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Die
Innenbehälter
bekannter Kühl-
bzw. Gefriergeräte
bestehen im allgemeinen aus ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymeren)
sowie aus schlagzähmodifizierten
PS (Polystyrol)-Typen.
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Unter
dem Begriff „Innenbehälter" soll im Rahmen der
Erfindung das den Kühl- bzw. Gefrierraum
begrenzende Gehäuse
sowie die Innentür
bzw. der Innendeckel des Gerätes
verstanden werden.
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Bei
bekannten Geräten
sind zum Zwecke der Wärmedämmung mit
Schaum gefüllte
Hohlräume vorgesehen,
die den Innenbehälter
umgeben. Diese Ausschäumung
enthält
Treibmittel beispielsweise in Form von KW, FKW und FCKW, die alle
gute Lösemittel
darstellen. Aus dieser Eigenschaft der Treibmittel ergibt sich der
Nachteil, dass sie eine spannungsrissfördernde Wirkung auf das Kunststoffmaterial
ausüben
können,
aus dem der Innenbehälter
besteht.
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Um
diesen negativen Einfluß der
Treibmittel auf das Innenbehältermaterial
zu verringern, ist es bekannt, für
diesen Einsatzzweck stabilisierte Kunststoffe einzusetzen, d. h.
die das Innenbehältermaterial
bildenden Kunststoffe weisen eine redu zierte Spannungsrissempfindlichkeit
gegenüber
den genannten Treibmitteln auf. Der Einsatz derartiger stabilisierter
Kunststoffe ist gegenüber
herkömmlichen Polysytrol-/ABS-Typen
allerdings vergleichsweise kostenintensiv.
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Ein
weiterer Nachteil vorbekannter Kühl- bzw.
Gefriergeräte
besteht darin, dass das Kunststoffmaterial des Innenbehälters eine
vergleichsweise hohe Permeabilität
für CO2 aufweist. Das in den Zellen des Schaums
befindliche Gas besteht zu ca. 50% aus CO2.
CO2 weist eine um den Faktor 2–20 höhere Permeation
in Kunststoffen auf, als O2 und N2, die in der Luft im Verhältnis von
ca. 20:80 vorliegen. Die hohe Permeation von CO2 führt dazu,
dass CO2 durch das Kunststoffmaterial des
Innenbehälters entweichen
kann, was zu einem Unterdruck im Schaum führt. Um diesen Effekt zu egalisieren,
wurde bislang vorgesehen, die Zellwände der in dem Schaum vorhandenen
Zellen dicker auszuführen, d.h.
die Schaumdichte zu erhöhen.
Dies ist insofern mit Kostennachteilen verbunden, als dass mehr
Material zur Herstellung der Ausschäumung benötigt wird.
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Schließlich weisen
derzeit im Einsatz befindliche Behältermaterialien eine mangelnde
chemische Beständigkeit
gegenüber
verschiedenen Lebensmitteln, wie beispielsweise Ölen oder Fetten auf, was dazu
führt,
dass im Normalbetrieb unter Umständen mit
Schäden
am Innenbehälter
wie beispielsweise Verfärbungen
und/oder Spannungsrissen zu rechnen ist.
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Es
ist bekannt, am Innenbehälter
diverse funktionale Schichten vorzusehen, die im Koextrusionsverfahren
hergestellt werden. Dabei wird das als Träger dienende Kunststoff-Standardmaterial
mit einer dünnen
Schicht des gleichen Grundmaterials im Koextrusionsverfahren gleichzeitig
hergestellt, wobei die dünne
Schicht mit einem den Wertstoff enthaltenden Masterbatch versetzt
ist. Dieses Verfahren bedingt eine aufwendige Anlagentechnik und
wirkt sich damit destabilisierend bzw. kostensteigernd auf die Produktion
aus.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühl- und/oder
Gefriergerät
zu schaffen, das kostengünstig
herstellbar ist und bei dem die genannten nachteiligen Einflüsse von
Treibmitteln bzw. eingelagerten Nahrungsmitteln auf das Innenbehältermaterial
reduziert oder verhindert werden können.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Kühl-
und/oder Gefriergerät
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist der Innenbehälter abschnittsweise oder
vollflächig
mit einer Barriereschicht versehen, die auf der zu dem Kühl- bzw.
Gefrierraum gewandten Innenseite des Innenbehälters und/oder auf der vom
Kühl- bzw.
Gefrierraum abgewandten Außenseite
des Innenbehälters
angeordnet ist und die derart ausgeführt ist, dass sie gas- und
wasserundurchlässig
ist oder den Transport von Gas und Wasser behindert.
