PL198560B1 - Oszklenie izolacyjne zwłaszcza do drzwi chłodziarki lub lady chłodniczej i zastosowanie oszklenia izolacyjnego w drzwiach chłodziarki lub lady chłodniczej - Google Patents

Abstract

1. Oszklenie izolacyjne, zw laszcza do drzwi ch lodziarki lub lady ch lodniczej, maj ace co najmniej jedn a stref e widzialno sci, znamienne tym, ze strefa widzialno sci jest zwi azana z porowat a warstewk a adsorpcyjn a o grubo sci mniejszej ni z 100 µm, zawieraj ac a polimer hydrofilowy i materia l mezoporo- waty, taki jak nieorganiczny materia l ch lonny, albo polimer hydrofilowy i organiczny albo nieorganiczny materia l ch lonny, i maj ac a pory, których srednica wynosi od 0,05 do 50 µm, przy czym wymieniona warstewka jest osadzona na co najmniej jednej powierzchni wymienionej strefy stykaj acej si e z ochlo- dzonym otoczeniem zapobiegaj ac osadzaniu si e szronu w tej strefie widzialno sci. 11. Zastosowanie oszklenia izolacyjnego okre slonego w zastrz. 1 w drzwiach ch lodziarki lub lady ch lodniczej. PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest oszklenie izolacyjne, zwłaszcza do drzwi chłodziarki lub lady chłodniczej i zastosowanie oszklenia izolacyjnego w drzwiach chłodziarki lub lady chłodniczej.

Wynalazek zostanie opisany, zwłaszcza w nawiązaniu do drzwi chłodziarek, w których są wystawiane produkty schłodzone lub zamrożone, ale nie może on być traktowany jako ograniczenie tylko do tego rodzaju wyrobów i zastosowań.

Wyrażenie „oszklenie” wymienione powyżej odnosi się do wszystkich rodzajów szyb wykonanych co najmniej z jednej tafli szkła i/lub co najmniej z jednej tafli tworzywa sztucznego, przeznaczonych do zastosowania w samochodzie, budynku, lub także w sprzęcie elektrycznego gospodarstwa domowego.

Jeśli produkty przechowywane w chłodziarce powinny pozostawać widoczne, jak to jest obecnie w przypadku wielu lokali sklepowych, to wyposaża się chłodziarkę w części oszklone, które przekształcają ją w ladę chłodniczą określaną często wspólną nazwą „sklepowych lad chłodniczych”. Istnieje wiele odmian tych „witryn”. Niektóre mają postać szafy, gdzie właśnie drzwi są przezroczyste, inne zaś stanowią skrzynie, w których pozioma pokrywa jest oszklona aby umożliwić oglądanie jej zawartości.

W tego typu wystawach jest konieczne, aby towary były doskonale widoczne dla klienta, i aby było możliwe wstępne wybranie towaru bez otwierania „witryny”.

Gdy stosuje się zwykłe szyby izolujące, to izolacja nie jest doskonała, a temperatura powierzchni tafli szklanej stykającej się z otaczającą atmosferą jest często niższa od temperatury rosy, co może powodować występowanie zjawiska kondensacji na tej powierzchni, i co pogorszy widoczność.

Zastosowanie izolującej szyby próżniowej pozwala wyeliminować tą niedogodność, proponując izolację bardzo wyraźnie wzmocnioną. Taka izolacja ma również tą zaletę, że zmniejsza koszty energii.

Francuskie zgłoszenie patentowe złożone w imieniu SAINT-GOBAIN VITRAGE i opublikowane pod numerem FR 2766910 opisuje takie drzwi komory chłodniczej zawierające szybę próżniową. Proponuje ono drzwi komory chłodniczej utworzone zasadniczo z płyty izolującej, złożonej z co najmniej dwóch podłoży szklanych, pomiędzy którymi została wytworzona próżnia, oddzielone jedno od drugiego za pomocą klocków rozłożonych na całej powierzchni i połączonych na ich obrzeżu za pomocą mineralnego połączenia uszczelniającego. W ten sposób zastępuje się zwykle używane klasyczne szyby izolujące, szybą izolującą złożoną z co najmniej dwóch tafli szklanych, pomiędzy którymi została wytworzona próżnia i która w dalszym ciągu opisu będzie nazywana próżniową szybą izolującą. Ten rodzaj próżniowej szyby izolującej charakteryzuje się przy nieco mniejszej grubości całkowitej niż klasyczne szyby izolujące, lepszymi właściwościami izolacji cieplnej.

