DE69528294T3

DE69528294T3 - Dichtungen insbesondere für kühlschränke aus alpha-olefin polymeren

Info

Publication number: DE69528294T3
Application number: DE69528294T
Authority: DE
Inventors: Paolo Cittadini; Giancarlo Buzzoni
Original assignee: Industrie Ilpea SpA
Current assignee: Industrie Ilpea SpA
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1995-12-16
Publication date: 2010-12-16
Anticipated expiration: 2015-12-17
Also published as: ES2181808T5; BR9510368A; ATE224427T1; EP0861293B2; DK0861293T4; HU219500B; AU4388496A; EP0861293B1; SI9520135A; ITMI942570A0; BG63920B1; FI972682A0; PL188361B1; ITMI942570A1; BG101588A; DE69528294T2; EP0861293A1; HUT77452A; PT861293E; WO1996019534A1

Description

Es sind magnetische Dichtungen für Kühlschränke und nicht magnetische Dichtungen für Gefriertruhen/-schränke bekannt, die aus Extrusionsmaterial gebildet sind, das in Stücke mit auf 45° geschnittenen Enden abgelängt ist, welche verbunden werden, um eine Rahmenanordnung zu bilden, indem diese an deren Ecken zusammen geschweißt werden.
Als ein Beispiel für den Stand der Technik können die folgenden Patente zitiert werden: US-Patente 2,958,912 , 3,119,158 , 3,132,386 , 4,700,509 , das britische Patent 894,249 und das italienische Patent 1,223,221 .
Diese sind im Allgemeinen Dichtungen, die eine Basis für deren Befestigung an der Kühlschranktür, eine ausdehnbare Balgkammer und einen Sitz für einen Stab aus magnetisiertem Material, oder einen ballonförmigen Aufbau zur Abdichtung durch Kompression umfassen.
Es wurde gezeigt, dass PVC ein Material ist, das die hauptsächlichen Anforderungen für die zufrieden stellende Herstellung solcher Dichtungen erfüllt. Eine solche Forderung ist die Schweißbarkeit, d. h. die Fähigkeit dem Schweißverfahren zu widerstehen, wenn dieses bei den geringen Dicken, wie sie für diese Art von Dichtungen typisch sind, durchgeführt wird.
Eine weitere Forderung ist ein guter Kompromiss zwischen der Steifigkeit des extrudierten Profils und seiner Fähigkeit, sich elastisch rückzustellen, um so die elastische Bewegung sicherzustellen, die für die Abdichtwirkung der Dichtung erforderlich ist.
Eine letzte Forderung ist seine Fähigkeit, in solche geringen Dicken extrudiert werden zu können.
Wie angeführt hat sich PVC als ein ideales Material zur Erfüllung dieser grundlegenden Forderungen in der Herstellung von Dichtungen erwiesen. Jedoch wurde in letzter Zeit PVC vom ökologischen Standpunkt aus besonders in Hinblick auf seine Entsorgung, zum Beispiel durch Verbrennung, und die Abfallwiederverwertung in Frage gezogen.
Es existiert daher auf diesem Sektor eine wachsende Forderung nach einem Material, das letztendlich als eine Alternative zu PVC in der Herstellung von Dichtungen verwendet werden kann.
Für die Herstellung von Dichtungen muss die PVC-Formulierung Zusatzstoffe, hauptsächlich Weichmacher, enthalten, die kein Wandern zeigen, besonders zu dem schlagfesten Polystyrol der Türverkleidung des Kühlschrankes, oder die nicht zu Fleckenbildung auf dem Oberflächenfinish des Kühlschrankgehäuses führen.
Aus diesem Grund muss PVC für Dichtungen mit besonderen Weichmachern formuliert werden, die minimales Wandern zeigen (wie nach der DIN 53405 gefordert). Darüber hinaus dürfen solche Weichmacher nicht flüchtig sein und müssen einen dauerhaften Weichmachereffekt schaffen.
Es ist daher ersichtlich, dass die Forderungen, die bei der Suche eines Ersatzmaterials erfüllt werden müssen, mit verschiedenen Parametern und Faktoren zusammenhängen, die für den technischen Erfolg einer Dichtung entscheidend sind. Zum Beispiel wäre vulkanisierter Kautschuk, der vor dem Aufkommen von PVC in Verwendung stand, nicht geeignet, da herkömmlicher vulkanisierter Kautschuk nicht ohne beträchtliche Schwierigkeiten auf die für moderne Dichtungen erforderlichen geringen Dicken extrudiert werden kann, und es auch Probleme beim Verschweißen der Ecken gibt, wenn die Dichtungsteile in eine Rahmenform zusammengesetzt werden, um am Kühlschrank befestigt zu werden.
