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WO2011020671A1 - Dämmplatte aus kunststoff, system und verfahren zur wärmedämmung - Google Patents

Dämmplatte aus kunststoff, system und verfahren zur wärmedämmung Download PDF

Info

Publication number
WO2011020671A1
WO2011020671A1 PCT/EP2010/060548 EP2010060548W WO2011020671A1 WO 2011020671 A1 WO2011020671 A1 WO 2011020671A1 EP 2010060548 W EP2010060548 W EP 2010060548W WO 2011020671 A1 WO2011020671 A1 WO 2011020671A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plastic
board made
insulation board
insulating
insulation
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2010/060548
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Nicolay
Matthias Seiler
Markus Schackmann
Carlo SCHÜTZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roehm GmbH Darmstadt
Original Assignee
Evonik Roehm GmbH
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 Evonik Roehm GmbH filed Critical Evonik Roehm GmbH
Publication of WO2011020671A1 publication Critical patent/WO2011020671A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/78—Heat insulating elements
    • E04B1/80—Heat insulating elements slab-shaped
    • E04B1/806—Heat insulating elements slab-shaped with air or gas pockets included in the slab
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/54—Slab-like translucent elements
    • E04C2/543—Hollow multi-walled panels with integrated webs
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/24—Structural elements or technologies for improving thermal insulation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B80/00—Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings
    • Y02B80/10—Insulation, e.g. vacuum or aerogel insulation

Definitions

  • Plastic insulation board system and method for
  • the present application relates to an insulating board made of plastic for producing an insulation system.
  • Facades can be attached.
  • Facades can be attached.
  • Facade cladding is their complex installation. Furthermore, ventilated cladding is often used on buildings because of their physical properties. An example of such
  • Facade cladding is set out in DE 100 22 615 A1.
  • the cladding described must also be mounted in several steps on the building. This assembly is associated with a high workload.
  • composite panels have been developed that can be mounted to a façade in one step, without the need to subsequently apply a plaster.
  • Such plates are for example in
  • the composite panel may be provided in its construction with a rear ventilation. These composite panels can be easily processed and assembled.
  • Plastic glazings can be used. These plates have an insulating effect, which is achieved in particular by an enclosed gas, usually air. To maximize the insulation, the gas trapped in this layer should have as little contact with the
  • the air-bearing layer can be taken into account, among other things, during the construction of the building.
  • Plastic have an excellent insulation effect and be designed so that it is able to absorb high utility and traffic loads.
  • the insulation board should be off
  • Plastic be designed so that it is able to record high utility and traffic loads with the lowest possible substructure.
  • the insulation board should thus to enable as much architectural and creative freedom as possible.
  • a specific object of the present invention was to provide plastic insulation boards which, when the outer plastic layer is damaged, have no reduction in the insulating effect.
  • a further object can be seen, in particular, to provide plastic insulating panels which can be easily and simply assembled and processed. For installation, in particular, low-skilled persons should be able to be used. Furthermore, the insulation board made of plastic should be inexpensive to produce.
  • Plastic have a high weather resistance, in particular a high UV resistance.
  • Plastic are provided in subclaims under protection.
  • the subject of the present invention is accordingly an insulating board made of plastic, which thereby
  • the multi-web plate is designed such that it has a mean distance of the non-crossed webs of at least 20 mm
  • dpi stands for the thickness of the insulation board in mm
  • F is the failure load of the plate in N / m 2 at one
  • Transverse support distance of 3 m and a projection of the plate on the side rail profile of 15 mm corresponds. Failure means that the plate either breaks or becomes so Bends that from the supports
  • the plastic insulation boards according to the invention are suitable as a structural element, which traffic loads such. Can absorb wind and snow loads. It was thus for the first time in a lightweight insulating board made of plastic good structural and insulating properties combined. The large distance of the webs reduces the number of
  • the insulation boards according to the invention therefore preferably have an average web spacing of the non-crossed webs of at least 25 mm, particularly preferably 30 to 100 mm, very particularly preferably 30 to 70 mm and especially preferably 30 to 50 mm.
  • the web multiple plate by the corresponding number of webs, the selection of the plastic material or the thickness of the straps of the web plate is designed such that the web plate corresponds to the following formula F [N / m 2 ]> 95 [N / (m 2 * mm )] * d Pi [mm], preferably F [N / m 2 ]> 100 [N / (m 2 * mm)] * dpi [mm], more preferably F [N / m 2 ] ⁇ 110 [N / ( m 2 * mm)] * d Pi [mm] and most preferably F [N / m 2 ]> 120 [N / (m 2 * mm)] * d Pi [mm], where F and d Pi are the above Correspond to definitions.
  • traps are understood to mean the individual plates of the ribbed multiple plate, ie the two outer plates and the plates located therebetween
  • a bar quadruple plate thus consists of two outer straps and two inner straps, which are connected to one another by webs Between the straps are each the
  • the subject of the present invention are insulating boards made of plastic
  • these layers are not filled with insulating material, in particular not filled with airgel.
  • the embodiment with the unfilled outermost layers has the advantage that in case of damage to the outermost straps of the web multiple plate moisture does not penetrate into the insulating material, i. the insulation-containing layers remain sealed. This does not lead to a loss of insulation even with damage to the plate.
  • the insulation boards can thus also
  • the embodiment with the unfilled inner layer has the advantage of easier attachment, z. B. by undercut dowel without the sealing of the insulating material-containing layer is impaired.
  • the plastic insulation boards according to the invention can therefore be easily and easily assembled and processed. For assembly, in particular, low-skilled persons can be used. Furthermore, the insulation board made of plastic is inexpensive to produce. The insulation board made of plastic continues to offer a high
  • the plastic insulation board can meet specific needs regarding
  • the plastic insulating board according to the present invention shows a high
  • Weather resistance in particular a high UV resistance.
  • the plastic insulating board according to the present invention may be an internal or external cladding of structures or wall parts of structures (such as greenhouses). Preferably, it is a façade, roof or wall panel.
  • the plastic insulating board of the present invention comprises a multi-web plate and possibly further
  • thermoplastic thermoplastic
  • the insulation board comprises plastic
  • the plastic content of the plastic insulating panel may be at least 50% by weight, preferably at least 80% by weight and more preferably at least 95% by weight.
  • the plastic contained in the insulation board made of plastic can be selected depending on the application. To the
  • plastics include polyolefins, in particular polypropylene (PP), polyethylene (PE) and / or cycloolefinic copolymers (COC),
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • COC cycloolefinic copolymers
  • PMMA Polymethyl methacrylate
  • PMMI poly (meth) acrylimides
  • PC polycarbonates
  • POM polyoxymethylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PEN polyethylene-2, 6- naphthalate
  • Polyether ketones in particular polyetheretherketone (PEEK), polyethersulphones (PES), polysulphones (PSU),
  • Polyphenylene sulfides polyvinyl chlorides, polystyrenes (PS), polyamides (PA), polyurethanes and / or polyimides (PI).
  • copolymers which have two or more repeating units from which the polymers set forth above are constructed.
  • These include in particular styrene-acrylonitrile (SAN), acrylic ester-styrene-acrylonitrile (ASA) and acrylonitrile-butadiene-styrene Polymers (ABS).
  • SAN styrene-acrylonitrile
  • ASA acrylic ester-styrene-acrylonitrile
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene Polymers
  • These polymers can be used individually or as a mixture of two, three or more plastics (blends). Very particularly preferred are in
  • PMMA Polymethyl methacrylate
  • methacrylates or copolymers containing polyalkylene (meth) acrylates, in particular
  • PMMA Polymethyl methacrylate
  • the plastics may in this case conventional additives,
  • UV stabilizers for example, UV stabilizers, UV absorbers, IR reflectors, impact modifiers, colorants, pigments,
  • Antistatic agents are included. These additives allow a simple adaptation of the plate properties to specific requirements.
  • Surface of the insulating layer and / or the insulating board made of plastic can be biocidal equipped to counteract the growth of algae, fungi, bacteria, lichens, mosses and / or the like.
  • silver compounds can be introduced into the surface.
  • the surface in particular in the case of rain, can be treated with a biostatically active substance, wherein this treatment can be carried out in particular also by means of a rain-induced release from a component.
