DE10107478A1 - Kühlbox - Google Patents

Abstract

Nach der Erfindung werden Box aus EPP mit vakuumisierten Platten oder einem vakuumisierten Einsatz ausgekleidet, um die Kühlwirkung zu verbessern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlbox, teilweise bestehend aus Kunststoffschaum. Solche Kühlboxen haben ursprünglich beim Camping Verwendung gefunden, seit langem auch für die Lagerung und den Transport von Fisch. Dabei wird der Fisch in Eis, vorzugsweise Trockeneis gelegt. Der Kunststoffschaum hat einen verhältnismäßig geringen Wärmedurchgang. Offen ist, ob die Erfahrungen mit den vorstehend beschriebenen Fisch- Boxen oder anderes Anlaß für die Anwendung der Kühlboxen für die Lagerung und den Transport von Fleisch und sonstigen wärmeempfindlichen Lebensmittel gegeben hat. Jedenfalls werden Kühlboxen von Gastwirten und anderen Gewerbetreibenden in zunehmender Zahl eingesetzt. Die Nachfrage nach den bekannten Kühlboxen liegt jährlich bei mehr als 100.000. Traditionell haben die Kühlboxen mehr oder weniger ein Quaderform. Die Quaderform ist für das Stapeln günstig. Optimale Verhältnisse ergeben sich dabei mit einer genauen Quaderform mit ebenen Flächen bzw. Wänden, Boden und Deckel.

Die neueren Kühlboxen sind im Unterschied zu den Fischboxen mit einem Deckel versehen. Wegen der Belastung aus dem Stapelvorgang müssen die Boxen eine höhere Festigkeit aufweisen. Die notwendige Festigkeit kann durch eine höhere Schaumqualität erreicht werden. Mit zunehmendem Raumgewicht wächst auch die Festigkeit.

Üblicherweise werden die Kühlboxen und/oder deren Deckel als Partikelschaumformteile hergestellt. Partikelschaumformteile bestehen aus Schaumpartikeln. Zumeist finden Schaumpartikel mit einem Durchmesser von 0,5 bis 15 mm, vorzugsweise 2 bis 6 mm, Anwendung. Die Schaumpartikel entstehen entweder im Autoklaven oder werden durch Extrudieren von dünnen Kunststoffschaumsträngen und durch deren anschließendes Granulieren erzeugt.

Die entstandenen Partikelschaumteile werden zumeist aus einem Silo mit Druckluft in einen Formteilautomaten bzw. in dessen Formhohlraum getragen. Der Formhohlraum entspricht der Form des gewünschten Formteiles und wird unter dem Druck vollständig gefüllt und anschließend mit Heißdampf durchströmt. Der Heißdampf bewirkt eine Erwärmung und darüber hinaus eine Plastifizierung der Schaumpartikel an deren Berührungsfläche. Unter dem Druck in dem Formhohlraum verschweißen die Schaumpartikel miteinander.

Diverse Kunststoffe sind für die Herstellung von Schaumpartikeln geeignet. Dazu gehören z. B. Polystyrol (PS), Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) oder Mischungen davon, vernetzt oder unvernetzt. In neuerer Zeit haben sich vor allem PP-Schaumpartikel bewährt.

PP-Boxen haben sich als besonders wirtschaftlich und auch als stabil erwiesen. Das gilt nicht nur hinsichtlich der Reißfestigkeit, Bruchfestigkeit und Biegefestigkeit sondern auch hinsichtlich der Verschleißfestigkeit. Die Stabilität und die Verschleißfestigkeit bedürfen besonderer Berücksichtigung für stapelbare Boxen.

Alternativ oder zusätzlich zur Erhöhung des Raumgewichtes können die Boxen auch in anderer Weise versteift werden. Die Versteifung kann mit eingeformten und/oder aufgesetzten Versteifungsecken bzw. Versteifungsprofilen bzw. Armierung erreicht werden. Die Schaumpartikel können an die Versteifungsprofile angeformt werden. Versteifungsprofile bzw. die Armierung kann auch in die Partikelformteile eingeformt werden.

