JPH08303940A - 断熱箱体およびそれを用いた冷蔵庫 - Google Patents

断熱箱体およびそれを用いた冷蔵庫

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JPH08303940A
JPH08303940A JP7111518A JP11151895A JPH08303940A JP H08303940 A JPH08303940 A JP H08303940A JP 7111518 A JP7111518 A JP 7111518A JP 11151895 A JP11151895 A JP 11151895A JP H08303940 A JPH08303940 A JP H08303940A
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JP
Japan
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heat insulating
box
insulating
vacuum heat
polyurethane foam
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Pending
Application number
JP7111518A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisayuki Morooka
寿至 師岡
Yutaka Ito
伊藤  豊
Kuninari Araki
邦成 荒木
Katsumi Fukuda
克美 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2201/00Insulation
    • F25D2201/10Insulation with respect to heat
    • F25D2201/14Insulation with respect to heat using subatmospheric pressure

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  • Refrigerator Housings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】断熱性の高い断熱箱体ならびにそれを用いた冷
蔵庫あるいは冷凍庫を提供する。 【構成】二つの壁の間を、空隙が連通構造を持つコア材
を容器に詰め容器内部を少なくとも300Pa以下に脱
気した後密封した真空断熱材と、ポリオール成分とイソ
シアネート成分とを発泡剤,反応触媒,整泡剤の存在下
で発泡させて作製する硬質ポリウレタンフォームとで充
填した断熱箱体で、壁と壁とのあいだに複数の真空断熱
材を断熱方向に垂直に複数層設けた断熱箱体ならびにそ
れを用いた冷蔵庫あるいは冷凍庫。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は真空断熱材と硬質ポリウ
レタンフォームとを用いた断熱箱体および該断熱箱体を
用いた冷凍庫および冷蔵庫に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、断熱箱体には、薄型化,低熱伝
導率化,高強度化,軽量化等が要求されている。
【0003】ポリオール成分とイソシアネート成分とを
発泡剤,反応触媒,整泡剤の存在下で発泡させて作製す
る硬質ポリウレタンフォームは、軽量,高強度で、か
つ、高い断熱性を持つことから、硬質ポリウレタンフォ
ームを用いた断熱箱体は、冷凍庫,冷蔵庫,建材等様々
な分野で用いられている。一方、断熱箱体には、省エネ
ルギの観点から低熱伝導率化が要求されるとともに、空
間を有効に利用するために薄型化が要求されている。
【0004】断熱箱体を薄型化すれば、箱体の断熱性,
強度は低下する。したがって、より低熱伝導率で高強度
の断熱箱体を開発する必要がある。
【0005】近年、オゾン層破壊,地球温暖化が問題に
なっており、従来より硬質ポリウレタンフォーム用発泡
剤として用いられてきたCFC11等の塩素を含むフロ
ンは、使用できなくなってきている。これに伴い、塩素
系フロンに代わる発泡剤を用いた硬質ポリウレタンフォ