  • Suitable biostatically active substances are, for example, metals or metal alloys, which preferably contain copper, zinc and / or lead, metal-organic
  • the surface of the facade panel can also be colored
  • the insulating board made of plastic can only have a small number of types of plastic. This can include the
  • preferred insulation board made of plastic at most four, more preferably at most two and most preferably a plastic type.
  • plastic grade means that an article made from exactly one kind of plastic can be recycled by the fact that the article
  • plastics remain that only a small proportion, for example, up to 5 Wt .-%, preferably up to 1 wt .-% in the insulation board made of plastic are included, out of consideration.
  • a plastic insulating panel according to the invention comprises at least one insulating layer.
  • the insulating layer is used for
  • the insulating layer should have the lowest possible thermal conductivity.
  • an extremely good insulation is often associated with high costs.
  • the insulating layer has a
  • the insulating layer can however, may be formed as a homogeneous layer, but may also consist of several individual layers.
  • the insulation boards made of plastic are characterized in that at least one insulating layer, preferably all layers filled with insulating material, comprises an airgel as insulating material / comprise or exclusively from
  • Airgel as insulating material is / consist.
  • the filling of the insulation board with airgel enables it to have a transmittance of at least 10%
  • the insulation board can also be used in areas where, despite insulation, sufficient light is required (eg as side walls of greenhouses).
  • the insulating effect can optionally by a vacuum or a stationary gas as possible in the
  • Insulating layers or at least in individual insulating layers a different from aerogels insulating material can be used. Preference is given to insulating materials made of fibers,
  • Particles, plastics and / or foams used.
  • Polyurethane, polymethyl methacrylate (PMMA), poly (meth) acrylimide (PMMI), polyimide (PI) and / or among others are among the preferred plastics that can serve for the production of the insulating layer or the insulating material
  • At least one insulating layer may comprise expanded polystyrene (EPS) and / or foamed poly (meth) acrylimide (PMMI).
  • EPS expanded polystyrene
  • PMMI foamed poly (meth) acrylimide
  • EPS expanded polystyrene
  • PMMI foamed poly (meth) acrylimide
  • EPS expanded polystyrene
  • PMMI foamed poly (meth) acrylimide
  • ROHACELL ® from Evonik Röhm GmbH be obtained with different embodiments under the designations ROHACELL ® XT, ROHACELL ® IG, ROHACELL ® WF or ROHACELL ® HT can be obtained which a
  • Foamed polystyrene, in particular in the form of heat-insulating plates can be obtained, inter alia, under the name of Caparol Capatec ®, which
  • Plates have a thermal conductivity of about 0.035 W / (mK) according to DIN EN 12 939.
  • Preferred particles, in particular inorganic particles, include aerosils, fumed silicas and / or
  • Precipitated silicas gels, in particular aerogels and / or xerogels.
  • suitable inorganic insulating materials include inorganic foams, in particular airgel foams and / or inorganic fibers.
  • the insulating layer may also comprise polysilicic acids and organically modified SiO 2 networks. Materials for producing the insulating layer, in particular aerogels, aerosils and / or fumed silicas, are set forth, for example, in EP-A-0 446 486, US Pat. No. 5,389,420 and US Pat. No. 5,236,758, reference being made to these publications for disclosure purposes and those therein
  • Airgel foams are set forth, inter alia, in WO 2007/146945, the airgel foams described herein being incorporated herein by reference for purposes of disclosure.
  • Preferred insulating materials, in particular inorganic particles, are described in the publications US 2007 102055A1;
  • At least one insulating layer is an airgel
  • Insulating material includes.
  • the insulating layer may include conventional additives, such as carbon black or other IR absorbers.
  • At least one insulating layer must contain an airgel as insulating material, preferably all of them are mounted in the hollow chambers of the multi-layered plate
  • Insulating layers an airgel.
  • the airgel nanogel from Cabot or a comparable airgel is used.
  • These aerogels are characterized by a very large inner pore volume with very narrow pores. This will "save" these aerogels large volume of air in their interior, and there is only a very small convection. This in turn leads to a very good insulation effect. Since these materials are also very free-flowing, pressure-resistant and easy to process, they are particularly suitable as insulating material for the
  • Inventive insulation board made of plastic. They can simply be filled into the finished extruded multiwall sheets, since they have a sufficiently large average spacing of the webs in the panel according to the invention.
  • the thickness of the insulating layer results from the thickness of the insulating material or the layer with a
  • the thickness of the entire insulating layer i. the sum of all with insulating material at least partially filled layers in the range of 0.5 to 49 cm, more preferably 4.5 cm to 20 cm, most preferably in the range 0.8 cm to 10 cm.
  • the insulation board made of plastic preferably has a low heat transfer coefficient U, wherein the insulating layer contributes to the thermal insulation to a particular extent.
  • the heat transfer coefficient U of the plastic insulating board is in the range of 0.01 to 3.0
  • W / (m 2 -K) W / (m 2 -K), more preferably in the range of 0.03 to 2.0 W / (m 2 -K), measured according to ASTM C 518-04 or DIN EN 12667.
  • plastic insulation boards are not critical per se, which usually by the Handling is limited. Thus, in the field of prefabricated houses whole walls can be manufactured and assembled. On the other hand, preferred embodiments of a plastic insulating panel according to the invention can be installed easily and without tools. These insulation boards off
  • Plastic preferably have a length in the range of 100 cm to 400 cm, more preferably in the range of 150 cm to 300 cm and a width in the range of 50 cm to 220 cm, particularly preferably in the range of 80 cm to 150 cm. According to a preferred embodiment of the present invention
  • Invention is the thickness of the insulating board made of plastic in the range of 0.8 to 50 cm, preferably in the range of 1 cm to 25 cm.
  • the weight per unit area of the plastic insulating panel is preferably 2 to 50 kg / m 2 , more preferably 3 to 20 kg / m 2 .
  • the insulation boards of plastic according to the invention are characterized by a high load capacity, so that the insulation boards made of plastic, depending on
  • plastic insulation panels meet at least the classification for impact stress class 3, preferably class 2, more preferably class 1 according to DIN EN 12600 (04/2003).
  • the insulation boards of plastic according to the invention comprise or are multiple web plates. Such plates are also referred to as multi-wall plates and can be made by methods known per se in the art.
  • multi-web plate for example, web triple plate and
  • Multiple web plate eg triple web plate, are used synonymously in the context of the present invention.
  • An essential element of the present invention is, as already mentioned, the mechanical stability of
  • the u.a. is ensured by selection of the plastic, by the thickness of the respective straps and webs and by the shape and arrangement of the respective hollow chambers in the web plate.
  • Crosspiece plates with at least three, preferably 4 to 8, particularly preferably 4 to 6 by webs together
  • Hollow chambers are formed by the straps and webs, wherein all between two straps in a plane parallel hollow chambers as a chamber layer or
  • the mean distance of the webs is equal to the distance of the webs. Is the
  • the multiple web plates according to the invention may also have different average web spacings. In this case, at least 90%, preferably 100%, of all meet
  • the web splice plates according to the invention can be
  • one or more of the hollow chambers preferably completely, filled with an insulating material, wherein at least one chamber layer an airgel as
  • Insulating material includes.
  • the insulating layer results from the or the filled with the insulating chamber layers.
  • an insulating layer for example a plastic foam or a fibrous structure, which can then be connected to a insulated multi-layer board.
  • This insulating layer with the multiple web plate z. B. be connected by gluing.
  • stiffening elements can optionally be arranged in the filling space.
  • the insulating layer can be prepared according to the method set forth in EP-A-0 468 124 and in WO 2005/033432 A1, wherein the panels obtainable according to this method are used for the purposes of
  • a cavity-containing insulating board with inorganic particles for example, a cavity-containing insulating board with inorganic particles
  • Insulating board can be optionally evacuated. After forming a vacuum filled with the insulating material cavities of the insulation board can be closed.
  • Invention are insulating plastic panels comprising one of at least three, preferably 4 to 6, by webs
  • interconnected straps made web plate used which are designed such, for. B. by the attachment points that after attachment to the building, from Seen from building, at least the outermost, preferably at least the two outermost chamber layers are not filled with insulating material.
  • the chamber layers of the insulation board according to the invention are designed such, for. B. by the attachment points that after attachment to the building, from Seen from building, at least the outermost, preferably at least the two outermost chamber layers are not filled with insulating material.
  • Plastic can all be different thicknesses, but also have uniform thicknesses.