Struktura takiej próżniowej szyby izolującej ma ponadto taką zaletę, że nadaje jej sztywność i wytrzymałość równoważną szybie monolitycznej o grubości równej sumie grubości tafli szklanych to znaczy, że tafle szklane zachowują się tak jak jedna tafla, której grubość jest sumą grubości dwóch tafli szklanych. W ten sposób, nie jest konieczne łączenie tego typu szyb jedną ramą nośną. Tak więc wymiar taki jest znacznie zmniejszony, a montaż w komorze klimatycznej jest bardzo prosty.

Takie drzwi komory chłodniczej utworzone zasadniczo z próżniowej szyby izolującej pozwalają na uniknięcie zjawiska kondensacji na powierzchni zewnętrznej. W rzeczywistości, izolacja cieplna tej szyby pozwala uzyskać powierzchnię zewnętrzną o temperaturze otoczenia.

Natomiast ta wzmocniona izolacja sprawia, że powierzchnia wewnętrzna szyby lub drzwi ma temperaturę środowiska chłodzonego, co wzmaga zjawisko kondensacji przy otwieraniu drzwi. Temperatura powierzchni wewnętrznej jest taka, że w przypadku szafy mrożącej, można obserwować tworzenie się szronu na tej powierzchni.

Techniki zwykle stosowane w celu wyeliminowania kondensacji i/lub szronu, który tworzy się na powierzchni wewnętrznej drzwi; polegają na nadmuchu ciepłym powietrzem wzdłuż tej powierzchni. Niezależnie od stosowanej techniki, koszt energetyczny jest duży, i jest to tym bardziej szkodliwe w przypadku próżniowej szyby izolującej ponieważ czas potrzebny na wyeliminowanie kondensacji i/lub szronu jest dłuższy. Z drugiej strony, to wydłużenie czasu spowodowane bardzo niską temperaturą powierzchni wewnętrznej jest sprzeczne z celem poszukiwań, który polega na uzyskaniu obszaru widocznego quasi-stałego, także po otwarciu drzwi.

Celem wynalazku jest uzyskanie takiego oszklenia izolacyjnego, z której można szybko i mniejszym kosztem usunąć szron.

PL 198 560 B1

Oszklenie izolacyjne zwłaszcza do drzwi chłodziarki lub lady chłodniczej, mające co najmniej jedną strefę widzialności, według wynalazku charakteryzuje się tym, że strefa widzialności jest związana z porowatą warstewką adsorpcyjną o grubości mniejszej niż 100 ąm, zawierającą polimer hydrofilowy i materiał mezoporowaty, taki jak nieorganiczny materiał chłonny, albo polimer hydrofilowy i organiczny albo nieorganiczny materiał chłonny, i mającą pory, których średnica wynosi od 0,05 do 50 ąm, przy czym wymieniona warstewka jest osadzona na co najmniej jednej powierzchni wymienionej strefy stykającej się z ochłodzonym otoczeniem zapobiegając osadzaniu się szronu w tej strefie widzialności.

Korzystnie warstewka jest osadzona na powierzchni oszklenia.

Korzystnie warstewka jest osadzona na folii z tworzywa sztucznego, która z kolei jest przymocowana do oszklenia.

Korzystnie hydrofilowy polimer jest usieciowany.

Korzystnie hydrofilowy polimer jest polimerem albo kopolimerem poliwinylopirolidonu.

Korzystnie hydrofilowy polimer jest polimerem albo kopolimerem poliglikolu etylenowego.

Korzystnie warstewka ma porowatość wynoszącą od 0,1 do 1000 cm³/g.

Korzystnie warstewka zawiera materiał mezoporowaty albo ma pory, których średnica wynosi od 0,1 do 20 ąm, a zwłaszcza od 1 do 15 ąm.

Korzystnie warstewka adsorpcyjna zapobiegająca osadzaniu się szronu ma grubość mniejszą niż 50 ąm.

Korzystnie oszklenie jest oszkleniem podciśnieniowym.

Przedmiotem wynalazku jest również zastosowanie oszklenia izolacyjnego określonego powyżej w drzwiach chłodziarki lub lady chłodniczej.

Funkcja warstewki zapobiegającej osadzaniu się szronu oznacza, że hamuje ona tworzenie się kryształków wody.

Taka szyba, zwłaszcza gdy chodzi o szybę izolującą, a zwłaszcza próżniową szybę izolującą, może być stosowana w drzwiach komory chłodniczej zawierających co najmniej jedną strefę widzialności utworzoną przez, na przykład próżniową szybę izolującą połączoną z warstwą adsorpcyjną osadzoną korzystnie na powierzchni tej strefy widzialności, stykającej się z chłodzonym otoczeniem.

