JP3475763B2 - 冷蔵庫の断熱箱体 - Google Patents
冷蔵庫の断熱箱体Info
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シクロペンタンお
よび水の混合発泡剤を用いた硬質ポリウレタンフォ−ム
を充填した冷蔵庫の断熱箱体に関する。
よび水の混合発泡剤を用いた硬質ポリウレタンフォ−ム
を充填した冷蔵庫の断熱箱体に関する。
【０００２】 従来より、冷蔵庫の断熱箱体は外箱と内
箱の空間に独立気泡を有する硬質ポリウレタンフォ−ム
を充填する断熱材を用いている。硬質ポリウレタンフォ
−ムは、ポリオ−ル成分とイソシアネ−ト成分を発泡
剤、触媒、整泡剤の存在下において反応させることによ
り得られる。これまでの発泡剤としては、ガス熱伝導率
の低い難分解性のクロロフルオロカ−ボン（CFC）のト
リクロロモノフルオロメタン（公知例として特開昭５９
−８４９１３号公報がある）が冷蔵庫の断熱部に使用さ
れてきたが、大気中に放出されると成層圏のオゾン層を
破壊したり、温室効果による地表の温度上昇を発生させ
るされ、代替品の選択が進められている。現在、代替発
泡剤としてハイドロクロロフルオロカ−ボン（HCFC）の
１種である１、１−ジクロロ−１−モノフルオロエタン
（公知例として特開平３−２５８８２３号公報、特開平
７−２５９７８号公報がある）が冷蔵庫の断熱材に用い
られている。しかしながら、これら代替発砲剤がオゾン
層破壊係数がゼロではないため、２００３年には規制の
対象となり全廃の予定になっている。一方、オゾン層破
壊係数がゼロのノンフロン系発泡剤は、欧州を中心に炭
化水素系化合物（公知例として特開平３−１５２１６０
号公報がある）への代替えが活発となり、それに伴い日
本でもシクロペンタン発泡剤が冷蔵庫の断熱分野に使用
されてきた。しかし、シクロペンタンはこれまでの発泡
剤に比べ、ガスの熱伝導率が高く断熱性能が大きく劣る
問題がある。近年では、シクロペンタン処方の硬質ポリ
ウレタンフォ−ム材料について、エネルギ−需要が増大
する中、エネルギ−需給バランスの確保、地球温暖化問
題への対応から省エネによる断熱性能の向上および地球
環境保護の立場からウレタン使用量低減の重要性は増大
し、その観点からシクロペンタン発泡剤を用いた冷蔵庫
の断熱箱体に全面的に拡大され、高性能化が要求されて
いる。
箱の空間に独立気泡を有する硬質ポリウレタンフォ−ム
を充填する断熱材を用いている。硬質ポリウレタンフォ
−ムは、ポリオ−ル成分とイソシアネ−ト成分を発泡
剤、触媒、整泡剤の存在下において反応させることによ
り得られる。これまでの発泡剤としては、ガス熱伝導率
の低い難分解性のクロロフルオロカ−ボン（CFC）のト
リクロロモノフルオロメタン（公知例として特開昭５９
−８４９１３号公報がある）が冷蔵庫の断熱部に使用さ
れてきたが、大気中に放出されると成層圏のオゾン層を
破壊したり、温室効果による地表の温度上昇を発生させ
るされ、代替品の選択が進められている。現在、代替発
泡剤としてハイドロクロロフルオロカ−ボン（HCFC）の
１種である１、１−ジクロロ−１−モノフルオロエタン
（公知例として特開平３−２５８８２３号公報、特開平
７−２５９７８号公報がある）が冷蔵庫の断熱材に用い
られている。しかしながら、これら代替発砲剤がオゾン
層破壊係数がゼロではないため、２００３年には規制の
対象となり全廃の予定になっている。一方、オゾン層破
壊係数がゼロのノンフロン系発泡剤は、欧州を中心に炭
化水素系化合物（公知例として特開平３−１５２１６０
号公報がある）への代替えが活発となり、それに伴い日
本でもシクロペンタン発泡剤が冷蔵庫の断熱分野に使用
されてきた。しかし、シクロペンタンはこれまでの発泡
剤に比べ、ガスの熱伝導率が高く断熱性能が大きく劣る
問題がある。近年では、シクロペンタン処方の硬質ポリ
ウレタンフォ−ム材料について、エネルギ−需要が増大
する中、エネルギ−需給バランスの確保、地球温暖化問
題への対応から省エネによる断熱性能の向上および地球
環境保護の立場からウレタン使用量低減の重要性は増大
し、その観点からシクロペンタン発泡剤を用いた冷蔵庫
の断熱箱体に全面的に拡大され、高性能化が要求されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】硬質ポリウレタンフォ
−ム材料は、主原料のポリオ−ルとイソシアネ−トが化
学構造の制御、気泡を形成する発泡剤および水、界面現
象を調整する整泡剤が物理構造の制御、触媒が反応性の
制御を行う。反応はポリオ−ルとイソシアネ−トの混合
時から始まり、ポリウレタン樹脂中に発泡剤の独立気泡
が分散したポリウレタンフォ−ムが形成される。ポリウ
レタンフォ−ムは、特に断熱性と共に強度が要求され
る。これらの物性は、ポリウレタン樹脂の化学構造、密
度、気泡を囲む樹脂骨格からなるセル径、大きさなどの
ポリウレタンフォ−ムの物理構造によって決まると考え
られている。ポリウレタン樹脂の化学構造は、原料であ
るポリオ−ル、イソシアネ−トの化学構造と共に発泡剤
の量、水の量、触媒によって制御される反応性に依存す
る。ポリウレタンフォ−ムの物理構造は、原料の化学構
造、反応性と共に整泡剤によって制御される気泡の発
生、成長などの物理現象にも依存し、特に原料各素材の
相溶性、反応性、発泡過程での反応液の流動性が影響す
る。このため、ポリウレタンフォ−ムを高性能化するに
は、各原料の化学構造および組成を最適化しなければな
らない。
−ム材料は、主原料のポリオ−ルとイソシアネ−トが化
学構造の制御、気泡を形成する発泡剤および水、界面現
象を調整する整泡剤が物理構造の制御、触媒が反応性の
制御を行う。反応はポリオ−ルとイソシアネ−トの混合
時から始まり、ポリウレタン樹脂中に発泡剤の独立気泡
が分散したポリウレタンフォ−ムが形成される。ポリウ
レタンフォ−ムは、特に断熱性と共に強度が要求され
る。これらの物性は、ポリウレタン樹脂の化学構造、密
度、気泡を囲む樹脂骨格からなるセル径、大きさなどの
ポリウレタンフォ−ムの物理構造によって決まると考え
られている。ポリウレタン樹脂の化学構造は、原料であ
るポリオ−ル、イソシアネ−トの化学構造と共に発泡剤
の量、水の量、触媒によって制御される反応性に依存す
る。ポリウレタンフォ−ムの物理構造は、原料の化学構
造、反応性と共に整泡剤によって制御される気泡の発
生、成長などの物理現象にも依存し、特に原料各素材の
相溶性、反応性、発泡過程での反応液の流動性が影響す
る。このため、ポリウレタンフォ−ムを高性能化するに
は、各原料の化学構造および組成を最適化しなければな
らない。
【０００４】 しかし、シクロペンタン処方の冷蔵庫の
段根知箱体用断熱材は、従来のCFC、HCFC発泡剤に比べ
断熱性能が大きく劣ると共に高密度で流動性が劣るた
め、ウレタン充填量を多く使用しなければ断熱性能およ
び強度の確保が十分でないという問題がある。更に、冷
蔵庫の省スペ−ス化などの要求により、キャビネット壁
内空間の狭隙間化および複雑形状の箱体や駆動配線数の
増加に伴い壁内部はウレタンフォ−ムが流動しにくい状
況にある。このことから、フォ−ムが一様に伸びにく
く、冷蔵庫の天井部、底部、背面部、ハンドル部、ヒン
ジ部でスキン層の全体密度とコア層密度が大きく異なり
均一なフォ−ムになりにくく、最終充填部付近の気泡の
樹脂化（ダブルスキン）、ボイド発生なども起こり易く
なるため、シクロペンタン処方での高性能化が要求され
ている。その課題に対応するには、シクロペンタン処方
でも低密度と高流動性および高強度の特性が両立できる
新たなウレタン材料を開発する必要がある。即ち、低密
度で高強度のシクロペンタン処方のウレタン材料を冷蔵
庫に充填する結果として、断熱材の使用量低減に伴い低
コストや軽量化が図れ、高流動性から熱漏洩量の低減に
よる省エネ化も可能となり、地球温暖化、地球環境保護
の立場からシクロペンタン発泡剤を用いた高品質の冷蔵
庫などの製品が達成される。しかし、シクロペンタン発
泡剤を用いたポリウレタンフォ−ムは、飽和蒸気圧が従
