JP2014119228A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】高価な真空装置を必要とせずに、蒸着法に匹敵するガスバリヤ性をプラスチック材料で構成された冷蔵庫の内箱に適用すること。
【解決手段】金属材料で形成される外箱と、樹脂材料で形成される内箱との間に、発泡断熱材を充填して断熱箱体を構成する冷蔵庫において、前記内箱の少なくとも一面を親水性のガラスコートで覆ったものである。
これによって、発泡断熱材と接する内箱の一面が親水性であるため、発泡断熱材の流動性が良くなるとともに、ガラスコートによりガスバリヤ性が向上するので、発泡断熱材中のガス成分が内箱を透過して外部に漏洩するのを抑制し、長期間、断熱性能が劣化しない冷蔵庫を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂製の内箱のガスバリヤ性能を向上させた冷蔵庫に関するものである。

従来、この種の冷蔵庫は、内箱にＡＢＳ樹脂などが使用されているが、プラスチック成形品をガラスコートする繊維強化方法に関するものがある。（例えば、特許文献１参照）。

表１は、特許文献１に記載された従来の繊維強化プラスチック成形品の樹脂組成物を示すものである。

室温が８〜１０℃において、成形型に離型剤（商品名ケムリース７０、ケムリースアジア（株）製）を塗布して処理した。その後で、成形用樹脂組成物Ｃ−１中の樹脂組成物Ｂ−１に対して硬化剤１％の割合のメチルエチルケトンパーオキサイド（商品名パーメックＮ、日本油脂（株）製）、及び、スチレン未溶解率が５８％で２５ｍｍに切断した後に、１．９５ｍｇに分割する繊維強化材であるガラスロービング（商品名ＲＳ３４０ ＦＧ−６２５、日東紡（株）製）を、成形用樹脂組成物Ｃ−１と繊維強化材の総量に対して２５％となるように、成形品厚さを７ｍｍに成形型に塗布して１５分間放置した。その後、脱泡して繊維強化プラスチック成形品を得る。

また同様に、成形型に離型剤を塗布して処理した。その後で、表１に示す各々の成形用樹脂組成物を用いて、各々の樹脂組成物に対して硬化剤１％の割合のメチルエチルケトンパーオキサイド（商品名パーメックＮ、日本油脂（株）製）、及び、スチレン未溶解率が５８％で２５ｍｍに切断した後に１．９５ｍｇに分割する繊維強化材であるガラスロービング（商品名ＲＳ３４０ ＦＧ−６２５、日東紡（株）製）を、成形用樹脂組成物と繊維強化材の総量に対して表１に示す割合となるように、成形品厚さを７ｍｍに成形型に塗布して１５分間放置した。その後、脱泡して繊維強化プラスチック成形品を得る。

さらに、成形型に離型剤を塗布して処理した。その後で、成形用樹脂組成物Ｃ−１中の樹脂組成物Ｂ−１に対して硬化剤１％の割合のメチルエチルケトンパーオキサイド（商品名パーメックＮ、日本油脂（株）製）、及び、スチレン未溶解率が４３％で２５ｍｍに切断した後に２．４ｍｇに分割する繊維強化材であるガラスロービング（商品名ＲＳ３４０
Ｆ−６２８、日東紡（株）製）を、成形用樹脂組成物と繊維強化材の総量に対して表１に示す割合となるように、成形品厚さを７ｍｍに成形型に塗布して１５分間放置し、その後、脱泡して繊維強化プラスチック成形品を得ている。

特開２００３−３９５６７号公報

しかしながら、従来の構成では、スプレイアップ工法において、成形型を処理した離型剤の影響によるずれ落ちを防止することができるが、ガラスに比べてガスバリヤ性に劣るプラスチックのガスバリヤ性を付与技術についての記載はなく、課題認識がなされていなかった。