Die US-A-4672091 offenbart Zusammensetzungen, die α-Olefin-Copolymere und andere Bestandteile wie Füllstoffe und Weichmacheröle umfassen.
Die EP-A-0358179 offenbart Mischungen, die für verschiedene Anwendungen, einschließlich Kühlschrankdichtungen, nützlich sind, die auf Basis von Überpolymeren aus Vinylchloridmonomeren auf Ethylencopolymeren basieren.
Das grundlegende Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Ersatzmaterial für PVC zu schaffen, das all die notwendigen Forderungen zur Herstellung einer Dichtung des vorher erwähnten Typs erfüllt.
Dieses Ziel wird zusammen mit beträchtlichen zusätzlichen Vorteilen außerordentlich effektiv durch ein Material nach Anspruch 1 erreicht.
Der thermoplastische Polyolefin-Kautschuk ist vorzugsweise ein Ethylen-Propylen-Copolymer.
Gemäß der Erfindung umfasst das Gemisch der Bestandteile des polymeren Materials andere geeignete Bestandteile wie etwa Füllstoffe, Öl und andere übliche Bestandteile, die zur Formulierung des Gemisches geeignet sind.
Zum Beispiel kann das für die Zwecke der Erfindung geeignete Gemisch durch miteinander Vermischen der α-Olefin-Copolymere in Verbundform/Mischform zubereitet werden, d. h. es enthält die verschiedenen für seine Formulierung erforderlichen Zusatzstoffe.
Die Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden durch die folgenden, nicht einschränkenden praktischen Beispiele deutlicher werden.
BEISPIEL 1
Ein Gemisch gemäß der Erfindung wird auf die folgende Art zubereitet.
Mischgranulat des handelsüblichen Produktes Adflex^® 7036 XCT (Himont), das ein Ethylen-Propylen-Copolymer als α-Olefin-Copolymer umfasst, und Granulat des handelsüblichen Produktes Multibase^® G70A012165W0173, das aus einer Mischung/einem Verbund besteht, welche(r) ein Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-(SEBS-)Blockcopolymer als α-Olefin-Copolymer umfasst, werden miteinander unter kalten Bedingungen in einem langsamen Mischer vermischt.
Die zwei Copolymere werden miteinander im Verhältnis von 55 Teilen Adflex^® zu 45 Teilen Multibase^® vermischt.
BEISPIEL 2
Dem Verfahren von Beispiel 1 wird gefolgt, doch diesmal unter Verwendung eines Verhältnisses von Ethylen-Propylen-Copolymer (Adflex^®) zu SEBS-Blockpolymer (Multibase^®) von 40:60.
BEISPIEL 3
Das Gemisch, das in Beispiel 1 durch Vermischen von Granulaten unter kalten Bedingungen hergestellt wurde, wird in den Trichter eines Einschnecken-Extruders mit einer Homogenisierschnecke eingespeist.
Die Extrusionstemperatur wird zwischen 160 und 180°C gehalten, wobei ein extrudiertes Profil mit einem Querschnitt basierend auf der Konstruktion des Benützers der Dichtung erreicht wird.
Das Dichtungsprofil wird in Stücke der gewünschten Länge geschnitten, wobei deren Enden auf 45° geschnitten werden, und die Stücke werden an den Ecken durch eine geeignete Schweißvorrichtung zusammengeschweißt, um eine Rahmenanordnung zu bilden, die fertig für die Befestigung an dem Kühlschrank in Übereinstimmung mit der Konstruktion des Herstellers ist.
BEISPIEL 4
Das Gemisch von Beispiel 2, das durch gründliches Mischen der Granulate der Bestandteile bei kalten Bedingungen erhalten wurde, wird in einem Zweischnecken-Extruder bei einer Extrusionstemperatur von zwischen 160 und 180°C erneut granuliert. Das neu erhaltene Granulat wird in einen Einzelschnecken-Extruder eingespeist, um das extrudierte Dichtungsprofil zu bilden.

