本發(fā)明涉及具有改進的密封的真空絕熱板（vip）。

日益提高的能源成本和能源效率法規(guī)是建筑領域改善隔熱的主要推動力。除了基于泡沫和纖維的傳統(tǒng)絕熱材料之外，真空絕熱板（vip元件）也可用于該目的。

vip元件提供明顯更高的絕熱性質(zhì)，由此對相同的耐熱性獲得了與傳統(tǒng)絕熱材料相比更低的厚度，但是這種優(yōu)點伴隨著幾種公知的缺點，如更高的生產(chǎn)需求和成本，以及對機械破壞的易損性。

通常，vip元件包含多孔材料的芯材料，其被具有氣體阻隔性質(zhì)的層包裹。通常，由包裹材料形成袋狀元件（或口袋或包裹）（oupocheouenveloppe），該中空空間隨后用芯材料填充，將存在的空氣或氣體抽空至低于10^-3巴的壓力水平，該袋狀元件最終在真空條件下密封，將產(chǎn)品從加工真空室中取出。典型的芯材料是納米多孔材料，如二氧化硅粉末等等，或不含粘合劑的纖維氈，以避免該vip元件內(nèi)部真空的劣化，特別是由于有機粘合劑的分解。

雖然已經(jīng)提出了用不銹鋼包裹的vip元件，這些元件在市場上仍然沒有取得成功，盡管對機械損傷的易損性較低，因為在側(cè)面上的熱橋接降低了絕熱性質(zhì)。

為了克服熱橋接效應，通常同時使用層壓膜作為包裹材料。這些層壓膜可以由（最）內(nèi)層組成，其是熱塑性樹脂如低密度聚乙烯等等制成的密封劑（或焊接）層。粘合到密封劑層上的是由阻隔材料制成的氣體阻隔層（或氣體密封層），如金屬層，如鋁箔或鋁沉積層。通常它們在暴露于大氣的外側(cè)上還包括保護覆蓋層以保護該氣體阻隔層免受機械和/或化學損傷。設置兩個層壓膜以使得該密封劑層可以彼此相對，該密封層通過熱壓至高于熱塑性塑料熔化溫度但低于氣體阻隔層與保護覆蓋層熔化溫度的溫度彼此熔合以形成氣密性的密封接頭。除了此類三層層壓膜之外，具有多個通過聚合物層間隔的氣體阻隔層的多層層壓體是可用的。

由于采用的層狀結(jié)構和密封方法，避免了（金屬）氣體阻隔層的直接接觸，由此顯著減少了熱橋。但是，由于這種包裹方法，該vip芯（或核（oucoeur）不能完全被氣體阻隔材料包裹，因為不可避免地存在僅由密封劑材料組成的具有一定厚度和具有該接頭寬度的長度的小的無氣體阻隔層的截面。但是，該橫截面的尺寸比vip元件的氣體阻隔層的總表面低幾個數(shù)量級。

建筑行業(yè)的基本要求是長的使用壽命，并伴隨著產(chǎn)品性質(zhì)的仍可接受的降低，其可能保持絕熱長達大約30年。在vip元件的情況下，長使用壽命與該元件減緩內(nèi)部壓力不可避免的升高（即真空的劣化，由于氣體和/或蒸氣擴散到該vip元件中）的能力直接相關。氣體和蒸氣可以通過該膜，即通過氣體阻隔層或通過密封接頭滲透到該vip中。

通過大的表面連續(xù)改進此類層壓體的氣體阻隔性質(zhì)已經(jīng)延長了裝有其的vip元件的使用壽命；由此，不考慮氣體阻隔表面與無氣體阻隔層界面的尺寸關系，穿過該接頭，即穿過填充該接頭的聚合物材料向vip芯中的擴散變得越來越重要。

wo2006077599提出了增加包覆接頭外邊緣的補充膜。除了此類補充膜難以在該邊緣周圍粘附到該接頭上（需要進一步的制造步驟）之外，該補充膜會提高熱橋接，并由此不利地影響vip的熱性能。

