EP2881180B1 - Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung zur Verminderung von Kondensation und Vereisung - Google Patents

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EP2881180B1
EP2881180B1 EP14196086.4A EP14196086A EP2881180B1 EP 2881180 B1 EP2881180 B1 EP 2881180B1 EP 14196086 A EP14196086 A EP 14196086A EP 2881180 B1 EP2881180 B1 EP 2881180B1
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exposure
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Clemens Brummer
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Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
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Liebherr Hausgeraete Ochsenhausen GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a coating of one or more surfaces of a refrigerator and / or freezer.
  • Cooling or freezing devices known from the prior art comprise a body with a cooled interior and a door, a lid or the like, with which the cooled interior can be closed.
  • the cooled interior is limited by the inner container and the inner wall of the closure element.
  • the refrigerated space are usually built-in elements, such as drawers or shelves or the like, which serve to receive or storage of refrigerated or frozen goods.
  • the DE 94 14 828 U1 discloses a refrigerator, in the refrigerated compartment, a container-like insert is inserted from a plastic film. To remove the ice, the insert can be easily removed as a result of the easily removable storage after removal of the goods and shaken out the ice.
  • the present invention is therefore based on the object to develop a method of the type mentioned in that the formation of ice and / or condensation on the surface of the device or a device component is prevented.
  • a coating of the surface is produced, which has the advantage that the formation of ice and preferably also the condensation of water at the surface is prevented.
  • the surface may be, for example, a polystyrene surface. It is preferably a plasma-activated surface and particularly preferably a plasma-activated polystyrene surface.
  • the exposure results in crosslinking of the polymer, and preferably also in its attachment to the surface or substrate surface, causing the desired cure.
  • the exposure may be, for example, UV exposure.
  • the polymer used is preferably a hydrophilic polymer.
  • the polymer used is preferably polyvinylpyrrolidone (hereinafter PVP).
  • H 2 O 2 is used as peroxide in a preferred embodiment of the invention.
  • no initiator such as a free radical initiator or a photoinitiator is used in the process.
  • the condensation of the water under icing conditions on the surface is prevented.
  • it can not come to an ice formation.
  • the solution is dried before exposure.
  • This drying preferably takes place at room temperature.
  • the exposure takes place under an inert gas atmosphere and / or in the absence of oxygen and / or under vacuum.
  • the oxygen exclusion may be generated, for example, by an inert gas atmosphere, e.g. by inert gases such as Ar, Kr, etc., or by other means, such as by covering the surface with a film that is transparent to the exposure.
  • the solution contains a solvent, preferably ethanol.
  • a solvent preferably ethanol.
  • Other organic or inorganic solvents are also suitable.
  • the use of water or of chloroform as solvent is conceivable.
  • a solution of the polymer, in particular of PVP by dissolving the polymer in a preferably hydrophilic solvent, for example in ethanol, and adding a peroxide such as H 2 O 2 to this solution.
  • a preferably hydrophilic solvent for example in ethanol
  • a peroxide such as H 2 O 2
  • the polymer such as PVP in a solvent which already contains the at least one peroxide such as H 2 O 2 .
  • the coating solution is applied to the respective substrate such as an icing-prone portion of the inner container, the surface of the evaporator, a sensor, or the like, then dried for some time, and finally by exposure to exposure such as ultraviolet irradiation cured at a wavelength in the range ⁇ 280 nm.
  • the solution is thus designed such that curing takes place by the action of the exposure.
  • the peroxide, in particular H 2 O 2 , which is added to the solution of the polymer, in particular PVP, in the solvent may be, for example, a 25-35% by weight or% by volume solution of the peroxide, preferably in water act.
  • the surface to be coated may be, for example, a polystyrene or polystyrene surface.
  • Polystyrene is merely an example that does not limit the invention. The use of other plastics or other surfaces is possible and encompassed by the invention.
  • the present invention furthermore relates to the use of a solution comprising at least one polymer, in particular polyvinylpyrrolidone, and at least one peroxide, in particular H 2 O 2 , as coating agent, which is used for application to one or more surfaces of a refrigerator and / or freezer.