来の発泡剤に比べ小さくなるため、気泡セル内の圧力も
低下し収縮も発生し易くなり強度などが低下すると言う
大きな課題がある。即ち、フォ−ム密度と圧縮強度は、
一般的に比例関係にあり密度が高くなると圧縮強度が高
くなる傾向を示す。これは、フォ−ム密度が高い程ポリ
ウレタン樹脂の割合が高くなりフォ−ムの圧縮強度も高
くなるものである。例えば、圧縮強度を０．１Mpa以上
にするにはスキン層全体密度が通常３８Kg／m3以上必要
であり、現状のシクロペンタン処方のウレタン材料で
は、低密度と高強度の両立が困難になってきている。従
って、現状のシクロペンタン処方の硬質ポリウレタンフ
ォ−ムは強度を主に確保するため、密度が３８Kg／m3以
上と高いウレタンを使用しキャビネット壁内空間に多量
の材料を充填して、断熱材の作製を行っている。このこ
とから、高性能のシクロペンタン処方ウレタンは、低密
度で高流動性および圧縮強度や寸法安定性も優れる両立
可能な材料を発泡充填することにより、ウレタンを大幅
に低減することができる断熱材が地球環境保護の立場か
ら強く望まれている。
段根知箱体用断熱材は、従来のCFC、HCFC発泡剤に比べ
断熱性能が大きく劣ると共に高密度で流動性が劣るた
め、ウレタン充填量を多く使用しなければ断熱性能およ
び強度の確保が十分でないという問題がある。更に、冷
蔵庫の省スペ−ス化などの要求により、キャビネット壁
内空間の狭隙間化および複雑形状の箱体や駆動配線数の
増加に伴い壁内部はウレタンフォ−ムが流動しにくい状
況にある。このことから、フォ−ムが一様に伸びにく
く、冷蔵庫の天井部、底部、背面部、ハンドル部、ヒン
ジ部でスキン層の全体密度とコア層密度が大きく異なり
均一なフォ−ムになりにくく、最終充填部付近の気泡の
樹脂化（ダブルスキン）、ボイド発生なども起こり易く
なるため、シクロペンタン処方での高性能化が要求され
ている。その課題に対応するには、シクロペンタン処方
でも低密度と高流動性および高強度の特性が両立できる
新たなウレタン材料を開発する必要がある。即ち、低密
度で高強度のシクロペンタン処方のウレタン材料を冷蔵
庫に充填する結果として、断熱材の使用量低減に伴い低
コストや軽量化が図れ、高流動性から熱漏洩量の低減に
よる省エネ化も可能となり、地球温暖化、地球環境保護
の立場からシクロペンタン発泡剤を用いた高品質の冷蔵
庫などの製品が達成される。しかし、シクロペンタン発
泡剤を用いたポリウレタンフォ−ムは、飽和蒸気圧が従
来の発泡剤に比べ小さくなるため、気泡セル内の圧力も
低下し収縮も発生し易くなり強度などが低下すると言う
大きな課題がある。即ち、フォ−ム密度と圧縮強度は、
一般的に比例関係にあり密度が高くなると圧縮強度が高
くなる傾向を示す。これは、フォ−ム密度が高い程ポリ
ウレタン樹脂の割合が高くなりフォ−ムの圧縮強度も高
くなるものである。例えば、圧縮強度を０．１Mpa以上
にするにはスキン層全体密度が通常３８Kg／m3以上必要
であり、現状のシクロペンタン処方のウレタン材料で
は、低密度と高強度の両立が困難になってきている。従
って、現状のシクロペンタン処方の硬質ポリウレタンフ
ォ−ムは強度を主に確保するため、密度が３８Kg／m3以
上と高いウレタンを使用しキャビネット壁内空間に多量
の材料を充填して、断熱材の作製を行っている。このこ
とから、高性能のシクロペンタン処方ウレタンは、低密
度で高流動性および圧縮強度や寸法安定性も優れる両立
可能な材料を発泡充填することにより、ウレタンを大幅
に低減することができる断熱材が地球環境保護の立場か
ら強く望まれている。
【０００５】本発明の目的は、冷蔵庫および冷凍庫に使
用する断熱箱体が発泡充填する硬質ポリウレタンフォ−
ムにおいて、低密度および高強度の特性が両立できるシ
クロペンタン処方のウレタン断熱材を充填することによ
り、充填量の低減による低コスト化や軽量化および圧縮
強度、寸法安定性も優れ、更に高流動性のため、熱漏洩
量低減による省エネ対応の製品を安定的に歩留まり良く
高性能な断熱箱体を提供することにある。
用する断熱箱体が発泡充填する硬質ポリウレタンフォ−
ムにおいて、低密度および高強度の特性が両立できるシ
クロペンタン処方のウレタン断熱材を充填することによ
り、充填量の低減による低コスト化や軽量化および圧縮
強度、寸法安定性も優れ、更に高流動性のため、熱漏洩
量低減による省エネ対応の製品を安定的に歩留まり良く
高性能な断熱箱体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】発明者等は、冷蔵庫およ
び冷凍庫に使用する最適な硬質ポリウレタンフォ−ムを
開発するため、シクロペンタン処方で要求される低密度
と高流動性およびウレタン樹脂骨格（セル）強度の向上
を両立させる具体策として、剛直で溶解性の低いポリオ
−ルの選定により発泡剤をセル中に完全封止が可能とな
るシクロペンタン発泡剤のセルに対する溶剤可塑化効果
の低減、またシクロペンタン発泡剤に併用する水配合量
を多く使用して、セル内ガス中の炭酸ガス分圧を増やし
セル内圧力を高める方法などを鋭意検討した結果、以下
の知見が得られ本発明を完成するに至った。
び冷凍庫に使用する最適な硬質ポリウレタンフォ−ムを
開発するため、シクロペンタン処方で要求される低密度
と高流動性およびウレタン樹脂骨格（セル）強度の向上
を両立させる具体策として、剛直で溶解性の低いポリオ
−ルの選定により発泡剤をセル中に完全封止が可能とな
るシクロペンタン発泡剤のセルに対する溶剤可塑化効果
の低減、またシクロペンタン発泡剤に併用する水配合量
を多く使用して、セル内ガス中の炭酸ガス分圧を増やし
セル内圧力を高める方法などを鋭意検討した結果、以下
の知見が得られ本発明を完成するに至った。
【０００７】 即ち、本発明の目的は、
（１）冷蔵庫の外箱と内箱との間に形成された空間に硬
質ポリウレタンフォ−ムを充填してなる冷蔵庫の断熱箱
体において、前記硬質ポリウレタンフォームのポリオー
ル成分はシクロペンタン溶解性の低い成分を含有し、シ
クロペンタンと水の混合発泡剤を用い、前記硬質ポリウ
レタンフォームの注入口から少なくとも５００mm以上離
れた硬質ポリウレタンフォ−ムのスキン層全体密度が３
４〜３７Kg／m3、前記注入口から少なくとも５００mm以
上離れた平面部分から厚みが約２０〜２５mmのコア層断
熱材の熱伝導率が平均温度１０℃で１８．０〜１８．５
ｍＷ／ｍ・Ｋ、コア層密度が３２〜３４Kg／m3、圧縮強
度が０．１Mpa以上、曲げ強度が０．４Mpa以上、空気中
で７０℃と−２０℃の温度で２４時間劣化放置時の寸法
変化率が２％以下、および樹脂当たりフォ−ム伸び量が
２．６mm／g以上である材料を用いて、充填量が前記空
間の内容積に対し３０〜３５g／Lとすることにより達成
される。
質ポリウレタンフォ−ムを充填してなる冷蔵庫の断熱箱
体において、前記硬質ポリウレタンフォームのポリオー
ル成分はシクロペンタン溶解性の低い成分を含有し、シ
クロペンタンと水の混合発泡剤を用い、前記硬質ポリウ
レタンフォームの注入口から少なくとも５００mm以上離
れた硬質ポリウレタンフォ−ムのスキン層全体密度が３
４〜３７Kg／m3、前記注入口から少なくとも５００mm以
上離れた平面部分から厚みが約２０〜２５mmのコア層断
熱材の熱伝導率が平均温度１０℃で１８．０〜１８．５
ｍＷ／ｍ・Ｋ、コア層密度が３２〜３４Kg／m3、圧縮強
度が０．１Mpa以上、曲げ強度が０．４Mpa以上、空気中
で７０℃と−２０℃の温度で２４時間劣化放置時の寸法
変化率が２％以下、および樹脂当たりフォ−ム伸び量が
２．６mm／g以上である材料を用いて、充填量が前記空
間の内容積に対し３０〜３５g／Lとすることにより達成
される。
【０００８】 また、本発明の目的は、
（２）冷蔵庫の外箱と内箱の間に形成された空間に硬質
ポリウレタンフォームを充填してなる冷蔵庫の断熱箱体
において、前記硬質ウレタンフォームのポリオール成分
はシクロペンタン溶解性の低い成分を６０重量部以上含
有し、シクロペンタンと水の混合発泡剤を用いることに
より達成される。
ポリウレタンフォームを充填してなる冷蔵庫の断熱箱体
