DE4203559C2 - Verfahren zum Herstellen einer Auskleidung für einen Kühlschrank und isolierte Wandkonstruktion für Kühlschränke - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer Auskleidung für einen Kühlschrank und isolierte Wandkonstruktion für Kühlschränke

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Description

Verfahren zum Herstellen einer Auskleidung für einen Kühlschrank und isolierte Wandkonstruktion für Kühlschränke.
Nach einem herkömmlichen Verfahren der Herstellung von Kühlschränken 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 schlagfestem Polystrol (HIPS), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder einem ähnlichen Kunstharz gefertigt. Die Haftung der eingschäumten 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 3 960 631 lehrt einen verbesserten Aufbau der Auskleidung, bei dem zum Lösen dieses Problems ein Trennmittel für den Schaum auf das Kunststoff-Bahnmaterial für die Auskleidung vor dessen Umformung zur Auskleidung aufgetragen wird.
Die US 4 707 401 verwendet eine Zweischichtfolie mit kontrollierter begrenzter Haftbindung zu einer Auskleidung aus Kunstharz, um Spannungsrisse zu verhindern. Diese Folie verklebt jedoch fest mit der eingeschäumten Isolierung, so daß man effektiv ein erwünschtes Doppelspannungsschicht-Laminat erhält.
Die bei den oben erwähnten Kühlschränken verwendete Polyurethan­ schaum-Isolierung verwendet als Treibmittel Chlorfluorkohlenwasserstoffe ("CFKs"). Bei der Fertigung der Schränke und auch danach können die CFKs in die Atmosphäre entweichen. Seit einiger Zeit besteht der Verdacht, daß CFKs die Ozonschicht der Atmospähre zerstören und damit die Atmosphäre selbst schädigen, da die Ozonschicht schädliche UV-Strahlen aus dem Sonnenlicht herausfiltert. Es wird daher nachdrücklich gefordert, die Verwendung von CFKs in Kühlschränken einzuschränken.
Wegen der Probleme der CFKs haben sich einige Kühlschrankhersteller 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 Versprödung und zum Reißen führen, während bei HIPS-Auskleidungen eine Blasenbildung auftritt; beide Resultate sind unerwünscht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, sowohl Spannungsrisse in der Auskleidung als auch ein Eindiffundieren der Treibmittel der Isolierung aus dieser in die Auskleidung zu verhindern.
Eine erste Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren zum Herstellen einer Auskleidung für einen Kühlschrank nach dem Patentanspruch 1, der von den bekannten Verfahren nach den US-PSen 3 60 631 und 4 707 401 ausgeht und in seinem kennzeichnenden Teil die Erfindung definiert.
Weitere Ausgestaltungen dieser Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 6.
Eine zweite Lösung dieser Aufgabe besteht in einer isolierten Wandkonstruktion für Kühlschränke nach dem Patentanspruch 7, der, ausgehend von den US-PSen 3 960 631 und 4 707 401 in seinem kennzeichnenden Teil diese Erfindung definiert. Weitere Ausgestaltungen dieser Erfindung sind in den Ansprüchen 8 bis 13 enthalten. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Fig. 1 bis 4 dargestellt und werden im folgenden beschrieben.
Fig. 1 ist eine Perspektivansicht von vorn eines Kühl­ schranks mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Aus­ kleidung; die Darstellung ist teilweise weggebrochen, um den Aufbau der Anordnung zu zeigen;
Fig. 2 ist eine Perspektivdarstellung der ausgeform­ ten Auskleidung von hinten;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Teilschnittdarstellung des Aufbaus der Schrankwand und
Fig. 4 ist eine schaubildliche Aufrißdarstellung einer Anordnung zur Herstellung der erfindungsgemäßen verbesserten Auskleidung.
Wie in der Zeichnung dargestellt, weist ein Kühl­ schrank 10 einen Außenschrank 12 mit einem Gefrier- und einem Kühlabteil 14 bzw. 16 auf, die mit den Türen 18 bzw. 20 individuell geschlossen werden können.
Der Außenschrank 12 wird von einer äußeren Schale oder Wandung 22, einer inneren Auskleidung 23 sowie einer isolierenden Urethan-Ausschäumung 26 zwischen diesen gebildet. Die Auskleidung 23 wird zu der ge­ wünschten Gestalt, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, wärme­ geformt und in die äußere Wandung 22 eingesetzt; die Isolierung wird in einem üblichen Vor-Ort-Ausschäum­ vorgang in den Zwischenraum eingeschäumt, während die beiden Wandungen beabstandet ineinandergehalten werden.
