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WO2012119892A1 - Verbundelemente - Google Patents

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WO2012119892A1
WO2012119892A1 PCT/EP2012/053393 EP2012053393W WO2012119892A1 WO 2012119892 A1 WO2012119892 A1 WO 2012119892A1 EP 2012053393 W EP2012053393 W EP 2012053393W WO 2012119892 A1 WO2012119892 A1 WO 2012119892A1
Authority
WO
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film
core
composite element
cover layer
element according
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/053393
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus SCHÜTTE
Frank Fechner
Manfred Genz
Original Assignee
Basf Se
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Se filed Critical Basf Se
Priority to JP2013555857A priority Critical patent/JP2014508057A/ja
Priority to IN6932CHN2013 priority patent/IN2013CN06932A/en
Priority to MX2013008937A priority patent/MX2013008937A/es
Priority to BR112013019576A priority patent/BR112013019576A2/pt
Priority to AU2012224772A priority patent/AU2012224772B2/en
Priority to RU2013144410/05A priority patent/RU2013144410A/ru
Priority to EP12706833.6A priority patent/EP2681044A1/de
Priority to CN2012800109431A priority patent/CN103402754A/zh
Priority to KR1020137026345A priority patent/KR20140009451A/ko
Publication of WO2012119892A1 publication Critical patent/WO2012119892A1/de
Priority to ZA2013/07355A priority patent/ZA201307355B/en

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    • Y02B80/00—Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings
    • Y02B80/10—Insulation, e.g. vacuum or aerogel insulation

Definitions

  • the invention relates to composite elements consisting of a core of foam or a porous material which is coated with plastic film.
  • Composite elements of a foam core surrounded by at least one cover layer are well known. They serve decorative purposes, but preferably the thermal insulation, for example on buildings or refrigerators.
  • Refrigerators are of great importance both in the commercial and private sectors. They are manufactured in most cases by a housing is made, in which a liquid mixture of a rigid polyurethane foam system is introduced, where it hardens to polyurethane.
  • vacuum insulation panels also referred to as VIP for short. These are usually introduced into the housing and foamed there with rigid polyurethane foam.
  • a known method of wrapping substrates with a plastic film is the Permaskin process. This is described for example in WO 01/32400.
  • a molding in a chamber between two thermoplastic films at a distance from each other is arranged and fixed, then the air evacuated from the chamber and the film thereby pressed onto the surface of the molding while maintaining a vacuum between the films.
  • the film is preferably heated, in particular to a temperature which is above the softening temperature of the film.
  • Polyurethane rigid foams as used in the field of heat / cold insulation, can in principle also be used as a substrate. This is described in the application WO 2008/135550. Double-coated rigid foam elements produced in this way exhibit increased load-bearing capacity, resistance to breakage, weather resistance and improved haptics and barrier action against the ingress of liquids.
  • a rigid foam made of Neopolen is coated. It is also referred to that rigid polyurethane foams can be used. The rigid foams used have no further pre-applied functional layers. In the long term, however, moldings produced in this way have only insufficient insulating properties due to gas exchange processes. Furthermore, there is only a low resistance to mechanical stress as z. B. can occur when loaded with sharp or sharp objects.
  • a composite element comprising a) a core of a foam or porous material, preferably a foam material, b) a cover layer applied to the core a), and c) one of the Cover layer b) different film made of a thermoplastic material.
  • An object of the invention are also the production of the composite elements and their use, in particular for the production of refrigerators.
  • the core a) is preferably selected from the group consisting of foams and porous materials.
  • the foams a) are preferably selected from the group comprising open-cell rigid polyurethane foams, closed-cell rigid polyurethane foams and melamine-formaldehyde foams.
  • the porous materials are preferably monolithic organic or inorganic polymers, also referred to below as monoliths.
  • monoliths preferably monolithic organic or inorganic polymers, also referred to below as monoliths.
  • aerogels are particularly preferred. Aerogels are pore-containing gels that have been dried under supercritical conditions.
  • the core a) is a foam, in particular a rigid foam.
  • the foams are open-celled or closed-celled.
  • the open-cell foams can be rigid polyurethane foams or melamine-formaldehyde foams, preferably rigid polyurethane foams and in particular open-cell rigid polyurethane foams.
  • rigid foams are to be understood as meaning foams according to DIN 7726 (05/1982) which offer relatively high resistance to deformation under compressive stress (compressive stress at 10% compression or compressive strength according to DIN 53421, 06/1984,> 80 kPa).
  • the rigid polyurethane foams used as core a) are known.
  • the open-cell foams which can be evacuated are also described in many cases, for example in EP 2072548.
  • the foams can be used as core a) without further pretreatment.
  • WO 2006/120183 describes that the foam can be compressed to improve the evacuability.
  • the melamine-formaldehyde foams are also known, for example from EP 74,593th Such products are marketed for example under the name of Basotect ® from BASF SE.
  • Aerogels which can be used as core a) are described, for example, in WO 2007/065847.
  • the cover layer b) is preferably selected from the group containing barrier layers to gases, also referred to as diffusion barriers, where steam is also considered as gas, flame retardant layers and mechanically supporting layers.
  • the diffusion barriers are preferably films which are impermeable to water vapor and other gases.