本発明は、従来の課題を解決するもので、蒸着法に匹敵するガスバリヤ性をプラスチック材料で構成された冷蔵庫の内箱に適用することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、金属材料で形成される外箱と、樹脂材料で形成される内箱との間に発泡断熱材を充填して断熱箱体を構成する冷蔵庫において、前記内箱の少なくとも一面を親水性のガラスコートで覆ったものである。

これによって、プラスチック材料に比べてガスバリヤ性に優れるガラスのコートを行うことによって、蒸着法に匹敵するガスバリヤ性を持たせる事ができ、これを冷蔵庫の内箱に適用することによって、発泡断熱材中のガス成分が内箱を透過して外部に漏洩するのを長期間抑制でき、発泡断熱材の断熱性能の劣化を防止することができる。

また、ガラスコートを親水性とすることによって、冷蔵庫の内箱と外箱の間に充填される発泡断熱材の流動性が向上し、発泡断熱材が充填されない空間の発生がなくなるので、製造工程中における廃棄ロス、及び、時間ロスを低減できる。

本発明の冷蔵庫は、複雑な形状をしている内箱であっても、発泡断熱材中のガス成分が内箱を透過して外部に漏洩するのを抑制し、長期間に渡る使用であっても断熱性能が劣化しない冷蔵庫を提供することができる。

本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の発泡断熱材の流動状態図 本発明の実施の形態１における冷蔵庫の内箱の斜視図 本発明の実施の形態２における冷蔵庫の発泡断熱材の生成過程を化学式で示した図

第１の発明は、外郭を形成する外箱と、庫内側を形成する内箱との間に、発泡断熱材を充填して断熱箱体を構成する冷蔵庫において、前記内箱の少なくとも一面を親水性のガラスコートで覆ったものであり、これによって、複雑な形状をしているような内箱であっても、発泡断熱材と接する内箱の一面が親水性であるため、発泡断熱材の流動性が良くなるとともに、ガラスコートによりガスバリヤ性が向上するので、発泡断熱材中のガス成分が内箱を透過して外部に漏洩するのを抑制し、長期間、断熱性能が劣化しない冷蔵庫を提供することができる。

第２の発明は、外郭を形成する外箱と、庫内側を形成する内箱との間に、発泡断熱材を充填して断熱箱体を構成する冷蔵庫において、前記内箱の裏側となる発泡断熱材側の面をガラスコートで覆ったものであり、発泡断熱材の充填時に流動性が向上するとともに、発泡断熱材と接する面にガスバリヤ性を有するガラスコート処理を行うので、発泡断熱材中のガス成分の外部への漏洩を効果的に防止することが可能となる。

第３の発明は、前記内箱の材料として、樹脂を使用したものであり、ガスバリヤ性の高い金属を用いて内箱を成形する場合に比べて、複雑な形状にも対応でき、かつ、樹脂製の内箱は成形性が良く、コストの上昇も抑制することができる。

第４の発明は、前記ガラスコートの材料としてガラス前駆体であるポリシラザンを用いた手法で、ウレタンなどの発泡断熱材の発泡温度が１００℃であっても使用可能であり、
大気圧、或いは、湿式法での処理を行うことにより、樹脂材料へのガラスコート適用が可能となるとともに、スプレーコートにより複雑形状にも対応させることができる。

第５の発明は、外郭を形成する外箱と、庫内側を形成する内箱との間に、発泡断熱材を充填して断熱箱体を構成する冷蔵庫において、前記内箱の表側となる貯蔵室側の面をガラスコートで覆ったものであり、発泡断熱材中のガス成分が内箱を透過して外部に漏洩するのを長期間抑制するとともに、冷蔵庫の内箱表側となる貯蔵室内部壁面の美観・質観を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の縦断面図を示すものである。図２は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の発泡断熱材の流動状態図を示すものである。図３は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の内箱の斜視図を示すものである。

図１〜図３において、冷蔵庫１の筐体２は、外箱３と内箱４との間に発泡断熱材５を充填して形成されている。そして樹脂製の内箱４の裏面には、ガラスコートが施されている。冷蔵庫の背面６には発泡断熱材の充填口８が設けられており、充填された発泡断熱材５は、矢印９及び矢印１０のように外箱３と内箱４との間の空間を流動する。また、冷蔵庫の側面７の方向にも、同様に発泡断熱材５は流動していく。また、冷蔵庫１の庫内には内箱４の支持部１２に支持される棚１１が設けられている。