增強接頭氣密性而不增加附加層的另一措施是改變密封的幾何形狀。jps82-141190u公開了熱密封接頭，具有對稱的梯形形狀的頸縮，其意在減緩氣體穿過該密封劑材料的聚合物基質(zhì)向vip芯中的擴散，參見圖1。該頸縮的形狀以及遵循壓制條件的密封夾具設計和頸縮區(qū)域聚合物不可避免的擴散可能產(chǎn)生提高的層壓體磨損問題，這可能導致在頸縮部的拐角處形成裂紋。

為了克服頸縮成型過程中氣體阻隔層的潛在損壞的問題，ep2224159公開了具有不對稱頸縮和減少的加工過程中的層壓體磨損的接頭。該不對稱頸縮通過熱熔和壓制過程在密封段形成，并包含多個通過非頸縮區(qū)域（所謂厚壁部分）隔開的頸縮區(qū)域（或變薄區(qū)域），所謂薄壁部分，參見圖2。由于頸縮處聚合物厚度的連續(xù)而平滑的提高和降低，該頸縮可能在薄壁部分中變窄，而不具有磨損和特別是形成裂紋的風險。因此，具有多個薄壁部分，在兩個相鄰的薄壁部分之間彼此相對的所有密封劑層被加熱和熔化，使得在厚度方向上被壓縮的一部分相鄰層壓體中用于組成該密封劑層的一部分樹脂移動到在厚度方向上未被壓縮的一部分相鄰層壓膜中的密封劑層中。結(jié)果，層壓體的表面具有凹凸形狀，以及其它層壓體的表面，但是兩個凹凸形狀優(yōu)選不彼此相對。ep2224159的公開內(nèi)容經(jīng)此引用全文并入本文。

ep2224159對相同的層壓體和在薄壁部分中相同的密封劑層厚度以及相同的薄壁部分數(shù)量（四個）比較了來自不對稱頸縮與jps82-141190u的對稱頸縮的密封部分的大氣氣體滲透性。在穩(wěn)態(tài)下，氣體滲透性對兩種設計是相同的，但是，對稱設計顯示出層壓體劣化的趨勢。

在制造小尺寸元件的特殊情況下，ep2224159預見了以使得厚壁部分形成新的外周側(cè)方式在密封部分的外周側(cè)截斷層壓膜，但是，作為一般教導，頸縮部分通常設置在該接頭部分寬度的中間，即與該接頭的內(nèi)周側(cè)成一定距離并與該接頭的外周側(cè)成一定距離，如在jps82-141190u[0144]中那樣。

鑒于本領域的現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的是提供具有改進的密封接頭設計的vip元件，其進一步減少了氣體擴散，并由此延長了該vip元件的使用壽命。

為了實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明的真空絕熱板包含兩個層壓（或多層或?qū)訝睿┠ぃ髯跃哂兄辽僖粋€氣體阻隔層與一個密封劑層，設置以使得密封劑層必要時彼此相對（貼置或相對或面對面或?qū)谀槍δ槪┑脑趦蓚€層壓膜之間在減壓下密封的芯（或核）材料，以及由兩個層壓膜的內(nèi)部周邊邊緣向限定接頭寬度的外部周邊邊緣延伸的密封接頭，其中該密封劑層彼此熔接以包圍該芯材料的整個周邊（或周圍），該密封接頭具有至少一個頸縮（或變薄或收窄或掐細或收緊或減小或收縮）段（或部分），所述頸縮段具有低于基本上與該邊緣平行延伸的非頸縮熔接密封劑層的厚度的熔接密封劑層厚度，由此所述一個或多個頸縮段（或部分）設置在該兩個層壓膜的外部周邊邊緣和/或內(nèi)部周邊邊緣處。