  • Plastic insulation boards preferably be designed so that the plates can be assembled very easily and safely, the nature of the joint is not critical per se. So the insulation boards can off
  • Plastic be provided with a connection system.
  • the plastic insulation board at the edges may have a shape that overlaps Allow connection or a bung.
  • the insulation boards can be connected to each other by gluing or Velcro systems.
  • a sealing profile can be positively inserted into the joints.
  • the insulation boards made of plastic can by usual
  • Fixing systems are attached to buildings.
  • the insulation boards made of plastic can be mounted by gluing, especially in the form of adhesive bats.
  • the insulation boards made of plastic by mechanical fastening methods, such as anchors or anchor rails, in the insulation boards
  • Plastic can be hooked, attached.
  • the insulation board made of plastic can be accordingly provided with a groove or a perforation.
  • the plastic insulation boards can be connected by clamping profiles with a building or a supporting structure.
  • a support profile can be set up or attached to an outer wall, for example by screwing.
  • the support profile can be configured in a rectangular design.
  • these support profiles made of plastic, wood / wood material or metal.
  • the attachment of the plastic insulation board to this profile can be done by clamping the plate by means of a seated on the outside linear clamping rail, which is provided in or over the space between the plates and selectively screwed to the wall profile.
  • the plates may be provided with holes to allow attachment. To facilitate a better assembly, one can
  • Cover layer can be applied to the insulation board made of plastic.
  • Thermal resistance R and heat transfer coefficient U in non-vertical installation of the elements, in contrast to insulating glass does not decrease, but remains constant.
  • FIG. shows an arrangement of the airgel in a chamber
  • the chamber is made of plastic plates, here PMMA,
  • Figure 1 Schematic representation of the structure for
  • Heat transfer coefficient U is calculated.
  • test specimen consists of a PLEXIGLAS ® - 4-fold
  • Bridge plate has the dimensions 800 mm x 800 mm x 32 mm and was filled with the airgel NANOGEL ® from Cabot.
  • the web spacing of the plate was 32 mm.
  • the failure load F with all-sided support of the element was more than 8000 N / m2
  • the thermal resistance R of the arrangement is the thermal resistance R of the arrangement.
  • the heat transfer coefficient U is 0.774 W / m 2 K.
  • FIG. 2 shows a 4-fold web plate made of PMMA
  • FIG. 3 shows a 5-fold web plate of PMMA with two outer chamber layers not filled with insulating material and two chamber layers completely filled with nanogel

Landscapes

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dämmplatte aus Kunststoff zur Herstellung eines Dämmsystems, wobei die Dämmplatte aus Kunststoff mindestens eine Dämmschicht umfasst. Weiterhin beschreibt die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zur Dämmung.

Description

Dämmplatte aus Kunststoff, System und Verfahren zur
Wärmedämmung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Dämmplatte aus Kunststoff zur Herstellung eines Dämmungssystems. Eine zunehmende Knappheit an fossilen Energieträgern sowie die sich hieraus ergebenden Kostensteigerungen führen zu verstärkten Investitionen auf dem Gebiet der
Energieeinsparung sowie der Nutzung nachhaltiger
Energieressourcen. Die Klimatisierung von Gebäuden ist gegenwärtig für einen hohen Anteil des
Gesamtenergieverbrauchs ursächlich. Dementsprechend wurden viele Anstrengungen unternommen, um den hierdurch bedingten Verbrauch zu verringern.
Stand der Technik
Üblich werden daher beim Bau von Gebäuden Materialien zur Dämmung eingesetzt, die vielfach auch nachträglich an
Fassaden angebracht werden können. Beispielsweise
beschreibt die Druckschrift DE 25 07 000 Al eine derartige Fassadenverkleidung. Nachteilig an diesen
Fassadenverkleidungen ist deren komplexe Anbringung. Weiterhin werden hinterlüftete Fassadenverkleidungen häufig an Bauwerken wegen ihrer bauphysikalischen Eigenschaften eingesetzt. Ein Beispiel für eine derartige
Fassadenverkleidung wird in DE 100 22 615 Al dargelegt. Die beschriebene Fassadenverkleidung muss ebenfalls in mehreren Schritten am Gebäude montiert werden. Diese Montage ist mit einem hohen Arbeitsaufwand verbunden.
Dementsprechend wurden Verbundplatten entwickelt, die in einem Schritt an eine Fassade montiert werden können, ohne dass nachfolgend ein Verputz aufgetragen werden muss.
Derartige Platten werden beispielsweise in
DE 197 13 542 Al, DE 41 31 511 Al und DE 39 13 383 Al beschrieben. Die Verbundplatte kann in ihrem Aufbau mit einer Hinterlüftung versehen sein. Diese Verbundplatten können leicht verarbeitet und montiert werden.
Darüber hinaus sind aus DE 89 15 270 Ul, EP 0 382 084 A2, DE 197 36 768 Al, DE 199 54 955 Al, DE 299917402 Ul und WO 2005/033432 Al Hohlkammerplatten bekannt, die
beispielsweise zur Herstellung von Gewächshäusern oder als Konstruktionswerkstoff zur Herstellung von
Kunststoffverglasungen eingesetzt werden können. Diese Platten besitzen eine Dämmwirkung, die insbesondere durch ein eingeschlossenes Gas, üblich Luft, erzielt wird. Zur Maximierung der Dämmung sollte das in dieser Schicht eingeschlossene Gas möglichst wenig Kontakt mit der
Umgebungsluft und eine geringe Konvektion aufweisen. Gemäß der Lehre der Druckschrift DE 197 36 768 Al,
DE 199 54 955 Al, DE 299917402 Ul und WO 2005/033432 Al werden die Hohlräume beispielsweise mit Dämmstoffen
befüllt, um so die Wärmedämmung zu verbessern.
Die Verwendung von Luft zur Isolierung von Gebäuden wird unter anderem in WO 97/30316 Al beschrieben. Hierbei wird Luft durch ein komplexes System auf eine bestimmte
Temperatur erwärmt und in einer Schicht durch die Wand eines Gebäudes geführt. Die Luft führende Schicht kann unter anderem beim Bau des Gebäudes berücksichtigt werden.
Aufgabe und Lösung
In Anbetracht des Standes der Technik ist es nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Dämmplatte aus Kunststoff zur Herstellung eines Dämmungsystems zur Verfügung zu stellen, die ein hervorragendes Eigenschaftsprofil und die Nachteile der Platten des Standes der Technik nicht oder nur in verringertem Maße aufweist.
In einer speziellen Aufgabe soll die Dämmplatte aus
Kunststoff eine hervorragende Dämmwirkung aufweisen und so ausgestaltet sein, dass sie in der Lage ist hohe Gebrauchsund Verkehrslasten aufzunehmen.
In einer nächsten Aufgabe soll die Dämmplatte aus
Kunststoff derart ausgestaltet sein, dass sie mit einem möglichst geringen Unterbau in der Lage ist hohe Gebrauchsund Verkehrslasten aufzunehmen. Die Dämmplatte soll somit einen möglichst großen architektonischen und gestalterischen Freiraum ermöglichen.
Eine spezielle Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, Dämmplatten aus Kunststoff zur Verfügung zu stellen, welche bei Beschädigung der äußeren KunststoffSchicht keine Verminderung der Dämmwirkung aufweist.
Schließlich bestand eine spezielle Aufgabe darin eine
Dämmplatte aus Kunststoff bereitzustellen, die extremen
Witterungsbedingungen standhält und dennoch mit möglichst wenig Dämmmaterial auskommt.
Eine weitere Aufgabe kann insbesondere darin gesehen werden, Dämmplatten aus Kunststoff bereitzustellen, die leicht und einfach montiert und verarbeitet werden können. Zur Montage sollten insbesondere auch gering qualifizierte Personen eingesetzt werden können. Weiterhin sollte die Dämmplatte aus Kunststoff kostengünstig herstellbar sein.