Die hier offenbarte Erfindung betrifft einen verbes­ serten einfachen und kostengünstigen Aufbau der Aus­ kleidung, bei der mit einem gewählten Haftungsverhal­ ten der eingeschäumten Isolierung 26 von einer unter­ schiedlichen Wärmeausdehnung der Isolierung 26 und der Auskleidung 23 verursachte Spannungsrisse in letz­ terer wirksam verhindert werden.
Insbesondere weist, wie die Fig. 3 zeigt, die Ausklei­ dung 23 eine Kunststoffwandung 24 sowie eine mit die­ ser verklebte Laminatschicht 28 auf.
Erfindungsgemäß weist die Außenwandung 22 eine Innenfläche 30 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 aufeinander­ laminiert eine innere lösbare klebende dünne Schicht 34, die auf der Außenfläche 32 der Auskleidung haftet, wei­ terhin eine Schicht aus hochdehnbarem Material 36 zur Spannungsentlastung, 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 Sperrschicht 40 der Laminatfolie verklebt.
Die Klebeschichten 34, 38 bestehen aus einer dünnen Schicht aus Ethylen- und Vinylacetat-Mischpolymerisa­ ten. 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 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 Spannungsentlastungs­ schicht darstellen, die verhindert, daß sich Schaumrisse durch die Wandung 24 der Auskleidung hindurch fort­ pflanzen. 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 dick sein, die Sperr­ schicht 40 bspw. 0,05 mm bis 0,15 mm.
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 erwünscht ist. Insbesondere hat sich herausgestellt, daß sich infolge der Am-Ort-Ausbildung der Urethanisolierung eine Urethanhaut bildet, die an der ihr zugewandten Oberflä­ che der Schicht 28 haftet. Aus bestimmten Gründen entstehen von Zeit zu Zeit Risse in dieser Haut, infolge deren Energie augenblicklich auf die Schicht 28 über­ geht. Durch ihre Dehnbarkeit 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 liefern als die innere Klebeschicht 34. Er­ findungsgemäß sind diese zwei Schichten in der relati­ ven Zusammensetzung so gewählt, daß die zweite Schicht die festere Haftbindung liefert. 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 Klebe­ schicht 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 Ferti­ gung die ausgeformte Auskleidung nicht verarbeitet werden, läßt die Schicht 28 sich abziehen und das Mate­ rial der Auskleidung sich erneut verwenden.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten Herstellungsverfahren wird das Auskleidungsmaterial 24 in Bahnform mit ei­ nem Extruder 42 hergestellt. Die Laminatfolie 28 wird über geeignete Rollen zugeführt und ihre Innenschicht 34 unter Druck, der bspw. mit Druckrollen 44 aufge­ bracht werden kann, mit der zugewandten Außenfläche 32 des Kunststoffmaterials für die Auskleidung 24 ver­ klebt.
Der Verbund Auskleidung/Haftschicht wird dann mit einer geeigneten Schere 46 in Abschnitte der gewünsch­ ten 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 ausgeschäumt, um die Isolierung 26 und schließlich den in Fig. 3 gezeigten Wandaufbau auszubilden.
Die Erfindung umfaßt also allgemein einen verbesser­ ten Wandaufbau für Kühlschränke, bei dem vor dem unter Wärmeanwendung erfolgenden Ausbilden der Auskleidung auf deren Werkstoff eine Haftschicht auf­ gebracht wird, wobei die Haftbindung zwischen Aus­ kleidung und Haftschicht in der Haftfestigkeit begrenzt und diese so gewählt ist, daß Spannungsrisse im Betrieb des Kühlschranks verhindert werden. Es hat sich erwie­ sen, daß eine Haftfestigkeit im Bereich von ca. 33,5 g bis 78,4 g pro cm Breite die erwünschte Verhinderung von Spannungsrissen effektiv erbringt und, wie oben erwähnt, erwünschtenfalls er­ laubt, 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-In­ nenfläche der äußeren Schrankwandung verklebt ist. In­ folge der festen Bindung der Laminatschicht an der Iso­ lierung erhält man eine verbesserte Eigenfestigkeit des Schranks, so daß man vorlackierte Wandteile verwen­ den und den Außenschrank mit verhältnismäßig gerin­ ger Eigensteife herstellen kann.