において、前記硬質ウレタンフォームのポリオール成分
はシクロペンタン溶解性の低い成分を６０重量部以上含
有し、シクロペンタンと水の混合発泡剤を用いることに
より達成される。
【０００９】ここで、シクロペンタン溶解性の低いポリ
オ−ル成分とは、ポリオ−ル中にシクロペンタンを１０
重量％混合した際、不透明状態になるポリオ−ル混合系
をシクロペンタン溶解性の低いポリオ−ル成分と定義す
る。
オ−ル成分とは、ポリオ−ル中にシクロペンタンを１０
重量％混合した際、不透明状態になるポリオ−ル混合系
をシクロペンタン溶解性の低いポリオ−ル成分と定義す
る。
【００１０】 また、
（３）硬質ポリウレタンフォ−ムのポリオ−ル成分が、
シクロペンタン溶解性の低いトリレンジアミン、グリセ
リン、シュ−クロ−ズ、ビスフェノ−ルAを６０重量部
以上およびトリエタノ−ルアミンにエチレンオキシドお
よび／またはプロピレンオキシドを付加した混合物イソ
シアネ−ト成分とを、触媒、整泡剤、水およびシクロペ
ンタンを組み合わせた混合発泡剤中で反応させて得られ
る断熱材で構成する。また、 （４）前記水は前記ポリオ−ル混合物１００重量部に対
して２．０〜２．５重量部、前記シクロペンタンは前記
ポリオ−ル混合物１００重量部に対して１０〜１４重量
部とする。
シクロペンタン溶解性の低いトリレンジアミン、グリセ
リン、シュ−クロ−ズ、ビスフェノ−ルAを６０重量部
以上およびトリエタノ−ルアミンにエチレンオキシドお
よび／またはプロピレンオキシドを付加した混合物イソ
シアネ−ト成分とを、触媒、整泡剤、水およびシクロペ
ンタンを組み合わせた混合発泡剤中で反応させて得られ
る断熱材で構成する。また、 （４）前記水は前記ポリオ−ル混合物１００重量部に対
して２．０〜２．５重量部、前記シクロペンタンは前記
ポリオ−ル混合物１００重量部に対して１０〜１４重量
部とする。
【００１１】 また、
（５）硬質ポリウレタンフォ−ムのポリオ−ル成分が、
トリレンジアミンにエチレンオキシドおよびプロピレン
オキシドを付加して得られるＯＨ価３８０〜４８０のポ
リオ−ル４０〜５０重量％、トリエタノ−ルアミンにエ
チレンオキシドおよびプロピレンオキシドを付加して得
られるＯＨ価３００〜４００のポリオ−ル１０〜２０重
量％、グリセリンにプロピレンオキシドを付加して得ら
れるＯＨ価４５０〜５００のポリオ−ル１５〜２５重量
％、シュ−クロ−ズにプロピレンオキシドを付加して得
られるＯＨ価４００〜４５０のポリオ−ル５〜１０重量
％、ビスフェノ−ルAにエチレンオキシドを付加して得
られるＯＨ価２００〜３００のポリオ−ル５〜１５重量
％を含む混合物からなり、該ポリオ−ルの平均ＯＨ価が
３５０〜４５０である硬質ポリウレタンフォ−ムを用い
た断熱材で構成する。
トリレンジアミンにエチレンオキシドおよびプロピレン
オキシドを付加して得られるＯＨ価３８０〜４８０のポ
リオ−ル４０〜５０重量％、トリエタノ−ルアミンにエ
チレンオキシドおよびプロピレンオキシドを付加して得
られるＯＨ価３００〜４００のポリオ−ル１０〜２０重
量％、グリセリンにプロピレンオキシドを付加して得ら
れるＯＨ価４５０〜５００のポリオ−ル１５〜２５重量
％、シュ−クロ−ズにプロピレンオキシドを付加して得
られるＯＨ価４００〜４５０のポリオ−ル５〜１０重量
％、ビスフェノ−ルAにエチレンオキシドを付加して得
られるＯＨ価２００〜３００のポリオ−ル５〜１５重量
％を含む混合物からなり、該ポリオ−ルの平均ＯＨ価が
３５０〜４５０である硬質ポリウレタンフォ−ムを用い
た断熱材で構成する。
【００１２】混合ポリオ−ル組成物の平均ＯＨ価が３５
０を下回ると圧縮強度や寸法安定性が低下し、４５０を
越えるとフォ−ムがもろくなる傾向を示し、平均ＯＨ価
は３５０〜４５０が安定した硬質ポリウレタンフォ−ム
を製造するうえで好ましい。ここでOH価とは、試料１g
から得られるアセチル化物に結合している酢酸を中和す
るのに必要な水酸化カリウムのmg数（mgKOH／g）であ
る。
０を下回ると圧縮強度や寸法安定性が低下し、４５０を
越えるとフォ−ムがもろくなる傾向を示し、平均ＯＨ価
は３５０〜４５０が安定した硬質ポリウレタンフォ−ム
を製造するうえで好ましい。ここでOH価とは、試料１g
から得られるアセチル化物に結合している酢酸を中和す
るのに必要な水酸化カリウムのmg数（mgKOH／g）であ
る。
【００１３】本発明の硬質ポリウレタンフォ−ムは、ポ
リオ−ル成分を基本原料としてシクロペンタンと水、整
泡剤、反応触媒の存在下で、イソシアネ−トを反応させ
て得られるものである。シクロペンタン処方における低
密度化、高流動性および高強度を両立可能な要因が余り
明らかでないため、種々ポリオ−ルにおけるシクロペン
タン発泡剤の溶解性および圧縮強度、寸法安定性などの
関係を調べた。その結果、ポリオ−ルは発泡剤のシクロ
ペンタンに対する溶解性が高いものより溶解性の低い化
合物の方が、ウレタンフォ−ムの圧縮強度や寸法安定性
が優れることがわかってきた。ポリオ−ルは付加するア
ルキレンオキサイドによってもシクロペンタンの溶解性
が異なり、エチレンオキシドよりもプロピレンオキシド
付加の方が溶解性は高くなる性質を示す。ポリオ−ルの
プレミックス安定性からは、シクロペンタンに対する溶
解性の高い系が望ましく、逆にセル骨格強度の向上から
は溶解性の低い系が好ましい傾向が見られる。即ち、シ
クロペンタン発泡剤への相溶性およびフォ−ム強度のバ
ランスを両立することが、ポリオ−ル混合組成物の選定
に重要な要因であることがわかってきた。
リオ−ル成分を基本原料としてシクロペンタンと水、整
泡剤、反応触媒の存在下で、イソシアネ−トを反応させ
て得られるものである。シクロペンタン処方における低
密度化、高流動性および高強度を両立可能な要因が余り
明らかでないため、種々ポリオ−ルにおけるシクロペン
タン発泡剤の溶解性および圧縮強度、寸法安定性などの
関係を調べた。その結果、ポリオ−ルは発泡剤のシクロ
ペンタンに対する溶解性が高いものより溶解性の低い化
合物の方が、ウレタンフォ−ムの圧縮強度や寸法安定性
が優れることがわかってきた。ポリオ−ルは付加するア
ルキレンオキサイドによってもシクロペンタンの溶解性
が異なり、エチレンオキシドよりもプロピレンオキシド
付加の方が溶解性は高くなる性質を示す。ポリオ−ルの
プレミックス安定性からは、シクロペンタンに対する溶
解性の高い系が望ましく、逆にセル骨格強度の向上から
は溶解性の低い系が好ましい傾向が見られる。即ち、シ
クロペンタン発泡剤への相溶性およびフォ−ム強度のバ
ランスを両立することが、ポリオ−ル混合組成物の選定
に重要な要因であることがわかってきた。
【００１４】本発明の硬質ポリウレタンフォ−ムは、シ
クロペンタンに対する溶解性が高いポリオ−ル系よりも
逆に低いポリオ−ル系を６０部以上使用し気泡セルの樹
脂骨格強度を高め、更にプレミックス安定性を向上する
には最適な整泡剤を選定してバランスを得るようにし
た。その際、混合ポリオ−ルは溶解性の低いポリオ−ル
が、６０重量部の配合量を下回ると圧縮強度および寸法
安定性が低下する傾向が見られる。この理由は、溶解性
の低い剛直なポリオ−ルの方がシクロペンタンに対しウ
レタン樹脂壁が強くなり、発泡剤が気泡内に十分封止さ
れてシクロペンタンに対する溶剤可塑化がより小さくな
った影響と考えられる。
クロペンタンに対する溶解性が高いポリオ−ル系よりも
逆に低いポリオ−ル系を６０部以上使用し気泡セルの樹
脂骨格強度を高め、更にプレミックス安定性を向上する
には最適な整泡剤を選定してバランスを得るようにし
た。その際、混合ポリオ−ルは溶解性の低いポリオ−ル
が、６０重量部の配合量を下回ると圧縮強度および寸法
安定性が低下する傾向が見られる。この理由は、溶解性
の低い剛直なポリオ−ルの方がシクロペンタンに対しウ
レタン樹脂壁が強くなり、発泡剤が気泡内に十分封止さ
れてシクロペンタンに対する溶剤可塑化がより小さくな
った影響と考えられる。
【００１５】また、冷蔵庫および冷凍庫の熱漏洩量を低
減するにはフォ−ムの熱伝導率を低減すると共に、フォ
−ムのスキン層およびコア層の表面状態の差が少ない断