まず、プラスチック材料はガラスに比べてガスバリヤ性に劣っているが、プラスチック材料にガラスコートを行うことにより、蒸着法に匹敵するガスバリヤ性をプラスチック材料に付与させることができる。このガラスコートを冷蔵庫１の内箱４に適用することによって、発泡断熱材５中のガス成分が内箱４を透過して外部に漏洩するのを長期間抑制し、発泡断熱材５の断熱性能の劣化を防止することができる。よって、冷蔵庫１の外部からの吸熱量を長期間抑制することが可能となり、冷蔵庫１の購入初期の省エネ性能を長期間維持することができる。

また、発泡断熱材５の充填時には、冷蔵庫１の筐体２の背面側から筐体２の前面側に向かって発泡断熱材５が充填されるが、筐体２の背面６の充填口８から離れた場所においては発泡断熱材５の流動性が低下するので、発泡断熱材５が供給されない部位が発生する場合がある。

そして、この状態で発泡断熱材５を発泡させると、均一に発泡することができず、発泡断熱材５の存在しない空間が発生する事がある。このような発泡不良が発生することで、冷蔵庫１の製造時において、廃棄ロス、及び、時間ロスが生じるが、本実施の形態では、ガラスコートに親水性機能を付与することによって、発泡断熱材５の充填時において、筐体２の背面側の充填口８から離れた場所にある内箱４に到達した発泡断熱材５は、内箱４の親水性機能により、スムースに周囲に拡散される。

すなわち、冷蔵庫１の内箱４と外箱３の間に充填される発泡断熱材５の流動性が向上し、発泡断熱材５が外箱３、及び、内箱４の空間全体に供給されるようになり、発泡後に発泡断熱材５が存在しない空間の発生がなくなるので、製造工程中における廃棄ロス、及び、時間ロスを大幅に低減することができる。ここで、親水性とは、水との間に水素結合を作ることで、水に溶解しやすいかあるいは水に混ざりやすい性質であり、熱力学的に好ましい（自由エネルギーを減少させる）現象である。また、親水性の分子は水のほかに極性
溶媒にも可溶である。親水性分子（例えばエタノールなど）あるいは親水性基（例えば脂肪酸におけるカルボン酸残基など）は、その極性により水素結合を形成できることから、油や疎水性溶媒よりも水に溶けやすい。親水性分子はまた、双極子モーメントや誘電率から極性分子としても知られている。

また、内箱４には、冷蔵庫１の庫内に保存する食品を載置する棚１１を、支持するための支持部１２が冷蔵庫１の庫内側へ突出して形成されており、支持部１２の内部に発泡断熱材５を充填して、支持部１２の強度を高める必要がある。そして、内箱４の支持部１２にも親水性機能が付与されているので、発泡断熱材５の流動性が向上し、発泡断熱材５が間口の狭い支持部１２の内部にも充填されるようになり、庫内の棚１１の支持部１２としての強度を備えることが可能となる。

また、冷蔵庫１の内箱４は凹凸の複雑な形状となっているが、ガラスコートの施工時には、スプレーガンを使用したスプレーコートを実施することが可能であるので、冷蔵庫１の内箱４に施工、或いは、もっと複雑な形状となっても容易に施工する事が可能となる。

このガラス繊維強化材であるガラスロービングは、成形用樹脂組成物と成形型に吹き付ける際に、スプレーガンに取り付けられているカッター刃によって、一本の束が２０〜４０ｍｍの長さに切断された後に、各々の束が１．００〜２．２０ｍｇの重量に分割されるようなものが好ましい。分割される重量がこれらの範囲から外れると、良好な脱泡作業性が得られない傾向がある。本発明に用いる繊維強化材の含有割合は、成形用樹脂組成物と繊維強化材との総量中、繊維強化材が２２〜３６重量％とすることが好ましい。２２重量％より低い場合にはずれ落ちが防止できなくなる傾向があり、３６重量％より多い場合には良好な脱泡作業性が得られない傾向がある。