Hierbei sollte das Dämmungssystem, und somit auch die
Dämmplatte aus Kunststoff, die zur Herstellung dieses
Systems einsetzbar sind, eine lange Lebensdauer aufweisen, ohne dass kontinuierlich hohe Wartungs- und
Instandhaltungsmaßnahmen notwendig sind. Dementsprechend sollte das System, insbesondere die Dämmplatte aus
Kunststoff eine hohe Witterungsbeständigkeit, insbesondere eine hohe UV-Beständigkeit aufweisen. Gelöst werden diese sowie weitere nicht explizit genannten Aufgaben, die jedoch aus den hierin einleitend diskutierten Zusammenhängen ohne weiteres ableitbar oder erschließbar sind, durch eine Dämmplatte aus Kunststoff mit allen
Merkmalen des ersten Patentanspruchs. Zweckmäßige
Abwandlungen der erfindungsgemäßen Dämmplatte aus
Kunststoff werden in Unteransprüchen unter Schutz gestellt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend eine Dämmplatte aus Kunststoff, welche dadurch
gekennzeichnet ist, dass
sie mindestens eine Dämmschicht umfassend oder
bestehend aus einem Aerogel und eine Stegmehrfachplatte aus Kunststoff aufweist,
dass die Stegmehrfachplatte derart ausgestaltet ist, dass sie einen mittleren Abstand der nicht gekreuzten Stege von mindestens 20 mm aufweist, und
dass die Stegmehrfachplatte der nachfolgenden Formel entspricht
F [N/m2] > 95 [N/(m2*mm)] * dPi [mm] wobei
dpi für die Dicke der Dämmplatte in mm steht
F der Versagenslast der Platte in N/m2 bei einem
Quer-Trägerabstand von 3 m und einem Überstand der Platte am Längsträgerprofil von jeweils 15 mm entspricht. Versagen bedeutet dabei, dass die Platte entweder bricht oder sich derart durchbiegt, dass sie von den Auflagern
abrutscht .
Hierdurch gelingt es auf nicht vorhersehbare Weise, eine Dämmplatte aus Kunststoff zur Dämmung zur Verfügung zu stellen, welche ein hervorragendes Eigenschaftsprofil aufweist .
Insbesondere wird eine Dämmplatte aus Kunststoff zur
Verfügung gestellt, welche im Vergleich zu Platten aus
Glas, ein geringes Gewicht aufweist. Durch die spezielle Stegmehrfachplatte und die dadurch hervorgerufene sehr stabile Formgestaltung eignen sich die erfindungsgemäßen Dämmplatten aus Kunststoff als konstruktives Element, welches Verkehrslasten wie z.B. Wind- und Schneelasten aufnehmen kann. Es wurden somit erstmals in einer leichten Dämmplatte aus Kunststoff gute konstruktive und dämmende Eigenschaften vereinigt. Der große Abstand der Stege verringert die Anzahl der
Wärmebrücken und verbessert somit die
Wärmedämmeigenschaften. Ferner werden dadurch Kammergrößen sichergestellt, die ein einfaches und effektives Befüllen mit dem Aerogel ermöglichen. Zu kleine Stegabstände bzw. Konstruktionen mit - durch die Steganordnung verursachten - verwinkelten oder zu kleinen Kammern können nur schwierig bzw. unvollständig gefüllt werden. Dies ist z. B. bei Konstruktionen mit gekreuzten Stegen der Fall, wo ein
Viereckiges Feld in vier kleine dreieckige Felder
aufgeteilt wird, die nur schwer vollständig zu befüllen sind. Die erfindungsgemäßen Dämmplatten weisen daher bevorzugt einen mittleren Stegabstand der nicht gekreuzten Stege von mindestens 25 mm, besonders bevorzugt 30 bis 100mm, ganz besonders bevorzugt 30 bis 70 mm und speziell bevorzugt 30 bis 50 mm auf.
Der große Stegabstand bedingt eine Verringerung der mechanischen Stabilität der erfindungsgemäßen Dämmplatten. Daher ist die Stegmehrfachplatte durch die entsprechende Anzahl an Stegen, die Auswahl des Kunststoffmaterials bzw. die dicke der Gurte der Stegplatte derart ausgestaltet, dass die Stegmehrfachplatte der nachfolgenden Formel entspricht F [N/m2] > 95 [N/(m2*mm)] * dPi [mm], bevorzugt F [N/m2] > 100 [N/ (m2*mm) ] * dpi [mm], besonders bevorzugt F [N/m2] ≥ 110 [N/(m2*mm)] * dPi [mm] und ganz besonders bevorzugt F [N/m2] > 120 [N/(m2*mm)] * dPi [mm], wobei F und dPi den oben genannten Definitionen entsprechen.
Unter „Gurten" werden dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung die einzelnen Platten der Stegmehrfachplatte, d.h. die beiden äußeren Platten sowie die dazwischen liegenden Platten, verstanden. Eine Stegvierfachplatte besteht somit aus zwei äußeren Gurten sowie zwei inneren Gurten, welche jeweils durch Stege miteinander verbunden sind. Zwischen den Gurten bilden sich jeweils die
Kammerschichten aus. In einer speziellen Ausführungsform sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung Dämmplatten aus Kunststoff
enthaltend eine Stegmehrfachplatte aus mindestens drei, bevorzugt 4 bis 8, durch Stege miteinander verbundenen Gurten, wobei die Stegmehrfachplatte derart ausgestaltet ist, dass nach Anbringung am Gebäude mindestens die vom Gebäude aus gesehen äußerste Kammerschicht, bevorzugt zumindest die beiden äußersten Kammerschichten und/oder die vom Gebäude aus gesehen innerste Kammerschicht nicht oder nur teilweise mit Dämmmaterial gefüllt sind. Bevorzugt sind diese Schichten nicht mit Dämmmaterial, insbesondere nicht mit Aerogel gefüllt.
Die Ausgestaltungsform mit den nicht gefüllten äußersten Schichten hat den Vorteil, dass bei Beschädigung der äußersten Gurte der Stegmehrfachplatte keine Feuchtigkeit in das Dämmmaterial eindringt, d.h. die Dämmmaterial- enthaltenden Schichten versiegelt bleiben. Dadurch kommt es auch bei Beschädigungen der Platte nicht zu einem Verlust der Dämmwirkung. Die Dämmplatten können somit auch an
Konstruktionen eingesetzt werden, wo unerwünschte
mechanische Einwirkungen auf die Platte zu befürchten sind.
Die Ausgestaltungsform mit der nicht gefüllten inneren Schicht hat den Vorteil einer leichteren Befestigung, z. B. durch Hinterschnittdübel, ohne dass die Versiegelung der Dämmmaterial enthaltenden Schicht beeinträchtigt wird. Die erfindungsgemäßen Dämmplatten aus Kunststoff können daher leicht und einfach montiert und verarbeitet werden. Zur Montage können insbesondere auch gering qualifizierte Personen eingesetzt werden. Weiterhin ist die Dämmplatte aus Kunststoff kostengünstig herstellbar. Die Dämmplatte aus Kunststoff bietet weiterhin einen hohen
Witterungsschutz. Darüber hinaus kann die Dämmplatte aus Kunststoff an spezifische Bedürfnisse hinsichtlich
mechanischer Stabilität, Dämmwirkung und Lärmschutzwirkung angepasst werden.
Hierbei weist das System, und somit auch die Dämmplatte aus Kunststoff, die zur Herstellung dieses einsetzbar sind, eine lange Lebensdauer auf, ohne dass kontinuierlich hohe Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen notwendig sind.
Dementsprechend zeigt die Dämmplatte aus Kunststoff gemäß der vorliegenden Erfindung eine hohe
Witterungsbeständigkeit, insbesondere eine hohe UV- Beständigkeit .
Bei der Dämmplatte aus Kunststoff gemäß der vorliegenden Erfindung kann es sich um eine Innen- oder Außerverkleidung von Bauwerken oder um Wandteile von Bauwerken (wie z. B. von Gewächshäusern) handeln. Bevorzugt handelt es sich um eine Fassaden-, Dach- oder Wandplatte.
Die Dämmplatte aus Kunststoff der vorliegenden Erfindung umfasst eine Stegmehrfachplatte sowie ggf. weitere
Bestandteile aus Kunststoff, insbesondere aus einem
thermoplastischen Kunststoff. Durch diese Ausgestaltung gelingt es überraschend ein sehr kostengünstiges und leistungsfähiges Dämmsystem zur Verfügung zu stellen.
Vorzugsweise umfasst die Dämmplatte aus Kunststoff
mindestens 2 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 10 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-% Kunststoff. Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann der Kunststoffanteil der Dämmplatte aus Kunststoff mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 80 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-% betragen.
