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隔离材料,用于制造隔离材料的方法和用于回收隔离材料的方法

文献发布时间:2024-04-18 19:58:53


隔离材料,用于制造隔离材料的方法和用于回收隔离材料的方法

技术领域

本发明涉及一种隔离材料、一种用于制造隔离材料的方法和一种用于回收隔离材料的方法。

背景技术

已知的是,为了热隔离而使用绝热材料。在此,在纤维绝热材料、发泡绝热材料和多层隔离物或多层隔离(=MLI)之间进行区分。在MLI的情况下,不同层的多个层彼此叠加布置。所有绝热材料的统一问题是完全不能回收或仅条件苛刻地回收。通常通过燃烧或在垃圾堆放场上进行清除。在此,不仅破坏了相当大的资源,而且释放了许多有害物质。目前可供使用的MLI隔离材料由不同的原料和添加剂组成,它们使得这种隔离材料的再利用成等效产品是不经济的或不可能的。

发明内容

本发明的任务在于,提供一种可回收的、持续的并且保护资源的热隔离材料,该热隔离材料在使用之后又可以被加工成等效的热隔离材料。此外,热隔离材料的效率应当与重量和总层厚度相比提高。此外,还应当改善隔离材料的化学和物理稳定性。

该任务由一种隔离材料来解决,其具有至少两个层,其中至少一个第一层构造为反射层并且至少一个第二层构造为间隔层,其中所述至少一个第一层和所述至少一个第二层分别具有聚合物成分,其中所述聚合物成分由单一类型的聚合物材料构成。

该任务进一步由一种用于制造隔离材料,特别是根据权利要求1至33所述的隔离材料的方法来解决,其中特别是以如下顺序实施以下步骤:

a)提供至少一个第一层作为具有上侧和下侧的反射层,

b)提供至少一个第二层作为间隔层,

c)将所述至少一个第一层与所述至少一个第二层连接,以获得具有至少两个层的隔离材料,其中所述至少一个第一层和所述至少一个第二层分别具有聚合物成分,其中所述聚合物成分由单一类型的聚合物材料构成。

该任务此外由一种用于回收隔离材料(特别是根据权利要求1至33所述的隔离材料,特别是通过根据权利要求34至54所述的方法制造的隔离材料)的方法,其中在该方法中特别是以以下顺序实施以下步骤:

I)借助粉碎装置粉碎隔离材料,

II)借助清洁装置洗涤被粉碎的隔离材料,其中使用洗涤液,并且其中将无机成分溶解和/或沉淀和/或分离和/或再次使用,从而提供了单一类型的聚合物材料。

在此已被证明的是,通过根据本发明的隔离材料、根据本发明的用于制造隔离材料的方法和根据本发明的用于回收隔离材料的方法获得一种隔离材料,该隔离材料几乎可以完全被回收并且由此获得的产品可以被再次用于制造隔离材料。在此,由于单一类型,也确保了始终不变的产品质量。由于所述至少一个第一层和所述至少一个第二层具有由单一类型的聚合物材料构成的聚合物成分,因此在回收时可以省去各个层的耗费的分离。因此,隔离材料可以直接被粉碎。这提高了回收过程的效率并且还是一种极其经济的回收方法。

本发明的其它有利的设定方案在从属权利要求中描述。

“多层隔离(MLI)或多层隔离物”理解为多层的热隔离材料。

“反射层”理解为在一侧或两侧上涂覆或喷镀有反射材料,特别是红外反射材料的层,特别是聚合物层和/或膜。在此,所述反射材料可以是无机的和/或金属的。

“间隔层”理解为表示在多层之间分隔空间的层。由此,将所述多层保持间隔并且最小化所述多层之间的空气运动。因此,涉及热分离或隔离或绝热。优选地,间隔层具有聚合物成分。也可能的是,间隔层具有非聚合物成分。

“聚合物成分”理解为聚合物,例如PET、PE、PP、PA和/或生物聚合物和/或类似物,其可被加工成纤维和膜。

“单一类型”理解为,所述至少一个第一层或反射层和所述至少一个第二层或间隔层具有相同的聚合物材料或相同的聚合物成分。聚合物成分由于单一类型而可以被再次使用成等效产品。

“无机成分”理解为来自反射层(特别是红外反射层)、来自无机阻燃物质以及来自回收过程的杂质的所有非聚合物成分。

“外来材料”理解为与隔离材料连接的材料,其被供应给分开的回收料流。

优选地可能的是,所述至少一个第一层具有在3μm至250μm,特别是10μm至55μm范围内的层厚度。

特别是可以设定,所述至少一个第一层具有上侧和下侧,其中在所述至少一个第一层的上侧和/或下侧上施加至少一个反射层(特别是红外反射层)。在此,作为上侧始终理解为指向隔离材料的外面的面。可能的是,所述至少一个第一层也布置在隔离材料的内部。在这种情况下,总是将与隔离材料的中心具有较小间距的侧面定义为下侧。相对置的侧因此被定义为上侧。在此,所述至少一个反射层用于反射入射的辐射,特别是红外辐射和/或热辐射。由于入射的辐射被反射,隔离材料的隔离特性得到显著改善。

优选地可能的是,所述至少一个反射层(特别是红外反射层)包括金属作为材料,所述金属是单独的或组合的和/或作为合金的选自铝、银、金。所述至少一个反射层(特别是红外反射层)可以附加地或替代地具有金属颜料和/或PVD颜料。

为了粘结反射层的成分(特别是颜料和/或颗粒),借助印刷方法用于施加反射层,特别是需要至少一种粘合剂。优选地设定,所述至少一种粘合剂具有聚合物、优选单一类型的聚合物,例如基于聚酯的聚合物。

