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Kühlschrankgehäuse Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühlschrankgehäuse
mit im Abstand voneinander liegenden inneren und äußeren Wänden, die im Vakuum-Tiefziehverfahren
aus dünnen Kunststoffplatten hergestellt sind, und einer Isolierung aus einem Kunststoffschaum,
der in situ in dem Raum zwischen den Wänden unter solchen Temperatur- und Druckbedingungen
geschäumt ist, daß eine gute Adhäsion des Schaumstoffs an den inneren Wandflächen
erzielt wird.
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Bei einem bekannten Kühlschrankgehäuse dieser Art sind die Wände derart
ausgebildet, daß sie in sich bereits eine gewisse Steifigkeit besitzen. Zu diesem
Zweck werden in den Wänden Biegezonen, d. h. unter einem Winkel zueinander stehende
Flächen, die durch einen Bogen verbunden sind, verwendet, deren Achsen im Winkel
zueinander stehen. Als weiteres Mittel zum Erzielen der nötigen Steifigkeit werden
die Wände so ausgebildet, daß sie Flansche aufweisen, die sich weitflächig überlappen.
Durch diese Maßnahmen wird aber die Formgebung des Schrankes weitgehend beschränkt,
und es ist insbesondere nicht möglich, die heute übliche scharfkantige Quaderform
zu verwirklichen. Außerdem verlangt die bekannte Bauart einen Aufbau des Gehäuses
aus mehreren Einzelplatten, die einzeln für sich geformt werden müssen.
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Es ist weiterhin vorgeschlagen worden, auf die plattenförmigen Außen-
und Innenwände vollkommen zu verzichten und das Kühlschrankgehäuse selbsttragend
z. B. aus einem starren Polystyrolschaum herzustellen, der aus expansionsfähigen
Polystyrolperlen gebildet und an seiner Oberfläche an den erwärmten Formwänden geschmolzen
wird. Es wird auch vorgeschlagen, auf diese Weise Innen- und Außenwände zu bilden
und dazwischen einen leichten Schaumkunststoff als zusätzliche Isolierung einzubringen.
Bei dieser Art der Ausbildung erhält man verhältnismäßig dicke Wände, wenn eine
ausreichende Isolierung erzielt werden soll. Außerdem ist es schwierig, die erforderlichen
Beschläge in dem Schaumstoff zu verankern.
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Ziel der Erfindung ist ein Kühlschrankgehäuse der oben beschriebenen
Art, das sich in beliebiger Form in einfachster Weise mit hoher mechanischer Festigkeit
herstellen läßt und durch besonders gute Isolierung relativ dünne Wandungen erlaubt.
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Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß alle inneren
Wände des Gehäuses und die äußeren Wände mit Ausnahme der Rückwand in einem Stück
aus einer einzigen Kunststoffplatte hergestellt sind und eine so geringe Dicke haben,
daß das Gehäuse nicht selbsttragend ist, und daß die Isolierung aus einem starren,
geschlossenzelligen Polyurethanschaum besteht, dessen Zellen in an sich bekannter
Weise wenigstens 93 Volumenprozent eines dampfförmigen, fluorierten Halogenalkans
enthalten, der im wesentlichen in dem Polyurethan unlöslich ist.
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Die Verwendung des speziellen Polyurethanschaumstoffs gestattet es,
die Gehäusewände im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen als im wesentlichen
einstückiges Teil aus einer dünnen Kunststoffplatte im Vakuum-Tiefziehverfahren
herzustellen, wobei der Formgebung keine Beschränkungen auferlegt sind. Der besondere
Schaumstoff gestattet ferner die Herstellung von Kühlschrankgehäusen, bei denen
die Dicke der Isolierung ohne Verlust an Isolationsfähigkeit gegenüber bekannten
Gehäusen um etwa 66 °/o geringer ist.