Die Partikelformteile haben in älteren Ausführungen eine relativ rauhe Oberfläche. Das hat verschiedene Gründe.

Ein wesentlicher Grund sind die üblichen Dampfzuleitungen und Dampfableitungen. In die Öffnungen dieser Leitungen dehnt sich der Kunststoffschaum aus, so daß mehr oder weniger nachteilige Noppen entstehen.

Ein weiterer wesentlicher Grund für rauhe Oberflächen sind die Zwickelräume zwischen den Schaumpartikeln. Während des Formvorganges schließen sich die Zwickelräume bei herkömmlicher Herstellung der Formteile nämlich mehr oder weniger unvollständig. Auf der Oberfläche der Formteile bilden sich die unvollständig geschlossenen Zwickelräume als Einkerbungen ab.

Die rauhe Oberfläche hat erhebliche Nachteile, wenn Fleisch bzw. andere verderbliche Lebensmittel transportiert werden. Die rauhe Oberfläche läßt sich nur sehr schlecht säubern und steril halten. Dadurch besteht die Gefahr, daß die Lebensmittel verderben und eine Lebensmittelvergiftung verursacht wird.

Dieser Gefahr ist in der Vergangenheit mit einem ungeschäumten Inlet entgegen gewirkt worden. Mit dem Inlet wird die Box an der Berührungsfläche verkleidet. Das Inlet wird aus einer entsprechend glatten Bahn oder Folie gefertigt.

Nach einem neuen Verfahren wird eine ausreichend glatte Oberfläche der Formteile mit Formteilautomaten erzeugt, deren Berührungsfläche mit den Schaumpartikeln mit einer Vielzahl feiner, verteilter Öffnungen für die Zuführung des Heißdampfes und für das Abführen des Heißdampfes versehen ist.

Bereits bei den eingangs genannten Camping-Boxen war es bekannt, die Kühlung mit Hilfe von Kühlelementen zu verlängern. Die Kühlelemente entsprechen dem für die Fischboxen verwendeten Trockeneis. Während das Trockeneis verdampft, sind die Kühlelemente wiederverwendbar. Die Kühlelemente und das Trockeneis finden auch bei den vorstehend beschriebenen Lebensmittel-Boxen Anwendung. Darüber hinaus sind aufwendige Kühleinrichtungen für die Boxen vorgeschlagen worden.

Auch die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Kühlwirkung zu verlängern. Die Erfindung geht aber einen anderen Weg. Nach der Erfindung wird der Wärmedurchgang der Boxenwände verringert. Dabei hält sich die Erfindung nicht an eine Änderung der Zellstruktur. Vielmehr werden nach der Erfindung in die Boxenwände vakuumisierte Elemente eingesetzt. Die Elemente können als Platten ausgebildet sein. Möglich ist jedoch auch die Verwendung eines Einsatzes.

Zum Vakuumisieren ist ein Hohlraum in den Platten vorgesehen, an den ein Unterdruck angelegt werden kann. Günstig ist, wenn der Hohlraum mit mindestens einer Sauganschlußöffnung versehen ist, die nach einem gewünschten Absaugen des in den Hohlraum eingeschlossenen Gases verschließbar ist. Bei dem eingeschlossenen Gas wird es sich regelmäßig um Luft handeln. Herstellungsbedingt kann es sich auch um ein anderes Gas handeln.

Nach dem Absaugen von Luft soll ein dauerhafter Unterdruck in dem Hohlraum der Platte bleiben. Das bedingt gasdichte Wände. Das gasdichte Material kann Glas sein. Mit dem Glas kann den Wänden eine selbsttragende Konstruktion gegeben werden. Bei genau ebenen Wänden besteht die ungünstigste Belastungssituation für eine selbsttragende Konstruktion. Die Situation wird günstiger, wenn die Wände nach innen oder außen gewölbt sind.