穿過聚合物基質(zhì)的氣體滲透包括以下步驟：在朝向外部大氣取向的外部周邊邊緣的無氣體阻隔層截面處在聚合物基質(zhì)中的氣體吸附，在該聚合物內(nèi)部的擴散，以及在朝向vip芯取向的內(nèi)部周邊邊緣的無氣體阻隔層截面處的解吸。

雖然——如已經(jīng)在ep2224159中不同頸縮設計的比較中所公開的那樣——氣體滲透性在穩(wěn)定狀態(tài)下相等，獨立于特定設計，只要收窄的薄壁段的總頸縮長度及其厚度相等，發(fā)明人意識到在過渡階段過程中，即在氣體滲透以獲得穩(wěn)態(tài)的時間的過程中頸縮的位置確實具有影響。

在一個優(yōu)選實施方案中，所述一個或多個頸縮段的厚度為未頸縮的熔接密封劑層厚度的50%或更低，尤其是25%或更低，優(yōu)選15%或更低，特別是10%或更低。所述一個或多個頸縮段的厚度對非頸縮密封劑層的厚度的比進一步被稱為頸縮比（或變薄比）。

優(yōu)選所述一個或多個頸縮段的總長度為接頭寬度的5%或更大，優(yōu)選10%或更大，特別是25%或更大。頸縮段的總長度有利地降低了氣體滲透性，由此降低了進入vip芯的質(zhì)量流量。盡管總長度的增加將降低氣體滲透性，在熱壓和熔融過程中聚合物樹脂的必要移動在層壓體上，特別是在氣體阻隔層上引起一定程度的磨損。為了盡量減少加工過程中的所述磨損，優(yōu)選所述一個或多個頸縮段的總長度為接頭寬度的75%或更低，優(yōu)選50%或更低。

優(yōu)選的是該密封接頭包含多個頸縮段（或其他頸縮段）。在兩個頸縮段之間存在非頸縮段。由于聚合物從一個或多個頸縮段遷移至一個或多個非頸縮段，這些非頸縮段可以包含具有厚度高于加熱并熔接兩個聚合物層的總和的厚度的區(qū)域。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述一個或多個頸縮段可以具有恒定厚度區(qū)域。在此類實施方案中，在頸縮段的恒定厚度區(qū)域和非頸縮的接頭段之間的過渡區(qū)域（transientarea）可以以弧形（或圓形）形式凹陷，或可以具有錐形形式?；蛘撸擃i縮段的恒定厚度區(qū)域與非頸縮接頭段還可以具有搭疊形式（ship-lappedform）。但是，與圓弧形式或錐形形式相比，成形夾具的鋒利邊緣設計造成的提高的磨損不那么優(yōu)選。

根據(jù)本發(fā)明的有利的實施方案，該頸縮段具有不對稱的橫截面，尤其是凸面-凹面橫截面。這種不對稱的橫截面設計可以減少對層壓體的磨損，并由此通過降低廢品率在制造過程中提供加工安全性。不對稱的橫截面有利地通過適當設計的成形夾具在一個加熱與熔接過程中原位實現(xiàn)被非頸縮區(qū)域（厚壁部分）彼此間隔開的多個獨立的頸縮區(qū)域（薄壁部分）。