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Nach einem weiteren Merkmal werden bei einem Kühlschrankgehäuse dieser
Art, bei dem in bekannter Weise Kunststoff-Verstärkungsglieder innerhalb des Zwischenraums
an den Wänden anliegend vorgesehen sind, die zur Befestigung von Scharnieren u.
dgl. dienen und durch den in situ geschäumten Kunststoff gegen die Wandungen gedrückt
werden, die Verstärkungsglieder vor dem Ausschäumen an eine Wand des Gehäuses angeklebt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der
Zeichnung im einzelnen erläutert.
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F i g. I zeigt schematisch die Herstellung der Wandungen eines Kühlschranks;
F
i g. 2 zeigt, von der Seite gesehen, einen Teilschnitt durch den unteren Teil eines
Kühlschranks; F i g. 3, 4 und 5 sind Teilschnitte entlang den Linien 3-3, 4-4 bzw.
5-5 der F i g. 2; F i g. 6 ist ein horizontaler Schnitt durch den Schloßteil des
Kühlschranks.
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Das Gehäuse des Kühlschranks wird bis auf die Rückwand nach einem
Vakuum-Ziehverfahren aus einem einzigen Stück einer Mehrschichtenplatte hergestellt,
die eine weiche elastomere Kern- oder Innenschicht aus einem Copolymer mit einem
Nitrilskelett, auf das Akrylnitril und Styrol aufgepfropft sind, und Außenschichten
aus einem Copolymer mit einem Vinylskelett, auf das .Akrylmoleküle aufgepfropft
sind, besitzt; andere verwendbare Materialien sind in Liste A am Ende der Beschreibung
aufgeführt. Die Rückwand des Gehäuses ist so ausgebildet, daß eine Nische für ein
gekapseltes Kompressoraggregat entsteht, und wird nach dem Einbringen des Schaumstoffs
mit dem Gehäuse verbunden.
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Das Vakuum-Ziehverfahren, nach welchem die Kunststoffplatte zu den
Gehäusewänden geformt wird, ist in F i g. 1 gezeigt.
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Eine Kunststoffplatte 220 wird auf ungefähr 66°C erwärmt und zunächst
eben auf eine Form 222 gelegt, die eine Temperatur von ungefähr 66°C besitzt. Etwa
66 bis 80°C warme Luft wird von einer Leitung 224 durch ein Ventil 226 in eine Ausströmkammer
228 eingeführt. Die heiße Luft gelangt aus der Kammer 228 über Kanäle 230 im Boden
der Form 222 und trifft auf die Unterseite nach der ebenen Platte 220 auf. Dadurch
wird die Platte in ungefähr einer halben Sekunde nach oben gewölbt.
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Ferner wird Luft aus einer Heißluftzuleitung 234 über ein Ventil 236
in das Innere eines Stempels 232 geführt, tritt durch Öffnungen 238 im Boden des
Stempels und trifft auf die Oberseite der Platte 220. Dadurch wird die Platte 220
während des Vakuum-Form- und -Ziehverfahrens hinreichend weich gehalten.
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Ein Rahmen 240, in dem die Kanten der Platte 220 eingespannt sind,
und der Stempel 232 werden dann in die in F i g. 2 gezeigten Stellungen nach unten
verschoben. Wenn sich der Stempel in dieser Lage befindet, wird das Ventil 226 geschlossen
und ein Ventil 242 geöffnet, um die Kammer 228 mit einer Saugleitung 244 zu verbinden.
Das Vakuum zieht die Platte 220 in Berührung mit der inneren und äußeren
Oberfläche der Form, die durch Dampfleitungen 223 erwärmt wird, um eine Abkühlung
der Platte zu verhindern. Auf diese Weise werden die Innenwandungen des Gehäuses
und die Mehrzahl der Außenwände des Gehäuses gebildet, wie oben beschrieben ist.
Die Kunststoffplatte 220 und die Form 222 werden darauf abgekühlt. Die geformte
Kunststoffplatte 220 wird herausgenommen und der entstandene Flansch, mit dem die
Platte in den Rahmen 240 eingespannt ist, entfernt.
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Die Dicke der Platte beträgt zu Anfang ungefähr 0,4 mm. Während des
Ziehverfahrens wird ihre mittlere Dicke auf ungefähr 0,13 bis 0,18 mm herabgesetzt
mit einem Minimum von 0,05 bis 0,08 mm in den Ecken.