熱材が優れることもわかってきた。その理由は、低密度
で高流動性ウレタン材料の方がコア層部と同様にスキン
層部にも樹脂化（ダブルスキン）などが生じにくくな
り、また冷蔵庫キャビネット壁内の形状が複雑に屈曲し
ているため、低密度で高流動性の性質を示すウレタン材
料の方がスキン層とコア層の密度差、気泡セル径分布差
も小さい均一フォ−ムの形成によるものと考えられる。
減するにはフォ−ムの熱伝導率を低減すると共に、フォ
−ムのスキン層およびコア層の表面状態の差が少ない断
熱材が優れることもわかってきた。その理由は、低密度
で高流動性ウレタン材料の方がコア層部と同様にスキン
層部にも樹脂化（ダブルスキン）などが生じにくくな
り、また冷蔵庫キャビネット壁内の形状が複雑に屈曲し
ているため、低密度で高流動性の性質を示すウレタン材
料の方がスキン層とコア層の密度差、気泡セル径分布差
も小さい均一フォ−ムの形成によるものと考えられる。
【００１６】本発明の目的である低密度で高流動性およ
び高強度のウレタン材料を達成するには、発泡剤のシク
ロペンタンと補助発泡剤の水配合量も大きく影響する。
これまでの知見からは、シクロペンタンおよび水配合量
ともに多く使用すればフォ−ム密度が容易に低減するこ
とが知られている。従来発泡剤では気泡セル内の骨格強
度が比較的高いため、フロン、代替フロンなどの発泡剤
配合量を多く用いて、熱伝導率に悪影響を与える水配合
量を少量使用することにより、低密度、高流動性および
高強度の特性が比較的容易に両立可能であった。しか
し、地球環境に優しいシクロペンタン処方の場合は従来
発泡剤と異なり、フォ−ム密度が低くなると飽和蒸気圧
が低いため、気泡セル内の骨格強度も弱くなりフォ−ム
収縮や圧縮強度および寸法安定が劣る問題がある。そこ
で、シクロペンタン処方の飽和蒸気圧を高める手段とし
て、従来発泡剤時とは逆にシクロペンタン発泡剤の配合
量を低減し、熱伝導率に悪影響する水配合量を増加する
ことにより、セル内の炭酸ガス分圧を増やし気泡セル内
の圧力を向上させて低密度と高強度を両立する検討を行
った。その際、シクロペンタンに混合する水配合量は、
溶解性が限界値に近い場合にはプレミックス時に層分離
を引きおこしたり、熱伝導率を悪化する要因ともなる。
しかし、シクロペンタン処方は従来発泡剤に比べ、熱伝
導率に対する水の影響が小さいことがわかってきた。水
およびシクロペンタンの最適配合比は、水１重量部に対
しシクロペンタンが７重量部以下が好ましい。即ち、ポ
リオ−ル成分１００重量部に対して２．０〜２．５重量
部の水および１０〜１４重量部のシクロペンタンを使用
することがより好ましい。ポリオ−ル成分１００重量部
に対し水配合量が下回ると圧縮強度や寸法安定性が劣
り、水配合量が上回ると熱伝導率が著しく悪化する傾向
が見られる。また、シクロペンタン発泡剤も配合量が上
回ると圧縮強度や寸法安定性が劣ってくる。
び高強度のウレタン材料を達成するには、発泡剤のシク
ロペンタンと補助発泡剤の水配合量も大きく影響する。
これまでの知見からは、シクロペンタンおよび水配合量
ともに多く使用すればフォ−ム密度が容易に低減するこ
とが知られている。従来発泡剤では気泡セル内の骨格強
度が比較的高いため、フロン、代替フロンなどの発泡剤
配合量を多く用いて、熱伝導率に悪影響を与える水配合
量を少量使用することにより、低密度、高流動性および
高強度の特性が比較的容易に両立可能であった。しか
し、地球環境に優しいシクロペンタン処方の場合は従来
発泡剤と異なり、フォ−ム密度が低くなると飽和蒸気圧
が低いため、気泡セル内の骨格強度も弱くなりフォ−ム
収縮や圧縮強度および寸法安定が劣る問題がある。そこ
で、シクロペンタン処方の飽和蒸気圧を高める手段とし
て、従来発泡剤時とは逆にシクロペンタン発泡剤の配合
量を低減し、熱伝導率に悪影響する水配合量を増加する
ことにより、セル内の炭酸ガス分圧を増やし気泡セル内
の圧力を向上させて低密度と高強度を両立する検討を行
った。その際、シクロペンタンに混合する水配合量は、
溶解性が限界値に近い場合にはプレミックス時に層分離
を引きおこしたり、熱伝導率を悪化する要因ともなる。
しかし、シクロペンタン処方は従来発泡剤に比べ、熱伝
導率に対する水の影響が小さいことがわかってきた。水
およびシクロペンタンの最適配合比は、水１重量部に対
しシクロペンタンが７重量部以下が好ましい。即ち、ポ
リオ−ル成分１００重量部に対して２．０〜２．５重量
部の水および１０〜１４重量部のシクロペンタンを使用
することがより好ましい。ポリオ−ル成分１００重量部
に対し水配合量が下回ると圧縮強度や寸法安定性が劣
り、水配合量が上回ると熱伝導率が著しく悪化する傾向
が見られる。また、シクロペンタン発泡剤も配合量が上
回ると圧縮強度や寸法安定性が劣ってくる。
【００１７】本発明に用いられるその他ポリオ−ルとし
て、ポリエステルポリオ−ルがある。例えば、多価アル
コ−ルと多価カルボン酸縮合系および環状エステル開環
重合体系のポリオ−ルも使用できる。多価アルコ−ルと
してはエチレングリコ−ル、グリセリン、トリメチロ−
ルプロパン、糖類としてはシュ−クロ−ズ、ソルビト−
ル、アルカノ−ルアミンとしてはジエタノ−ルアミン、
トリエタノ−ルアミン、ポリアミンとしてはエチレンジ
アミン、トリレンジアミン、フェノ−ルとしてはビスフ
ェノ−ルAなど、多価カルボン酸としてはアジピン酸、
フタル酸、多価カルボン酸などが使用できる。ポリエス
テルポリオ−ルの量は、５〜２０重量部の混合系が好ま
しい。
て、ポリエステルポリオ−ルがある。例えば、多価アル
コ−ルと多価カルボン酸縮合系および環状エステル開環
重合体系のポリオ−ルも使用できる。多価アルコ−ルと
してはエチレングリコ−ル、グリセリン、トリメチロ−
ルプロパン、糖類としてはシュ−クロ−ズ、ソルビト−
ル、アルカノ−ルアミンとしてはジエタノ−ルアミン、
トリエタノ−ルアミン、ポリアミンとしてはエチレンジ
アミン、トリレンジアミン、フェノ−ルとしてはビスフ
ェノ−ルAなど、多価カルボン酸としてはアジピン酸、
フタル酸、多価カルボン酸などが使用できる。ポリエス
テルポリオ−ルの量は、５〜２０重量部の混合系が好ま
しい。
【００１８】また、反応触媒としては例えばテトラメチ
ルヘキサメチレンジアミン、トリメチルアミノエチルピ
ペラジン、ペンタメチルジエチレントリアミン、トリエ
チレンジアミンなどの第３級アミンおよびトリメチルア
ミノエチルピペラジンの蟻酸塩、ジプロピレングリコ−
ル併用などの遅効性触媒など反応性が合致すれば従来公
知の触媒全てが使用することができる。反応触媒の量
は、ポリオ−ル成分１００重量部あたり３〜５重量部が
好ましい。
ルヘキサメチレンジアミン、トリメチルアミノエチルピ
ペラジン、ペンタメチルジエチレントリアミン、トリエ
チレンジアミンなどの第３級アミンおよびトリメチルア
ミノエチルピペラジンの蟻酸塩、ジプロピレングリコ−
ル併用などの遅効性触媒など反応性が合致すれば従来公
知の触媒全てが使用することができる。反応触媒の量
は、ポリオ−ル成分１００重量部あたり３〜５重量部が
好ましい。
【００１９】更に、整泡剤としては例えば信越化学製の
X −２０−１５４８、 X −２０−１６１４、 X −２０
−１６３４ などプレミックス相溶性の安定性からSi分
子量が１８００〜３０００およびSi含有率が２５〜３０
の比較的低い乳化作用に適したものがより好ましい。即
ち、アルキレンオキサイド変性ポリジメチルシロキサン
で末端にOH基またはアルコキシ基などを有する有機シリ
コ−ン系化合物、フッ素系化合物などの使用も可能であ
る。整泡剤の量は、ポリオ−ル成分１００重量部あたり
１〜４重量部が好ましい。
X −２０−１５４８、 X −２０−１６１４、 X −２０
−１６３４ などプレミックス相溶性の安定性からSi分
子量が１８００〜３０００およびSi含有率が２５〜３０
の比較的低い乳化作用に適したものがより好ましい。即
ち、アルキレンオキサイド変性ポリジメチルシロキサン
で末端にOH基またはアルコキシ基などを有する有機シリ
コ−ン系化合物、フッ素系化合物などの使用も可能であ