  • a solution comprising at least one polymer, in particular polyvinylpyrrolidone, and at least one peroxide, in particular H 2 O 2 , as coating agent, which is used for application to one or more surfaces of a refrigerator and / or freezer.
  • This order serves to prevent the condensation of water and / or to prevent the formation of ice on the at least one surface.
  • the solution according to any one of claims 1 to 9 is treated or assembled.
  • the solution is first dried and then cured by exposure or irradiation.
  • the solution is used in a process according to any one of claims 1 to 9.
  • the present invention further relates to a refrigerator and / or freezer with at least one cooled interior, in which there is at least one surface, wherein the surface is at least partially provided with a coating, which is prepared according to one of claims 1 to 9.
  • the surface mentioned can be, for example, the surface of the inner container and / or the inner wall of the door or of another closure element and / or the surface of an element located in the cooled interior, in particular a storage shelf and / or a drawer.
  • Other elements of a refrigerator and / or freezer are included, such as sensors, lighting means and devices, electrical or electronic components, etc.
  • the surface, which is provided with the coating according to the invention from Polystyrene or polystyrene.
  • the solution prepared in this way is applied to said inner container wall or e.g. applied to a freezer compartment front and allowed to dry at room temperature.
  • the surface to which the solution is applied may be plasma activated.
  • the coating obtained in this way is a mechanically or externally stable and non-wipeable and not readily removable coating of the inner container wall.
  • This coating has the advantage that even under icing conditions (T ⁇ 0 ° C) neither condensation of water from the air nor icing of the coated surface takes place. The removal of ice can thus be dispensed with.
  • the present invention relates to any component of a refrigerator and / or freezer.
  • one or more components of the refrigerant circuit may be provided with the said coating.
  • the evaporator is considered. If its surface is provided with said coating, it is possible to prevent evaporator icing and thus a reduction in its efficiency.
  • thermosensors or other sensors may be considered or other electronic and electrical components, such as lighting devices and / or their bulbs.
  • the present invention it is possible to prevent the formation of ice without it being necessary to use specially provided films.
  • the coating of the invention can remain permanently on the surfaces, resulting in a correspondingly durable protection against icing.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung einer oder mehrerer Oberflächen eines Kühl- und/oder Gefriergerätes.
  • Aus dem Stand der Technik bekannte Kühl- bzw. Gefriergeräte umfassen einen Korpus mit einem gekühlten Innenraum sowie eine Tür, einen Deckel oder dergleichen, womit der gekühlte Innenraum verschließbar ist.
  • Der gekühlte Innenraum wird durch den Innenbehälter sowie die Innenwand des Verschlusselementes begrenzt. Innerhalb des gekühlten Raumes befinden sich üblicherweise Einbauelemente, wie Schubladen oder Ablageböden oder dergleichen, die zur Aufnahme bzw. Ablage von Kühl- bzw. Gefriergut dienen.
  • Bei derartigen Geräten besteht mitunter das Problem, dass die kalten Oberflächen der Geräte zur Kondensation und zur anschließenden Vereisung neigen. Die Vereisung beispielweise der Innenbehälterwandungen ist mit dem Nachteil verbunden, dass der Wärmedurchgang von dem gekühlten Innenraum zum Verdampfer durch eine Eisschicht behindert wird, wodurch die Effizienz des Gerätes entsprechend abnimmt. Entsprechendes gilt für die Vereisung eines Verdampfers. Um einem erhöhten Energieverbrauch entgegenzuwirken, werden daher die Eisschichten von Zeit zu Zeit automatisch oder manuell entfernt.
  • Aus dem Stand der Technik gemäß der DE 196 53 574 A1 ist es bekannt, die Oberflächen eines Kühl- und/oder Gefriergerätes mit einer Folie oder mit einer Kunststoffbeschichtung zu überziehen, auf der eine Anhaftung des gebildeten Eises verhindert oder minimiert wird. Die Entfernung des gebildeten Eises wird auf diese Weise vereinfacht.
