DE4203559A1 - Verfahren zum verhindern des chemischen angriffs des hcfk-anteils von schaumisolierungen auf die kunststoffauskleidung von nahrungsmittelbehaeltnissen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Kühlschränke und insbe­ sondere einen Aufbau für deren Innenauskleidung.

Nach einem herkömmlichen Verfahren der Herstellung von Kühl­ schränken sieht man eine innere Auskleidung sowie eine von dieser auswärts beabstandete Außenwandung vor und schäumt den Zwischenraum zwischen beiden mit einem Isolierstoff wie Polyurethan aus. Bei einem derartigen herkömmlichen Aufbau des Kühlschranks tritt das Problem auf, daß die eingeschäumte Isolierung an der Oberfläche der Auskleidung zu haften neigt. Diese Auskleidung wird normalerweise aus stoßfestem Polystrol (HIPS), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder einem ähnlichen Kunstharz gefertigt. Die Haftung der ein­ geschäumten Isolierung an der Kunststoff-Außenfläche der Auskleidung kann zu Spannungsrissen in letzterer führen, wenn sich die Isolierung und der Kunststoff der Auskleidung unter Wärmeeinwirkung unterschiedlich ausdehnen.

Die US-PS 39 60 631 (Weiss u. a.) lehrt einen verbesserten Aufbau der Auskleidung, bei dem zum Lösen dieses Problems ein Trennmittel für den Schaum auf das Kunststoff-Bahnma­ terial für die Auskleidung vor dessen Umformung zur Aus­ kleidung aufgetragen wird. Die US-PS 47 07 401 (Benford) verwendet eine Zweischichtfolie mit kontrollierter begrenz­ ter Haftbindung zu einer Auskleidung aus Kunstharz, um Span­ nungsrisse zu verhindern. Diese Folie verklebt jedoch fest mit der eingeschäumten Isolierung, so daß man effektiv ein erwünschtes Doppelspannungsschicht-Laminat ("double-stress skin laminate") erhält.

Die bei den obenerwähnten Kühlschränken verwendete Poly­ urethanschaum-Isolierung verwendet als Treibmittel Chlor­ fluorkohlenstoffe ("CFKs"). Bei der Fertigung der Schränke und auch danach können die CFKs in die Atmosphäre entwei­ chen. Seit einiger Zeit besteht der Verdacht, daß CFKs die Ozonschicht der Atmosphäre zerstören und damit die Atmo­ sphäre selbst schädigen, da die Ozonschicht schädliche UV- Strahlen aus dem Sonnenlicht herausfiltert. Es wird daher nachdrücklich gefordert, die Verwendung von CFKs in Kühl­ schränken einzuschränken.

Wegen der Probleme der CFKs haben sich einige Kühlschrank­ hersteller auf die Verwendung von Polyurethanschaum mit Wasserstoff-Chlorfluorkohlenstoff-("HCFK"-)Treibmitteln umgestellt. Daraus erwächst jedoch ein neues Problem, und zwar hinsichtlich der schädlichen Auswirkung des HCFK auf die Kunststoff-Auskleidung der Kühlschränke. Insbesondere kann HCFK bei Auskleidungen aus ABS-Kunstharz zur Versprü­ dung und zum Reißen führen, während bei HIPS-Auskleidungen eine Blasenbildung auftritt; beide Resultate sind uner­ wünscht.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eine oder mehrere der obengenannten Schwierigkeiten auf neuartige und einfache Weise zu beseitigen.

Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Verhindern des An­ griffs von HCFKs auf die Kunststoff-Auskleidung von Kühl­ schränken.

Generell wird ein Verfahren zur Herstellung einer Ausklei­ dung für einen Kühlschrank mit eingeschäumter Isolierung of­ fenbart. Nach diesem Verfahren sieht man zunächst einen Aus­ kleidungswerkstoff in Bahnform mit einer Außenfläche vor, klebt auf die Außenfläche des Auskleidungs-Bahnmaterials ein Laminat auf, das (in dieser Reihenfolge) eine auf das Bahn­ material aufzuklebende innere Klebeschicht, eine Schicht aus hochdehnbarem Material, eine weitere Klebeschicht sowie eine äußere Sperrschicht aufweist, die ein Hindurchtreten des Treibmittels des Isolierschaums verhindert und mit der die eingeschäumte Isolierung verklebt wird, und stellt aus dem Bahnmaterial mit der aufgetragenen Schichtenfolge eine Schichtung her, bei der die Sperrschicht außenliegt, um eine festere Haftbindung zwischen letzterer und der dann zwischen der Außenfläche der Auskleidung und der auf dieser auflie­ genden eingeschäumten Isolierung herzustellen und so weiter­ hin Spannungsrisse in der Auskleidung sowie ein Eindringen des Treibmittels aus der Isolierung in die Auskleidung zu verhindern.