Der in der Dämmplatte aus Kunststoff enthaltene Kunststoff kann je nach Einsatzzweck ausgewählt werden. Zu den
bevorzugten Kunststoffen gehören unter anderem Polyolefine, insbesondere Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und/oder cycloolefinische Copolymere (COC) ,
Polyalkylen (meth) acrylate, insbesondere
Polymethylmethacrylat (PMMA), PoIy (meth) acrylimide (PMMI), Polycarbonate (PC) , Polyisocyanate, Polyoxyalkylene, insbesondere Polyoxymethylen (POM), Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT) und/oder Polyethylen-2, 6-naphthalat (PEN);
Polyetherketone, insbesondere Polyetheretherketon (PEEK) , Polyethersulfone (PES), Polysulfone (PSU),
Polyphenylensulfide, Polyvinylchloride, Polystyrole (PS) , Polyamide (PA), Polyurethane und/oder Polyimide (PI) .
Weiterhin können auch Copolymere eingesetzt werden, die zwei oder mehr der Wiederholungseinheiten aufweisen, aus denen die zuvor dargelegten Polymere aufgebaut sind. Hierzu gehören insbesondere Styrol-Acrylnitril- (SAN), Acrylester- Styrol-Acrylnitril- (ASA) und Acrylnitril-Butadien-Styrol- Polymere (ABS) . Diese Polymere können einzeln oder als Mischung von zwei, drei oder mehreren Kunststoffen (Blends) eingesetzt werden. Ganz besonders bevorzugt werden im
Rahmen der vorliegenden Erfindung
Polyalkylen (meth) acrylate, insbesondere
Polymethylmethacrylat (PMMA), oder Copolymere enthaltend Polyalkylen (meth) acrylate, insbesondere
Polymethylmethacrylat (PMMA) und mindestens einer der oben für die Copolymere genannten Comonomere, eingesetzt.
Die Kunststoffe können hierbei übliche Additive,
beispielsweise UV-Stabilisatoren, UV-Absorber, IR- Reflektoren, Schlagzähmodifier, Farbmittel, Pigmente,
Antistatika, Flammschutzmittel und Füllstoffe enthalten. Diese Additive ermöglichen eine einfache Anpassung der Platteneigenschaften an bestimmte Erfordernisse. Die
Oberfläche der Dämmschicht und /oder der Dämmplatte aus Kunststoff kann biozid ausgestattet werden, um ein Wachstum von Algen, Pilzen, Bakterien, Flechten, Moosen und/oder dergleichen entgegenzuwirken. Hierzu können insbesondere Silberverbindungen in die Oberfläche eingebracht werden. Weiterhin kann die Oberfläche, insbesondere bei Regen, mit einem biostatisch wirkenden Stoff behandelt werden, wobei diese Behandlung insbesondere auch mittels einer Regen induzierten Freisetzung aus einem Bauteil erfolgen kann.
Geeignete biostatisch wirkenden Stoffe sind beispielsweise Metalle oder Metalllegierungen, die vorzugsweise Kupfer, Zink und/oder Blei enthalten, metall-organischen
Verbindungen, vorzugsweise organische Quecksilber- und Zinnverbindungen, organische Verbindungen, vorzugsweise ausgewählt aus Atrazin, Simazin, Pelargonsäure, Triazinen, und Wirkstoffen aus den Klassen der Azole, Morpholine und Strobilurine . Weiterhin kann die Oberfläche der
Gasleitschicht mit einem Kratzfestlack oder mit
selbstreinigenden und/oder wasserspreitenden Eigenschaften ausgestattet werden, sogenannte NoDrop-Effekt .
Die Oberfläche der Fassadenplatte kann auch farbig
gestaltet sein und/oder mit einer Struktur versehen sein. In der Regel entspricht die äußere, d.h. von der
Gebäudewand am weitesten entfernte Oberfläche der
Dämmplatte aus Kunststoff der Oberfläche der äußeren
Oberfläche der Stegmehrfachplatte. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann die Dämmplatte aus Kunststoff nur eine geringe Anzahl an KunststoffSorten aufweisen. Hierdurch kann unter anderem die
Wiederverwertung der Dämmplatte aus Kunststoff gesteigert werden. Dementsprechend weisen bevorzugte Dämmplatte aus Kunststoff höchstens vier, besonders bevorzugt höchstens zwei und ganz besonders bevorzugt eine Kunststoffsorte auf. Der Begriff Kunststoffsorte bedeutet, dass ein aus genau einer Kunststoffsorte hergestellter Gegenstand dadurch wiederverwertet werden kann, dass der Gegenstand
eingeschmolzen und der hieraus gewonnene Kunststoff, beispielsweise durch Granulieren, wiederverwertet werden kann, ohne dass eine Auftrennung des erhaltenen Kunststoffs notwendig ist. Bei dieser Betrachtung bleiben Kunststoffe, die nur zu einem geringen Anteil, beispielsweise bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 1 Gew.-% in der Dämmplatte aus Kunststoff enthalten sind, außer Betracht.
Eine erfindungsgemäße Dämmplatte aus Kunststoff umfasst mindestens eine Dämmschicht. Die Dämmschicht dient zur
Bereitstellung vorzugsweise einer Wärmeisolation, kann aber auch zur Schallisolation beitragen.
Dementsprechend sollte die Dämmschicht eine möglichst geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Andererseits ist eine extrem gute Dämmung vielfach mit hohem Aufwand verbunden.
Vorzugsweise weist daher die Dämmschicht eine
Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 0,003 bis 0,1 W/(m-K), besonders bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 0,08 W/(m-K) auf, gemessen gemäß ASTM C 518-04 oder nach DIN EN 12667. Die Dämmschicht kann als eine homogene Schicht ausgebildet sein, kann jedoch auch aus mehreren einzelnen Schichten bestehen. Dabei sind die Dämmplatten aus Kunststoff dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Dämmschicht, bevorzugt alle mit Dämmmaterial gefüllten Schichten, ein Aerogel als Dämmmaterial umfasst/umfassen bzw. ausschließlich aus
Aerogel als Dämmmaterial besteht/bestehen.
Die Füllung der Dämmplatte mit Aerogel ermöglicht, dass diese einen Transmissionsgrad von mindestens 10 %,
bevorzugt >= 40%, besonders bevorzugt >= 60% gemessen gemäß ASTM D 1003-07 Verfahren B aufweisen kann. Dadurch kann die Dämmplatte auch in Bereichen eingesetzt werden, wo trotz Dämmung ein ausreichender Lichteinfall notwendig ist (z. B. als Seitenwände von Gewächshäusern) . Neben dem Aerogel kann die Dämmwirkung optional durch ein Vakuum oder ein möglichst stationäres Gas in den
Hohlkammern verbessert werden. Zusätzlich kann in den
Dämmschichten oder zumindest in einzelnen Dämmschichten ein von Aerogelen verschiedenes Dämmmaterial verwendet werden. Bevorzugt werden dabei Dämmmaterialien aus Fasern,
Partikeln, Kunststoffen und/oder Schäumen verwendet. Zu den bevorzugten Kunststoffen, die zur Herstellung der Dämmschicht bzw. des Dämmmaterials dienen können, gehören unter anderem Polyurethan, Polymethylmethacrylat (PMMA), PoIy (meth) acrylimide (PMMI), Polyimid (PI) und/oder
Polystyrol. Gemäß einem besonderen Aspekt kann zumindest eine Dämmschicht expandiertes Polystyrol (EPS) und/oder geschäumtes PoIy (meth) acrylimid (PMMI) umfassen. Die oben genannten Produkte sind kommerziell erhältlich. So kann beispielsweise geschäumtes PoIy (meth) acrylimid (PMMI) unter der Handelsbezeichnung ROHACELL® von Evonik Röhm GmbH erhalten werden, wobei verschiedene Ausführungsformen unter den Bezeichnungen ROHACELL® XT, ROHACELL® IG, ROHACELL® WF oder ROHACELL® HT erhalten werden können, die eine
thermische Leitfähigkeit im Bereich von 0,02 bis 0,05 W/ (mK) zeigen. Geschäumtes Polystyrol, insbesondere in Form von Wärmedämmplatten, kann unter anderem von Caparol unter der Bezeichnung Capatec® erhalten werden, wobei diese
Platten eine Wärmeleitfähigkeit von ca. 0,035 W/ (mK) gemäß DIN EN 12 939 aufweisen. Bevorzugte Partikel, insbesondere anorganische Partikel umfassen Aerosile, pyrogene Kieselsäuren und/oder
Fällungskieselsäuren, Gele, insbesondere Aerogele und/oder Xerogele. Weitere geeignete anorganische Dämmmaterialien umfassen anorganische Schäume, insbesondere Aerogelschäume und/oder anorganische Fasern. Ferner kann die Dämmschicht auch Polykieselsäuren und organisch modifizierte Siθ2~ Netzwerke umfassen. Materialien zur Herstellung der Dämmschicht, insbesondere Aerogele, Aerosile und/oder pyrogene Kieselsäuren, werden beispielsweise in EP-A-O 446 486, US 5,389,420 und US 5,236,758 dargelegt, wobei auf diese Druckschriften zu Offenbarungszwecken verwiesen wird und die darin
offenbarten Materialien zur Herstellung der Dämmschicht in diese Anmeldung eingefügt werden. Bevorzugt einzusetzende Aerogele werden beispielsweise in den Druckschriften
WO 2007/044341 A2 , WO 02/052086 A2 und
WO 98/13135 beschrieben.
