JP2009052857A - Cooling device - Google Patents

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Takashi Izeki
崇 井関
Katsumi Fukuda
克美 福田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling device having an improved appearance condition and reduced cost with a reduction of the usage amount of a hard polyurethane foam by using the hard polyurethane foam containing a reinforcing material different from the hard polyurethane foam for improving the resin strength of the foam or quickening the cooling of the foam to suppress the deformation of the foam. <P>SOLUTION: The hard polyurethane foam contains the other reinforcing material than the hard polyurethane foam. The reinforcing material is formed of an organic and/or inorganic material in needle, plate or spherical shape. It accounts for 20-40 wt.% of the total weight of the urethane foam including foaming agent and auxiliary agent, and has a length of 300 μm or smaller and a sectional major length of 20 μm or smaller. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、冷却装置に係り、特に硬質ポリウレタンフォームを充填した冷蔵庫,冷凍庫,冷蔵ショーケースおよび自動販売機などの冷却装置の断熱箱体および断熱扉に好適なものである。   The present invention relates to a cooling device, and is particularly suitable for a heat insulating box and a heat insulating door of a cooling device such as a refrigerator, a freezer, a refrigerated showcase, and a vending machine filled with rigid polyurethane foam.

従来より、冷蔵庫の断熱箱体には外箱と内箱の空間に独立気泡を有する硬質ポリウレタンフォームを充填した断熱材が用いられている。この硬質ポリウレタンフォームは、ポリオール成分とイソシアネート成分を発泡剤,触媒,整泡剤の存在下で反応させることにより得られるものである。発泡剤としては、昨今の成層圏のオゾン層破壊や温室効果による地表の温度上昇を抑止するため、以前のフレオンから、特開平11−201628号公報や特開平11−248344号公報に示されているようなシクロペンタンと水の混合発泡剤を用いた硬質ポリウレタンフォームに変化してきている。   Conventionally, a heat insulating material filled with a rigid polyurethane foam having closed cells in the space between an outer box and an inner box has been used for a heat insulating box body of a refrigerator. This rigid polyurethane foam is obtained by reacting a polyol component and an isocyanate component in the presence of a foaming agent, a catalyst, and a foam stabilizer. As a blowing agent, in order to suppress the recent stratospheric ozone depletion and the rise in surface temperature due to the greenhouse effect, it has been disclosed in JP-A-11-201628 and JP-A-11-248344 from the previous Freon. It has been changed to a rigid polyurethane foam using a mixed foaming agent of cyclopentane and water.

しかし、シクロペンタンや水はフレオンに比較して、ガス自体の熱伝導率が大きいため、採用する冷凍冷蔵庫においては断熱性能上不利になる傾向であった。   However, cyclopentane and water tend to be disadvantageous in terms of heat insulation performance in the refrigerator-freezer employed because the thermal conductivity of the gas itself is larger than that of Freon.

その後、硬質ポリウレタンフォームの原料処方の構成変更により、例えば特開2003−42653号公報に示されているように、熱伝導率は徐々に改善されてきているが、密度が上昇し、冷凍冷蔵庫への硬質ポリウレタンフォームの注入量は増加する傾向である。   Thereafter, the thermal conductivity has been gradually improved as shown in, for example, JP-A-2003-42653 due to a change in the composition of the raw polyurethane foam, but the density has increased, and the refrigerator has become a refrigerator-freezer. The amount of rigid polyurethane foam injected tends to increase.

他方、建材分野では壁面用断熱ボードとして、発泡ポリウレタンが一部で使用されているが、強化材が用いられている例もある。   On the other hand, in the building material field, polyurethane foam is partially used as a heat insulating board for wall surfaces, but there is an example in which a reinforcing material is used.

特開平11−201628号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-201628 特開平11−248344号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-248344 特開2003−42653号公報JP 2003-42653 A

近年、地球温暖化防止の観点から省エネルギーが強く望まれており、いずれの分野においても省エネルギー化は緊急の課題となっており、熱を効率的に利用するという観点から冷凍冷蔵庫においても、優れた断熱性能を有する硬質ポリウレタンフォームの採用が求められている。   In recent years, energy conservation has been strongly desired from the viewpoint of global warming prevention, and energy conservation has become an urgent issue in all fields, and in refrigerators and refrigerators from the viewpoint of efficient use of heat. Adoption of rigid polyurethane foam having heat insulation performance is demanded.

しかし近年、原油価格の高騰や全世界におけるウレタン原料の需要と供給のアンバランスから、世界的なウレタン原料の逼迫やウレタン原料価格の高騰が収まらず、冷蔵庫の製造原価の高騰が今後も継続する状況となっている。   However, in recent years, crude oil prices and the imbalance between supply and demand for urethane raw materials around the world have prevented the worldwide tightening of urethane raw materials and the price of urethane raw materials from falling, and the manufacturing cost of refrigerators will continue to rise. It is a situation.

前述の高騰する冷蔵庫の製造原価の低減や、冷蔵庫生産に要するウレタン原料の確保には、ウレタン原料使用量の低減が有効である。即ち、硬質ポリウレタンフォームの注入量低減が課題となる。   Reducing the amount of urethane raw material used is effective in reducing the manufacturing cost of the above-mentioned soaring refrigerator and securing the urethane raw material required for refrigerator production. That is, the reduction of the injection amount of rigid polyurethane foam becomes a problem.

しかし、前項記載の通り硬質ポリウレタンフォームの性能向上の弊害としてフォームの密度が増加している傾向であり、注入量も増加傾向である。   However, as described in the previous section, the density of the foam tends to increase as an adverse effect of improving the performance of the rigid polyurethane foam, and the injection amount also tends to increase.

