JP2019100640A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】外板の支持安定性を高めつつ、塗装はがれを発生させ難い扉を備えた冷蔵庫を提供する。【解決手段】断熱扉の表面に設けられた外板１０と、外板１０の周縁に設けられた扉枠２０と、外板１０と扉枠２０とで形成された空間４０に充填される硬質ウレタンフォームとを備えた冷蔵庫であって、外板１０の裏側に塗料層８０を有し、塗料層８０の裏側にＰＵＲ系接着剤を有し、ＰＵＲ系接着剤と硬質ウレタンフォームとを接着した。【選択図】図３

Description

本発明は、扉の表面に外板を備えた冷蔵庫に関する。

冷蔵庫の扉としては、光沢性を向上させるために、扉の表面にガラス製の外板を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−１６１２１９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の冷蔵庫の扉は、一般の熱可塑のホットメルト（ＥＶＡ）を使用して、扉枠と外板とを接着させている。このため、ホットメルトが再融解し、外板のズレなどの外観不良が生じる可能性がある。また、他のホットメルトとして耐熱型のポリアミドホットメルト（ＰＡ）を使用した場合には、吸湿してホットメルトの寸法が変わり、同様に外観不良が生じる可能性がある。

そこで、本発明は、外板の支持安定性を高めつつ、塗装はがれを発生させ難い扉を備えた冷蔵庫を提供することを課題とする。

本発明は、断熱扉の表面に設けられた外板と、前記外板の周縁に設けられた扉枠と、前記外板と前記扉枠とで形成された空間に充填される硬質ウレタンフォームと、を備えた冷蔵庫であって、前記外板の裏側に塗料層を有し、前記塗料層の裏側にＰＵＲ系接着剤を有し、前記ＰＵＲ系接着剤と前記硬質ウレタンフォームとが接着していることを特徴とする。

本発明によれば、外板の支持安定性を高めつつ、塗装はがれを発生させ難い扉を備えた冷蔵庫を提供できる。

本発明の実施形態に係る冷蔵庫の一例を示す正面図である。 回動式の断熱扉を示す分解斜視図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図３の要部を概略的に示す断面図である。 扉枠の構造を概略的に示す断面図である。 ガラスの詳細な構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態として、６ドアタイプの冷蔵庫１を例に挙げて説明するが、ドアの数は限定されず、５ドア以下のタイプや、１ドアタイプに適用してもよい。また、以下では、冷蔵庫１を正面から見たときの方向を基準として説明する。また、以下に示す図面において、同一の部材には適宜同一の参照符号を付し、重複した説明を適宜省略する。また、部材のサイズおよび形状は、説明の便宜上、変形または誇張して模式的に表す場合がある。また、以下の説明において、「表面」側とは、冷蔵庫１の前側を意味し、「裏面」側とは、冷蔵庫１の後側を意味している。

図１は、本発明の実施形態に係る冷蔵庫の一例を示す正面図である。
図１に示すように、冷蔵庫１は、冷蔵室２、製氷室３、切替室（上段冷凍室、急速冷凍室）４、下段冷凍室５および、野菜室６を備えている。なお、図１において一点鎖線で示すラインは、後記する反応型ホットメルト接着剤７０を塗布する位置を示している。

冷蔵庫１は、冷蔵室２を開閉する回動式（ヒンジ式）の断熱扉２ａ，２ｂと、製氷室３を開閉する引出式の断熱扉３ａと、切替室４を開閉する引出式の断熱扉４ａと、下段冷凍室５を開閉する引出式の断熱扉５ａと、野菜室６を開閉する引出式の断熱扉６ａと、をそれぞれ備えている。なお、回動式の断熱扉２ａと断熱扉２ｂは、同様の構成のものであるので、断熱扉２ａを代表して説明する。

図２は、回動式の断熱扉を示す分解斜視図である。
図２に示すように、断熱扉２ａは、断熱扉２ａの表面に設けられたガラス製の外板１０と、外板１０の周縁に設けられた扉枠２０と、外板１０の裏面に配置された真空断熱材３０と、外板１０と扉枠２０とで形成された空間４０に真空断熱材３０を介在させて充填された発泡断熱材５０（図３参照）と、扉枠２０の裏面（背面）に設けられた内板６０と、を備えて構成されている。

