конденсата применительно к органическим кислотам. Например, такой защитный слой панели изготавливается с использованием слоистого стеклопластика или пластичной гальванизированной (оцинкованной) стали. Вместо этого защитный слой панели, обращенный наружу конструкции, в общем, изготавливается из гальванизированной стали или других металлов.
Также известны сэндвич-панели, в которых защитный слой из стекловолокна или гальванизированной стали заменяется соответствующим слоем, изготовленным из пропитанного битумом картона. В таком случае для использования таких сэндвич-панелей в строительных конструкциях, пригодных для содержания животных, также должен быть предусмотрен защитный слой, который закрывает слой пропитанного битумом картона, поскольку в случае отсутствия такого слоя указанный слой пропитанного битумом картона быстро придет в негодность в результате воздействия паров и конденсата применительно к органическим кислотам, образующимся в результате жизнедеятельности животных.
Следует отметить, что, в общем, упомянутые выше сэндвич-панели трех типов обеспечивают надлежащую теплоизоляцию, так чтобы внутри сооружений, пригодных для содержания животных, температура не повышалась до значений, наносящих вред здоровью животных.
В частности, сэндвич-панель, в которой один из защитных слоев изготавливается из пропитанного битумом картона, имеет преимущество с учетом экономичности. Однако это требует использования еще одного закрывающего слоя для закрывания слоя пропитанного битумом картона, так чтобы вышеуказанная сэндвич-панель могла использоваться для сооружения конструкций, пригодных для содержания животных.
Вместо этого сэндвич-панели, в которых защитный слой, обращенный к внутренней стороне здания, используемого в целях содержания животных, изготавливается из стекловолокна, пластичной стали или других металлов, являются стойкими к воздействию агрессивных веществ, имеют высокую износостойкость и могут подвергаться промывке, но имеют недостаток, состоящий в высокой стоимости.
Цель изобретения состоит в том, чтобы предложить и внедрить многослойную панель, имеющую теплоизоляционные свойства, которые позволяют устранить вышеуказанные недостатки, по меньшей мере частично, существующих изоляционных панелей.
Такая задача решается с помощью многослойной строительной панели по п. 1 формулы изобретения.
Предпочтительные варианты выполнения такой многослойной панели описаны в зависимых пп. 2-7 формулы изобретения.
Изобретение также относится к конструкции крыши строения по п. 8 формулы изобретения.
Другие характеристики и преимущества многослойной панели, имеющей теплоизоляционные свойства по изобретению, в любом случае станут понятными из приведенного ниже описания предпочтительных вариантов выполнения с использованием неограничивающего примера и со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
фиг. 1 - перспективный и частично открытый вид первого примера многослойной изоляционной панели по изобретению;
фиг. 2 - вид в поперечном разрезе второго примера многослойной изоляционной панели по изобретению.
Со ссылкой на фиг. 1 и 2 многослойная строительная панель, имеющая теплоизоляционные свойства по изобретению, в общем, обозначена ссылочными номерами 100 и 200 соответственно. На вышеуказанных фиг 1 и 2 одинаковые или схожие элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами.
Со ссылкой на фиг. 1 и 2 многослойная изоляционная панель 100, 200 содержит основной слой 1 изоляционного материала, например пенополиуретана или пенофенольной смолы. Такой основной слой 1 содержит первую поверхность 10 и вторую поверхность 20, расположенные напротив друг друга.
Изоляционные панели 100, 200 также содержат первый усиливающий слой 2, соединенный с основным слоем 1 вдоль первой поверхности 10, и второй усиливающий слой 3, соединенный с основным слоем 1 вдоль второй поверхности 20. Таким образом, основной слой 1 расположен между первым 2 и вторым 3 усиливающими слоями.
Такие усиливающие слои 2 и 3 являются защитными облицовочными слоями основного изоляционного слоя 1 панели 100, 200.
Преимущественно многослойная изоляционная панель 100, 200 по изобретению содержит, по меньшей мере, между первым 2 и вторым 3 усиливающими слоями соответствующий слой, изготовленный из полимерного материала.
Следует отметить, что вышеуказанный полимерный материал выбирается из группы, состоящей из:
- полиэтилена высокой плотности или HDPE;
- полиэтилена низкой плотности или LDPE;
- смеси полиэтилена высокой плотности и полиэтилена низкой плотности;
- полипропилена (РР);
- полиэтилентерефталата (PET);
- пластических материалов, получаемых из биополимеров;
- термопластичного полиолефина (ТРО);
- полистирола (PS);
- полимерных смесей.