Claims (13)

1. Verfahren zum Herstellen einer Auskleidung (23) für einen Kühlschrank (10) mit eingeschäumter Isolierung (26),
wobei ein Bahnmaterial (24) für die Auskleidung (23) mit einer Innen- und einer Außenfläche (32) vorgesehen ist und
auf die Außenfläche (32) eine Laminatschicht (28) aufgebracht wird,
die auf der Außenfläche des Bahnmaterials (24) haftet, aus mehreren unterschiedlichen Schichten besteht und unterschiedliche Haftbindungen zu den angrenzenden Schichten aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Laminatschicht (28) (in dieser Reihenfolge) eine auf die Außenfläche (32) des Bahnmaterials (24) haftend aufbringbare innere Klebeschicht (34),
eine Schicht (36) aus hochdehnbarem Material,
eine weitere Klebeschicht (38) sowie
eine äußere Sperrschicht (40) aufweist, die ein Eindringen der Treibmittel des Isolierschaums (26) verhindert und an der die eingeschäumte Isolierung (26) haftet,
und daß aus dem Auskleidungs-Bahnmaterial (24) mit der auf ihm befindlichen Laminatschicht (28) eine Auskleidung (23) hergestellt wird,
bei der die Sperrschicht (40) außen liegt und
zwischen dieser und der nachfolgend eingeschäumten Isolierung (26) eine festere Haftbindung als zwischen der Außenfläche (32) der Auskleidung (23) und der inneren Klebeschicht (34) entsteht,
um sowohl Spannungsrisse in der Auskleidung (23) als auch ein Eindiffundieren der Treibmittel der Isolierung (26) aus dieser in das Bahnmaterial (24) zu verhindern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeschichten aus Mischpolymerisaten von Ethylen und Vinylacetat hergestellt sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeschichten mit unterschiedlicher Zusammensetzung hergestellt werden, um zwischen der Schicht aus hochdehnbarem Material und der äußeren Sperrschicht eine festere Haftbindung als zwischen dem Bahnmaterial und der Schicht aus hochdehnbarem Material herzustellen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (36) aus hochdehnbarem Material aus linearem Polyethylen niedriger Dichte besteht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bahnmaterial (24) für die Auskleidung (23) aus Kunstharz hergestellt und das Bahnmaterial (24) und die Laminatschicht (28) gemeinsam extrudiert werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auskleidungs-Bahnmaterial (24) bei einer vorgewählten erhöhten Temperatur extrudiert und die Laminatschicht (28) auf das Bahnmaterial (24) auflaminiert wird, während das Bahnmaterial (24) auf einer erhöhten Temperatur gehalten wird.
7. Isolierte Wandkonstruktion für Kühlschränke mit einer Außenwand (22) mit einer Innenfläche (20), einer Kunststoff-Auskleidung (23) mit einer Außenfläche (32) und einer laminierten Schicht (28), die auf die Außenfläche (22) eines Bahnmaterials (24) der Auskleidung (23) aufgeklebt ist, welche Laminatschicht (24) aus mehreren unterschiedlichen Schichten besteht und unterschiedliche Haftbedingungen zu den angrenzenden Schichten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Auskleidung (23) (in dieser Reihenfolge) eine auf der Außenfläche (32) des Bahnmaterials (24) haftende innere Klebeschicht (34), eine Schicht (36) aus hochdehnbarem Material, eine weitere Klebeschicht (38) und eine äußere Sperrschicht (40) aufweist,
und daß eine eingeschäumte Isolierung (26) fest mit der Innenfläche der Außenwand (22) und der Sperrschicht (40) der laminierten Schicht (28) verklebt ist, wobei die Sperrschicht (40) sowohl Spannungsrisse in der Auskleidung (23) als auch ein Eindiffundieren der Treibmittel des Isolierschaums (26) aus diesem in das Auskleidungs-Bahnmaterial (24) verhindert.
8. Wandkonstruktion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Klebeschicht (38) die Schicht (36) aus hochdehnbarem Material mit der Sperrschicht (4) verklebt.
9. Wandkonstruktion nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeschichten Mischpolymerisate aus Ethylen und Vinylazetat aufweisen.
10. Wandkonstruktion nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeschichten eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen, so daß zwischen der Schicht (36) aus hochdehnbarem Material und der äußeren Sperrschicht (40) eine festere Haftbindung als zwischen dem Bahnmaterial (24), der Auskleidung (23) und der Schicht (36) aus hochdehnbarem Material entsteht.
11. Wandkonstruktion nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (36) aus hochdehnbarem Material aus linearem Polyethylen besteht.
12. Wandkonstruktion nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bahnmaterial (24) der Auskleidung (23) aus Kunstharz besteht.
13. Wandkonstruktion nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand (22) aus Metall besteht.
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