外板１０は、断熱扉２ａの表面（前面）側の外壁（外郭、意匠面）を形成する透光性の矩形の平板部材から成る。外板１０の外周部は、縦長の四角枠状の扉枠２０の内側前端部に装着されて、扉枠２０によって覆われている。この扉枠２０は、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体）樹脂で形成されている。

扉枠２０は、外板１０の右側縁部に沿って形成される枠部材２１と、外板１０の左側縁部に沿って形成される枠部材２２と、外板１０の上側縁部に沿って形成される枠部材２３と、外板１０の下側縁部に沿って形成される枠部材２４と、が組み合わせて構成されている。

枠部材２１には、外板１０の右側縁部と係合する係合溝２１ａ（図３参照）が形成されている。枠部材２３には、外板１０の上側縁部と係合する係合溝（図示省略）が形成されている。枠部材２４には、外板１０の下側縁部と係合する係合溝（図示省略）が形成されている。

枠部材２２には、外板１０の左側縁部と反応型ホットメルト接着剤７０（以下、接着剤７０と略記する）によって接着されるフランジ部（つば部）２２ａが形成されている。なお、外板１０は、強化ガラス製の平板材が好ましいが、プラスチック等の透光性の平板材であってもよい。

なお、本実施形態では、外板１０の４辺の少なくとも一部である１辺（左側）のみを接着剤７０で接着した場合を例に説明するが、１辺に限定されるものではなく、２辺以上の複数であってもよい。

図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
図３に示すように、枠部材２１の係合溝２１ａは、外板１０の右側縁部が挿入される凹状溝から成る。また、枠部材２３，２４の外板１０の上側縁部および下側縁部が係合する係合溝についても、係合溝２１ａと同様に、外板１０の上側縁部および下側縁部が挿入される凹状溝から成る。

枠部材２２は、表裏方向（冷蔵庫１の前後方向）に沿って延びる板状の本体部２２ｂを有している。本体部２２ｂには、外板１０側に沿い、かつ、本体部２２ｂに直交して延びるフランジ部２２ａが形成されている。このフランジ部２２ａは、枠部材２２の表側の略端部に位置している。また、本体部２２ｂには、フランジ部２２ａと平行に延びる補強リブ２２ｃ，２２ｃが形成されている。この補強リブ２２ｃは、枠部材２２の補強としての機能と、枠部材２２と発泡断熱材５０との接着性を高める機能とを有している。

真空断熱材３０は、その材質は特に限定されないが、一例を挙げると、多孔質構造のグラスウール等の芯材をラミネートフィルムで真空パックして内部を減圧して封止した断熱材から成り、気体熱伝導率が略ゼロであるため、優れた断熱性能を有している。また、真空断熱材３０は、平板状に形成され、外板１０の裏面側に接着されている。

断熱扉２ａは、外板１０と内板６０とが前後方向（表裏方向）に離間して配置され、空間４０の表面側に真空断熱材３０が配置され、真空断熱材３０を除く空間に発泡断熱材５０が配置されるように構成されている。真空断熱材３０は、外板１０よりも左右方向（幅方向）の長さが短く形成され、真空断熱材３０の左端と枠部材２２との間にも発泡断熱材５０が充填されている。

発泡断熱材５０は、断熱材としての機能と、接着剤としての機能と、を備えている。また、発泡断熱材５０は、中央部に真空断熱材３０を載置した外板１０と、外板１０の外周に取り付けられた扉枠２０とで形成された空間４０に、真空断熱材３０を介在させて充填されることによって、空間４０の内壁面に接着される。このため、発泡断熱材５０は、真空断熱材３０を覆った状態で外板１０の裏面に接着されている。

また、発泡断熱材５０は、硬質ウレタンフォームで形成されている。この硬質ウレタンフォームは、断熱扉２ａの内側の空間４０内に注入したウレタンフォーム原液（発泡断熱材の原料液）が発泡した後、硬化して形成されたものである。

