(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (21) Numer zgłoszenia: (13) B1 (22) Data zgłoszenia: (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/EP95/05061 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: , WO96/19534, PCT Gazette nr 29/96 (5 1) IntCl7 C08L 23/16 C08L 25/08 (54) Uszczelka w postaci konstrukcji ramowej zwłaszcza do lodówek (30) Pierwszeństwo: ,IT,MI94A (73) Uprawniony z patentu: INDUSTRIE ILPEA S.P.A., Malgesso, IT (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 22/97 (72) Twórcy wynalazku: Paolo Cittadini, Luvinate, IT Giancarlo Buzzoni, Barasso, IT (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 01/05 (74) Pełnomocnik: Gromek Ewa, POLSERVICE Sp.z o.o. (5 7) 1. Uszczelka w postaci konstrukcji ramowej zwłaszcza do lodówek i zamrażalników, znamienna tym, że stanowi ją wytłoczona mieszanina zawierająca pierwszy α -olefmowy kopolimer wybrany z poliolefmowych termoplastycznych kauczuków, a którym jest kopolimer etylen-propylen, oraz drugi kopolimer α -olefinowy wybrany z termoplastycznych kauczuków blokowych typu styren-etylen-butylen-styren (SEBS), o stosunku pierwszego kopolimeru do drugiego polimeru 45-55:45-60, zgrzana na narożach do utworzenia konstrukcji ramowej. PL B1

2 Uszczelka w postaci konstrukcji ramowej zwłaszcza do lodówek Zastrzeżenia patentowe 1. Uszczelka w postaci konstrukcji ramowej zwłaszcza do lodówek i zamrażalników, znamienna tym, że stanowi ją wytłoczona mieszanina zawierająca pierwszy a-olefinowy kopolimer wybrany z poliolefinowych termoplastycznych kauczuków, a którym jest kopolimer etylen-propylen, oraz drugi kopolimer a-olefmowy wybrany z termoplastycznych kauczuków blokowych typu styren-etylen-butylen-styren (SEBS), o stosunku pierwszego kopolimeru do drugiego polimeru 45-55:45-60, zgrzana na narożach do utworzenia konstrukcji ramowej. 2. Uszczelka według zastrz. 1, znamienna tym, że wymieniona mieszanina zawiera inne składniki takie jak wypełniacz lub olej. 3. Uszczelka według zastrz. 1, znamienna tym, że każdy z wymienionych kopolimerów a-olefinowych jest w postaci mieszaniny zawierającej dodatki takie jak olej i wypełniacze. 4. Uszczelka według zastrz. 1, znamienna tym, że stanowi ją konstrukcja ramowa wytworzona z czterech części zgrzanych ze sobą na narożach. * * * Przedmiotem wynalazku są uszczelki zwłaszcza do lodówek wytworzone z mieszaniny na bazie polimeru olefinowego. Uszczelki magnetyczne do lodówek i uszczelki niemagnetyczne do zamrażalników skrzynkowych są znane i są one wytwarzane z wytłaczanego materiału ciętego na części pod kątem 45, które są łączone z wytworzeniem konstrukcji ramowej przez zgrzewanie ich naroży. Informacje na temat uszczelek można znaleźć w następujących publikacjach, które należą do stanu techniki; patenty amerykańskie nry 67709, 2,958,912, 3,119,158, 3,132,386, 4,700,509, 4,017,759, patent brytyjski nr 894,249 i patent włoski nr 1,223,221. Są to zwykle uszczelki zawierające stopkę do ich zamocowania na drzwiach lodówki, rozciągliwą komorę mieszka i gniazdo pręta namagnesowanego materiału lub też konstrukcję balonową do uszczelniania przez ściskanie. PVC okazał się materiałem spełniającym zasadnicze wymagania dotyczące wytwarzania takich uszczelek. Jedno z tych wymagań dotyczy zgrzewalności, to jest odporności na warunki podczas zgrzewania wykonywanego na małych grubościach występujących zwykle w uszczelce tego rodzaju. Innym wymaganiem jest dobre zrównoważenie sztywności wytłaczanego materiału z jego zdolnością do elastycznego powrotu, aby zapewnić elastyczne przesuwanie wymagane do uzyskania uszczelnienia. Ostatnie wymaganie dotyczy możliwości wytłaczania z takiego materiału uszczelek o małych grubościach. Jak wspomniano, PVC okazał się doskonałym materiałem spełniającym te podstawowe wymagania do wytwarzania uszczelek. Jednakże ostatnio podniesiono zastrzeżenia dotyczące PVC z punktu widzenia ekologicznego, związane zwłaszcza z jego usuwaniem, na przykład przez spopielanie i z recyrkulacją odpadów. Z tego powodu występuje w tej dziedzinie potrzeba opracowania materiału, który można zaproponować jako alternatywę do PVC do wytwarzania uszczelek. Kompozycja PVC do wytwarzania uszczelek powinna zawierać dodatki, głównie zmiękczacze, które nie wykazują migracji, zwłaszcza względem wysokoudarowego polistyrenu znajdującego się w wyłożeniu drzwi lodówki, i które nie powodują plamienia wykończenia powierzchni lodówki.