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Nach dem im vorstehenden beschriebenen Vakuum-Ziehverfahren werden
Verstärkungsglieder, vorzugsweise aus Polyesterharz, welches dispergierte Glasfasern
enthält, an den Innenseiten der Gehäusewände angebracht. Die Verstärkungsglieder
können auch aus anderen Stoffen bestehen, beispielsweise aus denen, die in Liste
B am Ende der Beschreibung zusammengefaßt sind.
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Die vorderen Gehäusefüße (F i g. 2) werden jeweils durch ein Glied
54 verstärkt, welches mittels eines Klebstoffs 56 auf Epoxydharz- oder Kautschukbasis
an dem Boden 52 des Fußes befestigt ist. Jedes Glied 54 besitzt ein blind endendes,
mit einem Gewinde versehenes Loch 58, in das eine Justierschraube 60 zur Einstellung
der Gehäusehöhe eingreift.
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Die hinteren Ecken 52 des Gehäuses sind jeweils durch ein L-förmiges
Glied 62 verstärkt, welches mit einem Epoxydharz an der Innenfläche des Bodens
52
des Fußes und der Rückwand 96 befestigt ist. Jedes Glied 62 besitzt in
seinem horizontalen Teil ein blind endendes, mit einem Gewinde versehenes Loch 64,
in welches eine Höhenjustierschraube 66 eingreift, und in seinem senkrechten Teil
ein oberes und ein unteres blind endendes, mit Gewinde versehenes Loch 72 und 68,
in welche Schrauben 74 und 70 greifen. Die Schrauben 70 und 74 befestigen Flansche
75 der Befestigungsplatte der gekapselten Kompressoreinheit an dem Gehäuse.
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Ein oberes und ein unteres Türklobenverstärkungsglied 76 (F i g. 4)
sind in dem Türrahmen 38 an der Innenfläche des Gehäuses befestigt; jedes trägt
einen Kloben 80 mittels zweier Schrauben 82, die in blind endende, mit Gewinde versehene
Löcher 78 in dem Glied führen. Die Kloben 80 tragen jeweils einen Dorn 86, und diese
Dorne passen drehbar in die hohlen Bolzen von konisch zulaufenden Kunststoffschrauben
88, welche in die Ober- bzw. Unterkante der Gehäusetür 90 eingesetzt sind.
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Ein Verstärkungsglied 94, welches an der inneren Seite des
Türrahmens angebracht ist, trägt eine Verriegelungsvorrichtung 92 (F i g. 6). Im
Inneren der Tür ist gegenüber der Verriegeiungseinrichtung 92 ein Verstärkungsglied
157 angebracht, an dem mittels Schrauben 159 und 163 ein Türgriff'
161 und ein Verriegelungsglied 165 befestigt sind.
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Die Tür 90 (F i g. 2 und 6) wird von einer äußeren Kunststoffplatte
151, die mit nach innen gebogenen Flanschen 153 versehen ist, und einer inneren
Kunststofftafel 155, die mit nach außen gebogenen Flanschen versehen ist, welche
die nach innen gebogenen Flansche 153 überlappen, gebildet. Der Raum zwischen den
Platten 151 und 155, die vorzugsweise aus dem gleichen Material bestehen, wie es
für das Gehäuse verwendet wurde, wird in ähnlicher Weise mit dem Isolationsmaterial
156 gefüllt, wie es im folgenden für das Gehäuse erläutert wird.
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Der Raum zwischen den inneren und den äußeren Wänden des Gehäuses
wird mit einem haftenden, starren Schaumstoff-Isolationsmaterial 125, vorzugsweise
einem haftenden Polyesterurethan, gefüllt, so daß dieses die dünne Schale trägt
und verstärkt und dadurch dem Gehäuse Festigkeit erteilt, um den Beanspruchungen
widerstehen zu können, denen ein Haushaltskühlschrank ausgesetzt ist. Auch andere
Schaumstoffe können zur Isolation verwendet werden, beispielsweise einer von den
in Liste F am Ende der Beschreibung genannten Stoffe.