ームが開発されている。しかし、一般に非塩素系代替フ
ロン発泡剤の気体熱伝導率は高く、このため、作製した
硬質ポリウレタンフォームおよびそれを用いた断熱箱体
の熱伝導率は高くなる。
【0006】一方、硬質ポリウレタンフォームに比べて
熱伝導率が低い真空断熱材の開発が進められている。し
かし、箱体全体を脱気する方法では箱体に非常に高い強
度が要求され、その結果断熱箱体の重量が非常に重くな
る。
【0007】したがって、熱伝導率の低い真空断熱材を
作製し、これを1層箱体の壁に設け、真空断熱材以外の
部分を硬質ポリウレタンフォームで充填した断熱箱体が
作製されている。
【0008】真空断熱材を1層、箱体の一方の壁に設
け、残りの部分を硬質ポリウレタンフォームで充填した
場合、真空断熱材部分の熱伝導率は小さい。しかし、熱
の流れに並行して相対的に熱伝導率の大きな周囲の硬質
ポリウレタンフォームの部分があり、この部分を熱が伝
わることにより断熱箱体としての熱伝導率があまり小さ
くならないという問題が起こる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、真空断熱材
を用いながら、これらをつなぐ硬質ポリウレタンフォー
ム部分に熱が伝わりにくい構造を提供するものである。
【0010】本発明の目的は、二つの壁の間を、空隙が
連通構造を持つコア材を容器に詰め該容器内部を少なく
とも300Pa以下に脱気した後、密封した真空断熱材
と、ポリオール成分とイソシアネート成分とを発泡剤,
反応触媒,整泡剤の存在下で発泡させて作製する硬質ポ
リウレタンフォームとで充填した断熱箱体で、壁と壁と
のあいだに複数の真空断熱材を断熱方向に垂直に複数層
設けることによって、硬質ポリウレタンフォーム部分の
熱伝導の割合を小さくし、断熱性の高い断熱箱体を提供
することにある。
【0011】ここで述べる連通構造とは、コア材中のす
べての空隙が外側の空間(空気)と接しており、独立し
た空隙(独立気泡)を持たない構造のことである。した
がって、コア材が一体構造である必要はなく、例えば粉
体を容器に詰めてコア材としても良い。このような空隙
が連通構造を持つコア材を容器に詰め容器内部を十分脱
気した場合、容器中には気泡が残らない。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、熱伝導率の低
い真空断熱材と硬質ポリウレタンフォームを併用した断
熱箱体で、壁と壁とのあいだに複数の真空断熱材を断熱
方向に垂直に複数層設けることによって、硬質ポリウレ
タンフォーム等の発泡体断熱材部分の熱伝導の割合を小
さくし、上記目的を達成するものである。
【0013】即ち、本発明は、二つの壁の間を、空隙が
連通構造を持つコア材を容器に詰め容器内部を少なくと
も300Pa以下に脱気した後密封した真空断熱材と、
ポリオール成分とイソシアネート成分とを発泡剤,反応
触媒,整泡剤の存在下で発泡させて作製する硬質ポリウ
レタンフォームとで充填した断熱箱体で、壁と壁とのあ
いだに複数の真空断熱材を断熱方向に垂直に複数層敷き
詰めたことを特徴とする断熱箱体である。
【0014】二つの壁の一方に真空断熱材をはりつけ、
残りの部分を硬質ポリウレタンフォームで充填した断熱
箱体を考える。
【0015】硬質ポリウレタンフォームには、化学反応
によって二つの壁を接着し、箱体に機械的強度を付与す
る機能を担っている。壁面全面に真空断熱材をはりつけ
た場合、硬質ポリウレタンフォームによって二つの壁を
直接接着することができないため、箱体の機械的強度は
低下する。したがって、図2に示すモデル断面図のよう
に真空断熱材をはりつけていない壁面が必要である。し
かし、この場合、真空断熱材の熱伝導率は小さいが、相
対的に熱伝導率の大きな周囲の硬質ポリウレタンフォー
ムの部分を熱が伝わることにより、断熱箱体としての熱
伝導率があまり小さくならないという問題が起こった。
【0016】本発明では、図1のモデル断面図に示すよ
うに、小さな真空断熱材を組み合わせ、伝熱方向に対し
て多層に、かつ真空断熱材同士が重なるように配置し
た。このことにより、硬質ポリウレタンフォーム中の伝
熱距離が長くなるため、断熱箱体としての熱伝導率は低
くなる。また、接着面積が同じ場合、壁全体を多数の面
で硬質ポリウレタンフォームで接着することが可能にな