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Vorgesehen
ist somit, dass auf der Innenseite und/oder Außenseite des Innenbehälters eine
den Gas- und Wassertransport hemmende oder verhindernde Barriereschicht
vorgesehen ist, so dass das Innenbehältermaterial entsprechend geschützt werden
kann. Die den Wassertransport und Gastransport hemmende oder verhindernde
Barriereschicht weist des Weiteren den Vorteil auf, dass aufgrund
der Tatsache, dass Wasser nicht oder nur begrenzt aus dem Kühl- bzw.
Gefrierraum in die Ausschäumung eintritt,
und dass aufgrund des fehlenden oder gehemmten Gasaustausches, eine
Verschlechterung der Isolationswerte der Ausschäumung verhindert oder verlangsamt
werden kann, was energetische Vorteile mit sich bringt.
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Die
Erfindung ermöglicht
die kostengünstige Bereitstellung
von Kühl-
bzw. Gefriergeräten,
da aufgrund des Fehlens/der Verringerung des negativen Einflusses
von Treibgasen auf das Kunststoffmaterial ein vergleichsweise günstiges,
nicht spannungrissstabilisertes Kunststoffmaterial eingesetzt werden kann.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass aufgrund der
stark beeinträchtigen
CO2-Migration durch die Gasbarriere kein/ein
geringerer Unterdruck im Schaum entsteht, was zur Folge hat, dass
eine reduzierte Schaummenge eingesetzt werden kann. Eine mechanische
Stabilisierung des Schaums durch eine erhöhte Materialmenge ist nicht erforderlich.
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Weitere
Vorteile der Erfindung basieren auf der Möglichkeit, eine verbesserte
Chemikalienbeständigkeit
des Innenbehälters
zu erzielen sowie verfahrenstechnisch einfach funktionale Schichten
am Innenbehälter
anzubringen. Diese funktionalen Schichten können Bestandteil der Barriereschicht sein
oder eine auf die Barriereschicht aufgebrachte Beschichtung darstellen.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Barriereschicht
mehrschichtig aufgebaut. Dabei ist denkbar, dass eine Schicht eine
H2O-Barriere und eine weitere Schicht die
Gasbarriere darstellt. Grundsätzlich
ist ebenfalls denkbar, dass die Barriereschicht eine Schicht aufweist
oder aus einer Schicht besteht, die den Transport sowohl von Gas
als auch von Wasser hemmt.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass das Kühl-
und oder Gefriergerät
eine Ausschäumung
aufweist, die sich auf der vom Kühl-
bzw. Gefrierraum abgewandten Außenseite
des Innenbehälters
befindet und dass die Barriereschicht zwischen der Außenseite
des Innenbehälters
und der Ausschäumung angeordnet
ist. In diesem Fall wird das Kunststoffmaterial des Innenbehälters vor
in der Ausschäumung befindlichen
Treibgasen geschützt.
Weiterhin verhindert die Barriereschicht, dass CO2 aus
dem Schaum durch den Innenbehälter
austritt und ein entsprechender Unterdruck in der Ausschäumung entsteht, der
eine mechanische Stabilisierung des Schaumes erfordern würde.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass auf der
Außenseite
des Innenbehälters
eine Barriereschicht angeordnet ist, die mehrschichtig aufgebaut
ist und die eine zu dem Innenbehälter
gewandte erste Schicht aufweist, die eine H2O-Barriere
darstellt und eine zu der Ausschäumung
gewandte zweite Schicht aufweist, die eine Gasbarriere darstellt.
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Eine
derartige Anordnung ermöglicht
es, dass das Treibmittel sowie CO2 nicht
oder nur begrenzt mit dem Innenbehälter in Kontakt treten bzw. aus
der Ausschäumung
austreten können,
da diese an der Barriereschicht zurückgehalten werden. Ferner ermöglicht diese
Ausführungsform
der Erfindung, dass aufgrund der H2O-Barriereschicht aus
dem Kühl-
bzw. Gefrierraum Wasser nicht oder nur in begrenztem Ausmaß in die
Ausschäumung
eintreten kann.
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Grundsätzlich ist
auch denkbar, dass auf der Außenseite
des Innenbehälters
keine Barriereschicht angeordnet ist und sich diese nur auf der
Innenseite des Innenbehälters
befindet.