特别是在使用铝作为反射层(特别是红外反射层)时,得到的优点是,铝可以在回收过程中被再次使用。如在下面进一步描述的,由铝获得氢氧化铝,其可以在隔离材料的制造中作为阻燃剂被引入到所述至少一个第二层中。此外,铝提供的优点是,所述铝是成本有利的并且可以借助蒸镀,特别是在真空中蒸镀均匀地被施加到至少一个第一层上。

特别是设定,所述至少一个反射层(特别是红外反射层)反射入射的辐射(特别是红外辐射)达10%至97%、优选达60%至97%。特别是在使用具有反射层(特别是红外反射层)的多个第一层时,在所述层的整个复合结构中的反射作用相对于入射的辐射提高到直至97%。

也可能的是,在所述至少一个第一层的上侧和/或下侧上施加有至少一个吸收层(特别是红外吸收层)。关于上侧和下侧的定义,适用与上述相同的实施方案。有利的是,所述至少一个第一层在上侧上具有反射层并且在下侧上具有吸收层,或反之亦然。已被证明的是,由此可以减少传统的立面绝热材料的缺点,即阻碍阳光照射对立面的加热。

优选地可能的是,所述至少一个吸收层(特别是红外吸收层)包括选自以下的一种材料或多种材料的组合:炭黑、碳、粘合剂、金属、金属氧化物。

优选地设定,需要至少一种粘合剂来粘合吸收层的吸收性炭黑和/或碳。优选地,所述粘合剂包括聚合物,特别是单一类型的聚合物,例如基于聚酯的聚合物。

优选地设定,炭黑和/或碳可以在回收过程中通过浮选而离析并且在处理之后可被再次用作吸收层。

可能的是,所述至少一个吸收层,特别是红外吸收层吸收入射的辐射,特别是红外辐射达5%至96%、优选达75%至96%。特别是在使用多个吸收层时,通过叠加吸收层可以提高在所述层的整个复合结构中的吸收作用。

优选地可能的是,所述至少一个反射层(特别是红外反射层)具有在5nm至100μm范围内的厚度。特别是在高真空中蒸镀的金属和/或金属氧化物的反射层具有5nm至200nm,特别是20nm至60nm的厚度。通过印刷方法,特别是凹版印刷和/或丝网印刷和/或柔版印刷施加的具有金属颜料和/或PVD颜料的反射涂层具有2μm至100μm,特别是2μm至6μm的厚度。

优选地可能的是,所述至少一个吸收层(特别是红外吸收层)具有在5nm至100μm范围内的厚度。特别是在高真空中蒸镀的金属和/或金属氧化物的吸收层具有5nm至200nm,特别是20nm至60nm的厚度。借助印刷方法,特别是凹版印刷和/或丝网印刷和/或柔版印刷施加的具有炭黑和/或碳的吸收涂层具有2μm至100μm,特别是2μm至6μm的厚度。

也可能的是,所述至少一个第一层为了改善耐腐蚀性而具有至少一个抑制层,所述抑制层优选布置在所述反射层上和/或在其下方。在此,作为抑制层理解为由提高所述至少一个反射层的耐腐蚀性的抑制剂构成的层。特别是设定,所述至少一个抑制层具有选自以下一种材料或多种材料的组合:单一类型的聚合物、无机涂层、氧化硅(SiO

优选地设定,为了粘结抑制层的成分(特别颜料和/或颗粒),用于借助印刷方法施加抑制层,设置有至少一种粘合剂。所述至少一种粘合剂优选包括聚合物、优选单一类型的聚合物,例如基于聚酯的聚合物。

优选设定,所述至少一个第二层具有在0.5mm至120mm,特别是2mm至5mm范围内的厚度和/或具有在10g/m

例如可能的是,所述至少一个第二层构造为结构化膜和/或(空)气垫膜和/或泡沫材料和/或织物和/或无纺织物,特别是无纺布和/或毛毡和/或纤维和/或中空纤维。

“无纺织物”在此理解为由纺织、切割和/或铺设成的纤维构成的所有复合材料。所有编织的复合材料都不属于术语“无纺织物”。所述至少一个第二层也可以包括不同结构的组合,例如织物和无纺布的组合,和/或多层无纺布。通过不同结构的组合,隔离材料的柔性可以单独地调整。因此,隔离材料例如可以设定得薄、厚、柔性和/或刚性,并且针对不同的使用领域专门设定。例如在包覆管时,隔离材料的一定的可弯性是有利的。而在包覆房屋墙壁时,例如可以使用相当刚性的隔离材料。

特别是可能的是,所述至少一个第二层具有格栅结构和/或蜂窝结构和/或菱形结构。在此,这些结构用作支撑结构并且确保所述至少一个第二层的一定的强度。此外,由所述结构构成的空腔和/或腔室可以填充有气体和/或其它物质,以便提高绝热效果。

优选地也设定,所述至少一个第二层包括多种纤维,特别是其中所述纤维具有不同的厚度和/或结构。也可能的是,所述至少一个第二层具有支撑结构,所述支撑结构构成两个或更多个腔室,其中所述腔室由所述支撑结构限定。这些结构提高隔离材料的强度和/或刚度。有利的是,所述支撑结构包括厚度在1μm至1000μm范围内,特别是10μm至100μm范围内的纤维,和/或所述支撑结构构造为气密的聚合物结构。

也可以设定,所述两个或更多个腔室填充有厚度在1μm至100μm范围内,特别是5μm至20μm范围内的多种纤维和/或填充有至少一种气体。在此例如可以使用空气作为气体。为了提高效率,所述腔室也可以填充有导热率低于空气的气体。这种气体例如是氩气、氪气、氙气和/或二氧化碳。优选也可能的是,在所述至少一个第一层与所述至少一个第二层之间的隔离材料填充有至少一种气体。为此,优选地设定,所述至少一个第一层与所述至少一个第二层利用线状的气密的缝合连接,特别是其中所述缝合构成至少一个腔室,所述腔室由所述至少一个第一层和所述至少一个第二层的表面以及所述缝合限定。也可能的是,气体填充在相同类型的两个层之间,例如在两个彼此相叠布置的第一层之间和/或在两个彼此相叠布置的第二层之间。