  • Die DE 94 14 828 U1 offenbart ein Kühlgerät, in dessen Kühlfach ein behälterähnlicher Einsatz aus einer Kunststofffolie eingebracht ist. Zum Entfernen des Eises kann der Einsatz infolge der leicht lösbaren Lagerung nach der Entnahme des Gutes leicht entnommen und das Eis ausgeschüttelt werden.
  • Die Verwendungen derartiger Folien ist vergleichsweise aufwändig. Insbesondere ist es auch bei der Verwendung von Folien erforderlich, das Eis in bestimmten Zeitabständen zu entfernen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die Eisbildung und/oder die Kondensatbildung auf der Oberfläche des Gerätes bzw. eines Gerätebauteils verhindert wird.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Danach ist vorgesehen, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
    1. a) Aufbringen einer wenigstens ein Polymer und wenigstens ein Peroxid enthaltenden Lösung auf die zu beschichtende Oberfläche des Kühl- und/oder Gefriergerätes und
    2. b) Aushärten der aufgetragenen Lösung durch Belichtung mit einer Wellenlänge < 280 nm.
  • Durch ein solches Verfahren wird eine Beschichtung der Oberfläche hergestellt, die den Vorteil mit sich bringt, dass die Eisbildung und vorzugsweise auch die Kondensation von Wasser an der Oberfläche verhindert wird.
  • Bei der Oberfläche kann es sich beispielsweise um eine Polystyrol-Oberfläche handeln. Vorzugsweise handelt es sich um eine plasmaaktivierte Oberfläche und besonders bevorzugt um eine plasmaaktivierte Polystyrol-Oberfläche.
  • Die Belichtung hat eine Vernetzung des Polymers und vorzugsweise auch dessen Anbindung an die Oberfläche bzw. Substratoberfläche zur Folge, was die gewünschte Aushärtung bewirkt.
  • Bei der Belichtung kann es sich beispielsweise um UV-Belichtung handeln.
  • Als Polymer kommt vorzugsweise ein hydrophiles Polymer zum Einsatz.
  • Vorzugsweise wird als Polymer Polyvinylpyrrolidon (im Folgenden PVP) verwendet.
  • Als Peroxid kommt in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung H2O2 zum Einsatz.
  • Es besteht daher keine Notwendigkeit zur Abtauung von Eis oder zur manuellen Entfernung von Eisschichten. Vielmehr wird die Eisbildung von vornherein verhindert.
  • Auch wird vorzugsweise auf das Einbringen einer Folie verzichtet, was eine Vereinfachung der Herstellung des Gerätes mit sich bringt. Erfindungsgemäss kommt bei dem Verfahren kein Inititiator, wie z.B. ein Radikalstarter oder ein Photoinitiator zum Einsatz.
  • Vorzugsweise wird die Kondensation des Wassers unter vereisenden Bedingungen auf der Oberfläche verhindert. Somit kann es auch nicht zu einer Eisbildung kommen.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lösung vor der Belichtung getrocknet wird.
  • Diese Trocknung findet vorzugsweise bei Raumtemperatur statt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Belichtung unter einer Inertgasatmosphäre und/oder unter Sauerstoffausschluss und/oder unter Vakuum stattfindet. Der Sauerstoffausschluss kann beispielsweise durch eine Inertgasatmosphäre erzeugt werden, z.B. durch Inertgase wie Ar, Kr etc., oder auch durch andere Maßnahmen, wie beispielsweise durch die Abdeckung der Oberfläche mit einer Folie, die für die Belichtung durchlässig ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lösung ein Lösungsmittel, vorzugsweise Ethanol enthält. Auch andere organische oder auch anorganische Lösungsmittel kommen in Betracht. Denkbar ist beispielsweise der Einsatz von Wasser oder von Chloroform als Lösungsmittel.