Entsprechend dünner kann die Wandstärke gestaltet werden.

Ganz neue Gestaltungsmöglichkeiten eröffnen sich mit luftdichten Folien oder Membranen und einer porigen Stützmasse, die von den Folien oder Membranen eingeschlossen wird. Die Stützmasse kann sein ein Kieselgel oder ein Schaumglas. Die Stützmasse kann auch ein eingeschlossener offenzelliger Kunststoffschaum sein. Die Folie oder Membran kann ihrerseits aus ungeschäumtem Kunststoff und/oder aus Metall bestehen. Metallfolien bilden eine besonders dauerhafte Abdichtung. Folien und Membranen aus Kunststoff lassen sich zuverlässig miteinander verschweißen. Auch Metallfolien lassen sich miteinander verschweißen. Darüber hinaus sind auch andere Verbindungen der Metallfolien möglich, zum Beispiel Löten oder Kleben. Eine weitere Möglichkeit zur Verbindung ist gegeben, indem Verbundfolien aus Metall und Kunststoff hergestellt werden, so daß die Kunststoffschichten der überlappenden Ränder miteinander verschweißt werden können. Die Schweißtemperatur von Kunststoff liegt so niedrig, daß die Metallfolie keiner nachteiligen Erwärmung ausgesetzt wird.

Ein ähnliche Verschweißung von Metallfolien wie bei Verbundmateral läßt sich erreichen, wenn die Schweißflächen der Metallfolien mit Kunststoff beschichtet worden sind.

Während das Verbundmaterial in der Regel dadurch hergestellt wird, daß eine Kunststoff- Folie auf eine Metallfolie aufkaschiert wird, erfolgt das Beschichten zum Verschweißen zumeist durch Auftragen von Kunststoffpartikeln, die durch Erwärmung zu einer Schicht auf der Metallfolie verlaufen. Die Kunststoffpartikel können auch so schmelzflüssig aufgetragen werden, daß sie ohne weitere Erwärmung auf der Metallfolie verlaufen.

Für die Metallmembranen gilt das gleiche wie für die Folien. Metallmembranen sind lediglich dicker als die Metallfolien.

Eine weitere Verbesserung kann dadurch erzielt werden, daß die Wände der Box verspiegelt sind. Bei Glas und Folien kann das durch Bedampfen mit einem Metall erfolgen. Manche Folien wie z. B. Aluminiumfolien bilden beim Auswalzen automatisch Spiegelflächen.

Die Boxen werden nach der Erfindung mit den Platten ganz oder teilweise ausgekleidet. Wahlweise wird ein gesamter Einsatz vorgefertigt.

Wahlweise werden Platten eingeklebt. Es kommt auch eine rein mechanische Positionierung/Montage der Platten in Betracht.

Günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn die Platten einander an den Enden überlappen. So kann zunächst eine Bodenplatte montiert und können die Wandplatten auf die Bodenplatte gestellt werden. Die Wandplatten werden vorzugsweise so gesetzt, daß zwei einander gegenüberliegende Platten sich in der Box von Wand zu Wand erstrecken und die beiden restlichen Platten zwischen den zuvor montierten Platten erstrecken.

Die Platten können auch eine solche Länge haben, daß sie bei der Montage einen Spalt mit einer Breite offen lassen, der gleich der Plattendicke plus einem Montagespiel ist, wenn die Platten mit einem Ende genau in eine Boxenecke gesetzt werden. In den Spalt und die zugehörige Boxenecke kann dann die nächste Platte gesetzt werden, die an ihrem anderen Ende wieder einen gleichen Spalt offen läßt.

Günstig ist, wenn nach der Montage der Platten noch ein Inlet eingesetzt wird. Das gilt besonders für Platten mit einer dünnen Metallfolienbeschichtung. Dann bildet das Inlet einen mechanischen Schutz für die Platten.