Aerogelschäume werden unter anderem in WO 2007/146945 dargelegt, wobei die hierin beschriebenen Aerogelschäume zu Offenbarungszwecken in diese Anmeldung eingefügt werden. Bevorzugte Dämmstoffe, insbesondere anorganische Partikel werden in den Druckschriften US 2007 102055A1;
WO 94/25149; WO 98/45032,; WO 98/045035; WO 98/045210, und WO 2007/024925, wobei auf diese Druckschriften zu
Offenbarungszwecken verwiesen wird, und die darin offenbarten Materialien zur Herstellung der Dämmschicht in diese Anmeldung eingefügt werden.
Diese Materialien können einzeln oder als Mischung
untereinander oder als Mischung mit weiteren Materialien (z.B. in Form von Fasern oder Faserverbünden) eingesetzt werden, wobei jedoch wie oben angedeutet zu beachten ist, dass zumindest eine Dämmschicht ein Aerogel als
Dämmmaterial umfasst.
Mischungen verschiedener Dämmmaterialien, insbesondere anorganischer Partikel mit Fasern, vorzugsweise
Kunststofffasern werden in den Druckschriften
WO 2005/098553; WO 97/23675 und US 2003/077438 Al,
dargelegt, wobei auf diese Druckschriften zu
Offenbarungszwecken verwiesen wird, und die darin
offenbarten Materialien und Verfahren zur Herstellung der Dämmschicht, insbesondere die Partikel und die Fasern, in diese Anmeldung eingefügt werden.
Darüber hinaus kann die Dämmschicht übliche Additive, beispielsweise Ruß oder andere IR-Absorber umfassen.
Wir bereits erwähnt muss mindestens eine Dämmschicht ein Aerogel als Dämmmaterial enthalten, bevorzugt umfassen alle in den Hohlkammern der Stegmehrfachplatte gelagerten
Dämmmschichten ein Aerogel. Ganz besonders bevorzugt wird das Aerogel Nanogel der Firma Cabot oder ein vergleichbares Aerogel verwendet. Diese Aerogele zeichnen sich durch ein sehr großes inneres Porenvolumen bei gleichzeitig sehr engen Poren aus. Dadurch „speichern" diese Aerogele ein großes Luftvolumen in ihrem Innern, und es kommt nur zu einer sehr geringen Konvektion. Dies wiederum führt zu einem sehr guten Dämmeffekt. Da diese Materialien zudem gut rieselfähig, druckfest und gut zu verarbeiten sind, eignen sie sich besonders als Dämmmaterial für die
erfindungsgemäße Dämmplatte aus Kunststoff. Sie können einfach in die fertig extrudierten Stegmehrfachplatten gefüllt werden, da diese bei der erfindungsgemäßen Platte einen hinreichend großen mittleren Abstand der Stege aufweisen.
Je nach Material bzw. Materialkombination und gewünschter Dämmwirkung ergibt sich die Dicke der Dämmschicht aus der Dicke des Dämmmaterials oder der Schicht mit einem
stationären Gas oder einem Vakuum. Vorzugsweise liegt die Dicke der gesamten Dämmschicht, d.h. der Summe aller mit Dämmmaterial zumindest teilweise gefüllten Schichten im Bereich von 0,5 bis 49 cm, besonders bevorzugt bei 4,5 cm bis 20 cm, ganz bevorzugt im Bereich 0,8 cm bis 10 cm.
Die Dämmplatte aus Kunststoff weist vorzugsweise einen geringen Wärmedurchgangskoeffizienten U auf, wobei die Dämmschicht zur Wärmedämmung in besonderem Maße beiträgt. Vorzugsweise liegt der Wärmedurchgangskoeffizient U der Dämmplatte aus Kunststoff im Bereich von 0,01 bis 3,0
W/(m2-K), besonders bevorzugt im Bereich von 0,03 bis 2,0 W/(m2-K), gemessen gemäß ASTM C 518-04 oder DIN EN 12667.
Die Dimensionen der Dämmplatten aus Kunststoff ist an sich unkritisch, wobei diese üblicherweise durch die Handhabbarkeit begrenzt wird. So können im Bereich von Fertighäusern ganze Wände hergestellt und montiert werden. Andererseits können bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Dämmplatte aus Kunststoff einfach und ohne Hilfsmittel verbaut werden. Diese Dämmplatten aus
Kunststoff weisen bevorzugt eine Länge im Bereich von 100 cm bis 400 cm, besonders bevorzugt im Bereich von 150 cm bis 300 cm und eine Breite im Bereich von 50 cm bis 220 cm, besonders bevorzugt im Bereich von 80 cm bis 150 cm auf. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden
Erfindung liegt die Dicke der Dämmplatte aus Kunststoff im Bereich von 0,8 bis 50 cm, vorzugsweise im Bereich von 1 cm bis 25 cm. Das Flächengewicht der Dämmplatte aus Kunststoff beträgt vorzugsweise 2 bis 50 kg/m2, besonders bevorzugt 3 bis 20 kg/m2.
Wie bereits erwähnt zeichnen sich die erfindungsgemäßen Dämmplatten aus Kunststoff durch eine hohe Belastbarkeit aus, so dass die Dämmplatten aus Kunststoff, je nach
Ausführung der Montage und der Tragkonstruktion hohe
Gebrauchs- und Verkehrslasten aufnehmen können. Die
Dämmplatten aus Kunststoff besitzen hierbei ein
Tragverhalten von mindestens 200 N/m2, bevorzugt
mindestens 500, besonders bevorzugt mindestens 750 N/m2' wobei dieses in Anlehnung an ETAGOlO (Aussage 09, 2002, Abs. 6.3, Seite 29) zu bestimmen ist. Die
erfindungsgemäßen Dämmplatten aus Kunststoff erfüllen mindestens die Klassifizierung für Stoßbeanspruchung Klasse 3, bevorzugt Klasse 2, besonders bevorzugt Klasse 1 gemäß DIN EN 12600 (04/2003) . Die erfindungsgemäßen Dämmplatten aus Kunststoff umfassen bzw. es handelt sich um Stegmehrfachplatten. Solche Platten werden auch als Mehrfachstegplatten bzw. Hohlkammerplatten bezeichnet und können, durch Verfahren hergestellt werden, die an sich in der Fachwelt bekannt sind. Die Begriffe „Stegmehrfachplatte", z. B. Stegdreifachplatte und
„Mehrfachstegplatte", z. B. Dreifachstegplatte, werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung synonym verwendet.
Ein wesentliches Element der vorliegenden Erfindung ist wie bereits erwähnt die mechanische Stabilität der
erfindungsgemäßen Dämmplatte aus Kunststoff, die u.a. durch Auswahl des Kunststoffs, durch die Dicke der jeweiligen Gurte und Stege sowie durch die Gestalt und Anordnung der jeweiligen Hohlkammern in der Stegplatte sichergestellt wird.
Besonders bevorzugt umfassen die bzw. handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Dämmplatte aus Kunststoff um
Stegmehrfachplatten mit mindestens drei, bevorzugt 4 bis 8, besonders bevorzugt 4 bis 6 durch Stege miteinander
verbundenen, besonders bevorzugt parallel angeordneten, Gurten, insbesondere eine Vierfach- oder
Fünffachstegplatte.
Durch die Gurten und Stege werden Hohlkammern gebildet, wobei alle zwischen zwei Gurten in einer Ebene parallel angeordneten Hohlkammern als Kammerschicht bzw.