也可能的是,所述至少一个第二层包含选自以下的至少一种阻燃剂或多种阻燃剂的组合:无机阻燃剂、惰性气体、稀有气体、无机蒸汽(anorganische Bedampfungen)、物理方式起效的阻燃剂、化学方式起效的阻燃剂。特别是设定,所述至少一种阻燃剂具有氢氧化铝Al(OH)

优选地设定,所述聚合物成分包括选自以下的一种材料或多种材料的组合:PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PA(聚酰胺)、生物聚合物。原则上,这样的聚合物材料是合适的,其可以在多个循环中被处理成膜或纤维。有利地,所述至少一个第一层和所述至少一个第二层具有相同的材料。由此能够实现单一种类的回收,由此产生品质等效的产品。

特别是设定,所述聚合物成分具有在75%至100%、优选95%至100%范围内的纯度。特别是,在这种纯度的情况下谈及“单一类型”。这种纯度确保了在隔离材料的回收过程中又可以产生等效产品。

优选也可能的是,所述隔离材料具有2至30个层,特别是5至15个层的数量,特别是其中隔离材料一次或多次包含所述至少一个第一层和/或一次或多次包含所述至少一个第二层。因此可能的是,隔离材料由多个第一层和多个第二层构成。在此,所述多个第一层可以具有不同的层厚度和也不同地涂覆。例如可能的是,第一层不仅具有反射层而且具有吸收层,而另一个第一层可以具有两个反射层。也可能的是,多个第一层或第二层相叠布置。通过这种布置结构可以影响隔离材料的强度、可弯性和刚度并且调整用于不同的应用领域。

特别是设定,所述隔离材料具有在1mm至120mm,特别是5mm至50mm范围内的厚度。

可能的是,所述隔离材料具有至少一种另外的可回收的外来材料,特别是其中所述至少一种外来材料具有选自以下的一种物质和/或多种物质的组合:模制件和/或板,特别是由天然材料、塑料和/或金属制成的模制件和/或板,用于机动车领域的复合元件,支撑元件,包覆元件(Verkleidungselemente),传统的热隔离材料,泡沫材料,矿物纤维,纸纤维材料,树皮纤维材料,软木垫,木质纤维垫。

优选设定,所述至少一种外来材料布置成能从所述至少一个第一层和/或所述至少一个第二层上剥离。由此实现了外来材料可以在隔离材料的回收过程之前容易与该隔离材料分离,例如通过在粉碎过程下游的风筛过程。然后可以将外来材料供应给单独的回收过程并且隔离材料可以单一类型地回收。

特别是可能的是,所述至少一种外来材料和/或所述至少一个第一层和/或所述至少一个第二层借助选自以下的一种方法和/或多种方法的组合来连接:摩擦焊接、超声波焊接、激光焊接、热焊接、粘合、缝合、机械装订。

优选地设定,所述至少一种外来材料和/或所述至少一个第一层和/或所述至少一个第二层借助选自以下的一种连接元件和/或多种连接元件的组合来连接:装订线(特别是T端装订线)、销钉、针、钉子、螺钉、铆钉、按钮。

特别是可能的是,所述隔离材料具有预定义的开口,特别是以小孔、切口和/或穿孔形式的开口,优选其中所述开口构造为对于特定材料具有限定的穿透性的膜片,和/或其中所述开口构造为仅以一个方向进行材料交换的阀。通过预定义的开口此外可能的是,结构元件,例如保持件、管、电缆或类似物能够以简单的方法和方式被引导穿过隔离材料。这显著简化了操作和安装。此外,通过所述开口,特别是膜片和/或阀的开口可以确保以气体、空气、水蒸气和/或水形式的物质与周围环境的交换。当物理空间通过壁与这种隔离材料结合时,该方面是重要的,所述物理空间本身具有不同的温度或者相对的空气湿度并且应当避免冷凝物形成。在其它情况下,当这种隔离材料例如要安装在具有相应加热元件的草皮建构(Rasenaufbauten)中并且水导出/输送是强制必需的时,开口是有意义的。这种类型的水导出/输送例如由以雨或雪形式的降水引起。

也可能的是,所述隔离材料在所述开口的区域中具有由单一类型的聚合物材料制成的加强件。由此,在所述开口的区域中确保隔离材料的提高的稳定性,由此应当防止在所述开口的区域中(例如在操作和引导通过结构元件时)可能的损坏。

优选地设定,所述隔离材料在根据DIN EN ISO11925-2标准化的燃烧测试的标准火焰的热度下并且根据DIN EN ISO13501-1具有针对中度可燃、特别是“E”或更好的燃烧特性的分类。进一步在下面借助附图详细描述燃烧测试的实施和分类。

优选地也可能的是,所述隔离材料在根据DIN 75200和/或FMVSS 302标准化的燃烧测试的标准火焰的热度下具有0mm/min的燃烧率,特别是根据FMVSS 302被分类为SE/NBR或“自熄/无燃烧率”。进一步在下面借助附图详细描述燃烧测试的实施和分类。

在优选的实施方式中也可以设定,所述至少一个第一层和/或所述至少一个第二层构造为间隔层并且构造为反射层。在这种情况下,优选涉及结构化的蒸镀膜或者蒸镀的空气-气垫膜。所述膜的表面可以在挤出过程中通过结构化的辊来改性或结构化。在此,产生由于其增高部和/或凹陷而起到间隔保持件作用的结构。优选地,这些结构具有粗糙的表面。借助这种粗糙的表面,隔离材料可以更好地被安装到目标材料上,因为这种粗糙的表面可以用作锚定并且因此抗衡隔离材料的轻微移动。