また、最近では冷蔵庫内の内容積を向上するために、真空断熱パネル等の高性能な他の断熱材を組み合わせて使用することで、冷蔵庫の壁厚を薄くする傾向が見られている。真空断熱パネルは一般的にはウレタンを注入する断熱空間と同一の空間に設置されるため、ウレタン樹脂が流動する空間が狭くなるため、ウレタン樹脂の流動性に欠けることから、このことも注入量増加の要因となっている。   Recently, in order to improve the internal volume of the refrigerator, there is a tendency to reduce the wall thickness of the refrigerator by using a combination of other high-performance heat insulating materials such as a vacuum heat insulating panel. Since the vacuum insulation panel is generally installed in the same space as the heat insulation space for injecting urethane, the space for the urethane resin to flow becomes narrow, so the fluidity of the urethane resin is lacking. This is an increase factor.

それにより、最近では低密度タイプの硬質ポリウレタンフォームが導入されてきているが、低密度化による弊害としてウレタン樹脂強度の低下が懸念される。   As a result, recently, a low density type rigid polyurethane foam has been introduced, but there is a concern that the strength of the urethane resin may be lowered as a negative effect due to the lower density.

硬質ポリウレタンフォームの樹脂強度の低下は、フォーム自体の収縮や反りに繋がり、接着している冷蔵庫の外板(鉄板)や内板(ポリスチレン樹脂やアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂)を伴った凹みや歪みを引き起こし、冷蔵庫の外観に影響を与える問題があった。   Decrease in resin strength of rigid polyurethane foam leads to shrinkage and warping of the foam itself, and dents and distortions with the outer plate (iron plate) and inner plate (polystyrene resin, acrylonitrile butadiene styrene resin) of the refrigerator There was a problem that caused the appearance of the refrigerator.

しかし、本発明の冷却装置分野と建材分野では通常用いられる発泡ウレタンフォームの特徴が異なる傾向がある。例えば、断熱性能の指標となる熱伝導率は建材分野に比べ冷却装置分野では低い数値となっている。これは、建材分野では依然として熱伝導率が発泡ポリウレタンの約3倍と比較的高いグラスウールが主流となっているのに対し、冷却装置分野では熱伝導率が発泡ポリウレタンの約1割と云う非常に低い断熱性能に優れた真空断熱材が積極的に使用されてきている背景もあり、それらの接着体としても作用する発泡ポリウレタンについては低い熱伝導率が期待されており、ウレタン原料の構成に制約される条件も大きい。特に、熱伝導率を追究するウレタン処方においては、ウレタン反応性を向上させウレタン気泡径を細かくする必要があり、金型からフォームを取り外した後の膨張や、その後の収縮量が大きくなり、歪みが大きくなる傾向があった。また、冷却装置とりわけ冷蔵庫の断熱箱体においては、箱体の外側及び内側ウレタン両表面を鉄板やプラスチック樹脂等の線膨張係数の異なる面材でサンドイッチする形状であり、ウレタンフォームの収縮は鉄板やプラスチック樹脂面材の歪みにつながる。建材分野の発泡断熱ボードは、主として住宅壁面内に隠蔽されるためボード表面の状態については、それほど大きな制約は受けない。しかし、冷却装置については、両面材ともに製品の意匠面であり、その外観を損なうことは許容されない。   However, the characteristics of the urethane foam usually used in the cooling device field and the building material field of the present invention tend to be different. For example, the thermal conductivity, which is an index of heat insulation performance, is lower in the cooling device field than in the building material field. This is because glass wool, which has a relatively high thermal conductivity of about 3 times that of polyurethane foam, is still the mainstream in the building materials field, whereas the thermal conductivity is about 10% that of polyurethane foam in the cooling device field. Low heat conductivity is expected for polyurethane foams that also act as adhesives due to the fact that vacuum insulation materials with excellent low heat insulation performance have been actively used, limiting the composition of urethane raw materials The conditions are also great. In particular, in urethane formulations that pursue thermal conductivity, it is necessary to improve urethane reactivity and make the urethane bubble diameter finer, and the expansion after the foam is removed from the mold and the subsequent shrinkage increase, resulting in distortion. Tended to be larger. Further, in the heat insulating box of the refrigerator, particularly in the refrigerator, both the outer and inner urethane surfaces of the box are sandwiched by face materials having different linear expansion coefficients such as iron plate and plastic resin, and the shrinkage of the urethane foam It leads to distortion of plastic resin face material. Since the foam insulation board in the building material field is mainly concealed in the wall surface of the house, the board surface condition is not so limited. However, as for the cooling device, the double-sided material is the design surface of the product, and it is not allowed to impair the appearance.

つまり、冷却装置分野では建材分野と比較して、より高性能且つ高外観品質が達成され得るウレタン処方が必要となり、その中で強化材配合量の最適化を図る必要があった。   That is, in the cooling device field, compared with the building material field, a urethane formulation that can achieve higher performance and higher appearance quality is required, and among them, it is necessary to optimize the amount of reinforcing material blended.

本発明の目的は、硬質ポリウレタンフォームの樹脂強度を向上させ且つ、歪みや撓み等の外観の状態を向上させることにある。   An object of the present invention is to improve the resin strength of a rigid polyurethane foam and to improve the appearance such as distortion and deflection.