  • the flame-retardant barriers are preferably thin-layered mats of mineral wool, alkali metal silicate layers, as described, for example, in WO 2006/040097, or layers of other known flame retardants, such as phosphorus, graphite, melamine or antimony trioxide.
  • the mechanically assisting coatings are preferably single-layer or multi-layer layers of cardboard, plastic or sheet metal which, if appropriate, may additionally be reinforced with an underlying honeycomb structure.
  • the diffusion barriers used as cover layer b) are, as described, particularly preferably films.
  • cover layer b) may be a metal layer, aluminum foils being preferred.
  • cover layer b) is a composite film.
  • the cover layer b) is particularly preferably a multilayer composite film with a vapor-deposited or laminated metal layer.
  • the metal layer of the film used as cover layer b) is particularly preferably made of aluminum.
  • the cover layer b) is therefore in particular an aluminum or an aluminum composite foil.
  • the film used as cover layer b) itself consists in particular of polyester, polyvinyl chloride, polyolefins such as polyethylene or polypropylene, or polyvinyl alcohol.
  • aluminum composite foils b) are preferred for later sealing, consisting of an aluminum layer having a thickness of about 6 micrometers and a polyethylene layer or metallized high barrier laminates consisting of Al-vapor-deposited polyethylene or polyethylene terephthalate laminates
  • the thickness of the Al layer is only 30-100 nm.
  • the metallized high barrier laminates consist of at least two Al layers for penetration of small molecules, e.g. Prevent water by extending the diffusion paths.
  • the thickness of the metal layer should by no means exceed several micrometers in the case of thermal insulation applications of the composite elements, since otherwise the heat loss via thermal bridges, in particular through corner discharge, becomes too great.
  • the cover layer b) is a film which completely surrounds the core a).
  • the cover layer b), as described, is particularly preferably a gas-impermeable film.
  • the core a) is preferably evacuated.
  • the above-mentioned open-cell foams such as open-cell rigid polyurethane foams and melamine-formaldehyde foams, are preferably used as core a).
  • the core a) is completely enveloped by the cover layer b) and sealed gas-tight.
  • the film c) consists, as stated above, of a thermoplastic material.
  • a thermoplastic material This is preferably selected from the group comprising polyvinyl chloride, styrene copolymers, polypropylene, polyvinylidene fluoride, thermoplastic polyurethane (TPU) and polymethyl methacrylate (PMMA) and mixtures of thermoplastic polyurethane and styrene copolymers.
  • Such films are known and described for example in WO2004 / 098878.
  • the films used c) preferably have a thickness between 50 and 750 ⁇ , preferably between 100 and 500 ⁇ and more preferably between 200 and 350 ⁇ . They can be prepared from the appropriate raw materials in granular form by the known methods for Foil production are produced. These may be blown films or cast films, with the extrusion process being preferred for cast film production.
  • the films may have been corona treated on one or both sides.
  • WO2008 / 135550 describes a specific embodiment of the film c). This consists of mixtures containing thermoplastic polyurethane (TPU) and an acrylonitrile-styrene-acrylic ester copolymer (ASA).
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • ASA acrylonitrile-styrene-acrylic ester copolymer
  • mixtures (1) contain between 1% by weight and 40% by weight, preferably between 3% by weight and 30% by weight, particularly preferably between 5% by weight and 25% by weight
  • thermoplastic polyurethane in particular based on aliphatic isocyanate and between 60% by weight and 99% by weight, preferably between 70% by weight and 97% by weight, particularly preferably between 75% by weight and 95% by weight
  • B Acrylonitrile-styrene-acrylic ester copolymer (ASA) and / or acrylonitrile-ethylene homo or copolymer-styrene (AES) material, preferably acrylonitrile-styrene-acrylic ester copolymer (ASA), in each case based on the total weight of the mixture (1 ), preferably based on the sum of the weights of (A) and (B) in the mixture (1).
  • ASA Acrylonitrile-styrene-acrylic ester copolymer
  • AES acrylonitrile-ethylene homo or copoly
  • the ASA (B) is preferably based on:
  • (B1 1 1) 70 to 99.9 wt .-% of at least one alkyl acrylate
  • (B121) 65 to 90 wt .-%, preferably 70 to 80 wt .-% of at least one vinyl aromatic
  • (B122) from 10 to 35% by weight, preferably from 20 to 30% by weight, of at least one polar, copolymerisable unsaturated monomer, preferably acrylonitrile and / or methacrylonitrile,
  • (B23) 0 to 9 wt .-% of at least one comonomer, wherein the weights of (B1) and (B2) on the weight of (B), the weights of (B1 1 and B12) on the weight of (B1) , the weight data for (B1 1 1), (B1 12) and (B1 13) on the weight of the component (B1 1), (B121), (B122) and (B123) on the weight of (B12) and the weights of (B21), (B22) and (B23) are based on the weight of (B2).
  • AES materials consist of a matrix of polystyrene and acrylonitrile and optionally other monomers.
  • AES materials differ from ASA materials in component B1 1, which in the case of AES materials can be based on ethylene homo- or copolymers.
  • Suitable copolymers are, for example, C3- to C20-alpha-olefins, preferably C3- to C8-alpha-olefins.