Nach einer Besonderheit der Erfindung ist die Klebeschicht eine Schicht aus Mischpolymerisaten von Ethylen und Vinyl­ acetat.

Nach einer weiteren Besonderheit der Erfindung sind die Kle­ beschichten unterschiedlich zusammengesetzt, um zwischen der Schicht aus hochdehnbarem Material und der äußeren Sperr­ schicht eine festere Haftbindung auszubilden als zwischen dem Auskleidungs-Bahn- und dem hochdehnbaren Material.

Nach einer weiteren Besonderheit der Erfindung ist die Schicht aus hochdehnbarem Material eine Schicht aus linearem Polyethylen niedriger Dichte.

Nach einer weiteren Besonderheit der Erfindung besteht das Auskleidungs-Bahnmaterial aus Kunstharzmaterial und werden dieses Bahnmaterial und die Laminatschicht gemeinsam extru­ diert.

Nach einer weiteren Besonderheit der Erfindung wird das Auskleidungs-Bahnmaterial bei einer vorgewählten erhöhten Temperatur extrudiert und die Laminatschicht auf das Bahn­ material aufgebracht, während letzteres sich auf einer er­ höhten Temperatur befindet.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung schafft diese eine isolierte Wandkonstruktion für Kühlschränke mit einer Außen­ wand, die eine Innenfläche aufweist, sowie einer Kunststoff- Auskleidung mit einer Außenfläche. Auf die Außenfläche des Bahnmaterials für die Auskleidung ist eine Laminatschicht geklebt, die - in dieser Reihenfolge - eine an der Außenflä­ che der Verkleidung haftende innere Klebeschicht, eine Schicht aus einem hochdehnbaren Material, eine weitere Kle­ beschicht sowie eine äußere Sperrschicht aufweist. Eine ein­ geschäumte Isolierung ist fest mit der Außenseite der Innen­ wand und mit der Sperrschicht der Laminatschicht verklebt, wobei die Sperrschicht Spannungsrisse in der Auskleidung und ein Eindringen des Treibmittels des Isolierschaums aus der Isolierung in die Auskleidung verhindert.

Nach einer Besonderheit der Erfindung ist die Außenwandung aus Metall ausgebildet.

Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung.

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht von vorn eines Kühl­ schranks mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Auskleidung; die Darstellung ist teilweise weg­ gebrochen, um den Aufbau der Anordnung zu zeigen;

Fig. 2 ist eine Perspektivdarstellung der ausgeformten Auskleidung von hinten;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Teilschnittdarstellung des Aufbaus der Schrankwand und

Fig. 4 ist eine schaubildliche Aufrißdarstellung eine Anordnung zur Herstellung der erfindungsgemäßen verbesserten Auskleidung.

Wie in der Zeichnung dargestellt, weist ein Kühlschrank 10 einen Außenschrank 12 mit einem Gefrier- und einem Kühlab­ teil 14 bzw. 16 auf, die mit den Türen 18 bzw. 20 individu­ ell geschlossen werden können.

Der Außenschrank 12 wird von einer äußeren Schale oder Wan­ dung 22, einer inneren Auskleidung 23 sowie einer isolieren­ den Urethan-Ausschäumung 26 zwischen diesen gebildet. Die Auskleidung 23 wird zu der gewünschten Gestalt, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, wärmegeformt und in die äußere Wandung 22 eingesetzt; die Isolierung wird in einem üblichen Vor- Ort-Ausschäumvorgang in den Zwischenraum eingeschäumt, wäh­ rend die beiden Wandungen beabstandet ineinandergehalten werden.

Die hier offenbarte Erfindung betrifft einen verbesserten einfachen und kostengünstigen Aufbau der Auskleidung, bei der mit einem gewählten Haftungsverhalten der eingeschäumten Isolierung 26 von einer unterschiedlichen Wärmeausdehnung der Isolierung 26 und der Auskleidung 23 verursachte Span­ nungsrisse in letzterer wirksam verhindert werden.