前述の目的を達成するための手段として本発明は、冷却装置特に冷凍冷蔵庫に使用する硬質ポリウレタンフォームにおいて、ポリエーテルポリオール,シクロペンタン・水などの発泡剤、また触媒・整泡剤などの助剤をプレミックスした液とイソシアネート液を衝突混合する際に補強材を高圧混合することにより、硬質ポリウレタンフォーム内に補強材を含有させ、硬質ポリウレタンフォームの強度物性を向上させることにある。これにより、硬質ポリウレタンフォームの樹脂強度を向上させることで外観状態を維持した低密度化の実現が可能となり、またそれによる硬質ポリウレタンフォームの注入量の低減が可能となった。   As a means for achieving the above-mentioned object, the present invention relates to a foaming agent such as polyether polyol, cyclopentane and water, and an auxiliary agent such as a catalyst and foam stabilizer in a rigid polyurethane foam used in a cooling device, particularly a refrigerator-freezer. In the collision mixing of the premixed liquid and the isocyanate liquid, the reinforcing material is mixed at a high pressure, so that the reinforcing material is contained in the rigid polyurethane foam and the strength physical properties of the rigid polyurethane foam are improved. As a result, the resin strength of the rigid polyurethane foam can be improved to achieve a low density while maintaining the appearance, and the injection amount of the rigid polyurethane foam can be reduced accordingly.

冷却装置特に冷凍冷蔵庫の意匠面の歪みについては、断熱体であるポリウレタンフォームと、その両面にあり接着されている鉄板やプラスチック樹脂の線膨張係数の相違が原因として挙げられる。特に、発泡ポリウレタンは硬化型の断熱体であり、温度因子がそれぞれに与える影響が考えられる。歪みが発生するメカニズムとしては、中央に存在する発泡ポリウレタンが、接触しており温度が低い両面材側、つまり表皮側から硬化していき、フォーム中心部は反応が残り温度が高い状態となっている。冷却された表皮側から撓み変形が開始し、接着しているためバイメタルのような状態で面材も変形を始め、その後にフォーム中心部も冷却されて硬化されていく。即ち、表面部と中心部の冷却時間差が、フォームの収縮に影響を与えており、歪みに繋がると考えられる。   The distortion of the design surface of the cooling device, particularly the refrigerator-freezer, can be attributed to the difference in the linear expansion coefficient between polyurethane foam, which is a heat insulator, and an iron plate or plastic resin that is bonded to both surfaces. In particular, polyurethane foam is a curable heat insulator, and the influence of the temperature factor on each is considered. As a mechanism for generating distortion, the polyurethane foam in the center is in contact and hardens from the low-temperature double-sided material side, that is, from the skin side. Yes. Deflection starts from the cooled skin side, and since it is bonded, the face material also starts to deform in a bimetallic state, and the foam center is then cooled and hardened. That is, it is considered that the difference in cooling time between the surface portion and the central portion affects the shrinkage of the foam, leading to distortion.

ここで、本発明においては、強化材は強化材が無い状態、つまり発泡気泡内に存在しているシクロペンタン等の発泡剤と比較して熱伝導率が高い材料であり、それらが発泡ウレタンフォーム内に存在することにより、それぞれの強化材を熱が伝達しやすくなり、フォーム全体の系として熱伝達が良くなる傾向となる。これにより、発泡ウレタンフォームの表皮側(表面側)と中心部の冷却速度の差が小さくなり、温度差が少なくなる傾向になるのである。これにより、発泡ウレタンフォームの変形量も少なくなり、これが起因となる歪みが抑制される傾向になるのである。   Here, in the present invention, the reinforcing material is a material without a reinforcing material, that is, a material having high thermal conductivity as compared with a foaming agent such as cyclopentane existing in the foamed foam, and these are foamed urethane foam. By being present in the inside, heat is easily transferred to each reinforcing material, and heat transfer tends to be improved as a whole foam system. Thereby, the difference of the cooling rate of the skin side (surface side) and center part of a foaming urethane foam becomes small, and it becomes the tendency for a temperature difference to decrease. As a result, the amount of deformation of the foamed urethane foam is reduced, and the distortion due to this tends to be suppressed.

また、補強材の含有量の最適化によって、硬質ポリウレタンフォームの低熱伝導率を維持した高強度化によって、箱体や扉体の薄肉化が可能となる。このような薄肉化により冷蔵庫の庫内のスペースは大きくなることから、本発明によって冷蔵庫の外形寸法を維持したまま断熱性能を著しく悪化させることなく、冷蔵庫内容積を増加させることが可能となった。   Further, by optimizing the content of the reinforcing material, the box body and the door body can be thinned by increasing the strength while maintaining the low thermal conductivity of the rigid polyurethane foam. Since the space inside the refrigerator becomes larger due to such thinning, the present invention makes it possible to increase the volume of the refrigerator without significantly deteriorating the heat insulation performance while maintaining the external dimensions of the refrigerator. .

係る本発明の好ましい具体的な構成例は次の通りである。   A preferred specific configuration example of the present invention is as follows.