Jest oczywiste, że takie drzwi zawierające szybę według wynalazku pozwalają na uniknięcie zjawiska szronu, lub dokładniej mówiąc opóźnienie, a co najmniej ograniczenie jego występowania.

W pierwszym przykładzie wykonania wynalazku, warstewka adsorpcyjna zapobiegająca osadzaniu się szronu jest nałożona bezpośrednio na szkło, a dokładniej na powierzchnię izolującej szyby próżniowej stykającej się z otoczeniem oziębionym. Chodzi tu o powierzchnię stykającą się z otoczeniem oziębionym, gdy drzwi są w położeniu zamkniętym. Taka warstewka może być nałożona przy zastosowaniu techniki rozpylania lub przez powlekanie, zwłaszcza typu „flow-coating” lub „deep-coating”. Nałożenie jest dokonywane przed lub po wykonaniu szyby próżniowej. Korzystnie, stosuje się czynnik klejący typu krzemometanu, który albo najpierw nakłada się na szkło, albo jednocześnie z wykonywaniem warstewki krzemometany są wprowadzane do składu warstewki adsorpcyjnej zapobiegającej osadzaniu się szronu.

W drugim przykładzie wykonania wynalazku, warstewka adsorpcyjna zapobiegająca osadzaniu się szronu jest nałożona, na przykład, według metod omówionych poprzednio, na folię z tworzywa sztucznego, zaś folia z tworzywa sztucznego jest mocowana do izolującej szyby próżniowej. Stosowana folia z tworzywa sztucznego jest korzystnie folią poliwęglanową mającą grubość korzystnie mniejszą od 3 milimetrów. Wybiera się ją zwłaszcza ze względu na jej właściwości mechaniczne. Mocowanie folii z tworzywa sztucznego na szybie jest wykonywane w sposób szczelny tak, aby żaden ślad wilgoci nie mógł się znaleźć pomiędzy powierzchnią szkła i folią z tworzywa sztucznego. Mocowanie może być na przykład wykonane przez klejenie na obwodzie. Warstwa powietrza jaka może się znajdować pomiędzy szkłem i folią z tworzywa sztucznego, nie powinna korzystnie przekraczać 3 mm. Mocowanie może także być wykonane przy wykorzystaniu ramy aluminiowej połączonej ze środkiem osuszającym i z klejem, podobnie jak stosuje się przy wykonywaniu szyb izolujących w sposób klasyczny. Warstwa powietrza pomiędzy szkłem i folią z tworzywa sztucznego nie przekracza więc korzystnie 10 mm.

W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku, warstewka adsorpcyjna zapobiegająca osadzaniu się szronu jest utworzona co najmniej z polimeru hydrofilowego. Taki polimer może być wybrany w sposób nie ograniczający spomiędzy następujących polimerów: poliwinylopirolidonu typu poli (N-winylo-2-pirolidon) lub poli (1-winylopirolidon), poliwinylopirydyna typu poli (N-winylo-2 pirydyna),

PL 198 560 B1 typu poli (N-winylo-3-pirydyna), typu poli (N-winylo-4-pirydyna), poliakrylan typu poli (2-hydroxyetyloakrylan), poliakryloamid typu poli (N',N-hydroxyakryloamid), poliwinylooctan, poliakrylonitryl, poliwinyloalkohol poliakroleina, glikol poli(oksy)etylenowy, lub poli(oksy)etylen. Może tu także być wykorzystany kopolimer na podstawie dwóch lub więcej polimerów wymienionych powyżej.

Korzystnie, wynalazek przewiduje, że warstewka jest utworzona z co najmniej jednego polimeru hydrofilowego usieciowanego. Usieciowanie polimeru pozwala zwłaszcza na lepsze przyleganie warstewki i uniknięcie rozpuszczenia warstewki przez wodę, po krótszym lub dłuższym czasie.

W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku, polimer hydrofilowy jest połączony z materiałem chłonnym (absorpcyjnym) organicznym lub nieorganicznym. Ten materiał chłonny jest korzystnie porowaty.

Materiał chłonny (absorpcyjny)nieorganiczny poprawia zwłaszcza wytrzymałość mechaniczną warstewki, a zwłaszcza zapobiega tworzeniu się rys. Funkcja materiału nieorganicznego jest korzystnie uzyskana przez nałożenie materiałów mezoporowatych (CPG-MCM 41), takich jak nanocząstki TiO₂, lub przez nałożenie produktów kondensacji hydrolizy ortokrzemianów, lub innych pochodnych krzemu.

