DE69817278T2 - Spritzgiessgefertigte kühlschrankinnenverkleidung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine spritzgießgefertigte Kühlschrankinnenverkleidung mit einem an der Rückseite mechanisch haftenden polymeren Isolierschaum. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Kühlschrankinnenverkleidung mit passend geformten und verteilten hervortretenden Teilen, die durch Spritzgießen eines thermoplastischen Polymers, insbesondere eines Propylenpolymers, erreicht werden, um die nachfolgende Kupplung des Isolierschaums mit der Rückseite der Innenverkleidung zu ermöglichen, ohne irgend eine besondere Vorbehandlung der Rückseite einzusetzen.
• Die derzeitige Technik zur Herstellung einer Kühlschrankinnenverkleidung beruht im Wesentlichen darauf, eine thermoplastische Fläche, hauptsächlich aus Polystyrol, durch das Thermoverformen herzustellen. Ein solche Technik stellt jedoch einige Nachteile dar, z. B. niedrige Produktivität beim Blattextrusionsgang, Schwierigkeiten bei der Maßsteuerung der Blätter, Schwierigkeiten oder sogar die Unmöglichkeit, die Schaffung komplexer Baumerkmale wie Leitungen zur Strömung der Luft in der „frostlose" Kühlanlage in das Hauptherstellungsverfahren zu integrieren.
• Überdies kann die Technik der Thermoverformung kaum mit einem Propylenpolymer eingesetzt werden, das eigentlich schon aufgrund der physikalisch-mechanischen Eigenschaften des Polymers vorzuziehen wäre, wegen einiger zusätzlichen Schwierigkeiten, wie niedrige Schmelzstärke, übermäßiges Durchhängen des Polymers, kleiner Betriebs-Temperaturumfang. Außerdem würde eine Polypropylenkühlschrankinnenverkleidung, die mit der Technik der Thermoverformung hergestellt wurde, eine besondere Behandlung benötigen, um ihre Oberfläche zu modifizieren und das nötige Haften an einem Polyurethanschaum zu ermöglichen.
• Wir haben gefunden, dass alle diese Nachteile überwunden werden können, indem wir von der Technik der Thermoverformung zur Spritzgießtechnik wechseln und dabei einige Neuerungsmerkmale in die Form der Innenverkleidung einführen, da solche Merkmale durch die Spritzgießtechnik und durch den Einsatz zweckmäßig geformter Gießformen leicht erreichbar sind, wodurch ein mechanisches Haften zwischen der Innenverkleidung selbst und dem Isolierschaum ermöglicht wird. Die Erfindung kann auf jedes thermoplastische Polymer angewendet werden, ist jedoch besonders geeignet für Polyolefine und ferner insbesondere für Polypropylenpolymere.
• Spritzgießgefertigte Innenverkleidungen werden eigentlich in GB 2171189 offenbart, jedoch wird darin kein Hinweis gegeben hinsichtlich der Möglichkeit, das Haften zwischen der Innenverkleidung und dem Isolierschaum durch eine spezifische mechanische Einrichtung zu verstärken.
• Eine Art mechanisches Haften zwischen einem Isolierschaum und einer Kunststoffschicht wird in JP 58 081134 beschrieben. Die in Aussicht genommene Art des Haftens kann jedoch nicht bei einer spritzgießgefertigten Kühlschrankinnenverkleidung zweckdienlich eingesetzt werden.