外箱と内箱との間に形成された空間に、ポリオール,イソシアネート、およびシクロペンタンと水の混合発泡剤を用いた硬質ポリウレタンフォームを充填してなる冷却装置において、
(1)断熱体の硬質ポリウレタンフォーム中に硬質ポリウレタンフォーム以外の補強材を含有していること。
(2)その補強材が、硬質ポリウレタンフォームより熱伝導率が大きく、針状,板状,球状を示す有機あるいは/及び無機材料から構成されること。
(3)その補強材を、発泡剤や助剤を含むウレタンフォーム総重量に対して、20〜40重量%含有させること。
(4)その補強材において、長さを300μm以下、断面の最も大きな長さを20μm以下としたものを含有させること。
In the cooling device formed by filling a space formed between the outer box and the inner box with a rigid polyurethane foam using a mixed foaming agent of polyol, isocyanate, and cyclopentane and water,
(1) The hard polyurethane foam of the heat insulator contains a reinforcing material other than the hard polyurethane foam.
(2) The reinforcing material is made of an organic or / and inorganic material having a thermal conductivity larger than that of rigid polyurethane foam and exhibiting a needle shape, a plate shape, and a spherical shape.
(3) The reinforcing material is contained in an amount of 20 to 40% by weight based on the total weight of the urethane foam including a foaming agent and an auxiliary agent.
(4) The reinforcing material should contain a length of 300 μm or less and a cross section having a maximum length of 20 μm or less.

ここで補強材としては、針状のものとしては、ガラス繊維,アルミナ繊維,カーボンファイバー等の無機繊維や、ポリビニルアルコール系繊維,ポリアミド系繊維,ポリ塩化ビニリデン系繊維,ポリ塩化ビニル系繊維,ポリアクリル系繊維,ポリエステル系繊維等の合成化学繊維やコットン,ガンピ,ミツマタ,ケナフ麻,バナナ,パイナップル,ココヤシ,マニラ麻,サイザル麻,ジュート等の天然植物繊維等が好ましい。他に板状のものとしてマイカやガラスフレーク,球状のものとしてガラス球やガラス中空球、その他として炭酸カルシウムやタルク,木粉やゴムくず等を用いても良い。   Here, as the reinforcing material, as the needle-shaped material, inorganic fibers such as glass fiber, alumina fiber, carbon fiber, polyvinyl alcohol fiber, polyamide fiber, polyvinylidene chloride fiber, polyvinyl chloride fiber, Synthetic chemical fibers such as acrylic fibers and polyester fibers, and natural plant fibers such as cotton, ganpi, mitsumata, kenaf hemp, banana, pineapple, coconut palm, manila hemp, sisal hemp and jute are preferred. In addition, mica and glass flakes may be used as plate-like materials, glass spheres and glass hollow spheres may be used as spherical ones, and calcium carbonate and talc, wood powder, rubber scraps and the like may be used as others.

本発明の硬質ポリウレタンフォームを用いれば、使用量を低減して原価低減を図れるとともに、冷蔵庫外観の向上が可能な冷凍冷蔵庫を提供できる。   If the rigid polyurethane foam of this invention is used, while reducing the usage-amount and reducing a cost, the refrigerator refrigerator which can improve a refrigerator external appearance can be provided.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

本実施形態の冷凍冷蔵庫の製造方法は、外箱13及び内箱14からなる断熱箱体7を形成し、この断熱箱体7の外箱13と内箱14との間に形成される空間に真空断熱パネル12を配置した状態で硬質ポリウレタンフォーム11を充填して断熱箱体7を形成する。   The manufacturing method of the refrigerator-freezer of this embodiment forms the heat insulation box 7 which consists of the outer box 13 and the inner box 14, and is in the space formed between the outer box 13 and the inner box 14 of this heat insulation box 7. The heat insulation box 7 is formed by filling the rigid polyurethane foam 11 with the vacuum heat insulation panel 12 disposed.

そして、本実施形態では、シクロペンタンや水などに代表される発泡剤や、触媒や整泡剤などの助剤を混合して構成されるポリオール成分とイソシアネート成分の2液による硬質ポリウレタンフォームの原料を用いる。   And in this embodiment, the raw material of the rigid polyurethane foam by 2 components of the polyol component and isocyanate component comprised by mixing foaming agents represented by cyclopentane, water, etc., and auxiliary agents, such as a catalyst and a foam stabilizer. Is used.

ここで、本発明における補強材は、上記硬質ポリウレタンフォームの2液の原料に高圧状態で衝突混合させることにより、含有させる。   Here, the reinforcing material in the present invention is contained by impact-mixing the two-component raw material of the rigid polyurethane foam under high pressure.

本実施形態によれば、断熱箱体7、或いは真空断熱パネル12搭載の断熱箱体7において硬質ポリウレタンフォーム11の使用量を抑制することが可能であり、しかも冷蔵庫の外観の状態が向上した冷凍冷蔵庫を製造できる。かかる効果が得られる具体的な理由について以下に説明する。   According to this embodiment, the amount of hard polyurethane foam 11 used can be suppressed in the heat insulation box 7 or the heat insulation box 7 mounted with the vacuum heat insulation panel 12, and the appearance of the refrigerator is improved. A refrigerator can be manufactured. The specific reason why such an effect is obtained will be described below.

本実施形態の断熱箱体の製造方法では、図1に示すように、別々の容器に貯留したポリオール1とイソシアネート2の2液をミキシングヘッド3によって攪拌し、攪拌したウレタン原液5を注入ヘッド9より対象とする断熱箱体7内に注入する。   In the heat insulating box manufacturing method of this embodiment, as shown in FIG. 1, two liquids of polyol 1 and isocyanate 2 stored in separate containers are stirred by a mixing head 3, and a stirred urethane stock solution 5 is injected into an injection head 9. It inject | pours in the heat insulation box 7 made into more object.

金型の中に2液を攪拌したウレタン原液5を充填することにより、発泡させる工程の例を示したものである。ここで、発泡に用いる2液をポリオール1とイソシアネート2としたが、本発明はこれだけに限定されるものではなく、金型も任意の形状とできるものとする。   An example of a foaming process by filling a urethane stock solution 5 in which two liquids are stirred into a mold is shown. Here, the two liquids used for foaming are polyol 1 and isocyanate 2. However, the present invention is not limited to this, and the mold can also have any shape.