Vorzugsweise werden nach der Erfindung Boxen mit einer Wanddicke bzw. Boden- und Deckeldicke von höchstens 40 mm hergestellt, noch weiter bevorzugt mit einer Dicke von höchsten 30 mm. Darin haben die Platten vorzugsweise eine Dicke von höchstens 15 mm, noch weiter bevorzugt eine Dicke von höchstens 10 mm. Das Inlet kann durch eine verschleißfeste dünne Klebefolie gebildet werden. Es kann auch ein stabiler Einsatz verwendet werden.

Wahlweise sind die vakuumisierten Platten und/oder der Einsatz auch so ausgelegt, daß sie zur Stabilität der Box beitragen.

Das Inlet kann auch durch eine unmittelbare Beschichtung der Platten ersetzt werden. Wahlweise besitzen die äußeren Folien oder Membranen auch eine Verschleißschicht/Schutzschicht, so daß das Inlet entbehrlich ist.

Wahlweise wird das Inlet um den oberen Rand der Boxen herumgezogen, so daß sich auch dort der Wandaufbau hinter dem Inlet verbirgt.

Während eine dünne Klebefolie rechnerisch für die Boxenwanddicke vernachlässigbar ist, kann ein dickes Inlet durchaus merklich in die Wärmedurchgangsrechnung eingehen. Die neben den Platten und dem Inlet verbleibende Boxenwand wird durch den oben beschriebenen herkömmlichen Kunststoffschaum gebildet.

Mit den vakuumisierten Platten kann ohne weiteres eine mehr als 10fach bessere Wärmeisolierung an den Boxen erreicht werden. Das verlängert die Kühlung in den Boxen entsprechend. Für eine gleiche Kühlwirkung kann der Einsatz an Trockeneis bzw. die Kapazität der Kühlelemente entsprechend reduziert werden.

Mit Aluminiumbeschichtung und einer Stützmasse aus Kieselgel läßt sich bei einer Boxenwanddicke von 30 mm ohne weiteres ein

erreichen.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Box für den Transport von wärmeempfindlichen Lebensmitteln, insbesondere für Gastronomiebetriebe. Die Box besitzt Längswände 2 und Stirnwände 1 und besteht aus EPP. Dabei handelt es sich um ein Formteil aus Partikelschaum, das in einer Form durch Zusammenfügen kleiner PP-Schaumpartikel entstanden ist. Die Schaumpartikel haben vor der Verarbeitung im Silo einen Durchmesser von 1,5 bist 2,5 mm. Zur Verarbeitung werden die Schaumpartikel mit Druckluft aus dem Silo abgezogen und in die Form gefüllt, deren Innenraum der Box nachgebildet. Nach vollständiger Füllung der Form wird anstelle der Druckluft Heißdampf in die Form gedrückt. Der Heißdampf strömt zwischen den Schaumpartikeln durch und erwärmt deren Oberfläche kurzzeitig bis auf eine Temperatur, die höchstens 20 Grad Celsius unter der Schmelztemperatur liegt. Die Schmelztemperatur liegt im Ausführungsbeispiel bei 160 Grad Celsius. Der Heißdampf muß zum Erreichen einer solchen Temperatur hoch gespannt werden. Durch die Erwärmung und den Druck verschweißen die Schaumpartikel miteinander. Nach ausreichender Abkühlung kann die Box aus der Form genommen werden. Im Ausführungsbeispiel wird die Box anschließend getempert. Das Tempern reduziert die Gefahr unerwünschter Verformungen.

Innen ist die Box mit Isolierungsplatten 3 und 4 ausgekleidet. Neben den dargestellten Isolierungsplatten 3 und 4 ist eine Isolierungsplatte am Boxenboden vorhanden. Darauf stehen die Isolierungspaltten 3 und 4. Die Isolierungsplatten bestehen aus einem Kieselgelkern, der mit Aluminiumfolie geschlossen luftdicht umhautet ist. Der Kern ist zugleich vakuumisiert.