  • AES plastics are described in detail in a suitable composition as well as with regard to their preparation processes in the Handbook of Technical Polymer Chemistry, VCH Verlag, 1993, in particular page 490.
  • the TPU is preferably an aliphatic TPU, in particular hexamethylene diisocyanate-1, 6 (HDI) being used as the isocyanate.
  • HDI hexamethylene diisocyanate-1, 6
  • an adhesive is preferably applied between the two films.
  • the adhesives used are preferably aqueous polyurethane-based systems, both one-component and two-component systems.
  • one-component adhesives are usually polyurethane dispersions into consideration. These are known and commercially available, by way of example Jowapur® 150.50 of the company Jowat mentioned here.
  • two-component adhesives are usually combinations of polyurethane dispersions in question, for example Jowapur® 150.30 with isocyanates such as Jowat® 195.40 the company Jowat.
  • adhesives based on acrylate or epoxy resin are also suitable for use.
  • the application of the adhesive can be carried out by the conventional methods such as painting, rolling or spraying, wherein the spraying is particularly preferred.
  • Drying time at room temperature following the adhesive application is sufficient for the systems described.
  • the adhesive is on one of the films b) and c), preferably on the film c).
  • a two-layer film with an adhesion promoter based on elastomeric styrene-butadiene block polymers as described, for example, in WO-A 96/23823 and WO-A 97/46608 is suitable for coating rigid foams by the process according to the invention.
  • coextruded two-layer films consisting of a carrier layer such as polystyrene, Hl PS, ASA, polyamide, polypropylene, polyethylene or polyester and an adhesive layer of an elastomeric thermoplastic such as said styrene-butadiene block polymers used.
  • a carrier layer such as polystyrene, Hl PS, ASA, polyamide, polypropylene, polyethylene or polyester
  • an adhesive layer of an elastomeric thermoplastic such as said styrene-butadiene block polymers used.
  • the composite elements usually have a dimension of DIN A4 format up to a few square meters.
  • the layer thickness of the composite elements usually ranges from 50 to 2000 mm.
  • the production of composite elements is preferably carried out according to the method described in WO 01/32400.
  • this method includes the steps
  • the layer b) can be applied to the core a) in a separate process.
  • the application of the film used as cover layer b) can also be carried out immediately before introduction into the device for applying the film c).
  • the evacuation and the sealing with component b) can take place before the application of the film c).
  • Such a method would include the steps a1) providing a core of foam or a porous material a), b1) wrapping of the core with a film b), c1) evacuation of the core a) and airtight sealing of the film b), d1) arrangement of the coated core a) in one Chamber with at least one film c) with a distance between the film c) and the coated core and its attachment, e1) evacuation of the air from the chamber, f1) heating of the plastic film c) and gl) pressing the plastic film c) on the surface of the coated core a), h1) removal of the composite element.
  • the evacuation of the core in the device for applying the film c) can take place.
  • Such a method would include the steps
  • the film c) is heated above the softening point in step f).
  • steps b) and c) are performed in the same device.
  • the molded part is arranged and fastened in a capsule between films at a distance ratio
  • the films are thereby pressed onto opposite surfaces of the molding, while maintaining a vacuum between the films. This prevents surface defects such as wrinkles or warping.
  • the film c) can be applied to one side of the composite element.
  • a film c) is applied to two opposite sides of the molded body.
  • the film c) can be flush with the edge of the molding;
  • the film c) may be bent over the edge of the molding.
  • the shaped body can also be completely surrounded by the film c).
  • the composite elements according to the invention can be used in many ways. So they can be used in construction, for example in the thermal insulation of buildings.
  • the film c) serves both decorative purposes and the protection of the core a) from the weather.
  • the moldings according to the invention can be used particularly advantageously in the production of refrigerators.
  • the composite elements can be made in the form of the walls and doors of refrigerators. These components can then be assembled into the finished cooling unit. This considerably simplifies the manufacture of the refrigerators. Again, by the film c) the color and decor of the refrigerators can be varied. In addition, protection of the surface is achieved.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verbundelement enthaltend a) einen Kern aus einem Schaumstoff oder einem porösem Material, b) eine auf dem Kern a) angebrachte Deckschicht, und c) eine von der Deckschicht b) verschiedene Folie c) aus einem thermoplastischen Kunststoff.

Description

Verbundelemente
Beschreibung Gegenstand der Erfindung sind Verbundelemente bestehend aus einem Kern aus Schaumstoff oder einem porösen Material, der mit Kunststoff-Folie beschichtet ist.
Verbundelemente aus einem Schaumstoffkern, der mit mindestens einer Deckschicht umgeben ist, sind allgemein bekannt. Sie dienen dekorativen Zwecken, vorzugsweise jedoch der Wärme- dämmung, beispielsweise an Gebäuden oder bei Kühlgeräten.
Kühlgeräte haben eine große Bedeutung sowohl im kommerziellen als auch im privaten Bereich. Ihre Herstellung erfolgt in den meisten Fällen, indem ein Gehäuse gefertigt wird, in das eine flüssige Mischung aus einem Polyurethan-Hartschaumsystem eingebracht wird, wo es zum Polyurethan aushärtet.