在一個優(yōu)選實施方案中，該層壓膜是具有被聚合物層隔開的多個氣體阻隔層的多層層壓體。

現(xiàn)在參照附圖說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。

圖1是jps82-141190u中公開的現(xiàn)有技術狀態(tài)的密封接頭的橫截面，

圖2是ep2224159中公開的現(xiàn)有技術狀態(tài)的密封接頭的橫截面細節(jié)，

圖3是本發(fā)明的第一實施方案的橫截面，

圖4是本發(fā)明的第二實施方案的橫截面，

圖5是用于制造圖4的本發(fā)明的第二實施方案的接頭的成形夾具，

圖6a、b是描述作為頸縮比的函數(shù)對于接頭中不同位置處頸縮的進入該vip芯的歸一化質(zhì)量流量（oufluxmassique）的兩個圖，

圖7a、b是描述作為頸縮比的函數(shù)對于接頭中不同頸縮長度的進入該vip芯的歸一化質(zhì)量流量的兩個圖，

圖8a、b是描述作為頸縮比的函數(shù)對于接頭中不同數(shù)量的頸縮的進入該vip芯的歸一化質(zhì)量流量的兩個圖。

圖1描述了jps82-141190u中公開的現(xiàn)有技術狀態(tài)的密封接頭的橫截面。該真空絕熱板10包含接頭段11，填充有芯材料（未顯示）的vip芯12，并被兩個層壓體13包圍，所述層壓體13由密封劑層14組成，氣體阻隔層15粘附到密封劑層14上。涉及兩個層壓膜13以使得密封劑層14彼此相對，該密封層14通過熱壓至高于密封劑層聚合物材料的熔化溫度的溫度來彼此熔接以形成氣密性密封接頭。在接頭段11的中部，存在頸縮段17，所述頸縮段17具有從頸縮段17的恒定厚度區(qū)域延伸至錐形或梯形形式的非頸縮接頭段19的過渡區(qū)域18。

圖2描述了ep2224159中公開的現(xiàn)有技術狀態(tài)的密封接頭21的橫截面細節(jié)。該橫截面細節(jié)僅顯示了沒有延伸到vip芯側(cè)面中的密封接頭。包埋該vip芯材料（未顯示）的兩個層壓體23如圖1中那樣設置，并由密封劑層24和氣體阻隔層25組成。此外，該層壓體進一步包含設置在外側(cè)上的保護覆蓋層26以保護該層壓氣體阻隔層25免受機械和/或化學損傷。如圖1中那樣，存在設置在接頭段21的中間部分的頸縮段27，其具有凹凸形狀的不對稱橫截面，具有兩個薄壁部分28a和三個厚壁部分28b。如可以從圖2中看到的那樣，該薄壁部分28a與非頸縮接頭段相比具有較低的厚度，而厚壁部分28b由于擠壓成型和熔接過程中的聚合物遷移而具有較高的厚度。

圖3顯示了本發(fā)明的第一實施方案。該真空絕熱板30包含接頭段31、填充有芯材料（未顯示）并被整合在兩個層壓體33之間的vip芯32，所述層壓體33由密封劑層34、氣體阻隔層35和保護性覆蓋層36組成。與圖1和2中顯示的現(xiàn)有技術狀態(tài)下的實施方案相反，該頸縮段（或部分）37并未設置在接頭31的中間部分，而是設置在接頭31的外周邊緣處，使得該頸縮段37直接接觸外部大氣。該頸縮37的形式與圖1中相同，即該頸縮段37的恒定厚度區(qū)域與非頸縮接頭39的區(qū)域通過具有錐形形狀的過渡區(qū)域38相連。

圖4顯示了本發(fā)明的第二實施方案。該真空絕熱板40包含接頭段41、填充有芯材料（未顯示）的vip芯42并被兩個層壓體43包圍，所述層壓體43具有密封劑層44、氣體阻隔層45和保護性覆蓋層46。該接頭段41具有兩個頸縮段47a和47b，由此該第一頸縮段47a設置在該接頭的外部周邊邊緣處（如在圖3中顯示的實施方案中那樣）。第二頸縮段47b位于兩個層壓膜43的內(nèi)部周邊邊緣處，使得其形成對vip芯42的“邊界”。非頸縮段49設置在該接頭的中間部分。為了說明，圖4并非按比例繪制。頸縮段47a、47b均具有不對稱的凹凸形狀，具有薄壁部分48a和厚壁部分48b。

在本發(fā)明的實施方案中（圖3和4），密封劑層34、44的厚度為50微米，導致非頸縮接頭39、49的厚度為100微米。具有恒定厚度的頸縮段37的厚度和薄壁部分48a的厚度設定為10微米，即90%的頸縮率。頸縮37的寬度為大約1厘米，頸縮段47a、47b的寬度各自對3厘米的接頭焊接寬度各自設定在10毫米、頸縮段47a、47b具有較寬的寬度以補償頸縮段47a與47b中的厚壁部分48b。