  • Denkbar ist es beispielsweise eine Lösung des Polymers, insbesondere von PVP dadurch herzustellen, dass das Polymer in einem vorzugsweise hydrophilen Lösungsmittel, wie beispielsweise in Ethanol gelöst wird und dieser Lösung ein Peroxid, wie beispielsweise H2O2 zugesetzt wird. Grundsätzlich kann es sich statt Ethanol auch um ein anderes Lösungsmittel handeln, in dem das hydrophile PVP oder ein sonstiges Polymer löslich ist.
  • Auch ist es denkbar, das Polymer, wie PVP in einem Lösungsmittel in Lösung zu bringen, das bereits das wenigstens eine Peroxid, wie beispielsweise H2O2 enthält. Die Beschichtungslösung wird auf das jeweilige Substrat, wie beispielsweise auf einen zur Vereisung neigenden Bereich des Innenbehälters, auf die Oberfläche des Verdampfers, eines Sensors oder dergleichen aufgebracht, dann einige Zeit getrocknet und schließlich durch die Einwirkung der Belichtung, wie z.B. durch UV-Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich < 280 nm ausgehärtet.
  • Die Lösung ist somit derart ausgeführt, dass eine Aushärtung durch die Einwirkung der Belichtung erfolgt.
  • Bei dem Peroxid, insbesondere H2O2, das der Lösung des Polymers, insbesondere von PVP in dem Lösungsmittel zugesetzt wird, kann es sich beispielsweise um eine 25 - 35 Gew.-% oder Vol.-% Lösung des Peroxids, vorzugsweise in Wasser handeln.
  • Bei der zu beschichtenden Oberfläche kann es sich beispielsweise um eine aus Polystyrol bestehende oder Polystyrol aufweisende Oberfläche handeln. Bei "Polystyrol" handelt es sich lediglich um ein die Erfindung nicht beschränkendes Beispiel. Auch die Verwendung anderer Kunststoffe bzw. anderer Oberflächen ist möglich und von der Erfindung mit umfasst.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren die Verwendung einer wenigstens ein Polymer, insbesondere Polyvinylpyrrolidon, und wenigstens ein Peroxid, insbesondere H2O2 enthaltenden Lösung als Beschichtungsmittel, das zum Auftragen auf eine oder mehrere Oberflächen eines Kühl- und/oder Gefriergerätes dient. Dieser Auftrag dient zur Verhinderung der Kondensation von Wasser und/oder zur Verhinderung der Eisbildung auf der wenigstens einen Oberfläche.
  • In bevorzugter Ausgestaltung ist die Lösung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 behandelt wird bzw. zusammengesetzt. Vorzugsweise ist somit vorgesehen, dass die Lösung zunächst getrocknet und dann durch Belichtung oder Bestrahlung aushärtet.
  • Vorzugsweise wird die Lösung in einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendet.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit wenigstens einem gekühlten Innenraum, in dem wenigstens eine Oberfläche vorliegt, wobei die Oberfläche wenigstens bereichsweise mit einer Beschichtung versehen ist, die gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt ist. Bei der genannten Oberfläche kann es sich beispielsweise um die Oberfläche des Innenbehälters und/oder der Innenwand der Tür oder eines sonstigen Verschlusselementes und/oder um die Oberfläche eines in dem gekühlten Innenraum befindlichen Elementes, insbesondere eines Ablagebodens und/oder einer Schublade handeln. Auch andere Elemente eines Kühl- und/oder Gefriergerätes sind umfaßt, wie beispielsweise Sensoren, Beleuchtungsmittel und -einrichtungen, elektrische oder elektronische Bauteile etc. In einer denkbaren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Oberfläche, die mit der erfindungsgemäßen Beschichtung versehen ist, aus Polystyrol besteht oder Polystyrol aufweist.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert:
    • Auf eine Oberfläche eines Kühl- bzw. Gefriergerätes, beispielsweise auf den gefrierraumseitige Seite des Innenbehälters des Gefrierfaches wird eine Lösung aufgetragen, die wie folgt hergestellt wird:
      • Das hydrophile Polymer PVP wird in Ethanol gelöst und dieser Lösung wird 30 Gew. %iges H2O2 zugesetzt. Die Lösung kann beispielsweise folgende Zusammensetzung haben:
        • PVP 360'000 g/mol 7,0 Gew.-%
        • Ethanol unvergällt 81,4 Gew.-%
        • H2O2 (30 Gew.-% ig) 11,6 Gew.-%
  • Die auf diese Weise hergestellte Lösung wird auf die genannte Innenbehälterwandung oder z.B. auf eine Gefrierfachfront aufgetragen und bei Raumtemperatur trocknen gelassen. Die Oberfläche, auf die die Lösung aufgetragen wird, kann plasmaaktiviert sein.