Hohlkammerschicht bezeichnet werden. Die Stege der erfindungsgemäß verwendeten
Mehrfachstegplatten können senkrecht auf den Gurten stehen oder auch nicht senkrecht. Im ersten Fall ist der mittlere Abstand der Stege gleich dem Abstand der Stege. Ist der
Winkel der Stege zu den Gurten von 90° verschieden, so wird durch den Mittelpunkt der Stege virtuelle Linie gezogen, die senkrecht zu den äußersten Gurten steht und der Abstand der benachbarten Senkrechten bestimmt welcher dann dem mittleren Abstand entspricht. Bei nicht parallelen Gurten wird jeweils der Abstand zwischen zwei Senkrechten
bestimmt, welche senkrecht auf dem gleichen Gurt stehen. Der „Mittelpunkt der Stege" wird durch die halbe Länge jeweiligen Stegs definiert. Der Begriff „mittlerer Abstand" ist somit nicht als Mittelwert der Stegabstände zu
verstehen, sondern wurde gewählt um auch die Geometrien mit „schrägen" oder „runden" Stegen mit zu erfassen.
Die erfindungsgemäßen Stegmehrfachplatten können auch unterschiedliche mittlere Stegabstände aufweisen. In diesem Fall erfüllen mindestens 90%, bevorzugt 100% aller
mittleren Stegabstände die Bedingung von Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung. Die erfindungsgemäßen Stegmehrfachplatten können
prinzipiell auch gekreuzte Stege enthalten. Diese dienen der Verbesserung der Stabilität der Konstruktion,
erschweren jedoch die Befüllung mit Dämmmaterial. Die erfindungsgemäßen Stegmehrfachplatten umfassen daher immer auch nicht gekreuzte Stege und der Abstand dieser nicht gekreuzten Stege ist maßgeblich für die Charakterisierung der erfindungsgemäßen Platten nach Anspruch 1.
Erfindungsgemäß wird eine oder mehrere der Hohlkammern, bevorzugt vollständig, mit einem Dämmmaterial gefüllt, wobei mindestens eine Kammerschicht ein Aerogel als
Dämmmaterial umfasst. Die Dämmschicht ergibt sich aus der bzw. den mit dem Dämmmaterial gefüllten Kammerschichten.
Weiterhin kann jedoch auch eine Dämmschicht, beispielsweise ein Kunststoffschäum oder ein Fasergebilde, hergestellt werden, die dann mit einer gedämmten Mehrfachstegplatte verbunden werden kann. Dabei kann diese Dämmschicht mit der Mehrfachstegplatte z. B. durch Kleben verbunden werden.
Weiterhin kann ein Kunststoffschäum auf eine
Mehrfachstegplatte aufgespritzt werden. Bevorzugt ist jedoch die Anordnung einer Dämmschicht in dem Füllraum einer aus Kunststoffplatten gebildeten Kammer der Mehrfachstegplatten, wobei die Kunststoffplatten
beispielsweise durch Kleben oder Schweißen aneinandergefügt worden sind. Um die gebildete Kammer auszusteifen, können gegebenenfalls Versteifungselemente im Füllraum angeordnet werden .
Zur Herstellung einer Dämmschicht können auch Materialien verwendet werden, die bereits in entsprechender Form vorkonfektioniert sind. Derartige Dämmmaterialien sind unter anderem in den Druckschriften WO 2006/002440; WO 03/064025 Al; WO 03/097227 Al; EP 1 787 716 Al;
WO 96/06808; US 2007/0173157 Al; US 2007/0222116 Al;
WO 2005/033432 Al; und WO 2006/065904 Al dargelegt, wobei auf diese Druckschriften zu Offenbarungszwecken verwiesen wird und die darin offenbarten Materialien und Verfahren zur Herstellung der Dämmschicht, insbesondere die Partikel, die Fasern und die weiteren Zusammensetzungen, sowie die darin beschriebenen Dämmschichten in diese Anmeldung eingefügt werden.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung kann die Dämmschicht gemäß dem in EP-A-O 468 124 und dem in WO 2005/033432 Al dargelegten Verfahren hergestellt werden, wobei die gemäß diesem Verfahren erhältlichen Paneele zu Zwecken der
Offenbarung in die vorliegende Anmeldung eingefügt werden. Dementsprechend kann beispielsweise eine Hohlräumeenthaltende Dämmplatte mit anorganischen Partikeln,
insbesondere einem Aerogel, Aerosil und/oder pyrogener Kieselsäure gefüllt werden. Anschließend kann diese
Dämmplatte optional evakuiert werden. Nach dem Ausbilden eines Vakuums können die mit dem Dämmmaterial gefüllten Hohlräume der Dämmplatte verschlossen werden. In einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung werden Dämmplatten aus Kunststoff umfassend eine aus mindestens drei, bevorzugt 4 bis 6, durch Stege
miteinander verbundenen Gurten hergestellte Stegplatte, verwendet, welche derart ausgestaltet sind, z. B. durch die Befestigungspunkte, dass nach Anbringung am Gebäude, vom Gebäude aus gesehen, mindestens die äußerste, bevorzugt zumindest die beiden äußersten Kammerschichten nicht mit Dämmmaterial gefüllt sind. Die Kammerschichten der erfindungsgemäßen Dämmplatte aus
Kunststoff können alle unterschiedlich dick sein, aber auch gleichmäßige Dicken aufweisen.
So können beispielweise die nicht mit Dämmmaterial
gefüllten Kammerschichten eher dünner als die mit
Dämmmaterial gefüllten Kammerschichten sein. Wird z. B. die Ausführungsform mit zwei nicht gefüllten äußeren
Kammerschichten als Stegvierfachplatte hergestellt (siehe Figur 2), so muss die innerste, das Aerogel enthaltende Kammerschicht, entsprechend dick ausgestaltet sein um eine hinreichende Dämmwirkung zu erzielen.
Zur Bildung eines großflächigen Dämmungssystems der vorliegenden Erfindung kann es notwendig sein, mehrere Dämmplatten aus Kunststoff zu einem Gebilde zusammen zu montieren. Dies kann beispielsweise über einen stumpfen oder schrägen Stoss erfolgen. Weiterhin können die
Dämmplatten aus Kunststoff vorzugsweise so ausgestaltet sein, dass die Platten besonders einfach und sicher zusammengefügt werden können, wobei die Art der Fügung an sich unkritisch ist. So können die Dämmplatten aus
Kunststoff mit einem Verbindungssystem versehen sein.
Hierzu gehören insbesondere Nut-Feder-Systeme oder
Clipsysteme. Weiterhin kann die Dämmplatte aus Kunststoff an den Kanten eine Form aufweisen, die eine überlappende Verbindung oder eine Spundung ermöglichen. Zur Steigerung der Verbindungsqualität können die Dämmplatten durch Kleben oder Klettsysteme miteinander verbunden werden. Weiterhin kann ein Dichtprofil formschlüssig in die Fugen eingebracht werden.
Die Dämmplatten aus Kunststoff können durch übliche
Befestigungssysteme an Gebäuden befestigt werden.
Beispielsweise können die Dämmplatten aus Kunststoff durch Kleben, insbesondere in Form von Klebebatzen montiert werden. Weiterhin können die Dämmplatten aus Kunststoff durch mechanische Befestigungsmethoden, beispielsweise Anker oder Ankerschienen, in die die Dämmplatten aus
Kunststoff eingehakt werden können, befestigt werden. Zur Aufnahme der Verankerung kann die Dämmplatte aus Kunststoff dementsprechend mit einer Nut oder einer Lochung versehen sein. Weiterhin können die Dämmplatten aus Kunststoff durch Klemmprofile mit einem Gebäude oder einer Tragkonstruktion verbunden werden. Hierzu kann beispielsweise ein Tragprofil aufgestellt oder an einer Außenwand, beispielsweise durch Verschraubung befestigt werden. Das Tragprofil kann in Rechteckausführung ausgestaltet sein. Üblich bestehen diese Tragprofile aus Kunststoff, Holz/Holzwerkstoff oder Metall. Die Befestigung der Dämmplatte aus Kunststoff an dieses Profil kann durch Verklemmen der Platte mittels einer auf der Außenseite aufsitzende linearen Klemmschiene, welche im oder über dem Zwischenraum der Platten vorgesehen ist und punktuell mit dem Wandprofil verschraubt wird, erfolgen. Weiterhin können die Platten mit Bohrungen versehen sein, um eine Befestigung zu ermöglichen. Um eine bessere Montage zu ermöglichen, kann eine
Deckschicht auf die Dämmplatte aus Kunststoff aufgebracht werden .
