МНОГОСЛОЙНЫЙ ИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ
MULTILAYER INSULATION MATERIAL

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение относится к многослойному изоляционному материалу, содержащему изоляционный слой с высокой сжимаемостью.
Уровень техники
Многослойные изоляционные материалы давно известны и постоянно совершенствуются. Они содержат несколько слоев, каждый из которых может выполнять отдельную функцию. Внешние поверхности изоляционного материала обычно покрыты пленкой с отражающими свойствами из материала типа алюминия, причем данная пленка предназначена для защиты жилых помещений от теплообмена путем инфракрасного излучения. Собственно изолирующая часть многослойных изоляционных материалов часто состоит из воздушно-пузырьковой пленки и, иногда, из вспененного полиэтилена.
Примеры многослойных изоляционных материалов раскрыты в документе ЕР 0718447 81 и представлены на фиг. 1 и 2 (изолирующий материал Aluthermo) для применения в качестве изоляционных материалов для кровли. В последнем случае необходимо, чтобы изоляционный материал был не очень плотным и имел возможность для сжатия до очень малой толщины в контробрешетке.
Изоляционные материалы для кровли часто используются в сочетании с традиционными изоляционными материалами типа стекловаты или каменной ваты, которые помещаются между стропилами кровли. Однако помещение таких изоляционных материалов между стропилами не всегда представляется возможным, либо потому что имеющееся пространство слишком ограничено, либо из-за хорошей видимости стропил. В таком случае необходимо улучшить термические характеристики изоляционного материала кровли. Вообще, представляется интересным увеличить изолирующую способность, используя, помимо традиционного изоляционного материала, изоляционный материал подшивки кровли с улучшенными термическими свойствами.
Проблема заключается в том, что традиционные минеральные изоляционные материалы не подходят для комплексной изоляции подшивки кровли, поскольку они слишком плотные, чтобы их можно было сжать до малой толщины в контробрешетке.
Задачи изобретения
Данное изобретение направлено на устранение указанных технических недостатков и создание нового изоляционного материала, содержащего изоляционный слой с высокой сжимаемостью.
В частности, задачей изобретения является создание многослойного изоляционного материала с возможностью сжатия около 90% в контробрешетке.
Раскрытие изобретения
Изобретение относится к многослойному изоляционному материалу, содержащему слой ваты на основе полиэфирного волокна, помещенный между двумя воздушно-пузырьковыми пленками.
В частных вариантах осуществления изоляционный материал характеризуется по меньшей мере одним из следующих признаков или сочетаний признаков:
3
3
- слой ваты имеет плотность меньше 25 кг/м, предпочтительно меньше 20 кг/м;
3
3
- слой ваты имеет плотность меньше 15 кг/м, предпочтительно меньше 13 кг/м;
- изоляционный материал выполнен с возможностью сжатия при использовании до толщины, равной по меньшей мере 30% его первоначальной толщины, предпочтительно до толщины от 15 до 20% его первоначальной толщины;
- изоляционный материал выполнен с возможностью сжатия при использовании до толщины, равной примерно 10% его первоначальной толщины;
- свободная поверхность каждой воздушно-пузырьковой пленки покрыта алюминиевой фольгой;
- алюминиевая фольга содержит покрытие из полиэтилена низкой плотности на своей поверхности соприкосновения с воздушно-пузырьковой пленкой и покрытие из нитроцеллюлозы или полиэтилена на своей свободной поверхности;
- дополнительно имеется клейкая мембрана между каждой воздушно-пузырьковой пленкой и слоем ваты на основе полиэфирного волокна;
- клейкая мембрана представляет собой пленку из сополимера этилена, предпочтительно пленку из этиленвинилацетата;
- слой ваты имеет толщину от 20 до 60 мм, предпочтительно от 25 до 40 мм.
Изобретение относится также к способу изготовления описанного выше изоляционного материала, содержащему следующие этапы:
- экструзия воздушно-пузырьковой пленки и одновременно термическое ламинирование воздушно-пузырьковой пленки алюминиевой фольгой с целью формирования слоистого элемента;
- введение и приклеивание ваты на основе полиэфирного волокна между двумя слоистыми элементами.