Вышеуказанный полимерный материал предпочтительно выбирается из группы, состоящей из:
- полиэтилена высокой плотности или HDPE;
- полиэтилена низкой плотности или LDPE;
- смеси полиэтилена высокой плотности и полиэтилена низкой плотности.
Следует отметить, что вышеуказанные материалы могут быть новыми, т.е. первоначально используемыми материалами, или повторно используемыми материалами.
Кроме того, вышеуказанный слой, изготавливаемый из полимерного материала, в общем, имеет толщину от 40 мкм до 3 мм.
Следует также отметить, что слой панели 100, 200, изготавливаемый из полимерного материала и имеющий указанную выше толщину, является гибким слоем, т.е. такой слой может изгибаться и свертываться.
В частности, со ссылкой на панель 100 на фиг. 1 по предпочтительному варианту выполнения второй усиливающий слой 3 такой панели 100 содержит один слой, изготовленный из полимерного материала по одному из примеров, упомянутых выше.
Следует отметить, что в другом варианте выполнения вышеуказанный усиливающий слой 3 может содержать несколько подслоев полимерного материала, отличающихся друг от друга или изготавливаемых из одного и того же полимерного материала посредством соэкструзии или экструзии на последовательных этапах.
Кроме того, в предпочтительном варианте выполнения первый усиливающий слой 2 панели 100 изготавливается из металлического материала, например из гальванизированной (оцинкованной) стали.
Изоляционная панель 100, показанная на фиг. 1, является сэндвич-панелью. Такая сэндвич-панель 100 преимущественно может использоваться в жилищном строительстве для изготовления стен или крыш. В частности, такая панель 100 может использоваться для сооружения конструкций, пригодных для содержания животных или схожих сельскохозяйственных целей. Кроме того, такая панель 100 может использоваться для предварительной сборки холодильных камер, изготовления теплоизоляционных дверей, охлаждаемых прилавков-витрин и т.д.
Со ссылкой на фиг. 1 первая поверхность 10 основного изоляционного слоя 1 сэндвич-панели 100 содержит первые ребра 11, выступающие, по существу, в направлении под прямым углом от первой поверхности 10. Кроме того, первая поверхность содержит вторые ребра 12, по существу, параллельные друг другу и имеющие меньшую толщину по сравнению с первыми ребрами 11. Такие первые 11 и вторые 12 ребра образуются посредством взаимодействия расширяющегося полиуретана с контуром первого металлического усиливающего слоя 2. В частности, в примере на фиг. 1 такой контур соответствует контуру рифленого листа.
Следует отметить, что вторая поверхность 20 основного слоя 1 может быть, по существу, плоской и свободной от гофров или может содержать надрезы (на фиг. 1 не показаны). Такие надрезы образуются посредством взаимодействия расширяющегося полиуретана с накатанной или рельефной поверхностью слоя 2 из полимерного материала. Такая накатанная или рельефная поверхность слоя из полимерного материала рядом со второй поверхностью 20 основного изоляционного слоя 1 пригодна для содействия адгезии изоляционного материала к защитному слою и повышает размерную стабильность всей панели 100.
Такие надрезы могут иметь различные формы (например, они могут быть линиями, ромбами, квадратами, окружностями и т.д.). Такие надрезы также могут быть контурами логотипа. Кроме того, глубина таких надрезов может варьироваться, и может быть предусмотрена облицовка из камня, чтобы панель 100 была пригодна для использования в фундаменте строения.
Со ссылкой на изоляционную панель 200 на фиг. 2 по предпочтительному варианту выполнения второй усиливающий слой 3 содержит один слой, выполненный из полимерного материала по одному из примеров, упомянутых выше.
Кроме того, в таком варианте выполнения первый усиливающий слой 2 панели изготавливается, например, из бумаги, пропитанного битумом картона, монобитуминизированного стекловолокна, минерализованного стекловолокна.
Что касается панели 200, то следует также отметить, что второй усиливающий слой 3 может содержать несколько подслоев полимерного материала, отличающихся друг от друга или изготавливаемых из одного и того же полимерного материала. Такие подслои изготавливаются, например, посредством одновременной соэкструзии всех слоев или экструзии каждого слоя на последовательных этапах.
Изоляционная панель 200 преимущественно может использоваться в сфере строительства для облицовки стен полов и крыш и обеспечения их теплоизоляции. Такая облицовочная панель 200 также может использоваться для изготовления воздуховодов для транспортирования воздуха.
Со ссылкой на фиг. 2 первая поверхность 10 основного изоляционного слоя 1 не имеет ребер и, по существу, является плоской. Точно так же вторая поверхность 20 основного слоя 1, по существу, является плоской и не имеет ребер.