る。整泡剤の量は、ポリオ−ル成分１００重量部あたり
１〜４重量部が好ましい。
【００２０】硬質ポリウレタンフォ−ム用混合組成物と
しては、必要に応じて通常用いられる充填剤、難燃剤、
強化繊維、着色剤などの添加剤も含むことができる。
しては、必要に応じて通常用いられる充填剤、難燃剤、
強化繊維、着色剤などの添加剤も含むことができる。
【００２１】また、イソシアネ−トとしては公知のもの
であれば全て使用できるが、最も一般的にはトリレンジ
イソシアネ−ト（TDI）およびジフェニルメタンジイソ
シアネ−ト（MDI）である。TDIは異性体の混合物、即ち
２、４−体１００％、２、４−体／２、６−体＝８０／
２０、６５／３５（重量比）はもちろん商品名三井コス
モネ−トTRC 、武田薬品のタケネ−ト４０４０など多官
能性のタ−ルを含有する粗TDIも使用できる。また、MDI
としては、４、４´−ジフェニルメタンジイソシアネ
−トを主成分とする純品の他に、３核体以上の多角体を
含有する商品名三井コスモネ−トM−２００、武田薬品
のミリオネ−ト MR などのポリメリックMDIが使用でき
る。その他、ポリメチレンポリフェニルイソシアネ−
ト、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネ−トなどを代
表とする芳香族系あるいは脂肪族系の多官能イソシアネ
−ト、ウレタン変成トリレンジイソシアネ−ト、カルボ
ジイミド変成ジフェニルメタンジイソシアネ−トなどの
変成イソシアネ−トも使用することができる。
であれば全て使用できるが、最も一般的にはトリレンジ
イソシアネ−ト（TDI）およびジフェニルメタンジイソ
シアネ−ト（MDI）である。TDIは異性体の混合物、即ち
２、４−体１００％、２、４−体／２、６−体＝８０／
２０、６５／３５（重量比）はもちろん商品名三井コス
モネ−トTRC 、武田薬品のタケネ−ト４０４０など多官
能性のタ−ルを含有する粗TDIも使用できる。また、MDI
としては、４、４´−ジフェニルメタンジイソシアネ
−トを主成分とする純品の他に、３核体以上の多角体を
含有する商品名三井コスモネ−トM−２００、武田薬品
のミリオネ−ト MR などのポリメリックMDIが使用でき
る。その他、ポリメチレンポリフェニルイソシアネ−
ト、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネ−トなどを代
表とする芳香族系あるいは脂肪族系の多官能イソシアネ
−ト、ウレタン変成トリレンジイソシアネ−ト、カルボ
ジイミド変成ジフェニルメタンジイソシアネ−トなどの
変成イソシアネ−トも使用することができる。
【００２２】本発明の硬質ポリウレタンフォ−ムの発泡
は、当業界で用いられている通常の発泡機で形成され、
例えばプロマ−ト社製PU−３０型発泡機が用いられる。
発泡条件は発泡機の種類によって多少異なるが通常は液
温１８〜３０℃、吐出圧力８０〜１５０Kg／cm2、吐出
量１５〜３０Kg／min、型箱の温度は３５〜４５℃が好
ましい。更に好ましくは、液温２０℃、吐出圧力１００
Kg／cm2、吐出量２５Kg／minn、型箱の温度は４５℃付
近である。
は、当業界で用いられている通常の発泡機で形成され、
例えばプロマ−ト社製PU−３０型発泡機が用いられる。
発泡条件は発泡機の種類によって多少異なるが通常は液
温１８〜３０℃、吐出圧力８０〜１５０Kg／cm2、吐出
量１５〜３０Kg／min、型箱の温度は３５〜４５℃が好
ましい。更に好ましくは、液温２０℃、吐出圧力１００
Kg／cm2、吐出量２５Kg／minn、型箱の温度は４５℃付
近である。
【００２３】このようにして得られた冷蔵庫および冷凍
庫に発泡充填する硬質ポリウレタンフォ−ムは、低密度
で高流動性および高強度の特性が両立できるウレタン材
料を充填することにより、発泡充填量の低減効果による
低コスト化および軽量化が可能となる。また、フォ−ム
の圧縮強度や寸法安定性も優れ、高流動性も図れること
から熱漏洩量も低減し省エネ化が達成される。
庫に発泡充填する硬質ポリウレタンフォ−ムは、低密度
で高流動性および高強度の特性が両立できるウレタン材
料を充填することにより、発泡充填量の低減効果による
低コスト化および軽量化が可能となる。また、フォ−ム
の圧縮強度や寸法安定性も優れ、高流動性も図れること
から熱漏洩量も低減し省エネ化が達成される。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を比較例と対比し
ながら、更に詳細に説明する。なお、実施例の説明の中
で部および％は重量部を示す。
ながら、更に詳細に説明する。なお、実施例の説明の中
で部および％は重量部を示す。
【００２５】［実施例１〜６］
［比較例１〜３］平均水酸基価が３８０〜４８０のプロ
ピレンオキシドおよびエチレンオキシドで付加したトリ
レンジアミン系ポリエ−テルポリオ−ル（ポリオ−ルA
と称す）、平均水酸基価が３００〜４００のプロピレン
オキシドおよびエチレンオキシドで付加したトリエタノ
−ルアミン系ポリエ−テルポリオ−ル（ポリオ−ルBと
称す）、平均水酸基価が４５０〜５００のプロピレンオ
キシドで付加したグリセリン系ポリエ−テルポリオ−ル
（ポリオ−ルCと称す）、平均水酸基価が４００〜４５
０のプロピレンオキシドで付加したシュ−クロ−ズ系ポ
リエ−テルポリオ−ル（ポリオ−ルDと称す）、平均水
酸基価が２００〜３００のエチレンオキシドで付加した
ビスフェノ−ルA系ポリエ−テルポリオ−ル（ポリオ−
ルEと称す）、平均水酸基価が４００〜７５０のプロピ
レンオキシドで付加したトリメチロ−ルプロパン系ポリ
エ−テルポリオ−ル（ポリオ−ルFと称す）、平均水酸
基価が２５０〜４５０のエチレンオキシドで付加したト
リレンジアミン系ポリエステルポリオ−ル（ポリオ−ル
Gと称す）の混合ポリオ−ル成分（平均水酸基価が３５
０〜４５０）１００重量部を用いて、発泡剤として水
２．０部およびシクロペンタン（日本ゼオン社製）１３
部、反応触媒としてトリメチルアミノエチルピペラジン
（花王社製）１．６部とトリメチルアミノエチルピペラ
ジン（東ソ−社製）２．４部、トリエチレンジアミンの
ジプロピレングリコ−ル液（東ソ−社製）０．４部、整
泡剤として有機シリコ−ン化合物（X−２０−１６１
４、信越化学社製）２部、イソシアネ−ト成分としてポ
リメチレンポリフェニルジイソシアネ−ト（NCO％＝３
１）を使用し、充填発泡して硬質ポリウレタンフォ−ム
を作製した。まず、図１に示す４点注入により硬質ポリ
ウレタンフォ−ムを充填した断熱材の物性・特性結果を
表１に示す。なお、表１の各物性・特性は下記のように
して調べた。
ピレンオキシドおよびエチレンオキシドで付加したトリ
レンジアミン系ポリエ−テルポリオ−ル（ポリオ−ルA
と称す）、平均水酸基価が３００〜４００のプロピレン
オキシドおよびエチレンオキシドで付加したトリエタノ
−ルアミン系ポリエ−テルポリオ−ル（ポリオ−ルBと
称す）、平均水酸基価が４５０〜５００のプロピレンオ
キシドで付加したグリセリン系ポリエ−テルポリオ−ル
（ポリオ−ルCと称す）、平均水酸基価が４００〜４５
０のプロピレンオキシドで付加したシュ−クロ−ズ系ポ
リエ−テルポリオ−ル（ポリオ−ルDと称す）、平均水
酸基価が２００〜３００のエチレンオキシドで付加した
ビスフェノ−ルA系ポリエ−テルポリオ−ル（ポリオ−
ルEと称す）、平均水酸基価が４００〜７５０のプロピ
レンオキシドで付加したトリメチロ−ルプロパン系ポリ
エ−テルポリオ−ル（ポリオ−ルFと称す）、平均水酸
基価が２５０〜４５０のエチレンオキシドで付加したト
リレンジアミン系ポリエステルポリオ−ル（ポリオ−ル
Gと称す）の混合ポリオ−ル成分（平均水酸基価が３５
０〜４５０）１００重量部を用いて、発泡剤として水
２．０部およびシクロペンタン（日本ゼオン社製）１３
部、反応触媒としてトリメチルアミノエチルピペラジン
（花王社製）１．６部とトリメチルアミノエチルピペラ
ジン（東ソ−社製）２．４部、トリエチレンジアミンの
ジプロピレングリコ−ル液（東ソ−社製）０．４部、整