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Denkbar
ist, dass auf der zu dem Kühl-
bzw. Gefrierraum gewandten Innenseite des Innenbehälters eine
Barriereschicht angeordnet ist, die mehrschichtig aufgebaut ist
und die eine zu dem Innenbehälter
gewandte Gasbarriere und eine zu dem Kühl- bzw. Gefrierraum gewandte
H2O-Barriere aufweist.
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In
diesem Fall wird verhindert, dass das CO2 in
größerem Umfang
aus der Ausschäumung
durch das Innenbehältermaterial
austritt und dass Wasser durch die Barriere in das Kunststoffmaterial
des Innenbehälters
und anschließend
in die Ausschäumung
gelangt.
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Grundsätzlich ist
auch denkbar, dass auf der Innenseite des Innenbehälters keine
Barriereschicht vorgesehen ist. In diesem Fall befindet sich die
Barriereschicht nur auf der Außenseite
des Innenbehälters.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Barriereschicht
mehrschichtig aufgebaut ist und dass zwischen den einzelnen Schichten
der Barriereschicht ein Haftvermittler vorgesehen ist. Ein derartiger
Haftvermittler ist vorzugsweise auch zwischen der Barriereschicht
und dem Innenbehälter
angeordnet. Die Barriereschicht läßt sich somit in einfacher
Weise an dem Innenbehälter anbringen.
Ein weiterer Vorteil bestehen darin, dass auf einfache Weise unterschiedliche
Schichten der Barriereschicht je nach Bedarf kombiniert werden können.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gasbarriere
aus EVOH, d.h. aus Ethylen-Vinyl-Alkohol-Copolymer, besteht oder EVOH
aufweist. Die H2O-Barriere besteht vorzugsweise
aus Polyethylen oder weist Polyethylen auf. Auch andere, sehr gebräuchliche
Barrieremittel, wie z.B. Polyamid sind einsetzbar.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausschäumung des
Kühl- bzw. Gefriergerätes aus
Polyurethan besteht oder Polyurethan aufweist.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der
Innenbehälter
aus nichtspannungsstabilisiertem Kunststoff, beispielsweise Polystyrol
oder ABS besteht. Aufgrund der Tatsache, dass die Barriereschicht
bei Anordnung auf der Außenseite
des Innenbehälters
das Kunststoffmaterial des Innenbehälters vor Treibgasen schützt, kann
ein günstiges
Kunststoffmaterial bzw. ein nichtspannungsstabilisiertes Kunststoffmaterial
eingesetzt werden, so dass sich die Herstellung des Gerätes als weniger
kostenintensiv gestaltet.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass auf der
Innenseite des Innenbehälters
eine Barriereschicht angeordnet ist und dass auf der zum Kühl- bzw. Gefrierraum
dieser Barriereschicht gerichteten Oberfläche eine funktionale Schicht
angeordnet ist. Dabei kann es sich beispielsweise um eine sogenannte „easy to
clean"-Beschichtung
handeln, die besonders einfach zu reinigen ist, und/oder um eine
antibakterielle Beschichtung und/oder um eine die Anhaftung von
Eis verringernde oder verhindernde Schicht.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es
zeigen:
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1:
eine Schnittdarstellung durch den Innenbehälter eines erfindungsgemäßen Kühl- bzw. Gefriergerätes mit
auf der Außenseite
und Innenseite angeordneten Barriereschichten,
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2:
eine Schnittdarstellung durch den Innenbehälter eines erfindungsgemäßen Kühl- bzw. Gefriergerätes mit
auf der Außenseite
des Innenbehälters
angeordneter Barriereschicht und
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3:
eine Schnittdarstellung durch den Innenbehälter eines erfindungsgemäßen Kühl- bzw. Gefriergerätes mit
auf der Innenseite des Innenbehälters
angeordneter Barriereschicht.
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1 zeigt
mit dem Bezugszeichen 10 den Polystyrol-Inliner, d. h.
den Innenbehälter
des erfindungsgemäßen Kühl- und/oder
Gefriergerätes.
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Auf
der links dargestellten, zur Ausschäumung gewandten Außenseite
des Innenbehälters 10 befindet
sich die Barriereschicht 20, die zwischen dem Innenbehälter 10 und
der Polyurethan-Ausschäumung 30 angeordnet
ist.
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Die
Barriereschicht 20 ist mittels eines Haftvermittlers 60 auf
der Oberfläche
der Außenseite
des Innenbehälters 10 fixiert.
Die Barriereschicht besteht aus einer Polyethylenschicht 40,
die als H2O-Barriere wirkt, und aus einer
EVOH-Schicht 50, die als Gas-Barriere wirkt, wobei die
Schichten 40, 50 ihrerseits ebenfalls mittels
eines Haftvermittlers 60 miteinander in Verbindung stehen.