例如也可能的是,所述至少一个第一层和所述至少一个第二层在制造时已经由于其升高的温度和由此得到的聚集态而相互复合。例如可能的是,所述至少一个第一层来源于挤出过程,并且所述至少一个第二层借助熔喷过程制造。为了确保所述至少一个第一层与所述至少一个第二层的复合,所述两个制造过程彼此关联,从而所述两个层在挤出过程和熔喷过程之后立即相互复合。所产生的隔离材料因此仅还必须以不同的和所期望的层数彼此放在一起并复合。

特别是设定,在步骤a)之后并且在步骤b)之前另外实施如下的步骤:

d)将至少一个反射层(特别是红外反射层)和/或至少一个吸收层(特别是红外吸收层)施加到所述至少一个第一层的上侧和/或下侧上。

也可能的是,该步骤已经在制造所述至少一个第一层时实施。在这种情况下,然后在步骤a)中提供已经用反射层和/或吸收层涂覆的第一层。

特别是可能的是,在步骤d)中施加铝、特别是银或金或这些金属的组合和/或合金作为反射层(特别是红外反射层)。也可能的是,金属颜料和/或PVD颜料作为反射层(特别是红外反射层)特别是借助印刷方法,特别是凹版印刷和/或丝网印刷和/或柔版印刷被施加。

也可能的是,在步骤d)中施加炭黑和/或碳和/或金属和/或金属氧化物和/或粘合剂作为吸收层(特别是红外吸收层)。优选地设定,在步骤d)中借助印刷方法,特别是凹版印刷和/或丝网印刷和/或柔版印刷施加所述至少一个吸收层(特别是红外吸收层)。对于在步骤d)中施加金属和/或金属氧化物作为吸收层(特别是红外吸收层)的情况,这些金属和/或金属氧化物优选借助在高真空中的蒸镀被施加。

优选地可能的是,在步骤d)中施加具有在5nm至100μm、优选5nm至200nm、特别优选20nm至60nm范围内的厚度的所述至少一个反射层。特别是在高真空中蒸镀的由金属和/或金属氧化物构成的反射层具有在5nm至200nm,特别是在20nm至60nm范围内的厚度。通过印刷方法,特别是凹版印刷和/或丝网印刷和/或柔版印刷施加的具有金属颜料和/或PVD颜料的反射涂层具有在2μm至100μm,特别是在2μm至6μm范围内的厚度。

为了粘结反射层的成分(特别是颜料和/或颗粒),借助印刷方法用于施加反射层,特别是需要至少一种粘合剂。优选地设定,所述至少一种粘合剂具有聚合物、优选单一类型的聚合物,例如基于聚酯的聚合物。

优选地可能的是,在步骤d)中施加具有在5nm至100μm、优选20nm至60nm、特别优选2μm至6μm范围内的厚度的至少一个吸收层(特别是红外吸收层)。特别是在高真空中蒸镀的由金属和/或金属氧化物构成的吸收层具有在5nm至200nm,特别是在20nm至60nm范围内的厚度。借助印刷方法,特别是凹版印刷和/或丝网印刷和/或柔版印刷施加的具有炭黑和/或碳的吸收涂层具有在2μm至100μm,特别是2μm至6μm范围内的厚度。

也可能的是,在步骤d)中借助蒸镀,特别是在高真空中蒸镀施加所述至少一个反射层和/或所述至少一个吸收层。通过这种蒸镀能够实现特别薄的层厚度。此外,由此能够实现均匀的施加。

也可能的是,借助印刷方法,特别是凹版印刷和/或丝网印刷和/或柔版印刷施加所述至少一个吸收层。

为了粘结吸收层的特别是吸收性炭黑和/或碳,特别是需要至少一种粘合剂。优选地设定,所述至少一种粘合剂具有聚合物、优选单一类型的聚合物,例如基于聚酯的聚合物。

优选地可能的是,在步骤d)之前和/或之后另外实施如下的步骤:

e)特别是借助在高真空中蒸镀和/或借助印刷方法,特别是凹版印刷和/或丝网印刷和/或柔版印刷,在所述至少一个反射层上施加至少一个抑制层。

通过所述抑制层实现防腐蚀保护,其使隔离材料更耐用。优选地设定,所述至少一个抑制层的施加已经在制造所述至少一个第一层时进行。

优选地也可能的是,在步骤e)中所述至少一个抑制层具有选自以下一种材料或多种材料的组合:单一类型的聚合物、无机涂层、氧化硅(SiO

为了粘结抑制层的成分(特别颜料和/或颗粒),用于借助印刷方法施加抑制层,特别是需要至少一种粘合剂。优选地设定,所述至少一种粘合剂具有聚合物、优选单一类型的聚合物,例如基于聚酯的聚合物。特别是设定,在步骤c)之后另外实施如下的步骤:

f)将经定义的开口引入到所述隔离材料中,特别是其中所述开口以小孔、切口和/或穿孔的形式被引入。

如上面已经提到的,通过所述开口可以以简单的方法和方式将结构元件,例如保持件、管、电缆或类似物引导穿过隔离材料。

也可能的是,在步骤f)中将所述开口作为具有对于特定材料限定的穿透性的膜片和/或作为用于仅以一个方向进行材料交换的阀引入到所述隔离材料中。

优选地设定,在步骤f)中所述开口设有由单一类型的聚合物材料制成的加强件。

也可能的是,在步骤f)中将膜片和/或阀和/或加强件借助热方法和/或粘接固定在所述隔离材料上和/或中。由此产生与隔离材料的牢固粘结并且所述阀或膜片相对于隔离材料被密封。