また、ガラスは透明性、硬度、絶縁性、耐薬品性（耐溶剤性）、バリヤ性などに優れているという特徴があるので、プラスチック表面にガラスの薄膜を形成させることで、ガラスのもつ様々な物性の付与が可能となる。

また、本実施の形態１に用いられる充填材には、平均粒径３０μｍ以下の炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、ガラス粉末、クレー、タルク、カオリン、石英粉末、粉砕石等の無機充填剤等が好ましく用いられる。中でも、成形品の剛性を上げることから炭酸カルシウムが適している。その使用量は樹脂組成物１００重量部に対して７０〜５重量部であることが好ましく、５０〜１０重量部であることがより好ましい。充填材量が多いと比重が高くなり、ずれ落ちが防止できなくなる傾向がある。充填材が少ないと成形品の空洞率が高くなりやすく、浄化槽では水漏れ不良などの原因となる傾向がある。また充填材が少ないと成形品の剛性が小さくなる傾向がある。

また、ガラスコート技術は、ガラス前駆体であるポリシラザンを用いた手法で、１００℃以下の低温、大気圧、湿式法での処理が可能な、プラスチック材料に特に適している技術を適用している。

また、本実施の形態１に用いられるガラスコート材は、完全無機のシリカ膜であるので、可燃性冷媒が使用される冷蔵庫において、内箱４を難燃性とすることができ、発火などに対する安全性を向上させることができる。ここで、冷蔵庫の外箱３と内箱４との間に配置される真空断熱材をも無機材料で構成すれば、冷蔵庫１の筐体２の難燃性をより高めることが可能となる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における冷蔵庫の発泡断熱材の生成過程を化学式で示し
た図である。

なお、実施の形態１と同様の冷蔵庫の構成については、同符号を用いて、詳細な説明を省略する。

本実地の形態における冷蔵庫では、内箱４の裏側となる発泡断熱材５側の面をガラスコートで覆うとともに、内箱４の表側となる貯蔵室側の面をガラスコートで覆っている。

これにより、内箱４の裏と表の二つの面で、発泡断熱材５内部からガスが漏洩するのを防止するので、ガスバリヤ性が向上する。

図４において、発泡断熱材５である硬質ウレタンフォームとはＮＣＯ（イソシアネート）基を２個以上有するポリイソシアネートとＯＨ（ヒドロキシル）基を２個以上有するポリオールを、触媒（アミン化合物等）、発泡剤（水、フルオロカーボン等）、整泡剤（シリコーンオイル）などと一緒に混合して、泡化反応と樹脂化反応を同時に行わせて得られる、均一なプラスチック発泡体である。見かけは、小さな泡の集合体で、この小さな硬い泡は、一つ一つが独立した気泡になっていて、この中に熱を伝えにくいガスが封じ込められている。このために、硬質ウレタンフォームは長期に亘って他に類を見ない優れた断熱性能を維持することが可能となっている。

また、内箱４の表側となる貯蔵室側の面をガラスコートで覆うことにより、ガスバリヤ性の向上と共に、冷蔵庫１の庫内壁面の高級感（質感）や清潔感も向上させることができる。冷蔵庫１のデザインについては、主に外観の質感の向上に重点が置かれ、冷蔵庫１の扉を開けた時の庫内の質感については、あまり考慮されていなかった。けれども近年においては、冷蔵庫１内の棚１１をガラス板で構成するなど、庫内の美観の向上についても、本格的に検討され始めるようになってきた。そして、冷蔵庫１の庫内壁面、すなわち、内箱４の表側となる貯蔵室側の面をガラスコートで覆うことにより、庫内壁面に光沢感を付与させることができ、高級感の漂う庫内とすることが可能となる。

