用于生產真空絕熱體的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于生產真空絕熱體(真空絕熱板；VIP)的方法。
【背景技術】
[0002]抽真空的絕熱材料實現了低至非抽真空的常規絕熱材料的1/5至1/20的熱傳導率。它們可以被用來生產用于溫度敏感產品的緊湊的、高度絕熱的運輸容器、高度絕熱的制冷和冷凍設備、或者用于建筑物的細薄絕熱結構。這樣的抽真空絕熱體通常被稱為真空絕熱體，或者，如果它們是薄片的形式，也被稱為真空絕熱板，或者簡稱VIP。這個術語在下文用于這些真空絕熱體。
[0003]適于真空絕熱體的核心的是粉末板、粉末填充物、開孔泡沫或者玻璃纖維材料形式的抗壓材料。特別地，包括粉末板或者疏松粉末的絕熱核心通常也包封在可透氣的聚酯無紡布中，以減少灰塵的形成。這旨在防止灰塵在真空腔室內的抽真空操作期間逸出，且防止連接邊緣處的密封接縫和/或真空腔室受到污染。
[0004]填充有熔融二氧化硅粉末的VIP具有細孔結構，允許相對較高的氣體壓力，而不需要殘余氣體的熱傳導率來起作用。因此，在這些多微孔材料的情況下，使熱傳導率為0.003至0.005W/mK只需要1至10毫巴(mbar)的真空。包括特殊真空密閉膜(被稱為高阻隔膜)的封套，僅具有很薄的氣相沉積的鋁涂層，確保核心材料內的氣體壓力一年僅升高大約1毫巴。但是，具有粉末填充物的VIP的現有生產過程要求相對較大的努力，且不能完全自動化。
[0005]EP 1 926 931 B1公開了用于采用以下方法步驟生產VIP的方法:首先，粉末被填充到袋子內，該袋子一端開口且包括高阻隔膜。隨后，可滲透空氣但不可滲透粉末的平坦過濾材料在開口的附近被緊固到膜袋子的內側，其方式使得袋子的內部以不透灰塵的方式封閉，但是空氣可以逸出。這之后，內部空間被抽真空，且最終袋子以被抽真空的狀態密封。在抽真空期間，細粉末微粒被袋子開口內提供的過濾材料完全保留在袋子內，即使當氣流很強時，因此真空腔室和連接邊緣處的密封接縫不會被污染。
[0006]在已知方法的情況下，允許粉末在重力的作用下、在填充管的幫助下經空袋子的填充開口落入袋子的內部。當填充管被抽出時，可能發生密封區域被粉末污染，因此剩余開口的隨后密封，特別是采用過濾無紡布或者替代性地采用高阻隔膜的密封，可能是不可靠的。
【發明內容】
[0007]該教導解決了改善用于生產真空絕熱體的已知方法的問題，其方式使得可靠避免了連接邊緣處的密封接縫被粉末狀填充材料污染。
[0008]根據權利要求1，根據本發明的用于生產真空絕熱體(真空絕熱板；VIP)的方法具有以下方法步驟:
a)提供真空密閉膜或者膜連接。 b)提供平坦過濾材料，所述過濾材料可滲透空氣但是不可滲透粉末狀填充材料。
c)所述平坦過濾材料在邊緣處被牢固地連接到所述膜或者膜連接，使得所述平坦過濾材料與所述真空密閉膜或膜連接之間的連接邊緣在任何情況下都不可滲透粉末狀的填充材料。
d)—方面所述真空密閉膜或者膜連接以及另一方面所述平坦過濾材料被設置為使得在兩者之間獲得容納空間，所述容納空間可以被填充材料填充，且相對于外部封閉。
e)借助于用于所述粉末狀填充材料的填充設備的填充元件，通過所述平坦過濾材料。
f)采用高的環境壓力，特別是因此在標準大氣壓力下，優選在比環境壓力更高的填充壓力下，期望量的粉末狀填充材料通過填充元件被填充到容納空間內。
g)在容納空間的填充完成之后，填充元件從平坦過濾材料中移除，平坦過濾材料再次在相關的位置處被封閉。
h)復合物受到比方法步驟f)中的環境壓力顯著更低的壓力(真空)，所述復合物包括作為整體的膜或者膜連接、以及平坦過濾材料、以及位于容納空間內的填充材料，所述容納空間以及位于其中的粉末狀填充材料因此通過所述平坦過濾材料通氣。
i)采用持續的真空，所述真空密閉膜或者膜連接完全圍繞所述邊緣牢固地密封，使得該連接邊緣不可滲透空氣，因此所述容納空間作為整體以空氣密閉的方式被密封。