优选可能的是,在步骤c)之后另外实施如下的步骤:

g)将所述隔离材料与至少一种另外的可回收的外来材料连接,特别是其中所述至少一种外来材料具有选自以下的一种物质和/或多种物质的组合:模制件和/或板,特别是由天然材料、塑料和/或金属制成的模制件和/或板,用于机动车领域的复合元件,支撑元件,包覆元件,传统的热隔离材料,泡沫材料,矿物纤维,纸纤维材料,树皮纤维材料,软木垫,木质纤维垫。

优选地设定,在步骤g)中将所述至少一种外来材料布置成能从所述至少一个第一层和/或所述至少一个第二层上剥离。如上面已经提到的,外来材料可以因此在隔离材料的回收过程之前与其分离。由此能够实现隔离材料的单一类型的回收,并且外来材料可以被供应给单独的回收过程。

特别是可能的是,在步骤g)中,将所述至少一种外来材料借助选自以下的一种方法和/或多种方法的组合与所述隔离材料连接:摩擦焊接、超声波焊接、激光焊接、热焊接、粘合、缝合、机械装订。

也可能的是,在步骤g)中,将所述至少一种外来材料借助选自以下一种连接元件和/或多种连接元件的组合与所述隔离材料连接:装订线(特别是T端装订线)、销钉、针、钉子、螺钉、铆钉、按钮。这些连接元件通常易于松开,使得外来材料可以容易与隔离材料分开并且外来材料可以被供应给单独的回收过程。

优选地可能的是,在步骤c)中将一层或多层所述第一层和一层或多层所述第二层连接成隔离材料,使得该隔离材料具有2至30个层,特别是5至15个层的数量。

特别是设定,在步骤c)中所述至少一个第一层和所述至少一个第二层彼此相叠布置。如上面已经提到的,通过不同层的组合为了相应的使用目的可以调整隔离材料的强度、可弯性和刚度。

也可能的是,在步骤b)中,所提供的至少一个第二层,特别是间隔层包含选自以下的至少一种阻燃剂或多种阻燃剂的组合:无机阻燃剂、惰性气体、稀有气体、无机蒸汽、物理方式起效的阻燃剂、化学方式起效的阻燃剂。

优选地可能的是,所述至少一种阻燃剂具有氢氧化铝,所述氢氧化铝优选在所述隔离材料,特别是所述至少一个第一层的回收过程中由包含铝的反射层和/或吸收层构成。如上面已经所述,氢氧化铝的铝在回收时从所述至少一个反射层中获得并且在添加氢氧化钠溶液和二氧化碳的情况下被进一步处理氢氧化铝。

特别是设定,在连接之前和/或期间和/或之后,在步骤c)中用气体填充隔离材料,特别是其中将所述气体封闭在两个或更多个由所述至少一个第二层的支撑结构构成的腔室中。也可以设定,也将空气引入到隔离材料的各层之间。为此特别是设定,所述至少一个第一层和/或所述至少一个第二层借助线状的气密的缝合连接,例如借助焊接连接。优选地设定,所述接缝构成至少一个腔室,所述腔室由所述至少一个第一层和所述至少一个第二层的表面以及所述缝合限定。优选地设定,将气体填充到这些腔室中。

优选地可能的是,在步骤I)中粉碎和/或切割和/或破碎和/或撕裂隔离材料。

特别是可能的是,在步骤II)中使用由水(H

优选地设定,在步骤II)中所述无机成分包括铝,特别是其中所述铝源自所述隔离材料的所述至少一个第一层的所述至少一个反射层,并且所述铝与所述洗涤液,特别是水和氢氧化钠溶液根据反应式2Al+6H

反应成铝酸钠溶液Na[Al(OH)

也可以设定,将所产生的氢气供应给热利用。因此,回收过程的所有产品被再次使用,这是特别环境友好并且保护资源的。

优选地可能的是,在步骤II)中铝酸钠溶液Na[Al(OH)

Na[Al(OH)

反应成氢氧化铝Al(OH)

优选地设定,所产生的氢氧化铝Al(OH)

优选地设定,将源自吸收层的炭黑和/或碳借助浮选从洗涤液中分离。

优选地设定,炭黑和/或碳又被用于新隔离材料的吸收层。

在此特别是设定,炭黑和/或碳在制造吸收层时使用。

也可能的是,在步骤II)之后另外实施如下的步骤:

III)借助干燥装置干燥单一类型的聚合物材料。

优选地设定,将经干燥的单一类型的聚合物材料重新用于制造所述隔离材料的至少一个第一层和/或至少一个第二层。

该隔离材料例如在航空和航天、建筑物建造、机动车领域中应用,用于在运输和存放时保护对温度敏感的货物和物料。由于隔离材料的反射层,这在航天领域中使用时是特别有利的。在宇宙中存在真空,使得在隔离方面热辐射是决定性参量。反射层可以反射这种热辐射。

附图说明

在下文中在附图的帮助下借助多个实施例示例性地说明本发明。因此,所示的实施例不应被理解为限制性的。

图1a、1b分别示出隔离材料的一个示意图,

图2示出第一层的示意图以及反射层和吸收层相对于辐射的工作原理,

图3示出一种示例性的具有多层的隔离材料的分解视图,

图4示出一种用于制造隔离材料的方法的示意图,

图5示出一种用于制造隔离材料的方法的示意图,

图6示出一种用于制造隔离材料的方法的示意图,

图7示出一种用于回收隔离材料的方法的示意图,

图8示出一种用于回收隔离材料的方法的示意图,

图9示出根据DIN 75200用于确定机动车内部配件的材料的燃烧特性的测试构造,

图10示出根据DIN 75200用于确定机动车内部配件的材料的燃烧特性的样品,

图11示出根据DIN EN ISO11925-2的测试构造,

图12示出根据DIN EN ISO11925-2的测试构造的详细视图。

具体实施方式

图1a示出具有第一层11和第二层12的隔离材料1的示意图。

在此,第一层11和第二层12分别具有聚合物成分,其中聚合物成分由单一类型的聚合物材料构成。换句话说这意味着,第一层11和第二层12具有基本上相同的聚合材料。这提供了如下特别的优点,即隔离材料1能够几乎完全被回收,并且由所产生的被回收的聚合物材料能够再次制造新的隔离材料1。