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Auf
der zu der Kühl-
bzw. Gefrierraum gerichteten rechts dargestellten Innenseite des
Innenbehälters 10 befindet
sich ebenfalls eine Barriereschicht 20. Diese besteht ebenfalls
aus einer EVOH-Schicht 50, die als Gas-Barriere dient und
die über
einen Haftvermittler 60 mit der Oberfläche der Innenseite des Innenbehälters 10 in
Verbindung steht. Die Gas-Barriereschicht 50 steht mittels
einer Schicht 60 aus Haftvermittler mit einer Polyethylenschicht (PE-HD) 40 in
Verbindung, die die zum Innenraum gerichtete H2O-Barriere
darstellt.
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem nur auf der Außenseite, d. h. auf der Schaumseite
des Innenbehälters 10 eine
Barriereschicht 20 angeordnet ist. Gleiche oder funktionsgleiche
Bestandteile sind in 2 und 3 mit denselben
Bezugszeichen versehen wie in 1. Wie dies aus 2 ersichtlich
ist, ist auf der Außenseite
des Innenbehälters
eine Schicht 60 aus Haftvermittler aufge bracht, über die
die H2O-Barriere 40 an dem Innenbehälter 10 haftet.
Daran schließt
sich eine weitere Schicht 60 aus Haftvermittler an, mittels
derer die Gasbarriere 50 anhaftet, die an die PU-Ausschäumung 30 angrenzt.
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Wie
dies aus 2 hervorgeht, verhindert die
Gasbarriereschicht 50, dass das Treibmittel aus der Ausschäumung 30 in
das Kunststoffmaterial des Innenbehälters 10 eindringt.
Ferner wird verhindert, dass CO2 aus der
Ausschäumung 30 austritt.
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Des
Weiteren wird mittels der zum Innenbehälter 10 gewandten
H2O-Barriereschicht 40 verhindert,
dass Wasser aus dem Kühl-
bzw. Gefrierraum durch den Innenbehälter 10 in die Ausschäumung 30 eintritt.
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Aus
der in 2 ersichtlichen Anordnung ergibt sich die Möglichkeit
des Einsatzes eines günstigen
Innenbehältermaterials,
da dieses nicht spannungsstabilisiert ausgeführt sein muß, weil ein Eintreten von Treibmittel
in das Innenbehältermaterial durch
die Gasbarriereschicht 50 ausgeschlossen oder erschwert
ist. Da auch CO2 aus der Ausschäumung 30 nicht
oder nur erschwert austreten kann, wird die Entstehung eines merklichen
Unterdruckes im Schaum verhindert, was zur Folge hat, dass nur eine
reduzierte Schaummenge erforderlich ist.
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Aufgrund
des reduzierten oder ausgeschlossenen Gasaustausches wird erreicht,
dass die Isolationswerte der Polyurethan-Ausschäumung erhalten bleiben, d.h.
die Gerätealterung
wird verhindert oder zumindest verlangsamt.
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3 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem die Barriereschicht 20 auf der zu dem Kühl- bzw. Gefrierraum
gewandten Innenseite des Innenbehälters 10 angeordnet
ist.
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Auch
bei einer derartigen Ausführung
wird wirksam verhindert, dass CO2 durch
den Innenbehälter 10 entweicht,
was den genannten Vorteil einer reduzierten Schaummenge mit sich
bringt. Dieser Vorteil sowie die Verhinderung des Austretens des
Treibmittels wird durch die Gasbarriereschicht 50 erzielt, die über einen
Haftvermitt ler 60 mit der Innenseite des Innenbehälters 10 in
Verbindung steht. Die sich ebenfalls über einen Haftvermittler 60 an
die Gasbarriereschicht 50 anschließende H2O-Barriere 40,
die gegebenenfalls funktionale Zusätze enthalten kann, verhindert,
dass Wasser aus dem Kühl-
bzw. Gefrierraum in den Innenbehälter 10 sowie
in die Ausschäumung 30 eintritt.
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Die
Schicht 40 kann ggf. Zusätze enthalten, mittels derer
bestimmte erwünschte
Funktionalitäten realisiert
werden können.
Beispielsweise ist eine „easy-to-clean"-Beschichtung, eine antibakterielle Beschichtung
und/oder eine die Anhaftung von Eis verhindernde Beschichtung denkbar,
die entweder als separate Beschichtung auf der H2O-Barriereschicht oder
als integraler Bestandteil dieser Schicht ausgeführt sein kann.