泡剤として有機シリコ−ン化合物（X−２０−１６１
４、信越化学社製）２部、イソシアネ−ト成分としてポ
リメチレンポリフェニルジイソシアネ−ト（NCO％＝３
１）を使用し、充填発泡して硬質ポリウレタンフォ−ム
を作製した。まず、図１に示す４点注入により硬質ポリ
ウレタンフォ−ムを充填した断熱材の物性・特性結果を
表１に示す。なお、表１の各物性・特性は下記のように
して調べた。
【００２６】
【表１】
【００２７】スキン層全体密度：ウレタン注入口から少
なくとも５００mm以上離れたウレタン充填された断熱材
部分から、５０mm×５０mm×３５tmmのスキン付きフォ
−ムの重量（A）を測定する。ビ−カ中に蒸留水および
金属針に付着したフォ−ムを天秤でゼロ点調整後、フォ
−ムを金属針で水没させた時の体積（B）を測定し、重
量（A）を体積（B）で除した値を評価した。
なくとも５００mm以上離れたウレタン充填された断熱材
部分から、５０mm×５０mm×３５tmmのスキン付きフォ
−ムの重量（A）を測定する。ビ−カ中に蒸留水および
金属針に付着したフォ−ムを天秤でゼロ点調整後、フォ
−ムを金属針で水没させた時の体積（B）を測定し、重
量（A）を体積（B）で除した値を評価した。
【００２８】コア層密度：ウレタン注入口から少なくと
も５００mm以上離れたウレタン充填された断熱材部分か
ら、２００mm×２００mm×２０〜２５tmmのフォ−ムを
寸法および重量測定後、重量を体積で除した値を評価し
た。
も５００mm以上離れたウレタン充填された断熱材部分か
ら、２００mm×２００mm×２０〜２５tmmのフォ−ムを
寸法および重量測定後、重量を体積で除した値を評価し
た。
【００２９】低温寸法変化率：ウレタン注入口から少な
くとも５００mm以上離れたウレタン充填された断熱材部
分から、１５０mm×３００mm×２０〜２５tmmのフォ−
ムを−２０℃で２４時間放置した時の厚さ寸法変化率を
評価した。
くとも５００mm以上離れたウレタン充填された断熱材部
分から、１５０mm×３００mm×２０〜２５tmmのフォ−
ムを−２０℃で２４時間放置した時の厚さ寸法変化率を
評価した。
【００３０】高温寸法変化率：ウレタン注入口から少な
くとも５００mm以上離れたウレタン充填された断熱材部
分から、１５０mm×３００mm×２０〜２５tmmのフォ−
ムを７０℃で２４時間放置した時の厚さ寸法変化率を評
価した。
くとも５００mm以上離れたウレタン充填された断熱材部
分から、１５０mm×３００mm×２０〜２５tmmのフォ−
ムを７０℃で２４時間放置した時の厚さ寸法変化率を評
価した。
【００３１】熱伝導率：ウレタン注入口から少なくとも
５００mm以上離れたウレタン充填された断熱材部分か
ら、２００mm×２００mm×２０〜２５tmmのフォ−ムを
英弘精機社製HC−０７３型（熱流計法、平均温度１０
℃）を用いて評価した。
５００mm以上離れたウレタン充填された断熱材部分か
ら、２００mm×２００mm×２０〜２５tmmのフォ−ムを
英弘精機社製HC−０７３型（熱流計法、平均温度１０
℃）を用いて評価した。
【００３２】圧縮強度：ウレタン注入口から少なくとも
５００mm以上離れたウレタン充填された断熱材部分か
ら、５０mm×５０mm×２０〜２５tmmのフォ−ムを送り
速度４mm／minで負荷し、１０％変形時の荷重を元の受
圧面積で除した値を評価した。
５００mm以上離れたウレタン充填された断熱材部分か
ら、５０mm×５０mm×２０〜２５tmmのフォ−ムを送り
速度４mm／minで負荷し、１０％変形時の荷重を元の受
圧面積で除した値を評価した。
【００３３】曲げ強度：ウレタン注入口から少なくとも
５００mm以上離れたウレタン充填された断熱材部分か
ら、８０mm×２５０mm×２０〜２５tmmのフォ−ムを送
り速度１０mm／minで負荷し、フォ−ム折損時の荷重を
フォ−ムの巾と厚さの２乗で除した値を評価した。
５００mm以上離れたウレタン充填された断熱材部分か
ら、８０mm×２５０mm×２０〜２５tmmのフォ−ムを送
り速度１０mm／minで負荷し、フォ−ム折損時の荷重を
フォ−ムの巾と厚さの２乗で除した値を評価した。
【００３４】フォ−ム伸び量：５５０mm×５８０mm×３
５tmm の逆Lパネルの中で発泡した時のウレタン充填量
当たりのフォ−ム伸びを評価した。
５tmm の逆Lパネルの中で発泡した時のウレタン充填量
当たりのフォ−ム伸びを評価した。
【００３５】冷蔵庫および冷凍庫の外箱と内箱のキャビ
ネット壁内空間に、硬質ポリウレタンフォ−ムを充填す
る作製内容から、以下本発明の実施例および比較例を説
明する。図１には４点注入により硬質ポリウレタンフォ
−ムが充填される流れ状態およびフォ−ムを採取、測定
サンプルの模式図を示す。まず、鉄製の外箱とプラスチ
ック製の内箱とを組立て冷蔵庫に充填するウレタンフォ
−ム発泡前の箱体を作製し、ウレタンフォ−ム発泡雇い
にセット後予備加熱を行って、硬質ポリウレタンフォ−
ムを空隙部分（ポリオ−ル混合物および水、シクロペン
タン、触媒、整泡剤をプレミックスした混合組成物とイ
ソシアネ−ト）に発泡充填する。その時にウレタンフォ
−ムのポリオ−ルとイソシアネ−トが化学反応し、発泡
圧力により加圧され、発泡ウレタンフォ−ムが冷蔵庫の
キャビネット内に注入され断熱箱体が形成される。
ネット壁内空間に、硬質ポリウレタンフォ−ムを充填す
る作製内容から、以下本発明の実施例および比較例を説
明する。図１には４点注入により硬質ポリウレタンフォ
−ムが充填される流れ状態およびフォ−ムを採取、測定
サンプルの模式図を示す。まず、鉄製の外箱とプラスチ
ック製の内箱とを組立て冷蔵庫に充填するウレタンフォ
−ム発泡前の箱体を作製し、ウレタンフォ−ム発泡雇い
にセット後予備加熱を行って、硬質ポリウレタンフォ−
ムを空隙部分（ポリオ−ル混合物および水、シクロペン
タン、触媒、整泡剤をプレミックスした混合組成物とイ
ソシアネ−ト）に発泡充填する。その時にウレタンフォ
−ムのポリオ−ルとイソシアネ−トが化学反応し、発泡
圧力により加圧され、発泡ウレタンフォ−ムが冷蔵庫の
キャビネット内に注入され断熱箱体が形成される。
【００３６】本実施例１〜６および比較例１〜３のウレ
タン材料をゼロパック（実機充填に必要な最低注入量と
称す）設定した後、パック率１１０％で注入した箱体の
冷蔵庫について、ウレタン注入口から少なくとも５００
mm以上離れたウレタン充填された断熱材部分から、フォ
−ムサンプルを採取し種々の物性および特性を評価し
た。その際の注入時温度は約４５℃、ポリオ−ル液およ
びイソシアネ−ト液の液温は約２０℃で行った。その結
果を表１に示す。表１から、本発明の実施例断熱材は比
較例の断熱材に比べ、スキン層密度およびコア層密度も
低くなり、低温寸法変化率、高温寸法変化率および気泡
セル径分布も小さく、また熱伝導率が低減し、圧縮強度
および曲げ強度も高くなり、フォ−ム伸び量が向上する
ことが明らかになった。
タン材料をゼロパック（実機充填に必要な最低注入量と
称す）設定した後、パック率１１０％で注入した箱体の
冷蔵庫について、ウレタン注入口から少なくとも５００
mm以上離れたウレタン充填された断熱材部分から、フォ
−ムサンプルを採取し種々の物性および特性を評価し
た。その際の注入時温度は約４５℃、ポリオ−ル液およ
びイソシアネ−ト液の液温は約２０℃で行った。その結
果を表１に示す。表１から、本発明の実施例断熱材は比
較例の断熱材に比べ、スキン層密度およびコア層密度も
低くなり、低温寸法変化率、高温寸法変化率および気泡
セル径分布も小さく、また熱伝導率が低減し、圧縮強度
および曲げ強度も高くなり、フォ−ム伸び量が向上する
ことが明らかになった。
【００３７】更に、キャビネット壁内空間の内容積が約
１５０〜１８０Ｌの冷蔵庫を用いて、実施例１、２およ
び比較例１、２について、パック率１１０％時のウレタ
ン実充填量について評価した。その結果、機種によって
も異なるが約１８０Ｌの内容積を有する冷蔵庫におい
て、比較例１、２が６．３５〜６．６０ｋｇの充填量が
必要であるのに対し、実施例１、２のウレタン材料では