Zur Senkung der Wärmeleitfähigkeit werden in jüngerer Zeit sogenannte Vakuumisolationspaneele, auch kurz als VIP bezeichnet, eingesetzt. Auch diese werden zumeist in die Gehäuse eingebracht und dort mit Polyurethan-Hartschaum umschäumt.
Diese Verfahren sind umständlich. Insbesondere beim Einbau von VIP ist eine Fixierung notwendig. Beim Transport und der weiteren Handhabung sowie bei der Umschäumung von VIP besteht außerdem die Gefahr, dass diese beschädigt werden, beispielsweise im Bereich der Schweißnähte.
Eine bekannte Methode, Substrate mit einer Kunststofffolie zu umhüllen, ist das Permaskin- Verfahren. Dieses ist beispielsweise in WO 01/32400 beschrieben.
Dabei wird ein Formteil in einer Kammer zwischen zwei thermoplastischen Folien in einem Ab- stand voneinander angeordnet und befestigt, danach die Luft aus der Kammer evakuiert und die Folie dadurch auf die Oberfläche des Formteils gepresst, während zwischen den Folien ein Vakuum aufrechterhalten wird. Dabei wird die Folie vorzugsweise erwärmt, insbesondere bis auf eine Temperatur, die oberhalb der Erweichungstemperatur der Folie liegt. Polyurethan-Hartschaumstoffe, wie sie im Bereich der Wärme-/Kältedämmung zum Einsatz kommen, können grundsätzlich auch als Substrat verwendet werden. Dies wird in der Anmeldung WO 2008/135550 beschrieben. Auf diese Weise hergestellte beidseitig beschichtete Hartschaumelemente zeigen erhöhte Traglast, Bruchsicherheit, Wetterbeständigkeit sowie verbesserte Haptik und Barrierewirkung gegen das Eindringen von Flüssigkeiten. Im aufgeführten Bei- spiel wird ein Hartschaumstoff aus Neopolen beschichtet. Es wird auch darauf verwiesen, dass Polyurethan-Hartschaumstoffe verwendet werden können. Die verwendeten Hartschaumstoffe weisen keine weiteren vorab aufgebrachten funktionalen Schichten auf. Auf diese Weise hergestellte Formkörper weisen langfristig jedoch aufgrund von Gasaustauschprozessen nur unzureichende Dämmeigenschaften auf. Des weiteren besteht eine nur geringe Festigkeit gegenüber mechanischen Belastungen wie sie z. B. bei Belastung mit spitzen oder scharfkantigen Gegenständen auftreten können.
Es war die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verbundelemente bereitzustellen, die für Kühlgeräte eingesetzt werden können und gegebenenfalls den Einbau von VIP erlauben. Sie sollen einfach herzustellen sein, eine gute mechanische Festigkeit und ein geringes Eigengewicht aufweisen. Es soll auch möglich sein, dekorative Schichten aufzubringen.
Die Aufgabe konnte überraschenderweise gelöst werden durch den Gegenstand der Erfindung, nämlich ein Verbundelement enthaltend a) einen Kern aus einem Schaumstoff oder porösem Material, vorzugsweise einem Schaum- Stoff, b) eine auf dem Kern a) angebrachte Deckschicht, und c) eine von der Deckschicht b) verschiedene Folie aus einem thermoplastischen Kunststoff.
Ein Gegenstand der Erfindung sind weiterhin die Herstellung der Verbundelemente sowie deren Verwendung, insbesondere zur Herstellung von Kühlgeräten.
Der Kern a) ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Schaumstoffe und poröse Materialien.
Die Schaumstoffe a) sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe enthaltend offenzellige Polyurethan-Hartschaumstoffe, geschlossenzellige Polyurethan-Hartschaumstoffe und Mel- amin-Formaldehyd-Schaumstoffe.
Die porösen Materialien sind vorzugsweise monolithische organische oder anorganische Polymere, im folgenden auch als Monolithe bezeichnet. Unter den Monolithen sind Aerogele besonders bevorzugt. Aerogele sind Poren aufweisende Gele, die unter überkritischen Bedingungen getrocknet wurden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kern a) ein Schaumstoff, insbesondere ein Hartschaumstoff. Je nach Anwendungsgebiet der Verbundelemente sind die Schaumstoffe offenzellig oder geschlossenzellig. Die offenzelligen Schaumstoffe können Polyurethan- Hartschaumstoffe oder Melamin-Formaldehyd-Schaumstoffe sein, vorzugsweise Polyurethan- Hartschaumstoffe und insbesondere offenzellige Polyurethan-Hartschaumstoffe. Unter Hartschaumstoffen sind im Rahmen dieser Erfindung Schaumstoffe nach DIN 7726 (05/1982) zu verstehen, die einer Verformung unter Druckbelastung einen relativ hohen Widerstand entgegensetzen (Druckspannung bei 10% Stauchung bzw. Druckfestigkeit nach DIN 53421 , 06/1984, > 80 kPa).