Die Platten 3 und 4 überlappen einander an den Enden.

Dabei steht in der einen Boxenecke die Plate 3 mit ihrem Ende auf dem korrespondierenden Ende der Platte 4. In der anderen Boxenecke ist es umgekehrt.

Innen ist noch ein Inlet 5 aus ungeschäumtem PP vorgesehen. Das Inlet ist tiefgezogen und bildet in der Box einen Schutz bzw. eine Verschleißschicht.

Das Inlet ist mit einem Kragen 6 versehen, der der Abdeckung des Boxenrandes dient.

Fig. 3 zeigt eine andere Kühlbox mit gleichen Stirnwänden und Seitenwänden wie die Box nach Fig. 1 und 2. Das gilt auch für ein Inlet. Die Seitenwände sind mit 10, das Inlet mit 13 bezeichnet. Im Unterschied zu Fig. 1 und 2 ist aber ein wannenartiger Einsatz 11 mit einer vakuumisierten Schaumglasschicht 12.

Claims (22)

1. Kühlboxen mit Kunststoffschaumwänden, insbesondere bestehend aus PP-, PE-, PS- oder PLT-Partikelschaum, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlboxenwände und/oder Boden und/oder Deckel zumindest teilweise vakuumisiert sind.

2. Kühlboxen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vakuumisierte Schicht vorgesehen ist.

3. Kühlboxen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht einen vakuumisierten Hohlraum besitzt.

4. Kühlbox nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum in die Schicht eingeformt ist oder durch Ummantelung eines Raumes gebildet ist.

5. Kühlboxen nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch einen mehrschichtigen Aufbau der Boxenwände und/oder Deckel und/oder Boden, wobei die vakuumisierte Schicht angeformt bzw. eingeformt oder vorgesetzt oder eingeschlossen ist.

6. Kühlboxen nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung von Platten, in denen sich ein vakuumisierter Hohlraum befindet, oder durch die Verwendung eines Kühlboxeneinsatzes mit einem vakuumisierten Hohlraum.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Platten oder einen Einsatz, mit selbsttragenden Wänden oder mit einer porösen Stützmasse in dem Hohlraum.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Wände aus Glas und/oder Metall und/oder Kunststoff.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände durch eine Folie oder Membran oder durch Beschichten einer porösen Stützmasse gebildet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine aufgesprühte Beschichtungsmasse oder durch eine außen verhautete poröse Stützmasse.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch verspiegelte Platten oder einen verspiegelten Einsatz und/oder durch verspiegelte Wände und/oder Deckel und/oder Boden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine aufkaschierte Spiegelfolie oder eine aufgedampfte Metallschicht als Spiegel.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eingeschlossenes Kieselgel oder eingeschlossenes Schaumglas oder eingeschlossenen Kunststoffschaum bzw. Porenharz oder eingeschlossene Schaumkeramik.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, gekennzeichnet durch offenzelligen Kunststoffschaum oder offenzelliges Schaumglas.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, gekennzeichnet durch eine in situ geschäumte Stützmasse oder eine vorgeschäumte Stützmasse.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, gekennzeichnet durch verschweißte, verlötete oder geklebte Folien oder Membranen, welche die poröse Stützmasse einschließen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch Metallfolien oder Metallmembranen mit einer Kunststoffbeschichtung und einer Verschweißung.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch Verbundmaterial aus Metallfolie und Kunststoff, gekennzeichnet durch eine aufkaschierte Kunststoff-Folie oder einen aufgeschmolzenen Kunststoff.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten an ihren Enden einander überlappen.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien und Membranen an den Platten zum Boxeninneren hin eine Schutzschicht bzw. eine Verschleißschicht aufweisen.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Platten oder einem Einsatz versehenen Boxen innen mit einer Schutzfolie bzw. Verschleißfolie ausgekleidet sind oder mit einem Inlet ausgekleidet sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 13, gekennzeichnet durch aufgeklebte Folien oder Membranen.