内板６０は、断熱扉２ａの貯蔵室側に設けられた樹脂製（ＡＢＳなど）の板部材である。また、内板６０は、扉枠２０の裏面側の周縁部に固定されている。また、内板６０の裏面側の外周部には、断熱扉２ａを冷蔵庫本体と密着させて貯蔵室の気密性を確保するためのシール部材（図示省略）が設けられている。

また、図３では太線で簡略化して図示しているが、外板１０の裏面には、塗料層８０が設けられ、塗料層８０の裏面には、飛散防止フィルム性能を兼ね備えた接着剤７０が設けられている。塗料層８０と接着剤７０の詳細については後記する（図６参照）。

図４は、図３の要部を概略的に示す断面図である。なお、図４は、枠部材２２のフランジ部２２ａとその周辺を示す拡大断面図である。
図４に示すように、フランジ部２２ａは、外板１０に平行に沿って延びる断面視において板状の部材である。また、フランジ部２２ａは、図４の紙面に直交する方向に延びて形成されている（図２参照）。また、フランジ部２２ａには、外板１０側の面に、外板１０に向けて突出するリブ２２ｄが形成されている。このリブ２２ｄは、フランジ部２２ａの基端側に位置している。

外板１０は、平板状の部材から成り、その端部の表面側の角部と裏面側の角部とに、面取部１０ａ，１０ａが形成されている。なお、面取部１０ａは、角部が直線状にカットされたものであるが、このような形状に限定されるものではなく、破線で示すように、端面の全体が湾曲状（円弧状）に形成されていてもよい。

枠部材２２は、本体部２２ｂから表面側に延びて、外板１０の端面と当接する当接部２２ｅが一体に形成されている。この当接部２２ｅの板厚は、本体部２２ｂの板厚よりも薄く形成されている。また、本体部２２ｂの左側の表面２２ｂ１と、当接部２２ｅの左側の表面２２ｅ１とは、面一となるように構成されている。なお、本実施形態では、外板１０の端面が付き当たる当接部２２ｅが形成されている場合を例に挙げて説明するが、当接部２２ｅが形成されておらず、外板１０の端面が露出する構成であってもよい。

図６は、ガラスの詳細な構成を示す断面図である。
図６に示すように、ガラス製の外板１０の裏面には、隠蔽性を持たせるための有色の塗料層８０が塗布されている（形成されている）。これにより、裏面側の発泡断熱材５０（図３参照）が正面側から見えないように処理されるので、外観性の優れた断熱扉２ａ（図３参照）を得ることができる。なお、外板１０の裏面には、塗料層８０に替えて鏡面処理が施されていてもよい。

また、塗料層８０の裏面には、さらに飛散防止フィルム性能を有する接着剤７０が貼り付けられている。この接着剤７０は、ガラス製の外板１０に衝撃が加えられて外板１０が割れた場合や亀裂が入った場合であっても、外板１０が周囲に飛び散らないように保護できるものである。

断熱扉３ａ成形時，断熱空間４０に対して発泡断熱材５０を充填させ，断熱性能に優れた構成とする。発泡断熱材５０としては，通常は硬質ポリウレタンフォームを採用する。硬質ポリウレタンフォームは，ポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールにアミン触媒とシリコーン系の整泡剤を混合し，シクロペンタンのような低熱伝導率の発泡剤を加えた原料と，イソシアネート原料を注入ヘッド中で高圧攪拌により反応を発現させ，液体状態で断熱空間４０に注入し，反応が進みながら流動し，徐々に増粘しながら固化しフォーム化していく。硬質ポリウレタンフォームの反応が進み，断熱空間４０の容積を超えて溢れ出さないうちに上面から内板６０を落とし封止することで成形される。

この硬質ポリウレタンは，硬化したときに、熱収縮を受け易くなるので、ウレタンが塗料層８０を引っ張る引張り力（ヤング率）が高くなる。このため、引張り力が、塗料層８０と外板１０との密着力よりも強くなり、塗料層８０を引き剥がすおそれがある。そこで、硬質ポリウレタンを使用する場合には、外板１０に塗料層８０だけを設けるのではなく、塗料層８０の上にさらに飛散防止フィルムを設けることが好ましい。