Die als Kern a) eingesetzten Polyurethan-Hartschaumstoffe sind bekannt. Auch die offenzelli- gen Schaumstoffe, die evakuierbar sind, sind vielfach beschrieben, beispielsweise in EP 2072548. Die Schaumstoffe können ohne weitere Vorbehandlung als Kern a) eingesetzt werden. In WO 2006/120183 ist beschrieben, dass zur Verbesserung der Evakuierbarkeit der Schaum komprimiert werden kann.
Die Melamin-Formaldehyd-Schaumstoffe sind ebenfalls bekannt, beispielsweise aus EP 74593. Derartige Produkte werden beispielsweise unter dem Namen Basotect® von der BASF SE vertrieben.
Für den Einsatz als Kern a) verwendbare Aerogele werden beispielsweise in WO 2007/065847 beschrieben.
Die Deckschicht b) ist vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Barriereschich- ten gegenüber Gasen, auch als Diffusionsbarrieren bezeichnet, wobei auch Wasserdampf als Gas gilt, flammschützende Schichten und mechanisch unterstützende Schichten.
Bei den Diffusionsbarrieren handelt es sich vorzugsweise um gegenüber Wasserdampf und anderen Gasen dichte Folien.
Bei den flammschützenden Barrieren handelt es sich vorzugsweise um dünnlagige Matten aus Mineralwolle, Alkalimetallsilikat-Schichten, wie sie beispielsweise in der WO 2006/040097 beschrieben sind, oder Schichten aus anderen bekannten Flammschutzmitteln wie Phosphor, Graphit, Melamin oder Antimontrioxid.
Bei den mechanisch unterstützenden Beschichtungen handelt es sich vorzugsweise um ein- oder mehrlagige Schichten aus Pappe, Kunststoff oder Metallblech, die ggf. zusätzlich mit einer darunterliegenden Wabenstruktur verstärkt sein können. Bei den als Deckschicht b) eingesetzten Diffusionsbarrieren handelt es sich, wie beschrieben, besonders bevorzugt um Folien.
Bei der Deckschicht b) kann es sich im einfachsten Fall um eine Metallschicht handeln, wobei Folien aus Aluminium bevorzugt sind. Vorzugsweise ist Deckschicht b) eine Verbundfolie.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Deckschicht b) um eine Mehrschichtverbundfolie mit einer aufgedampften oder auflaminierten Metallschicht. Die Metallschicht der als Deckschicht b) eingesetzten Folie besteht besonders bevorzugt aus Aluminium. Die Deckschicht b) ist demzufolge insbesondere eine Aluminium- oder eine Aluminium- Verbundfolie.
Die als Deckschicht b) eingesetzte Folie selbst besteht insbesondere aus Polyester, Polyvinylchlorid, Polyolefinen wie Polyethylen oder Polypropylen, oder Polyvinylalkohol.
Im Bereich der Vakuumisolations-Paneele werden zur späteren Versiegelung bevorzugt Alu- minumverbundfolien b), bestehend aus einer Aluminium-Schicht mit einer Dicke von ca. 6 Mikrometern und einer Polyethylen-Schicht oder metallisierte Hochbarrierelaminate bestehend aus Al-bedampften Polyethylen- oder Polyethylenterephthalat-Laminaten, wobei hier die Dicke der AI-Schicht nur 30-100 nm beträgt. Die metallisierten Hochbarrierelaminate bestehen mindestens aus zwei AI-Schichten um ein Eindringen kleiner Moleküle wie z.B. Wasser durch Verlängerung der Diffusionswege zu verhindern. Die Dicke der Metallschicht sollte aber bei Wärme- dämm-Anwendungen der Verbundelemente keineswegs mehrere Mikrometer überschreiten, da ansonsten der Wärmeverlust über Wärmebrücken, insbesondere durch Eckenableitung, zu groß wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Deckschicht b) eine Folie, die den Kern a) vollständig umschließt. Besonders bevorzugt ist die Deckschicht b), wie beschrieben, eine gasundurchlässige Folie. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist der Kern a) vor- zugsweise evakuiert.
Bei dieser Ausführungsform werden als Kern a) bevorzugt die oben genannten offenzelligen Schaumstoffe, wie offenzellige Polyurethan-Hartschaumstoffe und Melamin-Formaldehyd- Schaumstoffe, eingesetzt. Dabei ist der Kern a) vollständig von der Deckschicht b) umhüllt und gasdicht verschlossen.
Die Folie c) besteht, wie oben gesagt, aus einem thermoplastischen Kunststoff. Dieser ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, enthaltend Polyvinylchlorid, Styrolcopolymere, Polypropylen, Polyvinylidenfluorid, thermoplastisches Polyurethan (TPU) und Polymethylmethacrylat (PMMA) und Mischungen aus thermoplastischem Polyurethan und Styrolcopolymeren.
Derartige Folien sind bekannt und beispielsweise in WO2004/098878 beschrieben.
Die eingesetzten Folien c) haben vorzugsweise eine Dicke zwischen 50 und 750 μιη, bevorzugt zwischen 100 und 500 μιη und besonders bevorzugt zwischen 200 und 350 μιη. Sie können aus den entsprechenden Ausgangsstoffen in Granulatform durch die bekannten Verfahren zur Folienproduktion hergestellt werden. Dabei kann es sich um Blasfolien oder Castfolien handeln, wobei zur Castfolienherstellung das Extrusionsverfahren bevorzugt ist.