  • Nach der Trocknung erfolgt die Beaufschlagung der Beschichtung beispielsweise durch UV-Bestrahlung, was zur Folge hat, dass die Beschichtung aushärtet. Die auf diese Weise erhaltene Beschichtung ist eine mechanisch bzw. gegen äußere Einwirkungen stabile und nicht abwischbare und nicht ohne weiteres entfernbare Beschichtung der Innenbehälterwand.
  • Diese Beschichtung hat den Vorteil, dass selbst unter vereisenden Bedingungen (T < 0 °C) weder eine Kondensation von Wasser aus der Luft noch eine Vereisung der beschichteten Oberfläche stattfindet. Auf die Entfernung von Eis kann somit verzichtet werden.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf jedes beliebige Bauteil eines Kühl- und/oder Gefriergerätes.
  • So können mit der genannten Beschichtung auch eine oder mehrere Komponenten des Kältemittelkreislaufes versehen sein. In Betracht kommt beispielsweise der Verdampfer. Wird dessen Oberfläche mit der genannten Beschichtung versehen, kann eine Verdampfervereisung und damit eine Verringerung von dessen Effizienz verhindert werden.
  • Auch Bauteile, bei denen die Eisbildung zu einer Beschädigung oder gar zu einem Funktionsausfall führen kann, können mit der genannten Beschichtung versehen sein, um von vornherein eine Eisbildung zu verhindern. In Betracht kommen beispielsweise Temperatur- oder Luftfeuchtigkeitssensoren oder sonstige Sensoren oder andere elektronische und elektrische Bauteile, wie beispielsweise Beleuchtungseinrichtungen und/oder deren Leuchtmittel.
  • Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, die Eisbildung zu verhindern, ohne dass eigens dafür vorgesehene Folien verwendet werden müssen. Die erfindungsgemäße Beschichtung kann dauerhaft auf den Oberflächen verbleiben, wodurch sich entsprechend ein dauerhafter Schutz vor Vereisung ergibt.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung einer oder mehrerer Oberflächen eines Kühl- und/oder Gefriergerätes,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Aufbringen einer wenigstens ein Polymer und wenigstens ein Peroxid enthaltenden Lösung ohne Initiator auf die zu beschichtende Oberfläche des Kühl- und/oder Gefriergerätes und Aushärten der aufgetragenen Lösung durch Belichtung mit einer Wellenlänge < 280 nm.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Polymer um Polyvinylpyrrolidon und/oder dass es sich bei dem Peroxid um H2O2 handelt.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung vor der Belichtung oder Bestrahlung getrocknet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung bei Raumtemperatur erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtung oder Bestrahlung unter einer Inertgasatmosphäre und/oder unter Sauerstoffausschluss und/oder unter Vakuum stattfindet.
  6. erfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung ein Lösungsmittel, vorzugsweise Ethanol, Wasser oder Chlorform enthält.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung dadurch erhalten wird, dass das Polymer, insbesondere Polyvinylpyrrolidon, in einem Lösungsmittel, vorzugsweise in Ethanol, Wasser oder Chloroform gelöst wird und dass dieser Lösung das Peroxid, insbesondere H2O2 zugesetzt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das es sich bei dem zugesetzten Peroxid um eine 25 - 35 % Lösung des Peroxids, vorzugsweise in Wasser handelt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der zu beschichtenden Oberfläche um eine aus Polystyrol bestehende oder Polystyrol aufweisende Oberfläche handelt.
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