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Die Polyurethanmischung wird in den Raum zwischen der Außen- und Innenwand
eingeführt, nachdem die Verstärkungsglieder 54, 62, 76, 94 an der Innenseite der
Platte in ihrer Lage befestigt wurden, jedoch bevor die Rückwand 96 angebracht wird.
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Sobald die verschiedenen Materialien in die Kammer eintreten, werden
sie vermischt und treten dann durch
eine Düse in den Raum zwischen
der Außen- und Innenwand des Gehäuses aus. Die Außenflächen der Wände werden während
der folgenden Aufschäumungsreaktion von einer zusammenklappbaren Form gestützt.
Beim Einbringen der Polyurethan Materialmischung in den Raum zwischen den Wandungen
wird die Düse um die Form herumgeführt, um sicherzustellen, daß der Raum zwischen
der Innen- und Außenwand gleichmäßig und vollständig ausgefüllt wird.
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Die Gehäuserückwand 96, die vorübergehend an der Unterseite des Formdeckels
befestigt wird, wird nun oben auf die Form aufgesetzt, wobei genügend Platz zwischen
der Innenseite der rückwärtigen Innenwand und der Rückwand 96 gelassen wird, um
einen angemessenen Platz für die rückwärtige Isolation zu bilden.
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Der Formdeckel wird in seiner Stellung festgehalten, während die Materialien
reagieren und zu der Polyurethan-Schaumstoffisolation aufschäumen. Während der Aufschäumungsreaktion
dringt das Material in den Raum zwischen der hinteren Innenwand und der Rückwand
96 ein, so daß der gesamte Isolationsraum zwischen den äußeren und den inneren Wänden
ausgefüllt wird. Der Formdeckel besitzt Abflußlöcher, durch die überschüssiger Schaum
austreten kann.
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Während der Aufschäumungsreaktion wird die Form auf einer Temperatur
von ungefähr 66°C gehalten. Nach Beendigung der Reaktion wird die ganze Form mit
dem Gehäuse darin in einen Ofen eingebracht, der auf einer Temperatur zwischen 38
und 66'C
gehalten wird. Sie verbleibt in diesem Ofen etwa 1/2 bis 2 Stunden,
damit das Polyurethanmaterial nachhärtet. Diese Nachhärtung erhöht die Festigkeit
und Dichtigkeit der Zellwandungen. Nach Abschluß der Nachhärtung wird das Gehäuse
aus der Form herausgenommen.
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Öffnungen in dem Gehäuse können mittels einer Lösung von PoIyvinylaIkohol,
Isopropylalkohol und Wasser sowie einer kleinen Menge Kongorot oder anderer Geliermittel
verschlossen werden. Liste A Zusammensetzung der Kunststoffplatte 1. Polystyrol
oder Polymethylstyrol; 2. Polystyrol oder Polymethylstyrol, welches durch mechanische
Vermischung entweder mit einem Styrol-Butadien-Copolymer oder einem Butadien-Acrylnitril-Copolymer
modifiziert wurde; 3. Terpolymere von Styrol, Butadien und Acrylnitril; 4. Styrol-Acrylnitril-Copolymere;
5. Styrol-Acrylnitril-Copolymere, die durch mechanische Vermischung mit den obengenannten
Terpolymeren von Styrol, Butadien und Acrylnitril, Copolymeren von Styrol und Butadien
oder Copolymeren von Butadien und Acrylnitril modifiziert wurden; 6. Polyolefine,
wie z. B. Polypropylen und Polyäthylen; 7. Copolymere von Propylen oder Äthylen
mit Buten.
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Die im vorstehenden unter 1 bis 7 genannten Kern-oder Innenschichten
können auch auf einer Seite oder auf beiden Seiten mit einem der folgenden Stoffe
überzogen werden: B. Acrylharze; 9. Polyesterharze; 10. Polyformaldehydharze: 11.
weichgemachte Vinylharze, wie z. B. Polyvinylformal, Polyvinylchlorid, Polyvinylchloridacetat.