Zur Verbesserung der Klebeeigenschaften können die Folien sowohl auf einer als auch auf zwei Seiten einer Corona-Behandlung unterzogen worden sein.
In WO2008/135550 wird eine spezielle Ausführungsform der Folie c) beschrieben. Diese besteht aus Mischungen enthaltend thermoplastisches Polyurethan (TPU) und ein Acrylnitril- Styrol-Acrylester-Copolymer (ASA).
Diese Mischungen (1 ) enthalten zwischen 1 Gew.-% und 40 Gew.-%, bevorzugt zwischen 3 Gew.-% und 30 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 5 Gew.-% und 25 Gew.-% (A) thermoplastisches Polyurethan, insbesondere basierend auf aliphatischem Isocyanat und zwischen 60 Gew.-% und 99 Gew.-%, bevorzugt zwischen 70 Gew.-% und 97 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 75 Gew.-% und 95 Gew.-% (B) Acrylnitril-Styrol-Acrylester-Copolymer (ASA) und/oder Acrylnitril-Ethylenhomo oder Copolymer-Styrol (AES)-Werkstoff, bevorzugt Acrylnitril-Styrol- Acrylester-Copolymer (ASA), jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung (1 ), bevorzugt bezogen auf die Summe der Gewichte von (A) und (B) in der Mischung (1 ).
Das ASA (B) basiert bevorzugt auf:
(B1 ) 10 bis 90 Gew.-% mindestens einem Pfropfkautschuk basierend auf
(B1 1 ) 50 bis 95 Gew.-% einer Propfgrundlage hergestellt mit
(B1 1 1 ) 70 bis 99,9 Gew.-% mindestens einem Acrylsäurealkylester
(B1 12) 0,1 bis 30 Gew.-% mindestens einem mindestens bifunktionellen Vernetzer,
(B1 13) 0 bis 29,9 Gew.-% mindestens einem weiteren copolymerisierbaren Monomeren,
(B12) 5 bis 50 Gew.-% einer Propfhülle auf der Basis von
(B121 ) 65 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 70 bis 80 Gew.-% mindestens einem vinylaromatischen
Monomeren,
(B122) 10 bis 35 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 30 Gew.-% mindestens einem polaren, copolymerisierbaren ungesättigten Monomeren, bevorzugt Acrylnitril und/oder Methacrylnitril,
(B123) 0 bis 25 Gew.-% mindestens einem weiteren copolymerisierbaren Comonomer, (B2) 10 bis 90 Gew.-% mindestens einem Copolymeren hergestellt mit den Komponenten (B21 ) 60 bis 85 Gew.-% mindestens einem vinylaromatischen Monomeren,
(B22) 15 bis 40 Gew.-% mindestens einem polaren, copolymerisierbaren ungesättigten Monomeren,
(B23) 0 bis 9 Gew.-% mindestens einem Comonomeren, wobei sich die Gewichtsangaben zu (B1 ) und (B2) auf das Gewicht von (B), die Gewichtsangaben zu (B1 1 und B12) auf das Gewicht von (B1 ), die Gewichtsangaben zu (B1 1 1 ), (B1 12) und (B1 13) auf das Gewicht der Komponente (B1 1 ), (B121 ), (B122) und (B123) auf das Gewicht von (B12) und die Gewichtsangaben von (B21 ), (B22) und (B23) auf das Gewicht von (B2) bezogen sind.
AES Werkstoffe bestehen aus einem Matrix aus Polystyrol und Acrylnitril und gegebenenfalls anderen Monomeren. Hinsichtlich der obigen Angaben zu der bevorzugten Komponente B unterscheiden sich AES Werkstoffe von ASA Werkstoffen in der Komponente B1 1 , die im Falle der AES Werkstoffe auf Ethylenhomo- oder Copolymeren basieren kann. Als Copolymere kommen beispielsweise C3- bis C20-alpha-Olefine, bevorzugt C3- bis C8-alpha-Olefine in Frage. AES- Kunststoffe sind ausführlich in geeigneter Zusammensetzung sowie bezüglich ihrer Herstellverfahren beschrieben im Handbuch der Technischen Polymerchemie, VCH Verlag, 1993, insbesondere Seite 490.
Das TPU ist vorzugsweise ein aliphatisches TPU, wobei als Isocyanat insbesondere Hexa- methylendiisocyanat-1 ,6 (HDI) eingesetzt wird.
Um die Haftung zwischen den Folien b) und c) zu verbessern, wird zwischen die beiden Folien vorzugsweise ein Kleber aufgebracht.
Als Klebstoffe werden bevorzugt wässrige Systeme auf Polyurethanbasis verwendet, sowohl einkomponentige als auch zweikomponentige Systeme.
Als Einkomponentenklebestoffe kommen zumeist Polyurethan-Dispersionen in Betracht. Diese sind bekannt und handelsüblich, beispielhaft sei hier Jowapur® 150.50 der Firma Jowat genannt. Als Zweikomponentenklebstoffe kommen zumeist Kombinationen von Polyurethan- Dispersionen in Frage, beispielsweise Jowapur® 150.30 mit Isocyanaten wie beispielsweise Jowat® 195.40 der Firma Jowat. Es sind jedoch auch Klebstoffe auf Acrylat- oder Epoxidharz- Basis für den Einsatz geeignet.