しかしながら，この場合、貼り付ける前の飛散防止フィルムがロール状に巻回されたものであれば、基材と、基材の一面側に形成される粘着層（接着層）と、他面側に形成されるフッ素コーティングした離型材とが積層されて構成されているものである。塗料層８０の上にフィルムを貼り付ける場合には、ロール状の飛散防止フィルムから繰り出して、粘着層の側が塗料層８０に貼り付けられる。一方、飛散防止フィルムの離型材と接着剤７０とが接触することになり、飛散防止フィルムと接着剤７０との接着性が損なわれ（付きが悪くなり）、外板１０の支持安定性が低下する。外板１０の支持安定性が低下すると，外板１０の脱落や，もし真空断熱材を包含している扉体であれば，もし真空断熱材が真空破壊し，寸法が大きく変形した際に，内面から圧力が掛かり，外板１０が脱落する可能性がある課題があった。

ガラス製の外板１０を枠部材２２のフランジ部２２ａに貼付ける場合，一般的には高接着性の両面テープを使用することが多い。これは，貼付け後瞬時にせん断強度や剥離強度を発現しやすく，また各部材間の追従性が良いこと，周囲環境の影響を受け難いこと，そして経年的に劣化が少ないことなどが挙げられる。しかしながら，高価であることや，作業性で課題があった。

接着剤７０に用いられる反応型ホットメルトは、一般の熱可塑（熱を与えると溶ける）のホットメルトではなく、熱を与えても溶けない性質を有するものである。また、反応型ホットメルトは、初期の強度の立ち上がりもよく、硬化後の寸法変化も少なく、耐湿性・耐候性に優れ、再融解しないものである。この反応型ホットメルトは、プレポリマーとイソシアネートとを混合した接着剤であり、加熱溶融した後に水分（空気中）を利用して反応が進行するものである。具体的には、ＰＵＲ（poly urethane reactive）やＰＯＲ（poly olefin reactive）などを適用できる。なお、扉枠２０（図２参照）として、ＰＥ（polyethylene）や難接着性のＰＰ（polypropylene）などの安価な材料を使用する場合には、同じオレフィン（olefin）系のホットメルトであるＰＯＲを使用することが望ましい。扉枠２０をＡＢＳから安価な材料にしたとしても、ＰＯＲを適用することで、良好な接着性を得ることができる。

ところで、接着剤７０は、前記のようにプレポリマーとイソシアネートとが混合されたものであり、反応性が高いものである。使用する場合には、接着剤７０を熱で溶かして（軟化させて）所定位置に流し込む（塗布する）ことで、空気中の水分を利用してイソシアネートの反応が進み、ガスが発生するとともにウレタン結合が生成される。このとき、図４に示すように、外板１０とリブ２２ｄとの間に隙間Ｓが形成されるように構成することで、発生したガスを外部に逃がすことができる。

そこで，両面テープの代わりに，本実施例では反応型ホットメルトを採用する。反応型ホットメルトは、一般の熱可塑（熱を与えると溶ける）のホットメルトではなく、熱を与えても溶けない性質を有するものである。また、反応型ホットメルトは、初期の強度の立ち上がりもよく、硬化後の寸法変化も少なく、耐湿性・耐候性に優れ、再融解しないものである。この反応型ホットメルトは、プレポリマーとイソシアネートとを混合した接着剤であり、加熱溶融した後に水分（空気中）を利用して反応が進行するものである。具体的には、ＰＵＲ（poly urethane reactive）やＰＯＲ（poly olefin reactive）などを適用できる。なお、扉枠２０（図２参照）として、ＰＥ（polyethylene）や難接着性のＰＰ（polypropylene）などの安価な材料を使用する場合には、同じオレフィン（olefin）系のホットメルトであるＰＯＲを使用することが望ましい。扉枠２０をＡＢＳから安価な材料にしたとしても、ＰＯＲを適用することで、良好な接着性を得ることができる。