3 Z tego powodu, PVC do wyrobu uszczelek powinien być przygotowywany ze specjalnymi zmiękczaczami o bardzo małej migracji (zgodnie z wymaganiami DIN 53405). Ponadto, takie zmiękczacze nie mogą być lotne i powinny mieć trwałe działanie zmiękczające. Jak widać, wymagania, które powinny być spełnione przy poszukiwaniu materiału zastępczego, dotyczą różnych parametrów i czynników decydujących o technicznym powodzeniu uszczelki. Przykładowo, guma stosowana przed pojawieniem się PVC byłaby nieodpowiednia, ponieważ tradycyjna guma nie może być wytłaczana w małych wymiarach grubościach wymaganych od nowoczesnych uszczelek, bez znacznych trudności, a dodatkowo występują trudności podczas zgrzewania narożników, gdy części uszczelki są łączone w postaci ramy w celu zamontowania w lodówce. Z opisu patentowego USA znane są kopolimery elastomerowe oparte na bloku etylen-propylen, które mają zastosowanie do wyrobu materiałów przemysłowych, takich jak przewody, węże, pracujących pod ciśnieniem. Materiał z którego wytwarzane są uszczelki oparty jest tylko na jednym kopolimerze. Istota wynalazku polega na opracowaniu materiału zastępującego PVC i spełniającego wszystkie konieczne wymagania do wytwarzania uszczelki powyższego rodzaju. Przedmiotem niniejszego wynalazku jest uszczelka w postaci konstrukcji ramowej zwłaszcza do lodówek i zamrażalników znamienna tym, że stanowi ją wytłoczona mieszanina zawierająca pierwszy a-olefinowy kopolimer wybrany z poliolefinowych termoplastycznych kauczuków, a którym jest kopolimer etylen-propylen, oraz drugi kopolimer a-olefinowy wybrany z termoplastycznych kauczuków blokowych typu styren-etylen-butylen-styren (SEBS), o stosunku pierwszego kopolimeru do drugiego polimeru : 45-60, zgrzana na narożach do utworzenia konstrukcji ramowej. Mieszanina składników polimerycznego materiału według niniejszego wynalazku także zawiera inne odpowiednie składniki takie jak wypełniacze, oleje i inne, stosowane zwykle składniki do wytworzenia odpowiedniej mieszaniny. Mieszaninę odpowiednią do celów niniejszego wynalazku można wytwarzać przez zmieszanie wymienionych kopolimerów a-olefinowych z różnymi wymaganymi dodatkami. Kompozycja ze względu skład ma odpowiednie właściwości, przede wszystkim nieznacznie zmieniający się dynamiczny moduł sprężystość przez co znajduje zastosowanie do wytwarzania uszczelki zwłaszcza do lodówek i zamrażarek. Charakterystyka i zalety niniejszego wynalazku będą oczywiste na podstawie poniższych, nie ograniczających praktycznych przykładów. Przykład I Przygotowano mieszaninę według wynalazku w następujący sposób: Kompozycję granulek handlowego produktu Adflex 7036 XCT firmy Himont zawierającą jako kopolimer a-olefinowy kopolimer etylen-propylen oraz granulki handlowego produktu Multibase G70A012165W0173 składającego się z kompozycji kopolimeru blokowego styren-etylen-butylen-styren (SEBS) jako kopolimer a-olefinowy, miesza się na zimno w wolno obrotowym mieszalniku. Oba kopolimery miesza się ze sobą w stosunku 55 części produktu Adflex na 45 części produktu Multibase. Przykład II Powtórzono sposób postępowania z przykładu I, lecz stosując tym razem stosunek kopolimeru etylen-propylen (Adflex) do polimeru blokowego SEBS (Multibase) 40:60. Przykład III Mieszaninę wytworzoną w przykładzie I przez zmieszanie granulek na zimno wprowadza się do leja zasypowego wytłaczarki jednoślimakowej ze ślimakiem homogenizującym. Temperaturę wytłaczania utrzymuje się w zakresie od 160 do 180 C, przy czym wytwarza się wytłoczony przekrój odpowiadający wzorowi używanej uszczelki. Wytłaczana uszczelka jest cięta na części o pożądanej długości i o końcach ciętych pod kątem 45, części te są zgrzewane razem za pomocą odpowiedniej zgrzewarki z wytworzeniem konstrukcji ramowej gotowej do montażu w lodówce zgodnie z wzorem producenta.