Insbesondere weist, wie die Fig. 3 zeigt, die Auskleidung 23 eine Kunststoffwandung 24 sowie eine mit dieser verklebte Laminatschicht 28 auf.

Erfindungsgemäß weist die Außenwandung 22 eine Innenfläche 20 auf und ist typischerweise aus Metall zu der Gestalt der Außenwandung des Kühlschranks 10 gebogen. Die Kunststoffwand 24, die aus ABS- oder HIPS-Kunstharz bestehen kann, hat eine Außenfläche 32. Die Schicht 28 ist eine Laminatschicht, die auf die Außenfläche 32 der Auskleidung aufgeklebt ist. Die Schichtung 28 weist in dieser Reihenfolge aufeinanderlami­ niert eine innere lösbare klebende dünne Schicht 34, die auf der Außenfläche 32 der Auskleidung haftet, weiterhin eine Schicht aus hochdehnbarem Material 36 zur Spannungsentla­ stung, eine weitere klebende dünne Schicht 38 sowie eine äußere Sperrschicht 40 auf. Die zusätzliche klebende dünne Schicht 38 verklebt die hochdehnbare Schicht 36 mit der Sperrschicht 40. Die eingeschäumte Isolierung 26 ist fest mit der Innenfläche 30 der Außenwandung und mit der Sperr­ schicht 40 der Laminatfolie verklebt.

Die Klebeschichten 34, 38 bestehen aus einer dünnen Schicht aus Ethylen- und Vinylacetat-Mischpolymerisaten. Die innere Schicht 34 ist dazu ausgelegt, am ABS- oder HIPS-Material der Wandung 24 der Auskleidung zu haften. Die Schichten 34, 38 können 25 µm (1 mil.) oder weniger dick sein.

Bei der hochdehnbaren Schicht 36 kann es sich bspw. um eine Schicht oder Folie aus linearem Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) handeln. LLDPE soll dabei eine energieabsorbierende Spannungsentlastungsschicht darstellen, die verhindert, daß sich Schaumrisse durch die Wandung 24 der Auskleidung hin­ durch fortpflanzen. Die Sperrschicht 40 wirkt als Sperre gegen das HCFK-Treibmittel und hindert es am Eindiffundieren in die Kunststoffwand 24 der Auskleidung. Die Schicht 40 kann bspw. aus EVOH, Saran, Nylon, PET, PDT o. ä. bestehen, das an der Schaumisolierung 26 haftet und einen Durchgang des HCFK-Treibmittels verhindert.

Die LLDPE-Schicht 36 kann größenordnungsmäßig bspw. 0,1 bis 0,2 mm (4 bis 8 mil.) dick sein, die Sperrschicht 40 bspw. 0,05 mm bis 0,15 mm (2 bis 6 mil.).

Die zwischen der Urethanschaumisolierung 26 und dem Material der Sperrschicht 40 entstehende feste Haftbindung erteilt dem Kühlschrank eine verbesserte Eigenfestigkeit. Trotz der Bindung der Schicht 28 an der Schaumisolierung 26 werden Reißkräfte von der LLDPE-Schicht 36 aufgenommen, wie es er­ wünscht ist. Insbesondere hat sich herausgestellt, daß sich infolge der Am-Ort-Ausbildung der Urethanisolierung eine Urethanhaut bildet, die an der ihr zugewandten Oberfläche der Schicht 28 haftet. Aus bestimmten Gründen entstehen von Zeit zu Zeit Risse in dieser Haut, infolge deren Energie augenblicklich auf die Schicht 28 übergeht. Durch ihre Dehn­ barkeit schwächt die LLDPE-Schicht 36 diese Spannungen ab.

Um die Spannungsentlastung zu verbessern, muß die LLDPE- Schicht 36 fest mit der Sperrschicht 40 verklebt sein. Daher muß die zweite Klebeschicht 38 eine festere Haftbindung lie­ fern als die innere Klebeschicht 34. Erfindungsgemäß sind diese zwei Schichten in der relativen Zusammensetzung so ge­ wählt, daß die zweite Schicht die festere Haftbindung lie­ fert. Unter hohen Spannungen kann jedoch die Haftbindung zwischen der inneren Klebeschicht 34 und der Wandung 24 sich lösen, um Spannungsrisse derselben zu vermeiden.