特别是设定,所述聚合物成分包括选自以下的一种材料或多种材料的组合:PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PA(聚酰胺)、生物聚合物。优选也可能的是,所述聚合物成分具有在75%至100%、优选95%至100%范围内的纯度。通过聚合物成分的这种纯度确保了在回收隔离材料1之后所产生的聚合物材料具有高纯度并且也具有与最初产品相同的物理和/或机械和/或化学特性。

在图1b中示意性示出隔离材料1的另一个实施例。隔离材料1具有两个第一层11和一个第二层12。在此,所述两个第一层11形成隔离材料1的外侧,并且第二层12作为间隔层布置在所述两个第一层11之间。

借助间隔层改善了隔离作用。为此,例如可以调整间隔层的厚度。间隔层构造得越厚,其隔离作用越好。因此,优选地设定,所述至少一个第二层12具有在0.5mm至120mm,特别是2mm至5mm范围内的厚度和/或具有在10g/m

优选地也可能的是,所述至少一个第二层12构造为结构化膜和/或(空)气垫膜和/或泡沫材料和/或织物和/或无纺织物,特别是无纺布和/或毛毡和/或纤维和/或中空纤维。

在图2中示意性示出第一层11,其中第一层11在其上侧上具有反射层13,特别是红外反射层并且在其下侧上具有吸收层14,特别是红外吸收层。第一层11优选由聚合物载体和/或聚合物膜构成。

进一步优选地可能的是,所述至少一个第一层11具有在3μm至250μm,特别是10μm至55μm范围内的层厚度。

在上侧上,入射的辐射21和反射的辐射22由未填满的箭头表示。由于反射层13,入射的辐射21在透射到反射层13的表面上时被反射,特别是使得反射的辐射22的反射角对应于入射的辐射21的入射角。然而,入射的辐射21的一部分也在反射层13上发射。发射的辐射23通过填满的箭头表示。在该实施例中示出的反射层13是由铝制成的层。在制造过程中优选借助蒸镀,特别是在高真空中的蒸镀施加该层。然而,也可以通过其它方法用反射层13涂覆第一层11。由铝构成的反射层13提供如下优点,即铝在回收隔离材料1时被进一步处理成氢氧化铝,氢氧化铝又可被用作用于第二层12或隔离材料1的间隔层的阻燃剂。优选地可能的是,反射层13包括金属作为材料,所述金属是单独的或组合的和/或作为合金的选自铝、银、金。

在图2的实施例中,第一层11在其下侧具有吸收层14。该吸收层14优选包括选自以下的一种材料或多种材料的组合:炭黑和/或碳和/或粘合剂和/或金属和/或金属氧化物。如在图2中所示,入射的辐射21在第一层11的下侧上几乎完全被吸收,其中其向所有方向发射。发射的辐射23通过黑色填充的箭头表示。因此,热隔离的效率可以通过反射层和吸收层的定向被引导到优选方向上。

特别是设定,反射层13具有在5nm至100μm范围内的厚度。特别是在高真空中蒸镀的金属和/或金属氧化物的反射层13具有5nm至200nm,特别是20nm至60nm的厚度。通过印刷方法,特别是凹版印刷和/或丝网印刷和/或柔版印刷施加的具有金属颜料和/或PVD颜料的反射层13具有2μm至100μm,特别是2μm至6μm的厚度。

为了粘结反射层13的成分(特别是颜料和/或颗粒),借助印刷方法用于施加反射层13,特别是需要至少一种粘合剂。优选地设定,所述至少一种粘合剂包括聚合物、优选单一类型的聚合物,例如基于聚酯的聚合物。

特别是设定,所述至少一个吸收层14,特别是红外吸收层具有在5nm至100μm范围内的厚度。特别是在高真空中蒸镀的金属和/或金属氧化物的吸收层14具有5nm至200nm,特别是20nm至60nm的厚度。借助印刷方法,特别是凹版印刷和/或丝网印刷和/或柔版印刷施加的由炭黑和/或碳构成的吸收层14具有2μm至100μm,特别是2μm至6μm的厚度。

为了结合吸收层14的特别是吸收性炭黑和/或碳,特别是需要至少一种粘合剂。特别是设定,所述至少一种粘合剂具有聚合物、优选单一类型的聚合物,例如基于聚酯的聚合物。

图3示出隔离材料1的示意性分解视图。在此,隔离材料1总共具有十层,其中两个外面的层分别构成为以反射层形式的第一层11。反射层意味着,第一层11具有至少一个反射层13,特别是红外反射层。两个外部的层优选具有厚度为23μm的PET膜。另外,两个外部的层在两侧、即在其上侧和其下侧用30nm厚的铝蒸镀进行涂覆。这种铝蒸镀用作反射层13,特别是红外反射层。

位于内部的层不仅是第一层11而且是第二层12。在此,位于内部的第一层11具有厚度为12μm的PET膜并且附加地设有厚度为30nm的两侧的铝蒸镀。同样,铝蒸镀用作反射层13以反射入射的红外辐射。