接着剤７０については，吐出用のガンを用いて，両面テープと同様の位置，すなわちリブ２２ｄの面や，あるいは外板１０の上に塗布しても良いが，塗布幅や塗布厚さなど調整が必要となる項目が多くなる。すなわち，塗布幅や塗布厚さが規定の数値より少なくなると，せん断強度や剥離強度が悪化してしまうことになる。

そこで，本実施形態では，反応型ホットメルトを外板１０の裏面（具体的には塗料層８０の裏側）について全面に塗布している。ここでの全面とは，厳密に全ての面に限られるものではなく，外板１０の大部分という意味であって、扉枠２０のフランジ部２２ａと対向する領域のみでなく，フランジ部２２ａと対向しない領域をも含む意味で用いている。つまり，リブ２２ｄと接着する面だけなく，断熱空間４０に充填される発泡断熱材５０と接触する部分にも，反応型ホットメルトを塗布している。先述の通り，断熱空間４０に充填される発泡断熱材５０は硬質ウレタンフォームであることが一般的であり，本実施形態で使用する接着剤７０がＰＵＲ系であることから，お互いの親和性が良く，良好な接着強度を得ることが出来る。

また，外板１０の裏面全体に４００μｍ以上均等に接着剤７０を塗布することにより，ガラス製である外板１０の飛散防止性能を発現することも可能となる。つまりは，これにより飛散防止フィルムについても不要となり，製造原価低減が可能となる。

例えば，外板１０の裏面全体に４００μｍの接着剤７０を塗布したものについて，落下高さ１５００ｍｍから，直径１００ｍｍ，質量４.１１ｋｇの鋼球を外板１０の表面に落下させたところ，表面に割れや亀裂が入るのは確認できたが，破片が飛散することは無かった。

以上説明したように、本実施形態では、断熱扉２ａの表面に設けられた外板１０と、外板１０の周縁に設けられた扉枠２０と、を備えた冷蔵庫１であって、外板１０の裏側にＰＵＲ系の接着剤７０を塗布し、硬質ウレタンフォームである発泡断熱材５０と接着したものである（図４参照）。これによれば、接着剤７０が再融解することがないので、外板１０のズレなどの外観不良が生じることがない。例えば、船便などのコンテナ輸送した場合においても接着剤７０が再融解することがない。また、本実施形態において、接着剤７０が固化した後の状態は、耐候性や強度（せん断力）に優れたものである。さらに、この接着剤７０が塗料層８０と発泡断熱材５０との間に介在することで、硬質ウレタンの引っ張り力で塗料層８０が引き剥がれるのも防止できる。よって、本実施形態では、意匠面として構成される外板１０の支持安定性が高まるだけでなく、塗装はがれを発生させ難い扉を備えた冷蔵庫１を実現できる。

なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１ 冷蔵庫
２ａ，３ａ 断熱扉
１０ 外板
１０ａ 面取部
２０ 扉枠
２２ 枠部材
２２ａ フランジ部
２２ａ１ 先端
２２ａ３ 基端
２２ｃ 補強リブ
２２ｄ リブ
３０ 真空断熱材
４０ 空間
５０ 発泡断熱材
６０ 内板
７０ 反応型ホットメルト接着剤
８０ 塗料層
９０ 飛散防止フィルム
Ｓ 隙間

Claims (3)

1. 断熱扉の表面に設けられた外板と、
   前記外板の周縁に設けられた扉枠と、
   前記外板と前記扉枠とで形成された空間に充填される硬質ウレタンフォームと、
   を備えた冷蔵庫であって、
   前記外板の裏側に塗料層を有し、前記塗料層の裏側にＰＵＲ系接着剤を有し、前記ＰＵＲ系接着剤と前記硬質ウレタンフォームとが接着していることを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記塗料層の裏側全面に前記ＰＵＲ系接着剤が塗布されていることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記ＰＵＲ系接着剤が、前記扉枠のフランジ部と対向する領域だけでなく、前記フランジ部と対向しない領域にも塗布されていることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。

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