Die Laminatschicht 28 kann vor der Wärmeformung der Wandung 24 der Auskleidung auf diese aufgeklebt werden, wobei die Bindung zwischen der inneren Klebeschicht 34 und der Wandung 24 fest genug ist, um die Kräfte aufzunehmen, die bei der Wärmeformgebung auftreten, während die Haftung der Schicht 28 auf der Wandung 24 erhalten bleibt. Kann jedoch in der Fertigung die ausgeformte Auskleidung nicht verarbeitet wer­ den, läßt die Schicht 28 sich abziehen und das Material der Auskleidung sich erneut verwenden.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Herstellungsverfahren wird das Auskleidungsmaterial 24 in Bahnform mit einem Extruder 42 hergestellt. Die Laminatfolie 28 wird über geeignete Rollen zugeführt und ihre Innenschicht 34 unter Druck, der bspw. mit Druckrollen 44 aufgebracht werden kann, mit der zuge­ wandten Außenfläche 32 des Kunststoffmaterials für die Aus­ kleidung 24 verklebt.

Der Verbund Auskleidung/Haftschicht wird dann mit einer geeigneten Schere 46 in Abschnitte der gewünschten Länge zerteilt und diese unter Wärmeanwendung zu einer Auskleidung 23 verarbeitet, deren Außenfläche das Laminat 28 bildet. Die wärmegeformte Auskleidung 23 wird dann in den Außenschrank 22 eingesetzt und der Zwischenraum mit Urethanschaum ausge­ schäumt, um die Isolierung 26 und schließlich den in Fig. 3 gezeigten Wandaufbau auszubilden.

Die Erfindung umfaßt also allgemein einen verbesserten Wand­ aufbau für Kühlschränke, bei dem vor dem unter Wärmeanwen­ dung erfolgenden Ausbilden der Auskleidung auf deren Werk­ stoff eine Haftschicht aufgebracht wird, wobei die Haftbin­ dung zwischen Auskleidung und Haftschicht in der Haftfestig­ keit begrenzt und diese so gewählt ist, daß Spannungsrisse im Betrieb des Kühlschranks verhindert werden. Es hat sich erwiesen, daß eine Haftfestigkeit im Bereich von ca. 33,5 g bis 78,4 g pro cm Breite (3 bis 7 oz. pro inch Breite) die erwünschte Verhinderung von Spannungsrissen effektiv er­ bringt und, wie oben erwähnt, erwünschtenfalls erlaubt, die Laminatschicht zu entfernen.

Die Laminatschicht weist weiterhin einen Außenteil auf, der fest mit den übrigen Teilen der Schicht und weiterhin mit der eingeschäumten Urethanisolierung verklebt ist, wobei letztere ihrerseits mit der Metall-Innenfläche der äußeren Schrankwandung verklebt ist. Infolge der festen Bindung der Laminatschicht an der Isolierung erhält man eine verbes­ serte Eigenfestigkeit des Schranks, so daß man vorlackierte Wandteile verwenden und den Außenschrank mit verhältnismäßig geringer Eigensteife herstellen kann.

Claims (18)

1. Verfahren zum Herstellen eine Auskleidung für einen Kühlschrank mit eingeschäumter Isolierung, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Bahnmaterial für die Auskleidung mit einer Innen- und einer Außenfläche vor­ sieht, auf die Außenfläche eine Laminatschicht aufbringt, die (in dieser Reihenfolge) eine auf die Außenfläche des Bahnmaterials haftend aufbringbare innere Klebeschicht, eine Schicht aus hochdehnbarem Material, eine weitere Klebe­ schicht sowie eine äußere Sperrschicht aufweist, die ein Eindringen der Treibmittel des Isolierschaums verhindert und an der die eingeschäumte Isolierung haftet, und aus dem Aus­ kleidungs-Bahnmaterial mit der auf ihm befindlichen Laminat­ schicht eine Auskleidung herstellt, bei der die Sperrschicht außenliegt und zwischen dieser und der nachfolgend einge­ schäumten Isolierung eine festere Haftbindung als zwischen der Außenfläche der Auskleidung und der inneren Klebeschicht entsteht, um sowohl Spannungsrisse in der Auskleidung als auch ein Eindiffundieren der Treibmittel der Isolierung aus dieser in das Bahnmaterial zu verhindern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Klebeschichten aus Misch­ polymerisaten von Ethylen und Vinylacetat hergestellt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Klebeschichten mit unter­ schiedlicher Zusammensetzung hergestellt werden, um zwischen der Schicht aus hochdehnbarem Material und der äußeren Sperrschicht eine festere Haftbindung als zwischen dem Bahn­ material und der Schicht aus hochdehnbarem Material herzu­ stellen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schicht aus hochdehnbarem Material aus linearem Polyethylen niedriger Dichte besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Bahnmaterial für die Aus­ kleidung aus Kunstharz hergestellt wird und man das Bahnma­ terial und die Laminatschicht gemeinsam extrudiert.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man das Auskleidungs-Bahnma­ terial bei einer vorgewählten erhöhten Temperatur extrudiert und die laminierte Schicht auf das Bahnmaterial auflami­ niert, während man das Bahnmaterial auf einer erhöhten Tem­ peratur hält.