Der Auftrag des Klebers kann durch die herkömmlichen Methoden wie Aufstreichen, Aufwalzen oder Besprühen erfolgen, wobei das Besprühen besonders bevorzugt ist. Eine 20 minütige
Trocknungszeit bei Raumtemperatur im Anschluss an den Klebstoffauftrag ist bei den beschriebenen Systemen ausreichend.
Es ist auch möglich, dass der Kleber sich auf einer der Folien b) und c), vorzugsweise auf der Folie c), befindet. Insbesondere eignet sich eine zweischichtige Folie mit einem Haftvermittler auf Basis von elastomeren Styrol-Butadien-Blockpolymeren wie sie beispielsweise in der WO-A 96/23823 und der WO-A 97/46608 beschrieben werden zum Beschichten von Hartschäumen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Bei der Verwendung von den genannten Haftfolien kann in der Regel auf den Einsatz eines zusätzlichen Klebstoffs verzichtet werden. Vorzugsweise werden coextrudierte Zweischichtfolien bestehend aus einer Trägerschicht wie beispielsweise Polystyrol, Hl PS, ASA, Polyamid, Polypropylen, Polyethylen oder Polyester und einer Haftvermittlerschicht aus einem elastomeren Thermoplasten wie den genannten Styrol- Butadien-Blockpolymeren verwendet.
Die Verbundelemente weisen in der Regel eine Dimension von DIN A4 Format bis zu einigen Quadratmetern auf. Die Schichtdicke der Verbundelemente reicht üblicherweise von 50 bis 2000 mm.
Die Herstellung von Verbundelementen erfolgt vorzugsweise nach dem in WO 01/32400 beschriebenen Verfahren.
Allgemein umfasst dieses Verfahren die Schritte
- Bereitstellung eines Kerns, - Aufbringen der Schicht b),
- Anordnung des beschichteten Kerns aus Schaumstoff oder einem porösem Material a) in einer Kammer mit mindestens einer Folie c) mit einem Abstand zwischen der Folie c) und dem beschichteten Kern und deren Befestigung,
- Evakuierung der Luft aus der Kammer,
- Erwärmung der Kunststofffolie c) und - Pressen der Kunststofffolie c) auf die Oberfläche des beschichteten Kerns a),
- Entnahme des Verbundelements.
In vielen Fällen kann die Schicht b) in einem separaten Verfahren auf den Kern a) aufgebracht werden.
Bei der Verwendung von Folien als Deckschicht b) kann das Aufbringen der als Deckschicht b) verwendeten Folie auch unmittelbar vor dem Einbringen in die Vorrichtung zum Aufbringen der Folie c) erfolgen.
Es ist auch möglich, die Folien b) und c) in der gleichen Vorrichtung aufzubringen.
Wenn der Kern a) evakuiert werden soll, kann die Evakuierung und das Verschließen mit Komponente b) vor dem Aufbringen der Folie c) erfolgen.
Ein solches Verfahren würde die Schritte umfassen a1 ) Bereitstellung eines Kerns aus Schaumstoff oder einem porösem Material a), b1 ) Umhüllung des Kerns mit einer Folie b), c1 ) Evakuierung des Kerns a) und luftdichtes Verschließen der Folie b), d1 ) Anordnung des beschichteten Kerns a) in einer Kammer mit mindestens einer Folie c) mit einem Abstand zwischen der Folie c) und dem beschichteten Kern und deren Befestigung, e1 ) Evakuierung der Luft aus der Kammer, f1 ) Erwärmung der Kunststofffolie c) und gl ) Pressen der Kunststofffolie c) auf die Oberfläche des beschichteten Kerns a), h1 ) Entnahme des Verbundelements.
In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Evakuierung des Kerns in der Vorrichtung zum Aufbringen der Folie c) erfolgen.
Ein solches Verfahren würde die Schritte umfassen
A) Bereitstellung eines Kerns aus Schaumstoff oder einem porösem Material a), B) Umhüllung des Kerns mit einer Folie b),
C) Anordnung des beschichteten Kerns a) in einer Kammer mit mindestens einer Folie c) mit einem Abstand zwischen der Folie c) und dem beschichteten Kern und deren Befestigung, D) Evakuierung der Luft aus der Kammer,
E) luftdichtes Verschließen der Folie b),
F) Erwärmung der Kunststofffolie c) und
G) Pressen der Kunststofffolie c) auf die Oberfläche des beschichteten Kerns a),
H) Entnahme des Verbundelements. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist einfacher und schneller in der Durchführung als das separate Aufbringen der Komponente b) auf den Kern a). Zwischen den Schritten d) und e) wird vorzugsweise ein Kleber auf den beschichteten Kern und/oder die Folie c) aufgebracht.
Vorzugsweise wird die Folie c) in Schritt f) bis über den Erweichungspunkt erwärmt.
Vorzugsweise werden die Schritte b) und c) in der gleichen Vorrichtung vorgenommen.