• Die Innenverkleidung nach der Erfindung weist hervorstehende Einrichtungen, wie im Anspruch 1 offenbart, auf der Rückenfläche der Innenverkleidung auf, d. h. an der Fläche, die innerhalb des Kühlschrankkörpers bleibt, um eine geeignete Schälstärke (bzw. Haftstärke gegen Abziehen) des Haftens, vorzugsweise größer als 100 KPa, an dem Isolierschaum zu erreichen. Der Schaum wird in situ hergestellt, indem das zu schäumende Polymer in einem geschmolzenen oder erweichten Zustand dem Expansionsgas beigemischt zugeführt wird, wodurch das Schäumen des Polymers direkt an der Rückenfläche der Innenverkleidung verursacht wird. Das Expansionsgas ist beispielsweise Stickstoff, Kohlendioxid, leichtflüchtige Kohlenwasserstoffe wie Butan, Isobutan oder Pentan. Typische Beispiele schäumbarer Polymere umfassen Polyurethan, Polypropylen, Polyäthelen, Polystyrol, Polyvinylchlorid. Im Falle Polyurethan können die Schäume auch hergestellt werden durch das kontrollierte Einschließen eines Expansionsgases während der Polymerisation der Urethanbindungen zwischen polyfunktionellen Alkoholen und Polyisocyanaten. In diesem Fall werden die Schäume aus flüssigen Reaktionsmitteln hergestellt, die in vorsichtig kontrollierte Ansätze gemischt werden und in Verbindung mit der Rückenfläche der Innenverkleidung von Mischköpfen abfliessen. Geometrische Eigenschaften der Kühlschrankinnenverkleidung gemäß der vorliegenden Erfindung werden im Einzelnen aus der nachfolgenden nicht-beschränkenden Offenbarung offensichtlich werden, die lediglich zwecks der Erläuterung versehen ist, indem Bezug genommen wird auf die beiliegende Zeichnung, wobei die Ausführungsformen der 1, 2, 3 und 4 nicht in den Schutzbereich des Anspruchs 1 fallen.
• 1 zeigt eine Kühlschrankinnenverkleidung mit einer Reihe vertikal hochgeprägter Streifen 1 an der Rückenfläche. 2 zeigt eine Ansicht eines waagerechten Querschnitts durch die Streifen und stellt im Einzelnen den „Neigungswinkel" A von der Gießform dar. „Neigungswinkel" heißt der spitze Winkel zwischen dem hervorstehenden Mittel/Durchschnitt und der Normalen hinsichtlich der Rückenfläche der Innenverkleidung, wobei dieser Winkel die Möglichkeit bestimmt, die Innenverkleidung aus der Gießform herauszuholen, die zu ihrer Herstellung benutzt wurde. Das Vorliegen dieses Merkmals verbessert wesentlich die Haftfestigkeit des Isolierschaums an die thermoplastische Rückenfläche.
• Eine Kühlschrankinnenverkleidung hat ein punktförmiges Einrichtung zum Haften, wie in 3 dargestellt. Die Anordnung der Einrichtung ist wichtig zum Bestimmen der Haftfestigkeit. Auf experimentellem Wege ist festgestellt worden, dass eine homogene, versetzt angeordnete Anordnung der punktförmigen Einrichtung, wie in der Stirnansicht der 4 und in der Querschnittansicht der 5 im Einzelnen dargestellt, durchaus wirkt. Form, Größe und Menge der Hafteinrichtung sind auch sehr wichtig. Eine der besten Lösungen wird durch die in 6 im Querschnitt gezeigten pilzförmigen Köpfe 3 dargestellt, die entweder voll sind oder einen nach oben offenen kegelförmigen Hohlraum haben, um die Trennung der Innenverkleidung von der Gießform zu erleichtern. Die effektivsten Größen der die pilzförmigen Köpfe kennzeichnenden Parameter sind: Durchmesser 5–7 mm, Höhe 1–2,2 mm, Winkel A der Neigung von der Gießform 5–15° und Abstand der Köpfe von einander in orthogonaler Linien von 100 bis 300 mm. Einige andere Arten von Hafteinrichtung sind vorstellbar und können wirksam eingesetzt werden und sind zu betrachten als in den Schutzbereich der Erfindung fallend.
• Wie oben erwähnt, kann irgend ein thermoplastisches Polymer in die Gestaltung der Kühlschrankinnenverkleidung nach der Erfindung eingesetzt werden, z. B. Ethylenpolymere und Copolymere, Propylenpolymere und Copolymere, Styrolpolymere und Copolymere einschließlich ABS, Polyvinylchlorid. Bevorzugte thermoplastische Polymere sind jedoch Propylenpolymere und Copolymere und insbesondere Propylenpolymere mit einem Schmelzindex L (ASTM D 1238) höher als 10 g/10 Minuten und einem Biegemodul bei 23° (ASTM D 790) höher als 200 MPa und Copolymere aus Propylen mit Ethylen und/oder C₄-C₈-Olefine mit einem Schmelzindex L höher als 10 g/10 Minuten und einem Biegemodul höher als 170 MPa. Hinsichtlich des Isolierschaums, der mit der Innenverkleidung nach der Erfindung eingesetzt wird, kann jeder Polymerschaum benutzt werden. Bevorzugte Isolierschäume sind jedoch die Polyurethanschäume.