断熱箱体7に注入する場合、図1に示すように、重力に従い下方へ落下した後、発泡により容積を増加させながら断熱箱体7内で上方に立ち上がり、断熱箱体7内全体へ流動して行き、外箱13または真空断熱パネル12と内箱14との間に硬質ポリウレタンフォーム11となって充填される。   In the case of pouring into the heat insulation box 7, as shown in FIG. 1, it falls downward according to gravity, then rises upward in the heat insulation box 7 while increasing the volume by foaming, and flows into the heat insulation box 7 as a whole. Then, the rigid polyurethane foam 11 is filled between the outer box 13 or the vacuum heat insulating panel 12 and the inner box 14.

図2に扉体のウレタン発泡方法の一例を示す。扉の意匠鉄板側とライナー側を上下別体に保持できる発泡金型を用いるが、予め開放状態とした発泡金型のうち、下型となる意匠鉄板側にウレタン原液5を滴下注入し、注入終了後にライナーを保持した上型が閉じ、発泡により扉体内全体へ流動していくとともに、扉体の厚み方向の上方に立ち上がった硬質ポリウレタンフォーム11とライナーが最終的に接着し一体構造となり充填が完了する。   An example of the urethane foaming method of a door body is shown in FIG. Use a foaming mold that can hold the design iron plate side and liner side of the door separately in the upper and lower parts, but inject the urethane stock solution 5 into the lower design iron plate side of the foam mold that has been opened in advance. After completion, the upper mold holding the liner is closed and flows into the entire door body by foaming, and the rigid polyurethane foam 11 and the liner rising upward in the thickness direction of the door body are finally bonded to form an integral structure to be filled. Complete.

ここで、箱体や扉体でのウレタン発泡挙動を簡易的に評価するために図2に示す金型を用いて作製された硬質ポリウレタンフォームの曲げ強度,曲げ弾性率,寸法変化率を測定した。   Here, in order to simply evaluate the urethane foaming behavior in a box or door, the bending strength, bending elastic modulus, and dimensional change rate of a rigid polyurethane foam produced using the mold shown in FIG. 2 were measured. .

本評価に用いる補強材として、ガラス繊維を粉砕しパウダー状に成形したものを用いた。ガラス繊維補強材については、繊維長を30〜350μmの範囲とし、繊維径を10〜50μmの範囲とした。また、ガラス繊維補強材の添加量はウレタン発泡原液総重量に対して、5〜50%の範囲とした。フィラーをこれ以上添加した場合も想定されるが、フィラー量が多すぎると液粘度が異常に上昇し、攪拌もままならないため検討から除外する。そもそも、ポリオール溶液の液粘度はイソシアネート液との反応時に大きな影響を与える。液粘度が高い場合、発泡剤との相溶性が低くなることから貯蔵安定性に欠け、ウレタン発泡効率や断熱性能にも影響するため、従来は貯蔵タンク内や配管内で攪拌ペラやスタティックミキサー等を設けて、より混合可能なように対応している背景がある。これらより、作製される硬質ウレタンフォームの性能や生産性を考慮すると、液粘度の大幅な増加は避けるべきであるが、一般的に異物を混入すると液粘度は上昇する傾向であるため、液粘度の上昇を可能な限り抑制する混合方法が必要である。   As a reinforcing material used in this evaluation, a glass fiber crushed and powdered was used. About glass fiber reinforcement, the fiber length was made into the range of 30-350 micrometers, and the fiber diameter was made into the range of 10-50 micrometers. Moreover, the addition amount of the glass fiber reinforcing material was 5 to 50% of the total urethane foam stock solution weight. The case where more fillers are added is also assumed, but if the amount of filler is too large, the liquid viscosity will rise abnormally and stirring will not remain, so it is excluded from the study. In the first place, the liquid viscosity of the polyol solution has a great influence upon the reaction with the isocyanate liquid. If the liquid viscosity is high, the compatibility with the foaming agent will be low, so it will lack storage stability and affect the urethane foaming efficiency and heat insulation performance. There is a background that makes it possible to mix more. From these, considering the performance and productivity of the rigid urethane foam produced, a significant increase in the liquid viscosity should be avoided, but generally the liquid viscosity tends to increase when foreign matter is mixed in. It is necessary to have a mixing method that suppresses the increase in the amount of water as much as possible.

上記の種々の条件で作製した補強材の硬質ポリウレタンフォームについて、JIS規格に準拠し曲げ弾性率を測定した。その際、補強材を用いないで作製した硬質ポリウレタンフォームの曲げ弾性率の値を100とした時との指数差で表した。また、同様に作製した硬質ポリウレタンフォームから、200×200×35に切り出したカットサンプルについて、熱伝導率測定機(英弘精機社製)にて測定した。その際、補強材を用いないで作製した硬質ポリウレタンフォームの熱伝導率の値を100とした時との指数差で表した。   About the rigid polyurethane foam of the reinforcing material produced on said various conditions, the bending elastic modulus was measured based on JIS specification. In that case, it represented with the index difference with the value of the bending elastic modulus of the rigid polyurethane foam produced without using the reinforcing material as 100. Moreover, about the cut sample cut out to 200x200x35 from the rigid polyurethane foam produced similarly, it measured with the heat conductivity measuring device (made by Eihiro Seiki Co., Ltd.). In that case, it represented with the index difference with the value of the heat conductivity of the rigid polyurethane foam produced without using the reinforcing material as 100.