An Stelle von Mehrschichtenplatten können auch homogene Platten verwendet werden,
beispielsweise 12. eines der für die elastomere Kern- oder Innenschicht oder die
Außenschicht genannten Materialien; 13. Celluloseester, wie z. B. Celluloseacetat
oder 14. Acetobutyrat; 15. Celluloseäther, wie z. B. Äthylcellulose; 16. Cellulosepropionat;
17. Polyolefine, wie z. B. Polypropylen und Polyäthylen, besonders zusammen mit
Polyäthylen-Schaumisolation; 18. Vinylidinester.
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Wo konventionelle Form- oder Sprühtechniken benutzt werden, lassen
sich die folgenden Stoffe verwenden: 19. Epoxydharz mit oder ohne Glasfasern; 20.
Phenolharze mit oder ohne Glasfasern und 21. Polyesterharze mit oder ohne Glasfasern.
Liste B Zusammensetzung der Verstärkungsglieder 1. Acrylharze ; 2. Celluloseacetat,
-nitrat oder -propionat; 3. Melamin-, Phenol- oder Harnstoff-Formaldehyd-Harze:
4. Polyamidharze; 5. Polymethylmethacrylat; 6. Polystyrol; 7. Vinylester, beispielsweise
Acetat-Chlorid-Copolymere; B. Vinylidinester, beispielsweise Acetat-Chlorid-Copolymere;
9. Copolymere und Terpolymere und mechanische Mischungen der obengenannten Stoffe;
10. verschiedene Metalle sowie Holz. Herstellung von Polyurethan-Schaumstoff Das
bevorzugte Verfahren zur Formung des Materials ist im folgenden beschrieben: Ein
Äthylenglycol-Adipinsäure-Polyester wird hergestellt, der eine Hydroxylzahl von
ungefähr 430, eine Säurezahl von ungefähr 1,50 und einen vernachlässigbaren Wassergehalt
besitzt. Ein Teil des Polyesters wird mit Toluol-düsocyanat umgesetzt, um einen
mit Isocyanat modifizierten Polyester zu erzeugen, der ein Isocyanatäquivalent von
ungefähr 0,80 pro 100 g des mit Isocyanat modifizierten Polyesters aufweist. Eine
Mischung von 100 Gewichtsteilen des genannten mit Isocyanat modifizierten Polyesters,
0,50 Gewichtsteile Polyoxyäthylen-Sorbit-Monopalmitat als Emulgator
sowie
30 Gewichtsteile Trichlormonofluormethan werden in einen Tank eingebracht und kühl
gehalten, beispielsweise unter IO°C. Eine Mischung von 60 Gewichtsteilen des Äthylenglycol-Adipinsäure-Polyesters,
12 Gewichtsteilen Äthylenglycol, 0,25 Gewichtsteilen Dimethyläthanolanün und 0,25
Gewichtsteilen Polyoxyäthylen-Sorbit-Monopalmitat als Emulgator werden in den anderen
Tank eingebracht.
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Die Komponenten aus den beiden Tanks werden in einem Mischungsverhältnis
von 130,50 Gewichtsteilen des ersten zu 72,50 Gewichtsteilen des letzten zu einer
Mischvorrichtung geleitet und durch eine Düse in den Raum zwischen den Innen- und
Außenwänden des Gehäuses eingeführt. Nach ungefähr 2 Minuten steigt die Temperatur
der Reaktionsmischung 125 innerhalb des Isolationsraums auf eine Temperatur
von ungefähr 120°C. Dabei schäumt die Mischung auf und bildet so die Schaumstoffisolation
125.
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Die in den Listen C, D und E aufgeführten Poly ester, Diisocyanate
und halogenierten substituierten gesättigten aliphatischen oder cycloaliphatischen
Kohlenwasserstoffe können an Stelle des oben bei der Beschreibung des bevorzugten
Verfahrens genannten Polyester, Düsocyanats bzw. Kohlenwasserstoffs eingesetzt werden.