• Die Kühlschrankinnenverkleidung der Erfindung kann vorteilhafterweise zusätzliche Merkmale einschließen, die leicht erreichbar sind durch die Spritzgießverfahren, wie z. B. das Vorliegen von Leitungen in den Wänden oder in den Rändern, entweder als Bauelement oder noch häufiger zur Durchströmung der kalten Luft in der „frostlosen" Kühlanlage.
• Test
• 1) Unter Verwendung einer Kühlschrankinnenverkleidung aus Polypropylen der Art, wie sie in 1 dargestellt wird, mit der Möglichkeit des mechanischen Haftens des Isolierschaums mit der thermoplastischen Polymerfläche auf Grund hochgeprägter Streifen 1, wird der Widerstand gegen die Trennung eines Polyurethanschaums von der Oberfläche der Innenverkleidung experimentell gemessen. Wenn die hochgeprägten Streifen eine Prägungshöhe von 0.5–2 mm, einen Neigungswinkel (A) von 5–15° und einen Streifenabstand von 20–50 mm aufweisen, wird eine Schälstärke im Bereich 80–90 KPa erreicht. Zwecks eines Vergleichs: die Schälstärkegrößen des Polyurethanschaums von einer glatten Metallfläche bzw. von einer glatten Polypropylenfläche liegen jeweils im Bereich 170–220 KPa bzw. im Bereich 80–90 KPa. Besagte Größen für die glatte Polypropylenfläche genügen nicht für praktische Anwendungen.
• 2. Unter Verwendung einer Kühlschrankinnenverkleidung aus Polypropylen der Art, wie sie in 3 dargestellt wird, mit einem mechanischen Haften des Isolierschaums an die thermoplastische Polymerfläche aufgrund hochgeprägter pilzförmiger Köpfe 3 in versetzt angeordneter rhomboidförmiger Anordnung, wird der Widerstand gegen die Trennung eines Polyurethanschaums von der Oberfläche der Innenverkleidung experimentell gemessen. Wenn die hochgeprägten pilzförmigen Köpfe einen Durchmesser von 5–7 mm, eine Höhe von 1–2.2 mm, einen Neigungswinkel von 5–15° und einen Abstand der Köpfe in orthogonalen Linien von 100 bis 300 mm aufweisen, wird eine Schältstärke im Bereich 140–160 KPa erreicht.

Claims (5)

1. Kühlschrankauskleidung aus einem thermoplastischen Polyolefin mit einem an der Rückseite haftenden polymeren Isolierschaum, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseite der Kühlschrankauskleidung mit einem punktförmigen Mittel zum mechanischen Haften an dem Isolierschaum versehen ist, wobei dieses Mittel aus pilzförmigen Köpfen besteht, die auf der Rückseite der Auskleidung in einer versetzt rhomboiden Anordnung gleichmäßig verteilt sind, und die mechanische Haftung des Isolierschaums eine Schälstärke von mindestens 100 KPa aufweist.
2. Kühlschrankauskleidung nach Anspruch 1, wobei das Polyolefin im wesentlichen aus Polypropylen besteht.
3. Kühlschrankauskleidung nach Anspruch 1, wobei das punktförmige Mittel aus pilzförmigen Köpfen (3) besteht, die einen Durchmesser von 5 bis 7 mm, eine Höhe von 1 bis 2,2 mm und einen Neigungswinkel (A) von 5 bis 15° aufweisen.
4. Kühlschrankauskleidung nach Anspruch 3, wobei der Abstand der pilzförmigen Köpfe in rechtwinkligen Linien zwischen 100 und 300 mm beträgt.
5. Kühlschrankauskleidung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die pilzförmigen Köpfe einen nach oben offenen kegelförmigen Hohlraum aufweisen.