Ein Vorteil der mit Aerogel gefüllten Fassadenelemente ist, dass die Wärmedämmfähigkeit, gemessen als
Wärmedurchlasswiderstand R und Wärmedurchgangskoeffizient U, bei nicht-senkrechtem Einbau der Elemente im Gegensatz zu Isolierglasscheiben nicht abnimmt, sondern konstant bleibt.
Figurenbeschreibung Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur 1 beispielhaft erläutert. Sie zeigt eine Anordnung des Aerogels in einer Kammer, die Kammer ist aus Platten aus Kunststoff, hier PMMA,
aufgebaut .
Ausführungsbeispiel
Beispiel 1
Figur 1: Schematische Darstellung des Aufbaus zur
hochwertigen Isolierung. Hohlkammerplatte, gefüllt mit Aerogel . Bei spiel 2
Wärmeleitfähigkeit einer mit Aerogel gefüllten
4-fach-Stegplatte aus PMMA
Die Prüfung der Wärmeleitfähigkeit erfolgte gemäß DIN EN 12667. Auf Grundlage der Prüfergebnisse wurden der
Wärmedurchlasswiderstand R und der
Wärmedurchgangskoeffizient U berechnet.
Der Prüfkörper besteht aus einer PLEXIGLAS® - 4-fach
Stegplatte, hat die Abmessungen 800 mm x 800 mm x 32 mm und war mit dem Aerogel NANOGEL® der Firma Cabot gefüllt. Der Stegabstand der Platte betrug 32 mm. Die Versagenslast F bei allseitiger Auflage des Elements betrug mehr als 8000 N/m2
Der Wärmedurchlasswiderstand R der Anordnung beträgt
1, 122 m2K/W.
Der Wärmedurchgangskoeffizient U beträgt 0,774 W/m2K.
Beispiel 3
Figur 2 zeigt eine 4-fach-Stegplatte aus PMMA mit
unterschiedlich großen Kammerschichtdicken und zwei äußeren, nicht mit Dämmmaterial gefüllten Kammerschichten und einer inneren mit Nanogel gefüllten Kammerschicht. Bei spiel 4
Figur 3 zeigt eine 5-fach-Stegplatte aus PMMA mit zwei äußeren, nicht mit Dämmmaterial gefüllten Kammerschichten und zwei mit Nanogel vollständig gefüllten Kammerschichten

Claims

Patentansprüche
1. Dämmplatte aus Kunststoff zur Herstellung eines
Dämmsystems, dadurch gekennzeichnet,
dass sie mindestens eine Dämmschicht umfassend oder bestehend aus einem Aerogel und eine Stegmehrfachplatte aus Kunststoff aufweist, dass die Stegmehrfachplatte derart ausgestaltet ist, dass sie einen mittleren Abstand der nicht gekreuzten Stege von mindestens 20 mm aufweist, und
dass die Stegmehrfachplatte der nachfolgenden Formel entspricht F [N/ (m2)] > 95 [N/(m2*mm)] * dPi
[mm) ] wobei
dpi für die Dicke der Dämmplatte in mm steht F der Versagenslast der Platte in N/m2 bei einem Quer-Trägerabstand von 3 m und einem Überstand der Platte am
Längsträgerprofil von jeweils 15 mm entspricht. Versagen bedeutet dabei, dass die Platte entweder bricht oder sich derart durchbiegt, dass sie von den Auflagern abrutscht.
2. Dämmplatte aus Kunststoff gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stegmehrfachplatte aus mindestens drei, bevorzugt 4 bis 8, besonders bevorzugt 4 bis 6 durch Stege miteinander verbundenen Gurten, besteht.
3. Dämmplatte aus Kunststoff gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stegmehrfachplatte derart ausgestaltet ist, dass nach Anbringung am Gebäude mindestens die vom Gebäude aus gesehen äußerste
Kammerschicht, bevorzugt zumindest die beiden
äußersten Kammerschichten und/oder die vom Gebäude aus gesehen innerste Kammerschicht nicht oder nur teilweise mit Dämmmaterial gefüllt sind, bevorzugt, dass diese Schichten nicht mit Dämmmaterial,
insbesondere nicht mit Aerogel gefüllt sind.
4. Dämmplatte aus Kunststoff gemäß einem der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens 2 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 10 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-% Kunststoff aufweist und/oder dass der in der
Dämmplatte enthaltene Kunststoff mindestens einen Thermoplasten umfasst und/oder dass die Dämmplatte aus Kunststoff höchstens 4 KunststoffSorten aufweist
5. Dämmplatte aus Kunststoff gemäß einem der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie über eine transluzente Schicht verfügt, so dass die Dämmplatte einen Transmissionsgrad von mindestens 10 %, bevorzugt >= 40%, besonders bevorzugt >= 60% gemessen gemäß ASTM D 1003-07 Verfahren B aufweist.
6. Dämmplatte aus Kunststoff gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmschicht aus Kunststoff gefertigte
Fasern, Schäume und/oder Partikel und/oder
anorganische Partikel, insbesondere Xerogele,
Aerosile und/oder pyrogene Kieselsäuren, anorganische Schäume und/oder anorganische Fasern umfasst.
7. Dämmplatte aus Kunststoff gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Dämmschicht aus Polyurethan,
Polymethylmethacrylat (PMMA), PoIy (meth) acrylimid (PMMI), Polyimid (PI) und/oder Polystyrol umfasst.
8. Dämmplatte aus Kunststoff gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmplatte aus Kunststoff ein Flächengewicht im Bereich von 2 bis 50 kg/m2, vorzugsweise 3 bis 20 kg/m2 und/oder eine Dicke im Bereich von 0,8 bis 50 cm, vorzugsweise 5 cm bis 25 cm aufweist und/oder dass die Dämmschicht eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 49 cm, besonders bevorzugt bei 4,5 cm bis 20 cm, ganz bevorzugt im Bereich 0,8 cm bis 10 cm.
9. Dämmplatte aus Kunststoff gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmplatte aus Kunststoff mit einem
Verbindungssystem versehen ist, über das mehrere Dämmplatten aus Kunststoff miteinander verbunden werden können und/oder dass die Dämmplatte aus
Kunststoff an den Kanten eine Form aufweisen, die eine überlappende Verbindung oder eine Spundung ermöglichen .
10. Dämmplatte aus Kunststoff gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmplatte aus Kunststoff mit einem oder mehreren Befestigungselementen versehen ist, über die die Dämmplatte aus Kunststoff an einem Bauwerk befestigt werden kann und/oder dass die Dämmplatte aus Kunststoff mindestens ein Befestigungselement oder ein Verbindungssystem umfasst, das formschlüssig ausgestaltet ist, insbesondere in Form eines Nut- Feder-Systems oder eines Clipsystems.
11. Dämmplatte aus Kunststoff gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmplatte aus Kunststoff mit Bohrungen versehen ist, über die die Dämmplatte aus Kunststoff an einem Bauwerk befestigt werden kann und/oder dass die Dämmplatte aus Kunststoff ein Klettverschlusssystem umfasst, über die die
Dämmplatte aus Kunststoff mit anderen Dämmplatte aus Kunststoff und/oder einem Bauwerk verbunden werden kann .
12. Dämmplatte aus Kunststoff gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stegmehrfachplatte der nachfolgenden Formel entspricht
F [N/ (m2 ] > 95 [N/(m2*mm)] * dPi [mm], bevorzugt F
[N/ (m2 ] > 100 [N/(m2*mm)] * dPi [mm], besonders bevorzugt F [N/ (m2 ] > 110 [N/(m2*mm)] * dPi [mm] und ganz besonders bevorzugt F [N/ (m2 ] ≥ 120 [N/ (m2*mm) ] * dpi [mm] , wobei F und dPi den oben genannten
Definitionen entsprechen.
13. Dämmplatte aus Kunststoff gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stegmehrfachplatte einen mittleren
Stegabstand der nicht gekreuzten Stege von mindestens 25 mm, besonders bevorzugt 30 bis 100mm, ganz
besonders bevorzugt 30 bis 70 mm und speziell
bevorzugt 30 bis 50 mm aufweist.
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