Materiał chłonny (absorpcyjny) organiczny umożliwia zwłaszcza zatrzymywanie polimeru hydrofilowego. Stosuje się na przykład, poliuretan.

Wynalazcy wykazali, że obecność warstewki porowatej zawierającej polimer hydrofilowy na powierzchni obszaru oszklonego umożliwia adsorpcję wody. Ta właściwość pozwala uniknąć tworzenia się kropelek wody, a więc podatności folii na powstawanie szronu i zakłócenie widoczności poprzez obszar oszklony. Dobór rodzaju sieci i regulacja porowatości materiału chłonnego (absorpcyjnego) pozwala kontrolować zachowanie warstewki zapobiegającej osadzaniu się szronu. Zwiększenie porowatości pozwala zwłaszcza regulować prędkość i pojemność stopnia adsorpcji wody jak również poziom wody w mikrokropelkach.

W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku, porowatość warstewki jest zawarta pomiędzy 0,1 i 1000 cm³/g. W przypadku materiału polimerowego jest ona korzystnie zawarta pomiędzy 0,1 i 100 cm³/g, a korzystniej jest mniejsza niż 20 cm³/g. Jest ona korzystnie zawarta pomiędzy 200 i 1000 cm³/g w przypadku materiału mezoporowatego. Porowatość określa objętość pustych porów w jednostce masy warstewki.

Także korzystnie, warstewka ma pory, których średnia średnica jest zawarta pomiędzy 0,05 i 50 pm, korzystnie pomiędzy 0,1 i 20 pm, a najkorzystniej pomiędzy 1 i 15 pm. Kształt wnęk tworzących pory jest owalny lub kulisty.

Niezależnie od rodzaju warstewki adsorpcyjnej zapobiegającej osadzaniu się szronu i metody jej realizacji, ma ona korzystnie grubość mniejszą niż 100 pm, korzystnie mniejszą niż 50 pm, jeszcze korzystniej mniejszą niż 35 pm, a w pewnych przypadkach korzystnie mniejszą niż 25 pm, a jeszcze korzystniej mniejszą niż 20 pm.

Inne szczegóły i korzystne właściwości wynalazku zostaną ujawnione w opisie przykładów wykonania wynalazku i wykonanych badań.

Tak jak opisano poprzednio, wykonano drzwi szafy chłodniczej stosowanej w sklepach. Drzwi są wykonane korzystnie z próżniowej szyby izolującej, dla zapewnienia obszaru widzialności oraz mają ramę drzwi, na przykład ramę metalową. Ta rama może korzystnie zawierać wszystkie zestawy mechaniczne typu uchwyt, zawiasy jak również połączenia zapewniające szczelność ze ściankami komory chłodniczej.

Szyba izolująca jest wykonana z dwóch tafli szklanych pomiędzy którymi została wytworzona próżnia, oddzielonych jedna od drugiej za pomocą klocków rozłożonych na całej powierzchni i połączonych na ich obrzeżu za pomocą połączenia klejonego klejem mineralnym. Taka próżniowa szyba izolująca jest, na przykład, wykonana techniką opisaną w zgłoszeniu patentowym nr EP 645 516.

Zgodnie z wynalazkiem, na izolującej szybie próżniowej mocuje się, za pomocą kleju, folię poliwęglanową o grubości 2 milimetrów, tworząc na obrzeżu szyby taśmę o grubości 1 milimetra. Tworzy się także doskonale szczelną komorę powietrzną pomiędzy szybą i folią poliwęglanową. To połączenie powinno być tak wykonane, aby uwięzione powietrze było suche. Folia jest przymocowana od strony izolującej szyby próżniowej, która ma być zwrócona do wnętrza komory chłodniczej, gdy drzwi są w położeniu zamkniętym.

Przed jej zamocowaniem, folia poliwęglanowa jest pokrywana warstwą adsorpcyjną zapobiegającą osadzaniu się szronu. Jest ona nałożona na powierzchnię zwróconą do wnętrza komory chłodniPL 198 560 B1 czej, gdy drzwi są w położeniu zamkniętym. Warstewka nałożona w taki sposób tworzy porowatą sieć trójwymiarową polimerową, na bazie poliwinylopirolidonu i poliuretanu.

Pomiary warstewki w stanie wilgotnym zostały wykonane przy wykorzystaniu transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Pomiary te pozwalają kontrolować grubość warstewki i rozmiary porów. Grubość warstewki jest równa 14,5 ąm, a pory mają średnią średnicę zmieniającą się od 1 do 8 ąm.