Für das erfindungsgemäße Verfahren zur beidseitigen Beschichtung des Kernes a) mit einer Kunststoff-Folie ist es wesentlich, dass
- das Formteil in einer Kapsel zwischen Folien in einem Abstandsverhältnis angeordnet und befestigt wird,
- die Luft aus der Kapsel evakuiert wird und
- die Folien dadurch auf entgegengesetzte Flächen des Formteils gepresst werden, während zwischen den Folien ein Vakuum aufrechterhalten wird. Damit werden Oberflächenstörungen, wie Falten oder Verwerfungen, verhindert.
Die Folie c) kann auf einer Seite des Verbundelements aufgebracht werden. Bevorzugt wird auf zwei gegenüberliegende Seiten des Formkörpers eine Folie c) aufgebracht. Dabei kann die Fo- lie c) bündig mit der Kante des Formkörpers abschließen; in einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Folie c) über die Kante des Formkörpers gebogen sein. Dabei kann der Formkörper auch völlig von der Folie c) umgeben sein.
Die erfindungsgemäßen Verbundelemente können vielseitig eingesetzt werden. So können sie im Bauwesen, beispielsweise bei der Wärmedämmung von Gebäuden eingesetzt werden. Die Folie c) dient dabei sowohl dekorativen Zwecken als auch dem Schutz des Kerns a) vor Witterungseinflüssen.
Durch die unterschiedlichen Deckschichten b) können gewünschte Eigenschaften des Ver- bundelements, beispielsweise in Bezug auf den Flammschutz, gezielt eingestellt werden.
Besonders vorteilhaft lassen sich die erfindungsgemäßen Formkörper bei der Herstellung von Kühlgeräten einsetzen. Die Verbundelemente können in der Form der Wände und Türen von Kühlgeräten hergestellt werden. Diese Bauteile können dann zum fertigen Kühlgerät zusam- mengesetzt werden. Das vereinfacht die Herstellung der Kühlgeräte beträchtlich. Auch hier können durch die Folie c) die Farbe und das Dekor der Kühlgeräte variiert werden. Außerdem wird ein Schutz der Oberfläche erreicht.
Bei der Verwendung von evakuierten Verbundelementen kann weiterhin die Wärmeleitfähigkeit der Kältegeräte reduziert werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Verbundelement enthaltend a) einen Kern aus einem Schaumstoff oder einem porösem Material, b) eine auf dem Kern a) angebrachte Deckschicht, und c) eine von der Deckschicht b) verschiedene Folie c) aus einem thermoplastischen Kunststoff.
2. Verbundelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kern a) ein
Schaumstoff, ausgewählt aus der Gruppe enthaltend offenzellige Polyurethan- Hartschaumstoffe, geschlossenzellige Polyurethan-Hartschaumstoffe und Melamin- Formaldehyd-Schaumstoffe, ist.
3. Verbundelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kern a) ein Aerogel ist.
Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht b) ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend Barriereschichten gegenüber Gasen, flammschützende Schichten und mechanisch unterstützende Schichten.
Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Deckschicht b) eine Metall- oder eine Metall-Verbundfolie ist.
6. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht b) eine Mehrschichtverbundfolie mit einer aufgedampften oder auflaminierten Metallschicht ist.
7. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht der Deckschicht b) aus Aluminium besteht.
8. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht b) eine Folie ist, die den Kern a) vollständig umschließt, und dass der Kern a) evakuiert ist.
9. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie c) nur an zwei gegenüberliegenden Seiten des Verbundelements angebracht ist.
10. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Deckschicht b) und der Folie c) ein Kleber angebracht ist.
1 1 . Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für die Folie c) ausgewählt ist aus der Gruppe, enthaltend Polyvinylchlorid, Styrol- copolymere, Polypropylen, Polyvinylidenfluorid, thermoplastisches Polyurethan (TPU) und Polymethylmethacrylat (PMMA) und Mischungen aus thermoplastischem Polyurethan und Styrolcopolymeren.
12. Verfahren zur Herstellung von Verbundelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , umfassend die Schritte a1 ) Bereitstellung eines Kerns aus Schaumstoff oder porösem Material a), b1 ) Umhüllung des Kerns mit einer Folie b), c1 ) Evakuierung des Kerns a) und luftdichtes Verschließen der Folie b), d1 ) Anordnung des beschichteten Kerns a) in einer Kammer mit mindestens einer Folie c) mit einem Abstand zwischen der Folie c) und dem beschichteten Kern und deren Befestigung, e1 ) Evakuierung der Luft aus der Kammer, f1 ) Erwärmung der Kunststofffolie c) und gl ) Pressen der Kunststofffolie c) auf die Oberfläche des beschichteten Kerns a), h1 ) Entnahme des Verbundelements.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schritten d1 ) und e1 ) ein Kleber auf den beschichteten Kern und/oder die Folie c) aufgebracht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie c) in Schritt f1 ) bis über den Erweichungspunkt erwärmt wird. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte b1 ) und c1 ) in der gleichen Vorrichtung vorgenommen werden.
16. Verwendung der Verbundelemente nach Anspruch 1 bis 1 1 zur Herstellung von Kühlgeräten.
PCT/EP2012/053393 2011-03-04 2012-02-29 Verbundelemente WO2012119892A1 (de)

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