[0009]根據本發明的方法可以用于實現復合物的袋子狀形狀的配置，所述復合物包括第一真空密閉膜和所述平坦過濾材料，所述平坦過濾材料的容納空間借助于填充元件填充所述平坦過濾材料。在填充元件移除之后，平坦過濾材料再次在相關的位置處封閉。所得到的產品以完全不透灰塵的方式被密封。
[0010]根據本發明的方法的優選改進和發展是從屬權利要求的主題。
[0011]適合例如作為粉末填充物的是微孔二氧化硅粉末，特別是熔融的或者沉淀的二氧化硅、珍珠巖粉末，也特別是膨脹的或者研磨的珍珠巖、納米和微聚合物粉末、粉碎的開孔有機泡沫的粉末、具有較短纖維長度的可傾倒的玻璃纖維材料、氣凝膠或者其它納米結構、以及壓制粉末片，其高達80%的比例可以由循環利用的材料構成。通常，遮光劑還以2%至50%的比率與這些粉末混合，但特別是15%至50%的比率，以減少熱輻射的通過。在這種情況下，遮光劑可以是例如炭黑、石墨、二氧化鈦、SiC或氧化鐵。
[0012]使用偏好是單層或多層無紡材料(例如，聚酯無紡布)構成的平坦過濾材料。這可以在熱的影響下、以不透灰塵的方式連接(特別是粘結)到第一真空密閉膜的連接邊緣處的聚乙烯密封層上。
[0013]優選使用每單位面積的重量為20至60g/m2的無紡布，無紡材料的每單位面積的總重量位于20和120g/m2之間。
[0014]特別優選的是，在移除填充元件之后本身重新密封以使得在相關的位置也不可滲透填充材料的那種可滲透空氣的材料被用作平坦過濾材料。單層或者多層的無紡材料，也可以特別方便地用于這種功能。但是，替代性地，也可以設置為，平坦過濾材料或者在平坦過濾材料與膜或者膜連接之間的連接邊緣設置有自密封閥，且方法步驟e )中通過平坦過濾材料借助于閥或者通過閥而發生。
[0015]填充元件的設計有各種可能性。特別優選地，填充管(優選一個金屬的)可以被使用，通過所述填充管，所述粉末狀的填充材料可以被吹入所述容納空間。
[0016]原則上可能一方面提供真空密閉膜或者膜連接，和/或另一方面提供平坦過濾材料，在每種情況下已經是適合于待生產的真空絕熱板的尺寸。但是優選地，一方面真空密閉膜或者膜連接和/或另一方面平坦過濾材料在每種情況下設置為卷料，且接下來在所述方法中被連續處理。
[0017]為了在方法步驟i)中密封產品，可能使用第二真空密閉膜或者膜連接，第二真空密閉膜或者膜連接接下來以不滲透空氣的方式在連接邊緣處連接到第一真空密閉膜或者膜連接。替代性地，還可能由第一真空密閉膜或者膜連接在袋子的開口側簡單地密封袋子，也就是說，將真空密閉膜或者膜連接以不可滲透空氣的方式連接到本身，以便用這種方式將容納空間作為整體以空氣密閉的方式密封。
[0018]粉末可以從存儲容器提供，例如筒倉或者大袋子，之后通過處理區，如果合適，通過混合和/或加熱區。
[0019]為了允許粉末狀填充材料良好地流動通過噴射器，可通過應用壓力來改善流動。可以通過將空氣或者一些其它工藝氣體饋送給松散材料(bulk material)(優選地剛好在它被引入到噴射器之前)，來實現松散材料的流化。這意味著松散材料在存儲容器中是第一密度，接下來該密度在填充過程期間減小至第二密度，最終，在抽真空期間增加到第三密度，第三密度優選地高出第一密度至少30%。
[0020]膜層可以連接(優選地熱焊接)得至少一路圍繞片狀結構的邊緣。這是足夠的，特別是每當單片VIP即將被生產時。但是優選地，外部焊接內，可以還有其它的焊接，例如每當多個VIP即將在膜結構內被同時生產時。
[0021]層的焊接原則上可以以任何期望的方式發生。
[0022]在第一個優選的方法序列中，考慮到特別是在以上被稱為平坦過濾材料的聚酯無紡布的情況下，推薦方法步驟c)中的連接邊緣從膜或者膜連接的外邊緣向內小距離地產生，且方法步驟i)中的連接邊緣至少部分地在方法步驟c)中產生的連接邊緣的外側產生。因此，在方法步驟c)和i)中產生的連接邊緣事實上位于彼此相鄰處。
[0023]在其它片狀過濾材料的情況下，該過濾材料可以被緊密焊接，然而，可以替代性地設置為在方法步驟c)中產生的連接邊緣上產生方法步驟i)中的連接邊緣。
[0024]在此，方法步驟i )中的密封在已經在方法步驟c)中產生的連接邊緣上發生。這個程序已經例如采用PP或者PE