Próby były wykonane na różnych typach drzwi. Te drzwi były zainstalowane na sklepowych szafach chłodniczych, we wnętrzu których była utrzymywana temperatura -28°C. Szafy znajdowały się w otoczeniu o temperaturze 25°C. Próby polegały na otwieraniu drzwi na okres 3 minut i okres 12 sekund. Okres 3 minut odpowiadał średniemu czasowi potrzebnemu na ranne załadowanie szafy. Okres 12 sekund odpowiadał średniemu czasowi potrzebnemu klientowi na wzięcie jednego lub kilku produktów.

Zmierzonymi wynikami są czasy potrzebne dla przywrócenia zadowalającej widoczności poprzez drzwi, to znaczy czasy potrzebne dla wyeliminowania kondensacji i/lub szronu.

Pierwsze badane drzwi A miały szybę izolującą utworzoną z trzech tafli szklanych.

Drugie badane drzwi B miały próżniową szybę izolującą.

Trzecie badane drzwi C to są drzwi według wynalazku, które opisano powyżej.

Wyniki przedstawiono w poniższej tabeli:

	Otwarcie 3 min	Otwarcie 12 s
A	8 min 20 s	1 min 15 s
B	31 min 10 s	1 min 40 s
C	0 s	0 s

Przedstawione wyniki wyraźnie wskazują, że drzwi C, wykonane według wynalazku pozwalają na uniknięcie tworzenia się szronu.

Inna próba została wykonana w podobnych warunkach. Jedynie rodzaj warstewki był inny w drugim przykładzie. Ten drugi przykład polegał na nałożeniu warstewki utworzonej tylko z polimeru hydrofilowego. Ten polimer hydrofilowy był wykonany na podstawie poliwinylopirolidonu, o masie cząsteczkowej 1 300 000 g/mol, rozcieńczony w 10% masowych etanolu. Uzyskana w ten sposób kompozycja była następnie nałożona przez powlekanie (flow-coating) na szkło.

Próby takie jak opisano poprzednio polegające na otwieraniu drzwi na okres 12 sekund i 3 minut zostały wykonane. W dwóch ostatnich przypadkach nie pojawił się żaden ślad szronu w obszarze widzialności drzwi.

Obecność warstewki adsorpcyjnej pozwala więc na uniknięcie tworzenia się szronu, podczas otwarcia drzwi w warunkach normalnego ich wykorzystywania.

Claims (11)

1. Oszklenie izolacyjne, zwłaszcza do drzwi chłodziarki lub lady chłodniczej, mające co najmniej jedną strefę widzialności, znamienne tym, że strefa widzialności jest związana z porowatą warstewką adsorpcyjną o grubości mniejszej niż 100 ąm, zawierającą polimer hydrofilowy i materiał mezoporowaty, taki jak nieorganiczny materiał chłonny, albo polimer hydrofilowy i organiczny albo nieorganiczny materiał chłonny, i mającą pory, których średnica wynosi od 0,05 do 50 ąm, przy czym wymieniona warstewka jest osadzona na co najmniej jednej powierzchni wymienionej strefy stykającej się z ochłodzonym otoczeniem zapobiegając osadzaniu się szronu w tej strefie widzialności.

2. Oszklenie według zastrz. 1, znamienne tym, że warstewka jest osadzona na powierzchni oszklenia.

3. Oszklenie według zastrz. 1, znamienne tym, że warstewka jest osadzona na folii z tworzywa sztucznego, która z kolei jest przymocowana do oszklenia.

4. Oszklenie według zastrz. 1, znamienne tym, że hydrofilowy polimer jest usieciowany.

5. Oszklenie według zastrz. 4, znamienne tym, że hydrofilowy polimer jest polimerem albo kopolimerem poliwinylopirolidonu.

6. Oszklenie według zastrz. 4, znamienne tym, że hydrofilowy polimer jest polimerem albo kopolimerem poliglikolu etylenowego.

PL 198 560 B1

7. Oszklenie według zastrz. 1, znamienne tym, że warstewka ma porowatość wynoszącą od 0,1 do 1000 cm³/g.

8. Oszklenie według zastrz. 7, znamienne tym, że warstewka zawiera materiał mezoporowaty albo ma pory, których średnica wynosi od 0,1 do 20 pm, a zwłaszcza od 1 do 15 pm.

9. Oszklenie według zastrz. 1, znamienne tym, że warstewka adsorpcyjna zapobiegająca osadzaniu się szronu ma grubość mniejszą niż 50 pm.

10. Oszklenie według zastrz.1, znamienne tym, że jest oszkleniem podciśnieniowym.

11. Zastosowanie oszklenia izolacyjnego określonego w zastrz. 1 w drzwiach chłodziarki lub lady chłodniczej.