り、接着面積が同じなら、図3に比べて機械的強度は強
くなる。また、ハニカム構造を持つことによって、更に
機械的強度は高くなる。
【0017】真空断熱材を小さくし、定型化することに
よって、真空断熱材の作製が容易になり、また、汎用
性,リサイクル性が向上する。箱体中の真空断熱材の
形,大きさは、すべて同じである必要はない。例えば図
4に示すような真空断熱材を角に配置する等、様々な形
の真空断熱材を組み合わせることによって、複雑な形状
の箱体の作製も容易になり、また、断熱箱体中の真空断
熱材の占める割合を高くすることができる。
【0018】上記の方法で形成される断熱箱体では、硬
質ポリウレタンフォーム等の発泡体断熱材部分の熱伝導
の割合を小さくし、真空断熱材の占める割合が高くなる
ことにより、断熱性が高くなるものと考えられる。
【0019】また、真空断熱材を作製するうえで好まし
いコア材としては、連通硬質ポリウレタンフォーム等の
有機材料,シリカ,グラスウール等の無機材料が挙げら
れる。
【0020】断熱箱体の構成は、二つの壁,硬質ポリウ
レタンフォーム,真空断熱材を有するものに適用可能で
ある。また、壁材,硬質ポリウレタンフォーム、および
真空断熱材を構成する、コア材,容器材,ゲッター剤等
はなんら限定されるものではなく、従来より知られてい
るものが使用できる。
【0021】
【作用】二つの壁の間を、空隙が連通構造を持つコア材
を容器に詰め容器内部を少なくとも300Pa以下に脱
気した後密封した真空断熱材と、ポリオール成分とイソ
シアネート成分とを発泡剤,反応触媒,整泡剤の存在下
で発泡させて作製する硬質ポリウレタンフォームとで充
填した断熱箱体で、壁と壁とのあいだに複数の真空断熱
材を断熱方向に垂直に複数層設けることによって、硬質
ポリウレタンフォームの部分の熱伝導の割合が小さくな
り、断熱箱体の断熱性が高くなる。
【0022】また、真空断熱材を小さくし、定型化する
ことによって、真空断熱材の作製が容易になり、また、
汎用性,リサイクル性が向上する。箱体中の真空断熱材
の形,大きさは、すべて同じである必要はない。例えば
図4に示すような真空断熱材を角に配置する等、様々な
形の真空断熱材を組み合わせることによって、複雑な形
状の箱体の作製も容易になり、また、断熱箱体中の真空
断熱材の占める割合を高くすることができる。
【0023】
【実施例】
〔実施例〕以下の工程で断熱箱体を作製した。まず、真
空断熱材のコア材の硬質ポリウレタンフォームは、その
原料に、ポリオール成分としてトリレンジアミンにエチ
レンオキシドとプロピレンオキシドを付加して得られる
OH価350mgKOH/gのポリオールとトリエタノー
ルアミンにプロピレンオキシドを付加して得られるOH
価300mgKOH/gのポリオールとを6:4に混合し
たものを100重量部,発泡剤として蒸留水を4重量
部,整泡剤として日本ユニカー社製シリコーン界面活性
剤SZ−1923を3重量部,触媒として活剤ケミカル
社製のミニコR−9000を2重量部と花王社製のカオ
ライザーNo.1を2重量部,連通化剤としてステアリン
酸カルシウムを2重量部、およびイソシアネート成分と
して住友バイエル社製のc−MDIの44V20を14
7重量部使用して、高圧発泡機で混合し、型温60℃に
調整したアルミ製金型に注入して発泡充填させたもので
ある。得られた硬質ポリウレタンフォームの密度,連続
気泡率を表1に示す。
【0024】
【表1】
【0025】得られた硬質ポリウレタンフォームを所定
の寸法にカットした後110℃で2時間乾燥後、ポリエ
チレンテレフタレートフィルムとアルミ箔とハイアクリ
ロニトリルフィルムでラミネート構成されたガスバリア
性フィルムからなる容器で覆い、その内部を133Pa
まで減圧して密封して、図5に示す真空断熱材を得た。
【0026】次に真空断熱材を300mm×250mm×
0.5mm のステンレス板に接着剤で固定し、真空断熱材
が向かいあわせになるようにアルミ製金型に入れて、型
温60℃に調整し、すきまに硬質ポリウレタンフォーム
原料を高圧発泡機で混合した後、注入して発泡充填さ
せ、図6に示す断熱箱体を得た。
【0027】すきまに充填する硬質ポリウレタンフォー
ムの原料には、ポリオール成分としてトリレンジアミン
にエチレンオキシドとプロピレンオキシドを付加して得
られるOH価350mgKOH/gのポリオールとトリエ