ここで、補強材の長さを100μm、断面径を10μmに設定した際の曲げ弾性率および熱伝導率の補強材配合量との関係を図3に示す。   Here, FIG. 3 shows the relationship between the flexural modulus and the thermal conductivity of the reinforcing material blended when the length of the reinforcing material is set to 100 μm and the cross-sectional diameter is set to 10 μm.

図3より、曲げ弾性率については、補強材の配合量が多くなるにつれて曲げ弾性率も上昇することが分かる。特に、配合量が20wt%以上では曲げ弾性率が大きく向上していることが分かる。   From FIG. 3, it can be seen that the flexural modulus increases as the blending amount of the reinforcing material increases. In particular, it can be seen that the flexural modulus is greatly improved when the blending amount is 20 wt% or more.

一方、熱伝導率については、補強材の配合量が少ない間は大きな悪化は見られないが、配合量が50wt%以上になると比較的大きく熱伝導率が悪化していることが分かる。これは、硬質ポリウレタンフォーム樹脂中に補強材である繊維量が増えたために、その繊維に沿って熱移動が多くなるためであると考えられる。   On the other hand, the thermal conductivity is not greatly deteriorated while the amount of the reinforcing material is small, but it is understood that the thermal conductivity is relatively large when the amount is 50 wt% or more. This is considered to be because heat transfer increases along the fiber because the amount of the reinforcing fiber increases in the rigid polyurethane foam resin.

以上から、曲げ弾性率と熱伝導率それぞれの因子についてバランス良く高性能化を図るには、その補強材の配合量は20〜40wt%が好ましいといえる。   From the above, it can be said that the blending amount of the reinforcing material is preferably 20 to 40 wt% in order to achieve high performance in a balanced manner with respect to the respective factors of bending elastic modulus and thermal conductivity.

次に、補強材の配合量を先に見出した好ましい配合量域である30wt%に固定し、また補強材径を20μmに固定した際の、補強材の長さの曲げ弾性率とウレタン原料粘度との関係について図4に示す。   Next, the flexural modulus of the length of the reinforcing material and the viscosity of the urethane raw material when the reinforcing material compounding amount is fixed to 30 wt%, which is the preferable mixing amount range found earlier, and the reinforcing material diameter is fixed to 20 μm. FIG. 4 shows the relationship between the

ここでは、理論的に補強材の長さを大きくすれば曲げ弾性率が大きくなることは容易に推定できるが、それにつれてウレタン原料中における補強材率が大きくなり、ウレタン原料の粘度が上昇し、ウレタン硬化反応を引き起こさせる最初の衝突混合時において不具合を生じさせることが考えられる。ここでも、補強材を用いないで作製した硬質ポリウレタンフォームの曲げ弾性率の値とウレタン原料粘度の値を100として、それとの相関を指数として表している。   Here, if the length of the reinforcing material is theoretically increased, it can be easily estimated that the flexural modulus increases, but the reinforcing material rate in the urethane raw material increases accordingly, and the viscosity of the urethane raw material increases. It is conceivable to cause a problem at the time of the first impact mixing that causes a urethane curing reaction. Here, the value of the flexural modulus of the rigid polyurethane foam produced without using the reinforcing material and the value of the viscosity of the urethane raw material are set to 100, and the correlation between them is expressed as an index.

図4より、強化材の長さが大きくなるにつれて、曲げ弾性率及びウレタン原料粘度が大きくなることが分かる。特に粘度指数については、強化材の長さが350μm以上において急激に大きくなっていることが分かる。また、曲げ弾性率については30μmにおいても300μmと極端に異なる値を示している傾向でもないため、ウレタン原料粘度との相関も考慮すると補強材の長さは300μm以下とすることが好ましい。   FIG. 4 shows that the bending elastic modulus and the urethane raw material viscosity increase as the length of the reinforcing material increases. In particular, regarding the viscosity index, it can be seen that the length of the reinforcing material increases rapidly when the length of the reinforcing material is 350 μm or more. Further, the bending elastic modulus does not tend to be extremely different from 300 μm even at 30 μm, and therefore, the length of the reinforcing material is preferably 300 μm or less in consideration of the correlation with the viscosity of the urethane raw material.

本発明は冷凍冷蔵庫の断熱箱体および断熱扉体に適用することによりウレタン注入量の少ない或いは冷凍冷蔵庫の庫内スペースが大きい冷凍冷蔵庫が実現されるが、昨今の冷凍冷蔵庫においては、その断熱性能の向上,消費電力量の低減を目的として真空断熱材を用いることが多い。真空断熱材とは、無機や有機の繊維あるいは発泡樹脂により成形された芯材を、金属箔や樹脂層をラミネート成形した外包材の中に挿入し、外包材内を真空排気することにより成形されるものであるが、外包材は熱の回り込みを極めて少なくするために極限にまで薄いものとなっている。   The present invention realizes a refrigerator-freezer with a small amount of urethane injection or a large refrigerator-free space by applying it to a heat-insulating box and a door of a refrigerator-freezer. Vacuum insulation is often used for the purpose of improving the power consumption and reducing power consumption. Vacuum insulation material is formed by inserting a core material molded from inorganic or organic fibers or foamed resin into an outer packaging material in which a metal foil or resin layer is laminated, and then evacuating the outer packaging material. However, the outer packaging material is extremely thin in order to minimize the heat wraparound.