５．４５〜５．９０ｋｇの充填量で良いことがわかっ
た。また、内容積が約１５０Ｌの冷蔵庫において、比較
例１、２のウレタン材料が５．３５〜５．６５ｋｇに対
し、実施例１、２では４．６５〜５．００ｋｇの充填量
まで低減でき、約１０〜１８％のウレタン材料が節約で
きることが確認できた。また、断熱材を形成した冷蔵庫
に冷凍サイクル部品（圧縮機／コンデンサ／エバポレ−
タ）を組み替えて熱漏洩量を測定した結果、比較例１、
２より実施例１、２の方が熱漏洩量で３〜６％低減し、
消費電力量で約１〜２Kwh／月の省エネが可能であるこ
とがわかった。このことから、本発明の硬質ポリウレタ
ンフォ−ムは低密度で高流動性および高強度の特性が両
立されたため、ウレタン発泡充填量の低減効果による低
コスト化、軽量化、フォ−ムの圧縮強度や寸法安定性も
優れ、且つ熱漏洩量の低減効果から省エネも達成され
た。
１５０〜１８０Ｌの冷蔵庫を用いて、実施例１、２およ
び比較例１、２について、パック率１１０％時のウレタ
ン実充填量について評価した。その結果、機種によって
も異なるが約１８０Ｌの内容積を有する冷蔵庫におい
て、比較例１、２が６．３５〜６．６０ｋｇの充填量が
必要であるのに対し、実施例１、２のウレタン材料では
５．４５〜５．９０ｋｇの充填量で良いことがわかっ
た。また、内容積が約１５０Ｌの冷蔵庫において、比較
例１、２のウレタン材料が５．３５〜５．６５ｋｇに対
し、実施例１、２では４．６５〜５．００ｋｇの充填量
まで低減でき、約１０〜１８％のウレタン材料が節約で
きることが確認できた。また、断熱材を形成した冷蔵庫
に冷凍サイクル部品（圧縮機／コンデンサ／エバポレ−
タ）を組み替えて熱漏洩量を測定した結果、比較例１、
２より実施例１、２の方が熱漏洩量で３〜６％低減し、
消費電力量で約１〜２Kwh／月の省エネが可能であるこ
とがわかった。このことから、本発明の硬質ポリウレタ
ンフォ−ムは低密度で高流動性および高強度の特性が両
立されたため、ウレタン発泡充填量の低減効果による低
コスト化、軽量化、フォ−ムの圧縮強度や寸法安定性も
優れ、且つ熱漏洩量の低減効果から省エネも達成され
た。
【００３８】硬質ウレタンフォ−ムの物性・特性（スキ
ン層密度、コア層密度、寸法変化率、セル径分布、熱伝
導率、圧縮強度、曲げ強度、フォ−ム伸び量）を示す。
ン層密度、コア層密度、寸法変化率、セル径分布、熱伝
導率、圧縮強度、曲げ強度、フォ−ム伸び量）を示す。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、低密度で高流動性およ
び高強度の硬質ポリウレタンフォ−ムを発泡充填した断
熱箱体において、ウレタン充填量の低減により低コスト
化や軽量化が図れると共に圧縮強度や寸法安定性も優
れ、熱漏洩量の低減効果により省エネも可能な高品質の
冷蔵庫および冷凍庫を提供する。
び高強度の硬質ポリウレタンフォ−ムを発泡充填した断
熱箱体において、ウレタン充填量の低減により低コスト
化や軽量化が図れると共に圧縮強度や寸法安定性も優
れ、熱漏洩量の低減効果により省エネも可能な高品質の
冷蔵庫および冷凍庫を提供する。
【図１】４点注入により硬質ポリウレタンフォ−ムを充
填する模式図である。
填する模式図である。
１…断熱箱体
２…ウレタン注入ヘッド
３…ウレタンの流れ
４…ウレタン注入口
５…サンプル採取位置
６…測定サンプル
７…サンプル採取位置（注入口から５００mm以上の平面
図）
図）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 田中 孝介
栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地
株式会社 日立製作所 冷熱事業部内
(72)発明者 横倉 久男
茨城県日立市大みか町七丁目１番１号
株式会社 日立製作所 日立研究所内
(72)発明者 伊藤 豊
茨城県日立市大みか町七丁目１番１号
株式会社 日立製作所 日立研究所内
(72)発明者 師岡 寿至
茨城県日立市大みか町七丁目１番１号
株式会社 日立製作所 日立研究所内
(56)参考文献 特開 平７−110097（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−143240（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−248869（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−318240（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F25D 23/08
Claims (5)
- 【請求項１】冷蔵庫の外箱と内箱との間に形成された空
間に硬質ポリウレタンフォ−ムを充填してなる冷蔵庫の
断熱箱体において、前記硬質ポリウレタンフォームのポリオール成分はシク
ロペンタン溶解性の低い成分を含有し、シクロペンタン
と水の混合発泡剤を用い、 前記 硬質ポリウレタンフォームの注入口から少なくとも
５００mm以上離れた硬質ポリウレタンフォ−ムのスキン
層全体密度が３４〜３７Kg／m3、前記注入口から少なく
とも５００mm以上離れた平面部分から厚みが約２０〜２
５mmのコア層断熱材の熱伝導率が平均温度１０℃で１
８．０〜１８．５ｍＷ／ｍ・Ｋ、コア層密度が３２〜３
４Kg／m3、圧縮強度が０．１Mpa以上、曲げ強度が０．
４Mpa以上、空気中で７０℃と−２０℃の温度で２４時
間劣化放置時の寸法変化率が２％以下、および樹脂当た
りフォ−ム伸び量が２．６mm／g以上である材料を用い
て、充填量が前記空間の内容積に対し３０〜３５g／Lで
あることを特徴とする冷蔵庫の断熱箱体。 - 【請求項２】冷蔵庫の外箱と内箱の間に形成された空間
に硬質ポリウレタンフォームを充填してなる冷蔵庫の断
熱箱体において、前記硬質ポリウレタンフォームのポリ
オール成分はシクロペンタン溶解性の低い成分を６０重
量部以上含有し、シクロペンタンと水の混合発泡剤を用
いたことを特徴とする冷蔵庫の断熱箱体。 - 【請求項３】請求項１または請求項２において、前記 硬質ポリウレタンフォ−ムのポリオ−ル成分が、ト
リレンジアミン、グリセリン、シュ−クロ−ズ、ビスフ
ェノ−ルAを６０重量部以上およびトリエタノ−ルアミ
ンにエチレンオキシドおよび／またはプロピレンオキシ
ドを付加した混合物とイソシアネ−ト成分とを、触媒、
整泡剤、水およびシクロペンタンを組み合わせた混合発
泡剤中で反応させて得られる断熱材である冷蔵庫の断熱
箱体。 - 【請求項４】請求項３において、 前記水は前記ポリオ−ル混合物１００重量部に対して
２．０〜２．５重量部、前記シクロペンタンは前記ポリ
オ−ル混合物１００重量部に対して１０〜１４重量部で
あることを特徴とする冷蔵庫の断熱箱体。 - 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかにおいて、 前記硬質ポリウレタンフォ−ムのポリオ−ル成分が、ト
リレンジアミンにエチレンオキシドおよびプロピレンオ
キシドを付加して得られるＯＨ価３８０〜４８０のポリ
オ−ル４０〜５０重量％、トリエタノ−ルアミンにエチ
レンオキシドおよびプロピレンオキシドを付加して得ら
れるＯＨ価３００〜４００のポリオ−ル１０〜２０重量
％、グリセリンにプロピレンオキシドを付加して得られ
るＯＨ価４５０〜５００のポリオ−ル１５〜２５重量
％、シュ−クロ−ズにプロピレンオキシドを付加して得
られるＯＨ価４００〜４５０のポリオ−ル５〜１０重量
％、ビスフェノ−ルAにエチレンオキシドを付加して得
られるＯＨ価２００〜３００のポリオ−ル５〜１５重量
％を含む混合物からなり、該ポリオ−ルの平均ＯＨ価が
３５０〜４５０である硬質ポリウレタンフォ−ムを用い
た断熱材である冷蔵庫の断熱箱体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00278298A JP3475763B2 (ja) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | 冷蔵庫の断熱箱体 |