Die mechanischen Eigenschaften des extrudierten Dichtungsprofils, das in den Beispielen 3 und 4 jeweils aus den in den Beispielen 1 und 2 erhaltenen Gemischen erhalten wurde, sind in der folgenden Tabelle zusam mengefasst, in welcher diese Eigenschaften mit analogen PVC Dichtungen des bekannten Standes der Technik verglichen werden. TABELLE

EIGENSCHAFT	MASSEINHEIT	BSP. 1	BSP. 2	PVC-DICHTUNG
Dichte	g/cm³	1,04	1,1	1,35/1,45
Härte ASTM D2240	Shore A	73	69	72/76
maximale Zugspannung ASTM D638	Mpa	10	8	8/12
Bruchdehnung ASTM D638	%	720	650	250/350
Dynamischer Elastizitätsmodul unter Zugbeanspruchung bei T = 23/20/5°C	23°C Mpa 20°C 5°C	36 45 60	24 30 40	10 20 80
Versprödungstemperatur TF(3160) ASTM D1043	°C	< –60	< –60-	27
Wandern (14 Tage an einer Polystyrol-Platte) DIN 53405	mg	< 1	< 1	< 10

Wie aus den vorhergehenden Daten ersichtlich, können die Dichtungen der Erfindung (Beispiele 1 und 2) im Vergleich zu den analogen PVC-Dichtungen des bekannten Standes der Technik (siehe dritte Spalte) mit leichterem Gewicht hergestellt werden, während sie eine ähnliche Härte und maximale Zugspannung beibehalten.
Die Bruchdehnung der Dichtungen gemäß der Erfindung ist bedeutend besser als die jene nach dem bekannten Stand der Technik aus PVC.
Die Versprödungseigenschaften sind ebenfalls bedeutend verbessert, insofern als, wie aus der Tabelle ersehen werden kann, eine PVC-Dichtung bei –27°C spröde wird, während jene der Erfindung nicht spröde werden, bis sie –60°C erreichen.
Die Wandereigenschaften (14 Tages-Test an einer Polystyrol-Platte gemäß der DIN-Norm, wie in der Tabelle gezeigt) sind für das Material der Erfindung im Vergleich zu PVC beträchtlich besser.
In dieser Hinsicht beträgt für das Letztere das Wandern der Weichmacher, die für seine Formulierung erforderlich sind, weniger als 10, während für die Beispiele der Erfindung das Wandern von anderen Zusatzstoffen (zum Beispiel Öl als Füllstoff) weniger als 1 beträgt.
Der dynamische Elastizitätsmodul unter Zugbeanspruchung verdient eine spezielle Erklärung.
Dieser Parameter wurde für die drei in der Tabelle dargestellten Dichtungen bei den drei unterschiedlichen Temperaturen von 23, 20 und 5°C gemessen. Die ersten zwei Temperaturen stellen nahezu Umgebungstemperaturbedingungen dar, während die Temperatur von 5°C eine Temperatur darstellt, die im Wesentlichen den Betriebsbedingungen innerhalb des Kühlschrankes gleichkommt.
Es ist daher interessant, anzumerken, wie sich der dynamische Elastizitätsmodul beim Übergang von Umgebungstemperatur zu der Betriebstemperatur ändert, oder mit anderen Worten, wie die Elastizität der Dichtung sich von außerhalb (Umgebungstemperatur) zu der Innenseite des Kühlschrankes ändert.
Wie ersichtlich tritt im Fall der normalen PVC-Dichtung eine beträchtliche Versteifung während dieser Temperaturänderung auf, wobei der Modul von 10 MPa auf 80 MPa übergeht.
Im Fall der Dichtungen der Erfindung gibt es eine viel geringere Änderung des Moduls, welcher im Fall von Beispiel 1 von 36 auf 60 MPa, und im Fall von Beispiel 2 von 24 auf 40 MPa übergeht. Aus diesen Werten kann man schließen, dass das Ausmaß der Versteifung bei tiefen Temperaturen bei den Dichtungen der Erfindung im Vergleich zu den bekannten Dichtungen viel geringer ist.
Darüber hinaus beträgt die Moduländerung für die angegebene Temperaturdifferenz im Fall von PVC das Achtfache, während sie im Fall der Erfindung bedeutend kleiner, nicht einmal das Doppelte ist.
Dies führt zu viel besserer Gleichmäßigkeit des elastischen Verhaltens im Fall der Dichtung, die aus dem Material der Erfindung gebildet ist.
Ein bedeutender Vorteil, der sich von diesem Verhalten ableitet, ist die Möglichkeit, die Dicke einer Dichtung, die mit dem neuen Material gebildet ist, im Vergleich zu der Dicke einer Dichtung nach dem Stand der Technik, die PVC verwendet, zu reduzieren.
Dieser Vorteil führt in Kombination mit der geringeren Dichte des Materials der Erfindung tatsächlich zu einer Reduktion im Gewicht pro Meter für die Dichtung der Erfindung gegenüber den PVC-Dichtungen des Standes der Technik von etwa 20–45% oder mehr in Übereinstimmung mit dem betreffenden Querschnitt.
Der Vorteil ist daher beträchtlich, sowohl für den Dichtungshersteller, der bei der Herstellung von Dichtungen mit außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften weniger Material verwenden kann, als auch für den Benützer der Dichtung, d. h. den Kühlschrankhersteller, der eine Dichtung mit viel besseren mechanischen Eigenschaften zur Verfügung hat, insbesondere was deren Bruchdehnung, Versprödung, Wandern der Zusatzstoffe und insbesondere deren Elastizität betrifft.

Claims

Dichtung, die dazu geeignet ist, an Ecken verschweißt zu werden, um eine Rahmenanordnung zu bilden, für Kühlschränke und Gefrierschränke, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch Extrudieren einer Mischung geformt wird, die umfasst: ein erstes α-Olefin-Copolymer, das aus thermoplastischen Polyolefin-Kautschuken gewählt ist, und ein zweites α-Olefin-Copolymer, das aus thermoplastischen Blockkautschuken des Styren-Ethylen-Butylen-Styren-Typs (SEBS-Typ) gewählt ist.
Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Polyolefin-Kautschuk ein Ethylen-Propylen-Copolymer ist.
Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung andere Komponenten, wie beispielsweise Füllstoffe oder Öl, umfasst.
Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der α-Olefin-Copolymere in Verbundform/Mischform vorliegt.
Rahmenanordnung, die aus vier Stücken geformt ist, die an den Ecken einer Dichtung miteinander verschweißt sind, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.