タノールアミンにプロピレンオキシドを付加して得られ
るOH価300mgKOH/gのポリオールとを6:4に
混合したものを100重量部,発泡剤として蒸留水を4
重量部,整泡剤として日本ユニカー社製シリコーン界面
活性剤SZ−1626を3重量部,触媒として活剤ケミ
カル社製のミニコR−9000を2重量部と花王社製の
カオライザーNo.1を2重量部、およびイソシアネート
成分として住友バイエル社製のc−MDIの44V20
を147重量部使用した。
【0028】〔比較例〕実施例で作製した真空断熱材を
用い、実施例と同様の方法で図7に示す断熱箱体を得
た。
【0029】比較のために、真空断熱材と壁材との総接
触面積および真空断熱材が箱体中に占める体積が等しく
なるようにした。
【0030】実施例および比較例で得られた断熱箱体の
熱伝導率を英弘精器(株)製熱伝導率測定装置HC−0
71形を用いて、平均温度24℃で測定した。測定は、
熱流計の中心が真空断熱材の図6,図7に示す測定点に
くるようにして数点測定した。結果を表2に示す。同様
に、箱体を構成する真空断熱材の熱伝導率も測定した。
結果を表1に示す。
【0031】
【表2】
【0032】比較例の断熱箱体の熱伝導率が高く、測定
点によってばらつくのに対して、実施例の熱伝導率が低
く真空断熱材に近い値を示し、測定点によるばらつきが
小さいことがわかった。
【0033】以上、表2から明らかなように、本発明の
断熱箱体は優れた断熱性を示すことがわかった。
【0034】
【発明の効果】本発明の断熱箱体は、空隙が連通構造を
持つコア材を容器に詰め容器内部を少なくとも300P
a以下に脱気した後密封した真空断熱材と、ポリオール
成分とイソシアネート成分とを発泡剤,反応触媒,整泡
剤の存在下で発泡させて作製する硬質ポリウレタンフォ
ームとで充填した断熱箱体で、壁と壁とのあいだに複数
の真空断熱材を断熱方向に垂直に複数層設けることによ
って、硬質ポリウレタンフォーム部分の熱伝導の割合が
小さくなり、箱体の熱伝導率を低くすることができる。
したがって、本発明によれば、断熱性の高い断熱箱体な
らびにそれを用いた冷蔵庫あるいは冷凍庫を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】真空断熱材と硬質ポリウレタンフォームからな
る断熱箱体の断面図。
【図2】真空断熱材と硬質ポリウレタンフォームからな
る断熱箱体の断面図。
【図3】真空断熱材と硬質ポリウレタンフォームからな
る断熱箱体の断面図。
【図4】真空断熱材の断面図。
【図5】真空断熱材の断面図。
【図6】実施例の真空断熱材の上から見た断面の模式図
および横から見た断面図。
【図7】比較例の真空断熱材の上から見た断面の模式図
および横から見た断面図。
【符号の説明】
1…真空断熱材、2…硬質ポリウレタンフォーム、3…
容器、4…連通構造を持つ硬質ウレタンフォーム、5a
〜5e,6a〜6e…測定点。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 克美 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

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】二つの壁の間を、空隙が連通構造を持つコ
    ア材を容器に詰め該容器内部を少なくとも300Pa以
    下に脱気した後密封した真空断熱材と、ポリオール成分
    とイソシアネート成分とを発泡剤,反応触媒,整泡剤の
    存在下で発泡させて作製する硬質ポリウレタンフォーム
    とで充填した断熱箱体で、壁と壁とのあいだに複数の前
    記真空断熱材を断熱方向に垂直に複数層敷き詰めたこと
    を特徴とする断熱箱体。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の前記断熱箱体を使用した
    冷蔵庫。
JP7111518A 1995-05-10 1995-05-10 断熱箱体およびそれを用いた冷蔵庫 Pending JPH08303940A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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