Liste C Polyester-Zusammensetzung (in Mol, wenn nicht anders angegeben) 1. Phthalsäureanhydrid
........ ..... 2,0 Adipinsäure ..................... 10,0 Trimethylolpropan ...............
18,5 Blei (als metallisches Blei in Gewichtsprozent) ........................ 0,030°1Q
Hydroxylzahl ................... 440 Säurezahl ....................... 1,5 Maximaler
Wassergehalt (in Gewichtsprozent) ............. 0,15010 Viskosität bei 74°C (Centipoise)
... 2900 2. Phtbalsäureanhydrid ............. 2,0 Adipinsäure .....................
10,0 Trimethylolpropan ............... 18,0 Blei (als metallisches Blei in Gewichtsprozent)
........................ 0,0300/Q Hydroxylzahl ................... 445 Säurezahl
maximal
....... .
....... 0,60 11,0 maximal (in Gewichtsprozent)..
0,100/, Viskosität bei 72°C (Centipoise) ... 4100
| 3. Phthalsäureanhydrid ............. 2,0 |
| Adipinsäure ..................... 10,0 |
| Trimethylolpropan ............... 18,0 |
| Blei (als metallischesBlei inGewichts- |
| prozent) ........................ 0,0260/Q |
| Hydroxylzahl ................... 450 |
| Säurezahl maximal . . . . . . . . . . . . . . . 1,0 |
| H20 maximal (in Gewichtsprozent) . . 0,050/0 |
| Viskosität bei 72°C (Centipoise) ... 3590 |
:1. Phthalsäureanhydrid ............. 2,1 Adipinsäuie
. . ...................
10,0
Trimethylolpropan ............... 18,8 Blei (als metallisches Blei in Gewichtsprozent)
........................ 0,0 Hydroxylzahl ................... 460 Säurezahl maximal
. .. . . . . . . . . . .. . 0,80 H20 maximal (Gewichtsprozent)... 0,140/Q Viskosität
bei 72°C (Centipoise) ... 3870 5. Phthalsäureanhydrid
........ .... 2,0 Adipinsäure
.....................
13,0
Trimethylolpropan
... . ........... 22,0
Hydroxylzahl ................... 420 Säurezahl maximal . . . . . . . . . . . . .
. . 0,12 H20 maximal (Gewichtsprozent)... 0,12°/o Viskosität bei 72°C (Centipoise)....
3560 Das obengenannte Trimethylolpropan ist 2,2-Dioxymethyl-l-butanol. Liste D Düsocyanat-Zusammensetzungen
1. 80 Teile 2,4 Toluol-diisocyanat, 20 Teile 2,6 Toluol-düsocyanat; 2. 75 Teile
2,4 Toluol-dzsocyanat, 25 Teile 2,6 Toluol-düsocyanat; 3. 90 Teile 2,4 Toluol-diisocyanat,
20 Teile 2,6 Toluol-düsocyanat. Liste E Halogenierte aliphatische oder cycloaliphatische
substituierte Kohlenwasserstofe
| 1. Trichlortrifluoräthan, |
| 2. Dichlortetrafluoräthan, |
| 3. Dibromdichlormethan, |
| 9. Dibromtetrafluoräthan, |
| 5. Dichlorhexafluorcyciobutan, |
| 6. Monochloräthan, |
| 7. Monochlordifluoräthan, |
| 9. Trifluoidichloräthan und |
10. Mischungen dieser Kohlenwasserstoffe, die einen Siedepunkt zwischen 9 und 60°C
sowie niedrige Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten aufweisen. Nicht alle halogenierten
gesättigten aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffe sind zufriedenstellend.
Beispielsweise sind Verbindungen, die sich in Polyurethan lösen, nicht brauchbar.
Gase, wie Dichlorfluormethan, Monochlordiluormethan und die chlorierten Kohlenwasserstoffe,
wie Methylenchlorid, fallen unter diese Gruppe.
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Liste F Andere Schaumstoffe 1. Phenolhaize, 2. Harnstoffharze, 3.
Vinylharze, 4. Polystyrole, 5. Polyäthylene und 6. Polypropylene.