また、庫内が食品などから出る汁やペースト状のもので汚れた場合でも、ガラスコートをしているので、軽く拭くだけで容易に清掃することができる。特に、冷蔵庫の庫内である冷蔵室は、人の目線の高さの位置となるので、庫内の質感に対する反応は敏感である。

これは、ほぼ毎日のように、冷蔵室の扉を開ける動作に伴い、目に飛び込んで来る庫内の質感は、使用者の満足感を満たすとともに、無意識の内に経験的に記憶される。

従って、冷蔵庫１の庫内の美観を向上させることは、冷蔵庫１の購入初期の使用者の喜びを喚起するだけでなく、日常で使用する過程において、現在の庫内の美観が標準状態として、使用者の記憶に定着するので、冷蔵庫の買い替え時において、庫内の美観が劣る他の冷蔵庫１が安っぽく感じ、庫内の美観が優れる同じメーカーの冷蔵庫１を買うという行動を促進し、結果として使用者が、そのメーカーのお得意様となるケースが増加していくと考えられる。

この冷蔵庫１の美観を向上させる方法としては、前述のガラス棚などのように、部材の材質を変更するなどの手段が考えられる。しかし、冷蔵庫１の内箱４は単一部材であり、様々な部品を配設するための多数の凹凸を設ける必要があるので、通常、成形性の良いＡＢＳ樹脂などが用いられる。また、この内箱４の美観を向上させる手法として、金属部品などのカバー部材を後付で必要箇所に設けることが考えられるが、組立工数の増加、直材の上昇など、課題となる点が多いが、本実施の形態では、金属部品を設けることなく冷蔵庫１の庫内の美観を向上させることが可能となる。

また、内箱４の表側をガラスコートするだけで、ガラスの特徴である透明性、硬度、絶縁性、耐薬品性（耐溶剤性）、ガスバリア性などの優れた性質を付与することが可能となる。

さらに、ガラスは光の屈折率ｎ＝１．４７程度とプラスチック材料に比べて屈折率が低いという特徴があり、そのため、プラスチック材料にガラスコートすることで、反射光を防止することができ、蛍光灯のぎらつきを低減することができる。

また、冷蔵庫を主に使用するのは女性である主婦なので、冷蔵庫の外観だけでなく、冷蔵庫の庫内についても、庫内のデザイン性に不満を抱いている方々が多数居られると考えられます。そして、このデザイン性の向上を比較的容易に実現する手段として、内箱４の表側のガラスコートは非常に効果的な手段であるといえる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、プラスチック材料に比べてガスバリヤ性に優れるガラスのコートを行うことによって、蒸着法に匹敵するガスバリヤ性を持たせる事ができるので、業務用冷蔵庫や食品ショーケースなどの用途にも適用できる。

１ 冷蔵庫
２ 筐体
３ 外箱
４ 内箱
５ 発泡断熱材
６ 背面
７ 側面
８ 充填口
９ 矢印
１０ 矢印
１１ 棚
１２ 支持部

Claims (5)

1. 外郭を形成する外箱と、庫内側を形成する内箱との間に、発泡断熱材を充填して断熱箱体を構成する冷蔵庫において、前記内箱の少なくとも一面を親水性のガラスコートで覆ったことを特徴とする冷蔵庫。
2. 外郭を形成する外箱と、庫内側を形成する内箱との間に、発泡断熱材を充填して断熱箱体を構成する冷蔵庫において、前記内箱の裏側となる発泡断熱材側の面をガラスコートで覆ったことを特徴とする冷蔵庫。
3. 前記内箱の材料として、樹脂を使用したことを特徴とする請求項１または２に記載の冷蔵庫。
4. 前記ガラスコートの材料としてガラス前駆体であるポリシラザンを用いた手法であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
5. 外郭を形成する外箱と、庫内側を形成する内箱との間に、発泡断熱材を充填して断熱箱体を構成する冷蔵庫において、前記内箱の表側となる貯蔵室側の面をガラスコートで覆ったことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。