該vip芯32、42可以填充有專家已知的任何合適材料。優(yōu)選的材料是納米多孔材料如二氧化硅粉末等等，或不含粘結(jié)劑的纖維氈，特別是不含粘結(jié)劑的玻璃棉，以避免vip元件內(nèi)部的真空的劣化?；蛘呃w維氈用無機粘合劑粘接，例如可以使用水玻璃。

經(jīng)由以過大尺寸制造的頸縮段，通過在熱壓和熔接步驟后切割至適當尺寸，可以相當容易地實現(xiàn)頸縮段在接頭外部周邊邊緣處的定位。換句話說，該層壓體的過大尺寸部分通過在頸縮段內(nèi)部切割來除去。

通過適當?shù)卦O計成形夾具，可以實現(xiàn)頸縮段在內(nèi)部周邊邊緣處的定位。此類成形夾具顯示在圖5中，用于根據(jù)圖4中顯示和描述的本發(fā)明的實施方案熱熔壓縮接頭。

兩個層壓體53（各自具有密封劑層54、氣體阻隔層55和保護性覆蓋層56）面對面（或彼此相對）放置，密封劑層54在成形夾具50之間，所述成形夾具50包含上部和下部加熱與壓制夾具51a、51b。將硅橡膠片52（其用作負荷分配元件）放置到下部夾具51b上以形成不對稱的凹凸形狀的相對側(cè)。

在朝向?qū)訅后w53取向的上部加熱和壓制夾具51a的下側(cè)設置突起57。要注意的是，在具有兩個突起57的右側(cè)，在上部夾具51a的外邊緣處設置最右側(cè)的突起57e，以使突起57e右側(cè)的密封劑層不被直接壓機接觸加熱。該右側(cè)朝向vip芯42取向，如在圖4中可以看到的那樣。

在左側(cè)，即朝向大氣取向，上部夾具51a具有三個突起57a、57b、57c，成形夾具51a的基底段（basesection）以及下部夾具51b進一步在最左側(cè)的突起57a的位置上延伸，由此也在突起57a左側(cè)上加熱層壓體53。

當熱熔加壓法終止時，將成形夾具51a、51b移除，在虛線58所示的位置處切割由此形成的不對稱頸縮以形成如圖4中所示的頸縮段的薄壁部分?；蛘?，成形夾具51a、51b可以裝備有集成的切割工具以便能夠進行切割，而無需在單獨的切割設備中相對于該vip元件對準該接頭。

顯而易見的是，通過除去突起57d、57e獲得的圖5中所示成形夾具的簡化設計將通過除去左側(cè)上的突起57a、57b、57c以便在內(nèi)部周邊邊緣處定位該不對稱頸縮來提供具有僅設置在外部周邊邊緣處的不對稱頸縮的設計，并且反之依然。通過用矩形或其它形狀的突起替代圓形突起57a-e，可以形成各種接頭頸縮設計，特別是位置、長度和壓縮比。

圖6a和6b顯示了對接頭中不同位置處分別具有50%和90%的頸縮比的頸縮，對進入vip芯的歸一化質(zhì)量流量（ouflux）建模的結(jié)果。不同位置處的頸縮的計算質(zhì)量流量通過圖3中所示頸縮類型（梯形形狀）的未頸縮參照物的質(zhì)量流量來歸一化，并針對邊緣中的位置x（l為邊緣總寬度，線性坐標x的值限定了沿邊緣軸的位置，x=0在該邊緣的外側(cè)上，x=l在邊緣的內(nèi)側(cè)上）隨通過擴散系數(shù)d和接頭段的寬度l歸一化的時間描繪在縱坐標上。分別具有非頸縮厚度的50%（圖6a）和90%（圖6b）的頸縮比的一個頸縮段放置在該接頭的五個位置處，即在外部邊緣處、在接頭寬度的25%、50%（在中間）、75%處和在內(nèi)部邊緣處。