В другом варианте выполнения обе поверхности 10, 20 панели 200 являются накатанными или рельефными для облегчения адгезии изоляционного материала к защитному слою и повышения размерной стабильности всей панели 200.
В другом варианте выполнения изоляционной облицовочной панели 200 как первый 2, так и второй 3 усиливающий слой содержат слой, изготовленный из вышеупомянутого полимерного материала.
В другом варианте выполнения как сэндвич-панели 100, так и облицовочной панели 200 второй усиливающий слой 3 содержит соответствующий слой из полимерного материала, прикрепленный к добавочному защитному слою.
По первому варианту выполнения такой добавочный защитный слой изготавливается из материала, который выбирается из группы, состоящей из: нетканого материала или синтетического материала, такого как полипропилен, полиэстер; нетканый материал из стекловолокна; композитный нетканый или синтетический материал; натуральный или нетканый материал; синтетическая, натуральная или композитная сетка; пленка, например полипропиленовая пленка (РР), полиэтиленовая пленка (РЕ), полиэтилентерефталат (PET), этиленвинилацетат (EVA), термопластичный полиолефин (ТРО), пленка из термопластичного полиуретана (TPU).
Предпочтительно такой добавочный защитный слой приваривается к слою из HDPE или LDPE (или РР, PET, биополимерного материала) после этапа экструзии такого полимерного слоя. Следует отметить, что использование стекловолокна и натуральной или синтетической сетки преимущественно повышает размерную стабильность второго усиливающего слоя 3.
По второму варианту выполнения такой добавочный защитный слой, содержащийся во втором усиливающем слое 3, изготавливается из алюминия и приваривается к слою полимерного материала HDPE или LDPE. Таким образом, второй усиливающий слой 3 является газонепроницаемым и имеет большую размерную стабильность и механическое сопротивление по сравнению со случаем, в котором усиливающий слой 3 содержит слой только из полимерного материала.
Следует отметить, что облицовочная изоляционная панель 200 по изобретению преимущественно может использоваться в сфере строительства внутри конструкций крыш, в частности, в сочетании с водонепроницаемыми мембранами из синтетического каучука, при этом можно использовать, например, EPDM (этилен-пропилен-диен-мономер); полиолефиновые пленки, ТРО или поливинилхлорид (PVC). Кроме того, полимерная поверхность пригодна для укладки самоклеющейся водонепроницаемой мембраны битуминозного или небитуминозного типа.
Кроме того, следует отметить, что слой полимерного материала HDPE или LDPE, включенный в состав панелей 100 и 200 по изобретению, преимущественно может быть обработан для повышения его герметизирующих свойств применительно к газу. Такие виды обработки, известные специалистам в этой области, к примеру, содержат:
- металлизацию поверхности посредством таких видов обработки, как физическое осаждение из паровой фазы (PVD) или распыление;
- соэкструзию с другими полимерами, такими как HDPE-EVOH (этиленвиниловый спирт) -HDPE;
- включение в состав полимера наночастиц, например наноглины.
Другие виды обработки, которые могут выполняться на слое полимерного материала панелей 100, 200, содержат:
- обработку коронированием, пригодную для повышений поверхностного натяжения пластиковых пленок с целью улучшения их адгезии к другим подслоям;
- добавление противомикробных веществ и добавок против насекомых;
- антистатическая обработка поверхности для предотвращения отложения пыли.
Кроме того, поверхности слоя полимерного материала HDPE или LDPE, содержащегося в панелях 100 или 200, во время изготовления вышеуказанных панелей преимущественно могут быть обработаны плазмой, смолами или фторуглеродными полимерами и могут быть покрыты эмалью для повышения их адгезии к полиуретану или фенольным пенопластам.
Кроме того, слой полимерного материала может быть обработан с помощью огнеупорных или пламезадерживающих добавок для повышения огнестойких свойств панелей 100 и 200.
Кроме того, слой полимерного материала может включать в себя отверстия для удаления расширяющегося газа из пеноизоляции во время изготовления панели 100, 200. Такие отверстия, к примеру, имеют диаметр, варьирующийся от нескольких микронов в случае использования процесса протяжки полимерного материала после экструзии, приблизительно до 1 мм в случае, когда полимерный материал механически перфорирован.
Следует отметить, что первый 2 и второй 3 усиливающие слои панелей 100 и 200 могут наноситься непосредственно на основной изоляционный слой 1, т.е. в момент экструзии полиуретана для сдерживания полиуретановой пены во время расширения. Как вариант, первый 2 и второй 3 усиливающие слои могут крепиться к поверхностям 10 и 20 соответственно основного слоя 1 на последующем этапе с помощью клея.