В частных вариантах осуществления способ содержит по меньшей мере один из следующих признаков или сочетаний признаков:
- этап размещения клейкой мембраны между каждым слоистым элементом и ватой на основе полиэфирного волокна, с последующим нагревом указанной мембраны для обеспечения склеивания;
- склеивание обеспечивают посредством пульверизации клея на основе этиленвинилацетата;
- одну поверхность алюминиевой фольги предварительно покрывают нитроцеллюлозой или полиэтиленом, а другую ее поверхность - полиэтиленом низкой плотности, причем в течение термического ламинирования поверхность, покрытая полиэтиленом низкой плотности, соприкасается с воздушно-пузырьковой пленкой.
Изобретение относится также к использованию описанного выше изоляционного материала в подшивке кровли, в стенах, в разделительных перегородках или в качестве пароизоляции.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан известный из уровня техники изоляционный материал для подшивки кровли, который представляет собой пузырьковую пленку со слоем алюминиевой фольги. Данный изоляционный материал помещен в двойную контробрешетку.
На фиг. 2 показан известный из уровня техники изоляционный материал для подшивки кровли того же типа, что и изоляционный материал, показанный на фиг. 1. Данный изоляционный материал помещен в простую контробрешетку.
На фиг. 3 показан заявленный изоляционный материал, содержащий изоляционный слой на основе нетканого материала из полиэфирного волокна, помещенного между двумя слоями воздушно-пузырьковой пленки, покрытыми слоем алюминиевой фольги.
На фиг. 4 показан способ применения изоляционного материала согласно изобретению для кровли.
Условные обозначения:
(1) Многослойный изоляционный материал
(2) Воздушно-пузырьковая пленка
(3) Алюминиевая фольга
(4) Вата из полиэфирного волокна
(5) Стропило
(6) Обрешетка
(7) Контробрешетка
Осуществление изобретения
3
3
3
Изоляционный материал 1 согласно изобретению содержит три слоя, схематически изображенных на фиг. 3. Два внешних слоя содержат воздушно-пузырьковую пленку 2, покрытую алюминиевой фольгой 3. Внешняя поверхность слоя алюминиевой фольги 3 покрыта слоем, защищающим алюминий от окисления. В качестве примера укажем, что это может быть слой нитроцеллюлозы или полиэтилена (не показаны). Внутренняя поверхность алюминиевой фольги 3 покрыта слоем полиэтилена низкой плотности (не показан). Он выполняет функцию разделительной прослойки между алюминием и воздушно-пузырьковой пленкой, которая также выполнена на основе полиэтилена низкой плотности. Центральный слой 4 содержит нетканый материал из волокна на основе полиэфира. Эти перемешанные волокна также могут представлять собой так называемую полиэфирную шерсть или вату, при этом основным признаком данного типа изоляционного материала является его крайне малая плотность. Речь идет, в частности, о вате из термоскрепленного 100% полиэфира с внутренней плотностью 25 кг/м, предпочтительно меньше 20 кг/м, еще предпочтительнее меньше 15-13 кг/м, и толщине от 10 до 60 мм, предпочтительно от 20 до 40 мм.
В качестве примера ниже приведены характеристики различных компонентов заявленного изоляционного материала.
Внешние слои:
2
- покрытие из нитроцеллюлозы с поверхностной плотностью 3 г/м;
2
- алюминиевая фольга толщиной 30 μ (98 г/м);
- покрытие из полиэтилена с низкой плотностью и толщиной в 15 μ;
2
3
- воздушно-пузырьковая пленка толщиной 150 μ (138 г/м), выполненная из полиэтилена малой плотности 921 кг/м, с пузырьками высотой 4 мм и диаметром 10 мм, обладающая свойствами нераспространения горения (Класс В2 согласно DIN 4102).
Центральный слой:
3
- слой из нетканых волокон на основе полиэфира (полиэтилентерефталата) плотностью около 12 кг/м и толщиной 35 мм, являющийся огнестойким (согласно стандарту BS 5852 - источник 2), и с теплопроводностью 0,041 В/мК.