即ち、本発明の如く補強材を添加することにより、その補強材の長さや径があまりに大きいと、例えばポリウレタン流動時に真空断熱材の表面を補強材で傷つけてしまう可能性がある。外包材の表面が傷ついて穴が開いてしまい外包材内の真空度が大気圧となった真空断熱材の熱伝導率は、芯材本来の熱伝導率となってしまい、硬質ポリウレタンフォームの熱伝導率より悪くなってしまう。   That is, by adding a reinforcing material as in the present invention, if the length or diameter of the reinforcing material is too large, for example, the surface of the vacuum heat insulating material may be damaged by the reinforcing material during polyurethane flow. The heat conductivity of the vacuum heat insulating material whose surface of the outer packaging material is damaged and a hole is opened and the vacuum inside the outer packaging material becomes atmospheric pressure becomes the original heat conductivity of the core material, and the heat of the rigid polyurethane foam It becomes worse than conductivity.

以上の観点からも、曲げ弾性率の向上だけでなく総括的に考慮して、補強材の長さは300μm以下が好ましいと言える。   From the above viewpoints, it can be said that the length of the reinforcing material is preferably 300 μm or less, considering not only the improvement of the flexural modulus but also the overall consideration.

次に、補強材の配合量を先に見出した好ましい配合量域である30wt%に固定し、また補強材の長さを200μmに固定した際の、補強材の径の大きさに対する曲げ弾性率とウレタン注入量との関係について図5に示す。   Next, the bending elastic modulus with respect to the size of the diameter of the reinforcing material when the amount of the reinforcing material is fixed to 30 wt%, which is the preferable mixing amount range found earlier, and the length of the reinforcing material is fixed to 200 μm. FIG. 5 shows the relationship between the amount of urethane and the amount of urethane injected.

図5より、強化材の径が大きくなるにつれて、曲げ弾性率及びウレタン注入量が大きくなることが分かる。特に注入量指数については、強化材の径が20μmを境に急激に大きくなっていることが分かる。また、曲げ弾性率については20μmまでは急激に大きくなっているが、20μm以降は強度向上度は衰えつつあることが分かる。よって、曲げ弾性率とウレタン注入量の傾向から考慮すると補強材の径は20μm以下とすることが好ましい。   FIG. 5 shows that the flexural modulus and the amount of urethane injection increase as the diameter of the reinforcing material increases. In particular, with regard to the injection amount index, it can be seen that the diameter of the reinforcing material suddenly increases with a boundary of 20 μm. In addition, the flexural modulus is rapidly increased up to 20 μm, but it can be seen that the strength improvement is decreasing after 20 μm. Therefore, considering the bending elastic modulus and the amount of urethane injection, the diameter of the reinforcing material is preferably 20 μm or less.

こちらについても、先の考察と同様に、径が大きくなることにより真空断熱材表面の外包材への突き刺しや傷つけの影響が考えることから、不必要に補強材の径を大きくする必要は無い。   In this case as well, the diameter of the reinforcing material does not need to be unnecessarily increased because the influence of the puncture or damage to the outer packaging material on the surface of the vacuum heat insulating material is considered by increasing the diameter, as in the previous discussion.

また、先にも述べたが冷凍冷蔵庫分野では庫内の容積を大きくすることにトレンドしており、壁の厚さが薄くなってきている。その薄くなった断熱空間にさらに真空断熱材を搭載するために硬質ポリウレタンの流動領域は極めて薄くなっている。そのため、冷凍冷蔵庫の外側の鉄板や内側の成形樹脂あるいは真空断熱材との流動時の摩擦力を少なくしないとウレタン注入量が増えることにつながり、また硬質ポリウレタンフォームの成型状況も好ましくなく、本来保持するじゅうぶんな断熱特性を発揮できなくなる。   In addition, as described above, in the refrigerator-freezer field, there is a trend to increase the volume in the cabinet, and the wall thickness is becoming thinner. In order to mount a vacuum heat insulating material in the thin heat insulating space, the flow region of the hard polyurethane is extremely thin. Therefore, if the frictional force during flow with the outer iron plate of the refrigerator / freezer and the inner molding resin or vacuum heat insulating material is not reduced, the amount of urethane injection will increase, and the molding situation of rigid polyurethane foam is not preferable and originally retained Sufficient heat insulating properties cannot be exhibited.

以上の観点からも、曲げ弾性率の向上だけでなく総括的に考慮して、補強材の径は20μm以下が好ましいと言える。   From the above viewpoints, it can be said that the diameter of the reinforcing material is preferably 20 μm or less, considering not only the improvement of the flexural modulus but also comprehensive consideration.

一実施形態に係る断熱箱体に用いる2液混合による硬質ポリウレタンフォームの生成原理と充填状態を説明する模式図。The schematic diagram explaining the production | generation principle and filling state of the rigid polyurethane foam by 2 liquid mixing used for the heat insulation box which concerns on one Embodiment. 本実施形態の断熱扉体の硬質ポリウレタンフォームの充填状態を説明する模式図。The schematic diagram explaining the filling state of the rigid polyurethane foam of the heat insulation door body of this embodiment. 補強材の長さおよび径を一定にした際の補強材配合量と得られる補強フォームの曲げ弾性率指数と熱伝導率指数の関係。Relationship between the amount of reinforcing material blended when the length and diameter of the reinforcing material are constant, and the flexural modulus index and thermal conductivity index of the resulting reinforcing foam. 補強材の長さと得られる補強フォームの曲げ弾性率指数とウレタン原料の粘度(補強材を混合後の)との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the length of a reinforcing material, the bending elastic modulus index | exponent of the obtained reinforcement foam, and the viscosity (after mixing a reinforcing material) of a urethane raw material. 補強材の径と得られる補強フォームの曲げ弾性率指数とウレタン注入量指数との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the diameter of a reinforcing material, the bending elastic modulus index | exponent of a reinforcement foam obtained, and a urethane injection quantity index | exponent.