В этом последнем случае такие защитные слои 2, 3 могут наноситься в качестве отделки панелей различных типов, изготавливаемых с использованием натуральных (таких как древесное волокно, пробка), минеральных (таких как минеральная вата, стекловата) или синтетических (таких как экструдированный пенополистирол, вспененный полистирол EPS) изоляционных материалов.
Многослойные изоляционные панели по изобретению как сэндвич-панель 100, так и облицовочная панель 200 имеют множество преимуществ.
В частности, сэндвич-панель 100 может использоваться для изготовления стен или крыш зданий, пригодных для содержания животных. Следует отметить, что конструкция крыши, например скатной крыши, строения, предназначенного для ведения животноводства, в общем, содержит, по меньшей мере, один элемент перекрытия с наклонным скатом от линии раздела до соответствующей линии свеса. Такой элемент крыши содержит первый конечный край, соединенный с первым опорным элементом крыши, имеющим удлинение, по существу, параллельное линии раздела, и второй конечный край напротив вышеуказанного первого края, соединенный со вторым опорным элементом крыши, имеющим удлинение, по существу, параллельное линии свеса.
Такой элемент крыши может включать в себя одну или несколько многослойных панелей 100 типа сэндвича по изобретению. В частности, каждая сэндвич-панель 100 соединена с вышеуказанными первым и вторым опорными элементами крыши, и первый металлический усиливающий слой 2 панели 100 имеет сторону, обращенную к наружной стороне строения, и второй усиливающий слой 3, содержащий слой полимерного материала HDPE, LDPE или их смеси, имеет соответствующую сторону, обращенную к внутренней стороне строения, предназначенного для содержания животных.
Заявитель подтвердил, что такой участок сэндвич-панели 100, обращенный к внутренней стороне строений, устойчив к воздействию микроорганизмов, бактерий, пара и конденсата применительно к органическим кислотам, которые образуются в вышеуказанных средах, предназначенных для содержания животных. Соответственно изоляционные сэндвич-панели 100, содержащие слой полимерного материала, имеют длительный срок службы. Кроме того, такие панели можно очищать струей высокого давления.
Кроме того, заявитель подтвердил, что преимущественно изготовление второго усиливающего слоя 3, содержащего слой полимерного материала HDPE или LDPE или смеси HDPE и LDPE совместно с волокнистым защитным слоем, содержащим нетканый материал из стекловолокна или стекловолоконную сетку, позволяет получить усиливающий слой 3, который является таким же гибким, как и защитные слои, в которых используются пластиковые пленки или бумага. В то же время такой второй усиливающий слой 3 панели 100 имеет характеристики устойчивости к воздействию микроорганизмов, пара и конденсата применительно к органическим кислотам, схожие с характеристиками стекловолокна.
Следует отметить, что второй усиливающий слой 3. изготовленный с использованием материалов, упомянутых выше, является гибким слоем, который, по существу, не имеет недостатков существующих панелей, содержащих слои стекловолокна, таких как образование трещин и выкрашивание. Кроме того, по сравнению с упомянутыми выше полимерными материалами HDPE и LDPE стекловолокно является более дорогостоящим материалом и требует применения более сложных процессов изготовления и механической обработки.
Кроме того, при условии, что как полимерные материалы HDPE и LDPE, так и стекловолокно, имеют сходство с пенополиуретаном основного слоя 1 изоляционного материала панели 100 по изобретению, исключается риск отслаивания второго усиливающего слоя 3 от изоляционного слоя 1.
Следует отметить, что панели 100 и 200, содержащие слой HDPE или LDPE, имеют преимущество, состоящее в меньшей стоимости по сравнению с соответствующими панелями по существующему уровню техники.
Кроме того, облицовочная панель 200, имеющая один или оба усиливающих слоя 2, 3 из полимерного материала, обладает повышенной стойкостью к механическим воздействиям, таким как растяжение или смятие.
Что касается сэндвич-панели 100, слой из полимерного материала может быть обработан для получения различных цветов. Такая панель 100 создает приятный эстетический эффект интерьеров зданий.
В общем, заявитель подтвердил, что применительно к обеим панелям 100 и 200 по изобретению слой из полимерного материала имеет повышенную устойчивость к воздействию кислот, спиртов, щелочей, соляных растворов, органических растворителей и плесени.
Специалист в этой области может выполнить модификации и предусмотреть изменения применительно к вариантам выполнения многослойных изоляционных панелей, описанных выше, заменяя элементы другими функционально эквивалентными элементами с целью выполнения соответствующих требований и обеспечения соответствия объему защиты, определенному в приведенной ниже формуле изобретения. Каждая из описанных характеристик, относящаяся к возможному варианту выполнения, может быть внедрена независимо от других описанных вариантов выполнения.