Заявленный изоляционный материал может, кроме того, содержать клейкую мембрану (не показана) между каждым из внешних слоев и центральным слоем. Как понятно из названия, эта мембрана обеспечивает, после нагревания, склеивание трех слоев между собой. Данная мембрана может представлять собой пленку EVA (этиленвинилацетат) со следующими характеристиками:
- пленка прозрачная, белого или черного цвета;
2
2
- поверхностная плотность от 15 до 100 г/м, предпочтительно от 21 до 95 г/м;
- толщина от 15 до 105 μм, предпочтительно от 22 до 100 μм;
- температура плавления от 70 до 90°C, предпочтительно от 75 до 85°C;
- температура размягчения около 70°C;
- термоотверждение при 90-200°C.
2
На фиг. 4 показано, что за счет прижатия подрешетины кровли (контробрешетка 7) к заявленному изоляционному материалу данный материал может быть легко сжат.Приведенные ниже подробные тесты на сопротивление сжатию показали, что он может быть сжат примерно на 90%, или до толщины порядка 3 мм относительно первоначальной толщины изоляционного материала 35 мм. Предпочтительно, чтобы изоляционный материал при использовании сжимался на 70-90%, еще более предпочтительно - на 80-85%. При этом тесты на сопротивление сжатию показали, что при коэффициенте сжатия 80% среднее сопротивление равно 55 кПа или 0,56 кг/см (см. таблицу 1).
Тесты на сопротивление сжатию были выполнены в соответствии со стандартом NBN EN 826 на пяти сходных образцах длиной 100 мм и толщиной 37 мм. В качестве иллюстрации ниже приведены результаты в отношении изоляционного материала с клейкой пленкой, при этом схожие результаты получены и в отношении изоляционного материала без клейкой пленки. Образцы сжимались с постоянной скоростью 3,7 мм/мин до деформации в 80-90%. В таблице 1 представлены нагрузки и напряжения, соответствующие коэффициенту сжатия от 80 до 90%. Необходимая для сжатия образца нагрузка увеличивалась экспоненциально с увеличением коэффициента сжатия и достигала величин, радикально увеличивающихся в диапазоне 80-95%.
Таблица 1
Образец №
Нагрузка при 80% (Н)
Нагрузка при 90% (Н)
Размеры (мм×мм)
Напряжение при 80% (кПа)
Напряжение при 90% (кПа)
1
555
2392
100,0×104,0
53
230
2
527
2153
99,8×98,0
54
220
3
551
2136
98,6×98,6
57
220
4
640
2654
100,0×100,8
63
263
5
528
2260
103,6×105,0
49
208
Среднее
55
228
Заявленный многослойный изоляционный материал выполнен посредством способа изготовления, содержащего два основных этапа. На первом этапе выполняется экструзия воздушно-пузырьковой пленки с одновременным ее ламинированием (термическое ламинирование) алюминиевой фольгой. На одну поверхность алюминиевой фольги предварительно наносится покрытие, защищающее ее от окисления, а на другую поверхность - покрытие из полиэтилена низкой плотности, причем в течение термического ламинирования поверхность, покрытая полиэтиленом низкой плотности, соприкасается с воздушно-пузырьковой пленкой. На втором этапе три слоя склеиваются вместе.
Существует два варианта осуществления склеивания:
Согласно первому варианту раскатывают два стандартных ролика, содержащих слоистый элемент, полученный на первом этапе, и с той же скоростью между слоистыми элементами подают вату. Одновременно выполняют пульверизацию клеящего вещества на воздушно-пузырьковую пленку, и сжимают три слоя для получения хорошего склеивания. В параллельном процессе полученный таким образом многослойный изоляционный материал разрезают по размеру, при этом разрез может выполняться как в поперечном, так и в продольном направлении изделия. В качестве клеящего вещества возможно использование, например, клея на основе EVA (этиленвинилацетат) с плотностью 0,95 и температурой нанесения 150-170°C.
Согласно второму варианту описанную выше клейкую мембрану разматывают в ламинирующей машине между слоистым элементом, полученным на первом этапе, и слоем ваты, с последующим нагревом до ±100°C для активации клея. Затем, как и в предыдущем варианте, полученный таким образом изоляционный материал разрезают по размеру.
Выше указано применение заявленного изоляционного материала в подшивке кровли. Однако возможны многочисленные другие виды использования. Например, заявленный материал может при необходимости использоваться для пароизоляции под дополнительную изоляцию. Он также применим в стенах, в частности при строительстве с использованием деревянного каркаса, или для звукоизоляции в разделительных перегородках.