符号の説明Explanation of symbols

1 ポリオール
2 イソシアネート
3 ミキシングヘッド
4 金型
5 ウレタン原液
5′ ウレタン原液の流れ
6 注入口
7 断熱箱体
8 冷蔵庫製品背面
9 注入ヘッド
10 硬質ポリウレタンフォームのカットサンプル
11 硬質ポリウレタンフォーム
12 真空断熱パネル
13 外箱
14 内箱
15 意匠鉄板
16 ライナー
17 補強材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polyol 2 Isocyanate 3 Mixing head 4 Mold 5 Urethane stock solution 5 'Urethane stock solution flow 6 Inlet 7 Heat insulation box 8 Refrigerator product back 9 Injection head 10 Hard polyurethane foam cut sample 11 Hard polyurethane foam 12 Vacuum insulation panel 13 Outside Box 14 Inner box 15 Design iron plate 16 Liner 17 Reinforcing material

Claims (4)

外箱と内箱との間に形成された空間に、ポリオール,イソシアネート、およびシクロペンタンと水の混合発泡剤を用いた硬質ポリウレタンフォームを充填してなる断熱体を備えた冷却装置において、
前記断熱体の硬質ポリウレタンフォーム中に該硬質ポリウレタンフォーム以外の補強材を含有しかつ、その曲げ弾性率が15MPa〜25MPaであることを特徴とする冷却装置。
In a cooling device provided with a heat insulating body formed by filling a space formed between an outer box and an inner box with a rigid polyurethane foam using a mixed foaming agent of polyol, isocyanate, and cyclopentane and water,
A cooling device characterized in that the rigid polyurethane foam of the heat insulator contains a reinforcing material other than the rigid polyurethane foam and has a flexural modulus of 15 MPa to 25 MPa.
請求項1において、前記硬質ポリウレタンフォーム以外の補強材として、前記硬質ポリウレタンフォームより熱伝導率が大きい、針状,板状,球状を示す有機あるいは/及び無機材料から構成することにより、前記硬質ポリウレタンフォームの冷却速度を向上させたフォーム変形量の少ない硬質ポリウレタンフォームを充填したことを特徴とする冷却装置。   2. The hard polyurethane foam according to claim 1, wherein the hard polyurethane foam is composed of an organic or / and inorganic material having a needle shape, a plate shape, and a spherical shape, which has a higher thermal conductivity than the hard polyurethane foam. A cooling device characterized in that it is filled with a rigid polyurethane foam having a low foam deformation amount and an improved foam cooling rate. 請求項1において、前記補強材を、発泡剤や助剤を含むウレタンフォーム総重量に対して、20〜40重量%含有する前記硬質ポリウレタンフォームを充填したことを特徴とする冷却装置。   The cooling device according to claim 1, wherein the rigid polyurethane foam containing 20 to 40% by weight of the reinforcing material with respect to the total weight of the urethane foam including a foaming agent and an auxiliary agent is filled. 請求項1において、前記補強材の長さを300μm以下、断面の最も大きな長さを20μm以下としたものを含有する前記硬質ポリウレタンフォームを充填したことを特徴とする冷却装置。   2. The cooling device according to claim 1, wherein the rigid polyurethane foam containing the reinforcing material having a length of 300 [mu] m or less and a largest cross section of 20 [mu] m or less is filled.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017150811A (en) * 2013-06-07 2017-08-31 三菱電機株式会社 refrigerator
JP2017194271A (en) * 2013-06-07 2017-10-26 三菱電機株式会社 refrigerator
CN115703876A (en) * 2021-08-11 2023-02-17 江苏赛胜新材料科技有限公司 High-bearing high-temperature-resistant polyurethane plate foaming material and preparation method and application thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5146364A (en) * 1974-10-18 1976-04-20 Matsushita Refrigeration Dannetsuhakotaino seizohoho
WO1998044016A1 (en) * 1997-04-02 1998-10-08 Sanyo Chemical Industries, Ltd. Polyurethane foam, process for producing the same, and foam forming composition
JPH11201628A (en) * 1998-01-09 1999-07-30 Hitachi Ltd Heat insulation case for refrigerator
JP2002277156A (en) * 2001-01-15 2002-09-25 Matsushita Refrig Co Ltd Heat insulating box body, method of manufacturing raw material, and refrigerator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5146364A (en) * 1974-10-18 1976-04-20 Matsushita Refrigeration Dannetsuhakotaino seizohoho
WO1998044016A1 (en) * 1997-04-02 1998-10-08 Sanyo Chemical Industries, Ltd. Polyurethane foam, process for producing the same, and foam forming composition
JPH11201628A (en) * 1998-01-09 1999-07-30 Hitachi Ltd Heat insulation case for refrigerator
JP2002277156A (en) * 2001-01-15 2002-09-25 Matsushita Refrig Co Ltd Heat insulating box body, method of manufacturing raw material, and refrigerator

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017150811A (en) * 2013-06-07 2017-08-31 三菱電機株式会社 refrigerator
JP2017194271A (en) * 2013-06-07 2017-10-26 三菱電機株式会社 refrigerator
JP2018063110A (en) * 2013-06-07 2018-04-19 三菱電機株式会社 refrigerator
JP2018169159A (en) * 2013-06-07 2018-11-01 三菱電機株式会社 refrigerator
CN115703876A (en) * 2021-08-11 2023-02-17 江苏赛胜新材料科技有限公司 High-bearing high-temperature-resistant polyurethane plate foaming material and preparation method and application thereof

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