4 Przykład IV Mieszaninę z przykładu II otrzymaną przez dokładne zmieszanie na zimno granulek składników regranulowano w wytłaczarce dwuślimakowej w temperaturze wytłaczania od 160 do 180 C. Otrzymany granulat wprowadzano do wytłaczarki jednoślimakowej w celu wytłoczenia uszczelki. Właściwości mechaniczne wytłoczonych uszczelek otrzymanych w przykładach III i IV z mieszanin otrzymanych, odpowiednio, w przykładach I i II, zestawiono w poniższej tabeli, w której właściwości te porównano z właściwościami analogicznych uszczelek PVC według stanu techniki. Tabela Właściwość Jednostka miary Przykład 1 Przykład II Uszczelka PVC Gęstość g/cm3 1,04 1,1 1,35/1,45 Twardość, ASTM D2240 Shore A /76 Wytrzymałość przy zerwaniu, ASTM D638 MPa /12 Wydłużenie przy zerwaniu, ASTM D638 % /350 Dynamiczny moduł sprężystości podłużnej 23 C w temperaturze T = 23/20/5 C 20 C C Temperatura kruchości Tmi6m, ASTM D l043 T <-60 < Migracja (14 dni na płycie polistyrenowej), DIN mg <1 <1 <10 Jak widać z powyższych danych, w porównaniu z analogicznymi uszczelkami PVC według stanu techniki (patrz trzecia kolumna), uszczelki według niniejszego wynalazku (przykłady I i II) mogą być lżejsze, z jednoczesnym zachowaniem podobnej twardości i wytrzymałości przy zerwaniu. Wydłużenie przy zerwaniu uszczelek według niniejszego wynalazku jest znacznie lepsze niż uszczelek z PVC według stanu techniki. Właściwości kruchości są także znacznie lepsze, jak widać z tabeli, przy czym uszczelka z PVC staje się krucha w temperaturze -27 C, podczas gdy uszczelki według wynalazku stają się kruche dopiero w temperaturze poniżej -60 C. Właściwości migracji (próba 14-dniowa na płycie polistyrenowej według normy DIN podanej w tabeli) są znacznie lepsze w odniesieniu do materiału według wynalazku w porównaniu z PVC. Pod tym względem, w odniesieniu do tego ostatniego materiału jest warunek, aby migracja zmiękczaczy kompozycji PVC była poniżej 10, podczas gdy dla przykładów według wynalazku migracja innych dodatków (na przykład, oleju jako napełniacza) jest poniżej 1. Na szczególną uwagę zasługuje dynamiczny moduł sprężystości podłużnej. Parametr ten mierzono dla trzech uszczelek przedstawionych w tabeli w trzech różnych temperaturach, mianowicie w temperaturze 23, 20 i 5 C. Pierwsze dwie temperatury przedstawiają w zasadzie warunki temperatury pokojowej, podczas gdy temperatura 5 C przedstawia temperaturę zasadniczo odpowiadającą warunkom pracy w lodówce. Dlatego należy zwrócić uwagę na zmiany dynamicznego modułu sprężystości przy przechodzeniu od temperatury pokojowej do temperatury roboczej, innymi słowy, na to, jak sprężystość uszczelki zmienia się przy przechodzeniu od temperatury zewnętrznej (pokojowej) do temperatury wewnątrz lodówki. Jak widać, w przypadku standardowej uszczelki PVC, występuje znaczne jej zesztywnienie podczas tej zmiany temperatury i moduł zmienia się od 10 MPa do 80 MPa.

5 W przypadku uszczelek według wynalazku, zmiana modułu jest znacznie mniejsza: w przypadku przykładu I zmienia się on od 36 do 60 MPa i w przypadku przykładu II od 24 do 40 MPa. Na podstawie tych wartości można wnioskować, że zesztywnienie w niskiej temperaturze uszczelek według wynalazku jest znacznie mniejsze niż w przypadku uszczelek według stanu techniki. Ponadto, zmiana modułu dla podanej różnicy temperatury jest ośmiokrotna w przypadku PVC, podczas gdy w przypadku wynalazku zmiana ta jest znacznie mniejsza, nawet nie dwukrotna. Powoduje to znacznie lepszą równomierność właściwości elastycznych w przypadku uszczelki wytworzonej z materiału według wynalazku. Wynika z tego znaczna korzyść polegająca na możliwości zmniejszenia grubości uszczelki wytworzonej z materiału według wynalazku w porównaniu z uszczelką PVC według stanu techniki. Ta zaleta, w połączeniu z mniejszą gęstością materiału według wynalazku, powoduje zmniejszenie ciężaru jednego metra uszczelki według wynalazku, w porównaniu z uszczelkami PVC według stanu techniki, o około 20 do 45% lub powyżej, w zależności od przekroju uszczelki. Jest to znaczna korzyść, zarówno dla producenta uszczelek, który może użyć mniejszej ilości materiału do wytwarzania uszczelek o doskonałych właściwościach mechanicznych, jak również dla użytkownika uszczelek, to jest dla producenta lodówek, który otrzymuje uszczelkę o znacznie lepszych właściwościach mechanicznych, zwłaszcza wydłużeniu przy zerwaniu, kruchości, migracji dodatków i, w szczególności, sprężystości.

6 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.