從圖6a和6b可以看出，與頸縮的位置無關，在一定時間后，歸一化質(zhì)量流量達到相同的穩(wěn)態(tài)，其低于非頸縮的參照物。穩(wěn)態(tài)下的質(zhì)量流量僅取決于頸縮比，并隨著頸縮比升高而降低。

但是，在過渡期過程中直到達到穩(wěn)定階段，頸縮段的位置對質(zhì)量流量曲線的形狀具有顯著影響，其顯示相對于位置的對稱性。在50%處在接頭中間的位置導致具有最高流量的曲線，在外部或內(nèi)部邊緣處的位置產(chǎn)生具有最低斜率的曲線。將頸縮分別定位在接頭寬度的25%和75%產(chǎn)生了在中間位置和內(nèi)部/外部邊緣定位這兩種極端情況之間的曲線。由于進入vip芯的總質(zhì)量流量對應于隨（歸一化）時間推移的積分（歸一化）質(zhì)量流量，盡可能靠近接頭邊緣放置頸縮存在明顯的優(yōu)點，在理想情況下使得該頸縮段分別形成朝向大氣或朝向vip芯的外部和內(nèi)部截面。

圖7a和7b分別顯示了對具有50%（圖7a）和90%（圖7b）的頸縮比的頸縮，作為對進入vip芯的歸一化質(zhì)量流量建模的結(jié)果，頸縮長度的影響。如在圖6中那樣，對圖3中所示的頸縮類型，不同位置處的頸縮的計算質(zhì)量流量通過非頸縮參照物的質(zhì)量流量來歸一化并隨通過擴散系數(shù)d和接頭段的寬度l歸一化的時間描繪在縱坐標上。為了比較，頸縮段設置在接頭段的中間，即在如圖1中所示的位置處。

頸縮長度的靈敏性高度取決于頸縮比，該頸縮越薄或該頸縮比越高，提高其長度就越有效?？梢詮膱D7a、7b中看出，越早達到穩(wěn)態(tài)，該頸縮段長度越長。但是，由于歸一化穩(wěn)態(tài)流速顯著降低，在延長頸縮長度方面存在顯著的優(yōu)點。

圖8a和8b分別顯示了對具有50%（圖8a）和90%（圖8b）的頸縮比的頸縮，作為對進入vip芯的歸一化質(zhì)量流量建模的結(jié)果，頸縮區(qū)域的數(shù)量的影響。分別地，三個和五個矩形形狀的頸縮區(qū)域（各自延伸至接頭段寬度w的7.5%）在接頭寬度中居中，被相同擴展的非頸縮區(qū)域隔開。為了比較，將分別具有三個和五個頸縮區(qū)域的總長度，即具有22.5%和37.5%的長度的頸縮增加至圖8a、8b。

除了過渡狀態(tài)過程中的改進，對于穩(wěn)態(tài)而言，圖8a、8b符合ep2224159的公開內(nèi)容，其在表1中顯示了隨著不對稱薄壁部分形式的頸縮區(qū)域數(shù)量的增加，氣體滲透性降低。

從圖8a、8b中可以看出，多個頸縮非常有效地降低了過渡期間的歸一化流速。由此，與相同總長度的一個頸縮相比，具有多個頸縮存在明顯的優(yōu)點。

在定位該頸縮時，其（總）長度和頸縮區(qū)域/薄壁部分的數(shù)量基本上彼此獨立，可以通過結(jié)合所有特征實現(xiàn)最優(yōu)設計并由此實現(xiàn)長壽命性能。

取決于接頭的寬度、頸縮比和擴散系數(shù)，通過由此降低的過渡狀態(tài)過程中的整體質(zhì)量流量，導致進入氣體滲透的穩(wěn)態(tài)時更低的vip內(nèi)部壓力，本發(fā)明的vip元件的使用壽命可以提高數(shù)年至甚至數(shù)十年。