7. Isolierte Wandkonstruktion für Kühlschränke, ge­ kennzeichnet durch eine Außenwand mit einer Innenfläche, eine Kunststoff-Auskleidung mit einer Außenfläche, eine laminierte Schicht, die auf die Außenfläche des Bandmaterials der Auskleidung aufgeklebt ist und die (in dieser Reihenfolge) eine auf der Außenfläche des Bahnmateri­ als haftende innere Klebeschicht, eine Schicht aus hochdehn­ barem Material, eine weitere Klebeschicht und eine äußere Sperrschicht aufweist, und eine eingeschäumte Isolierung, die fest mit der Innen­ fläche der Außenwand und der Sperrschicht der laminierten Schicht verklebt ist, wobei die Sperrschicht sowohl Span­ nungsrisse in der Auskleidung als auch ein Eindiffundieren der Treibmittel des Isolierschaums aus diesem in das Aus­ kleidungs-Bahnmaterial verhindert.

8. Wandkonstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeschichten Misch­ polymerisate von Ethylen und Vinylacetat aufweisen.

9. Wandkonstruktion nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeschichten eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen, so daß zwischen der Schicht aus hochdehnbarem Material und der äußeren Sperrschicht eine festere Haftbindung als zwischen dem Bahn­ material der Auskleidung und der Schicht aus hochdehnbarem Material entsteht.

10. Wandkonstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus hochdehn­ barem Material eine Schicht aus linearem Polyethylen niedri­ ger Dichte ist.

11. Wandkonstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bahnmaterial der Aus­ kleidung aus Kunstharz hergestellt ist.

12. Wandkonstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand aus Metall hergestellt ist.

13. Isolierte Wandkonstruktion für Kühlschränke, ge­ kennzeichnet durch eine Außenwand mit einer Innenfläche, eine Kunststoff-Auskleidung mit einer Außenfläche, eine laminierte Schicht, die auf die Außenfläche des Bandmaterials der Auskleidung aufgeklebt ist und die (in dieser Reihenfolge) eine auf der Außenfläche des Bahnmateri­ als haftende lösbare innere Klebeschicht, eine Schicht aus hochdehnbarem Material zur Spannungsentlastung, eine weitere Klebeschicht und eine äußere Sperrschicht aufweist, wobei die weitere Klebeschicht die Schicht aus hochdehnbarem Mate­ rial mit der Sperrschicht verklebt, und eine eingeschäumte Isolierung, die fest mit der Innen­ fläche der Außenwand und der Sperrschicht der laminierten Schicht verklebt ist, wobei die Sperrschicht sowohl Span­ nungsrisse in der Auskleidung als auch ein Eindiffundieren des Treibmittels des Isolierschaums aus diesem in das Bahn­ material der Auskleidung verhindert.

14. Wandkonstruktion nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeschichten Schichten aus Mischpolymerisaten von Ethylen und Vinylacetat aufweisen.

15. Wandkonstruktion nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeschichten eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen, so daß zwischen der Schicht aus hochdehnbarem Material und der äußeren Sperrschicht eine festere Haftbindung als zwischen dem Bahn­ material der Auskleidung und der Schicht aus hochdehnbarem Material entsteht.

16. Wandkonstruktion nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus hochdehn­ barem Material eine Schicht aus linearem Polyethylen niedri­ ger Dichte aufweist.

17. Wandkonstruktion nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Bahnmaterial der Aus­ kleidung aus Kunstharz hergestellt ist.

18. Wandkonstruktion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand aus Metall hergestellt ist.