| TW087121914A TW559626B (en) | 1998-01-09 | 1998-12-30 | Case body of a refrigerator |
| KR1019990000116A KR100323504B1 (ko) | 1998-01-09 | 1999-01-06 | 냉장고 |
| CN99100475A CN1104614C (zh) | 1998-01-09 | 1999-01-08 | 冰箱 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00278298A JP3475763B2 (ja) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | 冷蔵庫の断熱箱体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11201628A JPH11201628A (ja) | 1999-07-30 |
| JP3475763B2 true JP3475763B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=11538922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00278298A Expired - Lifetime JP3475763B2 (ja) | 1998-01-09 | 1998-01-09 | 冷蔵庫の断熱箱体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| KR (1) | KR100323504B1 (ja) |
| CN (1) | CN1104614C (ja) |
| TW (1) | TW559626B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012237522A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Hitachi Appliances Inc | 断熱箱体 |
| JP2012237523A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Hitachi Appliances Inc | 断熱箱体 |
| JP2012237524A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Hitachi Appliances Inc | 断熱箱体 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100820147B1 (ko) * | 2002-04-20 | 2008-04-08 | 엘지전자 주식회사 | 사이드 바이 사이드 타입 냉장고의 후판 발포형 본체 및사이드 바이 사이드 타입 냉장고 본체의 후판 발포 방법 |
| JP2007285672A (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-01 | Hitachi Appliances Inc | 断熱箱体及びその製造方法 |
| JP2009052857A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-12 | Hitachi Appliances Inc | 冷却装置 |
| JP5083231B2 (ja) * | 2009-01-26 | 2012-11-28 | 東ソー株式会社 | 硬質ポリウレタンフォームの製造方法 |
| JP5904868B2 (ja) * | 2011-05-13 | 2016-04-20 | 日立アプライアンス株式会社 | 断熱材用硬質ウレタンフォーム、硬質ウレタンフォーム製造用プレミックスポリオール、硬質ウレタンフォームの製造方法及び冷蔵庫 |
| CN102775573A (zh) * | 2011-05-13 | 2012-11-14 | 日立空调·家用电器株式会社 | 绝热箱体 |
| JP5801247B2 (ja) * | 2012-04-23 | 2015-10-28 | 日立アプライアンス株式会社 | 断熱扉、断熱箱体及び断熱扉の製造方法 |
| KR101444530B1 (ko) * | 2012-04-23 | 2014-10-30 | 히타치 어플라이언스 가부시키가이샤 | 단열 도어 및 단열 상자체 |
| CN103374113B (zh) * | 2012-04-23 | 2015-10-07 | 日立空调·家用电器株式会社 | 硬质聚氨酯泡沫体和硬质聚氨酯泡沫体制造用预混合多醇 |
| KR101489153B1 (ko) * | 2014-10-02 | 2015-02-06 | 주식회사 일양오피오 | 설치편리성과 패널간 이음부분에 대한 열손실 방지용 이음부를 겸비한 냉장 및 냉동시설물용 난연성 샌드위치 우레탄패널 및 그 설치방법 |
| JP7358058B2 (ja) * | 2019-02-26 | 2023-10-10 | 積水化学工業株式会社 | ポリウレタンフォーム充填構造体の製造方法 |
| KR102259771B1 (ko) * | 2020-01-17 | 2021-06-02 | 엘지전자 주식회사 | 냉장고 |
| CN114907547A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-08-16 | 福建省军源体育用品有限公司 | 一种自修复刺杀训练假人及其制作方法 |
-
1998
- 1998-01-09 JP JP00278298A patent/JP3475763B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-30 TW TW087121914A patent/TW559626B/zh not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-01-06 KR KR1019990000116A patent/KR100323504B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-01-08 CN CN99100475A patent/CN1104614C/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012237522A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Hitachi Appliances Inc | 断熱箱体 |
| JP2012237523A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Hitachi Appliances Inc | 断熱箱体 |
| JP2012237524A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Hitachi Appliances Inc | 断熱箱体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19990067747A (ko) | 1999-08-25 |
| CN1104614C (zh) | 2003-04-02 |
| KR100323504B1 (ko) | 2002-02-07 |
| JPH11201628A (ja) | 1999-07-30 |
| CN1225997A (zh) | 1999-08-18 |
| TW559626B (en) | 2003-11-01 |
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