位于内部的第二层12具有PET无纺布,其厚度为1mm并且单位面积重量为70g/m

这些层的复合体例如通过摩擦焊接方法、例如超声波焊接和/或借助装订线制成。

图4示出一种用于制造隔离材料1的方法,其中特别是以以下顺序实施以下步骤:

a)提供至少一个第一层11作为具有上侧和下侧的反射层,

b)提供至少一个第二层12作为间隔层,

c)将所述至少一个第一层11与所述至少一个第二层12连接,以获得具有至少两个层的隔离材料1,其中所述至少一个第一层11和所述至少一个第二层12分别具有聚合物成分,其中所述聚合物成分由单一类型的聚合物材料构成。

在制造隔离材料1时优选设定,为了制造第一层11和第二层12而使用相同的聚合物材料,特别是其中聚合物材料来自隔离材料1的回收过程。

可能的是,第一层11和第二层12彼此独立地和/或在不同的位置制造。然而也可能的是,在同一位置制造第一层11和第二层12,并且接下来将两个层11、12相互连接。

特别是设定,在步骤c)中将一层或多层所述第一层11和一层或多层所述第二层12连接成隔离材料1,使得该隔离材料1具有2至30个层,特别是5至15个层的数量。

在图5中示出用于制造隔离材料1的方法的另一个实施变型方案。其基本上包括与图4中所示的方法相同的步骤a)、b)和c),但区别在于,在步骤b)之后并且在步骤c)之前另外实施如下的步骤:

d)将至少一个反射层13,特别是红外反射层和/或至少一个吸收层14,特别是红外吸收层施加到所述至少一个第一层11的上侧和/或下侧上。

在优选的实施变型方案中可能的是,在制造所述至少一个第一聚合物层11时已经进行所述至少一个反射层13和/或所述至少一个吸收层14的施加。

特别是设定,在步骤d)中施加铝、特别是银或金或这些金属的组合和/或合金作为反射层13,特别是红外反射层。

也可能的是,在步骤d)中施加炭黑和/或碳和/或粘合剂和/或金属和/或金属氧化物作为吸收层14,特别是红外吸收层。

为了结合吸收层14的特别是吸收性炭黑和/或碳,特别是需要至少一种粘合剂。优选地设定,所述至少一种粘合剂包括聚合物、优选单一类型的聚合物,例如基于聚酯的聚合物。

进一步优选地设定,在步骤d)中施加具有在5nm至100μm范围内的厚度的所述至少一个反射层13。特别是在高真空中蒸镀的金属和/或金属氧化物的反射层13具有5nm至200nm,特别是20nm至60nm的厚度。通过印刷方法,特别是凹版印刷和/或丝网印刷和/或柔版印刷施加的具有金属颜料和/或PVD颜料的反射层13具有2μm至100μm,特别是2μm至6μm的厚度。

进一步优选地设定,在步骤d)中施加具有在5nm至100μm范围内的厚度的至少一个吸收层14,特别是红外吸收层。特别是在高真空中蒸镀的金属和/或金属氧化物的吸收层14具有5nm至200nm,特别是20nm至60nm的厚度。借助印刷方法,特别是凹版印刷和/或丝网印刷和/或柔版印刷施加的具有炭黑和/或碳的吸收层14具有2μm至100μm,特别是2μm至6μm的厚度。

也可能的是,在步骤d)中借助蒸镀,特别是在高真空中蒸镀施加所述至少一个反射层13和/或所述至少一个吸收层14。

在图6中示出一种用于制造隔离材料1的方法的另一个实施例。该方法基本上对应于由图5所示的方法,但区别在于,在步骤d)之后另外实施如下的步骤:

e)特别是借助在高真空中蒸镀和/或借助印刷方法,特别是凹版印刷和/或丝网印刷和/或柔版印刷,在所述至少一个第一层11和/或所述至少一个反射层13上施加至少一个抑制层。

在此,所述至少一个抑制层用于改善所述至少一个第一层11,特别是反射层13的耐腐蚀性。

优选地设定,在步骤e)中所述至少一个抑制层具有选自以下一种材料或多种材料的组合:单一类型的聚合物、无机涂层、氧化硅(SiO

为了粘结抑制层的成分(特别是颜料和/或颗粒),借助印刷方法用于施加抑制层,特别是需要至少一种粘合剂。优选地设定,所述至少一种粘合剂具有聚合物、优选单一类型的聚合物,例如基于聚酯的聚合物。

在图7中示出一种用于回收隔离材料1的方法。在该方法中,特别是以以下顺序实施以下步骤:

I)借助粉碎装置粉碎隔离材料1,

II)借助清洁装置洗涤被粉碎的隔离材料1,其中使用洗涤液,并且其中将无机成分溶解和/或沉淀和/或分离和/或再次使用,从而提供了单一类型的聚合物材料。

作为步骤I)中的粉碎装置,例如可以使用切割磨机。

优选地可能的是,在步骤I)中粉碎和/或切割和/或破碎和/或撕裂隔离材料1。

优选地设定,在步骤II)中使用由水(H

反应成铝酸钠溶液Na[Al(OH)

特别是可能的是,将所产生的氢气供应给热利用。因此,氢气可被用作用于其它过程的能量载体。因此,在用于回收隔离材料1的方法中,不仅回收隔离材料1,而且还完全回收用于回收隔离材料1所需的添加物质。

进一步优选地设定,在步骤II)中铝酸钠溶液Na[Al(OH)

Na[Al(OH)

反应成氢氧化铝Al(OH)

优选地设定,二氧化碳作为化石燃料燃烧的产品产生并且从产生的废气流中获取。因此,可被视为生态有害的二氧化碳可以用于制备氢氧化铝。该方法特别是生态的,并且因此明显改善了CO

在图8中示出一种用于回收隔离材料1的方法的另一个实施例。该方法基本上对应于在图7中所示的方法,但区别在于,在步骤II)之后另外实施如下的步骤:

III)借助干燥装置干燥单一类型的聚合物材料。

特别是可能的是,将经干燥的单一类型的聚合物材料重新用于制造隔离材料1的至少一个第一层11和/或至少一个第二层12。

在图9中示出根据DIN 75200(“机动车内部配件的材料的燃烧特性的确定”;DIN75200:1980-09;发行日:1980年9月)的用于确定机动车内部配件的材料的燃烧特性的测试结构。DIN 75200在试验构造和实施以及燃烧速度的评估方面满足美国标准FMVSS 302(“联邦机动车辆安全标准—49CFR第571部分-FMVSS 302-汽车内饰材料的燃烧特性”;发行日:1971年12月2日;修订级别F.R.第63卷第185号1998年9月24日)。

在图9中所示的测试结构示出由不锈钢制成的燃烧箱30、位于燃烧箱30中的由两个U形金属板制成的样品架32和布置在燃烧箱30中的燃烧器31。试样33被夹紧在样品架32中,使得试样33不会下垂。样品架32可被插入到燃烧器31中并且被推出。在测试开始时才将样品架32与夹紧的试样33一起推入到燃烧箱30中。燃烧器31这样布置在燃烧箱30中,使得喷嘴中心19mm处于试样33的自由端部的外边缘的中点的下方。

用于运行燃烧器31所需的气体应当具有大约38MJ/m

如果火焰没有到达最后的测量标记,则测量火焰直至其熄灭所经过的燃烧距离。在此,试样33的经分解的部分适合作为燃烧距离,该部分在表面上或在内部通过燃烧被破坏。

只要试样33被点燃并且在熄火之后点火火焰不再继续燃烧或者在到达第一测量标记之前熄灭,就不测量燃烧时间。在这些情况下,作为结果保持“燃烧速度=0”。

在重复或成批测试的情况下,必须确保在开始新的检测之前燃烧箱30和样品架32的温度低于30℃。

在美国标准FMVSS 302中,除火灾速度外还包含其它评价标准,这些评价标准在下表中列出:

优选地设定,隔离材料1在根据DIN 75200和/或FMVSS 302标准化的燃烧测试的标准火焰的热度下具有0mm/min的燃烧率,特别是根据FMVSS 302被分类为SE/NBR或“自熄/无燃烧率”。在观察中在此已被证明的是,火焰已经在区II中熄灭并且因此基本上仅在隔离材料1中燃烧一个孔。因此,这原因在于,隔离材料1通过熔化避开火焰。在此,隔离材料1收缩并且火焰熄灭。

图11示意性示出根据DIN EN ISO11925-2(“在直接的火焰作用下对产品的燃烧特性-易燃性的测试-部分2:单个火焰测试(ISO11925-2:2020年);德国版本EN ISO11925-2:2020年”,发行日:2020年7月)的测试结构。该标准设定了一种测试方法,用于借助直接作用的火焰而不用附加的热辐射来确定产品的易燃性。利用这种测试结构,根据DIN EN13501-1将建筑产品分类为燃烧特性和液滴特性(“将建筑产品和结构型式分类为其燃烧特性-部分1:利用测试中的结果分类成建筑产品的燃烧特性;德国版本EN13501-1:2018年”,发行日:2019年5月)。根据DIN EN ISO11925-2的测试模拟通过火柴或打火机火焰的产品的负荷。在此,研究竖直的火焰传播和液滴特性。

在图11中示出无牵引力放置的具有门34和通风道35的燃烧箱30。燃烧器31和样品架32位于燃着箱30中,试样33被夹紧在燃着箱30中。图12示出根据DIN EN ISO11925-2的详细视图,其中示出样品架32、试样33和燃烧器31。

关于分类,在15秒的燃烧和30秒的燃烧之间进行区分。在此,20mm长的火焰对准试样33的边缘或表面。如果试样33是建筑产品,则根据DIN EN 13501-1仅通过面燃烧对其进行测试,只要在有意的实际应用中在边缘处不会出现直接燃烧。这例如在地面铺层的情况下是这种情况。在实际应用中,当边缘可以通过火被加负荷时,可以进行面燃烧和边缘燃烧。在面燃烧的情况下,火焰朝向试样33的中心在下边缘上方40mm处,并且在边缘燃烧的情况下,火焰朝向试样33的下边缘的中心。

试样33在此具有250mm×90mm×d的尺寸,其中d=使用厚度(<60mm)。对于根据DIN EN ISO11925-2的测试,每个产品方向需要八个试样33,其中产品方向可理解为横向或纵向,并且在多层产品的情况下分别需要十二个试样33。对于每种燃烧类型,测试各三个试样33,分别在纵向和横向方向上测试。对于厚度大于10mm的多层产品,进行附加的测试。在附加的测试中,试样33围绕其竖直轴线旋转90°并且在不同层的相应的中心线上、分别在下边缘处燃烧。

评价火焰尖端是否在评价时间段内超过150mm高度的测量标记以及位于试样33下方的滤纸是否被下落的材料点燃。在15秒燃烧的情况下,评价时间段为20秒,并且在30秒燃烧的情况下,评价时间段为60秒。

在下面的表中示出根据DIN 4102和DIN 13501-1的评价分级:

优选地设定,所述隔离材料1在根据DIN EN ISO11925-2标准化的燃烧测试的标准火焰的热度下并且根据DIN EN ISO135011具有针对中度可燃、特别是“E”或更好的燃烧特性的分类。

附图标记列表

1 隔离材料

11第一层

12第二层

13反射层

14吸收层

21入射的辐射

22反射的辐射

23发射的辐射

30燃烧箱

31燃烧器

32样品架

33试样

34门

35通风道

相关技术
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技术分类

06120116508722