(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外箱と内箱との間に断熱空間を形成すると共に、前記断熱空間内に複数の注入口からポリウレタンフォーム原料を注入して発泡させることで前記断熱空間にポリウレタンフォームを充填した断熱箱体を備えた冷蔵庫の製造方法において、
前記複数の注入口から注入された前記ポリウレタンフォーム原料が発泡されて合流するフォーム合わせ目領域付近の前記内箱の背面部とこれに繋がる左右の側面部の夫々に発泡ガス排気孔が少なくとも２箇所以上形成されると共に、前記発泡ガス排気孔の夫々の中心間距離が１５ｍｍ〜１２５ｍｍになるように設定した前記断熱箱体を発泡治具に取り付け、
前記複数の注入口から前記ポリウレタンフォーム原料を前記断熱空間に注入し、
前記ポリウレタンフォーム原料の発泡時に発生する発泡ガスを、前記内箱の前記背面部とこれに繋がる前記左右の側面部の夫々に形成された前記発泡ガス排気孔から減圧ポンプによって吸引することを特徴とする冷蔵庫の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の冷蔵庫の製造方法において、
前記発泡ガス排気孔の孔径が５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲であることを特徴とする冷蔵庫の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、冷蔵庫の断熱箱体は鉄板で作られた外箱と合成樹脂で作られた内箱とで構成され、外箱と内箱によって形成される断熱空間に気泡を有するポリウレタンフォームを用いた断熱材が充填されている。この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、反応触媒、及び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。このポリウレタンフォームの発泡剤として広く使われてきたＣＦＣ−１１は日本、及び米国において１９９５年末に全廃とされ、またＨＣＦＣ−１４１ｃは２００３年末までに全廃となった。これに伴い、オゾン層破壊の恐れが少ないノンフロン系発泡剤は欧州を中心に炭化水素系化合物への代替えが活発となり、日本でもシクロペンタンのような発泡剤が冷蔵庫の断熱材であるポリウレタンフォームに使用されてきた。
【０００３】
しかし、シクロペンタン発泡剤はフロン系発泡剤に比べて熱伝導率が高いため、シクロペンタン発泡剤を用いたポリウレタンフォームは、フロン系発泡剤を用いたポリウレタンフォームよりも断熱性能が大きく劣るものである。また、シクロペンタン発泡剤を用いたポリウレタンフォームは、フロン系発泡剤を用いたポリウレタンフォームよりも高密度で流動性が劣るため、フロン系発泡剤を用いたポリウレタンフォームよりもポリウレタンの充填量を多くしなければ、断熱箱体内の隅々までポリウレタンフォームを充填することができないという問題がある。
【０００４】
一方、ポリウレタンの充填量を多くすると、冷蔵庫自体が高価格になる問題、重量が重くなる問題がある共に、外箱又は内箱の変形やポリウレタンフォームの漏れといった不良を生じ、不良のない製品を製造することが困難になるという問題がある。また、反対にポリウレタンの充填量を抑制すると、十分な断熱性能及び強度を確保することが困難になるといった問題がある。
【０００５】
近年においては、地球温暖化問題への対応やエネルギー需給バランスの確保が重要な技術的課題となっており、冷蔵庫についても、断熱箱体の断熱性能が高く、省エネルギー性能に優れることが強く求められている。しかるに、近年の冷蔵庫の断熱箱体は、限られた外形寸法で内容積を増加させるために断熱箱体の壁厚が薄くなっており、この薄い壁厚で大きな断熱効果を得るために、断熱箱体内に多くの真空断熱材を配置する設計となっている。
【０００６】
したがって、真空断熱材によって断熱箱体内におけるポリウレタンフォーム原料の流動空間が狭くなり、断熱箱体内部にポリウレタンフォームを十分に充填することがますます難しくなっている。このため、冷蔵庫用のポリウレタンフォーム原料としては、充填時の流動性が高く、充填後に高強度のポリウレタンフォームが得られるものが求められている。
【０００７】
このような要求に対処するためのものとして、シクロペンタンと水の混合発泡剤であって、混合発泡剤中の水の配合量を多くしたシクロペンタン処方のポリウレタンフォームが提案されている。このポリウレタンフォームは、それ以前のシクロペンタンと水の混合発泡剤を用いたシクロペンタン処方のポリウレタンフォームよりも、充填時の流動性が高く、しかも高い圧縮強度及び曲げ強度が得られる。よって、冷蔵庫の低コスト化及び軽量化が図れると共に、熱漏洩量の低減効果による省エネルギー化も可能な高品質の冷蔵庫を製造できるという長所を有している。
【０００８】
上述したように、近年の冷蔵庫には、断熱性能を向上するため、断熱箱体内に厚い真空断熱材を広い面積にわたって複数枚設置する例が多くみられる。しかしながら、断熱箱体内に設置された真空断熱材は、ポリウレタンフォーム原料の流動を阻害する要因となるので、断熱箱体の各部にポリウレタン断熱特性のばらつき、未充填領域の発生、密度のばらつき等が生じやすい。このため、近年の冷蔵庫の断熱箱体に適用するためには、ポリウレタンフォーム原料の流動性をより高める必要がある。
【０００９】
即ち、冷蔵庫の断熱箱体の断熱性能を高めて省エネルギー化を図るためには、まず、真空断熱材自体の断熱性能を向上すること、及び、真空断熱材による冷蔵庫のカバー面積を向上することが鍵になる。このため、従来では真空断熱材の厚みを増加する、四辺形のみであった真空断熱材の形状を多角形化して収納融通性を高めて多くの真空断熱材を配置する、ホットガスパイプを跨いで真空断熱材を配置する、真空断熱材を外箱や内箱の形状に合わせた立体形状に成形する等の手段がとられている。しかしながら、もはや真空断熱材を設置する場所がほとんど無くなっているのが実情である。
【００１０】
そして、厚形の真空断熱材が断熱箱体の収納空間内の各所に配置された冷蔵庫は、ポリウレタンフォーム原料を断熱空間の隅々にまで過不足なく充填することが難しく、冷蔵庫にポリウレタンフォームの未充填ボイドや、ポリウレタンフォームの性状の不均一による断熱性能の不均一化が生じやすいので、冷蔵庫の断熱性能を十分に高めることが難しい。
【００１１】
また、配置する真空断熱材の面積を可能な限り大きくする工夫も取り入れてきた。例えば、冷蔵庫背面側からポリウレタンフォーム原料を注入する冷蔵庫においては、ウレタン注入口の設置位置が課題となった。例えば、ポリウレタンフォーム原料の流動性を考慮した場合、注入口の間隔は小さいほうが流動しやすい。しかしながら、ポリウレタン注入口間隔を小さくするとポリウレタン注入口と真空断熱材が干渉するため、真空断熱材の寸法を小さくする必要がある。そのため、現在ではウレタン注入口間の距離を可能な限り大きく取る設計をしている。但し、ウレタン注入口間の距離が大きくなることでポリウレタンフォーム原料に掛かる負担は大きくなるため、フォーム合わせ目領域付近での未充填ボイドの発生や、性状の不均一（ウレタン注入量の増加、熱伝導率の悪化等）の課題があった。ここで、フォーム合わせ目領域とは、異なった注入孔から注入されたポリウレタンフォーム原料が発泡しながら流動して合流する領域をいうものである。
【００１２】
未充填ボイドの発生は、断熱部分の欠損となるため、断熱箱体の熱漏洩量が大きくなるという課題に繋がる。また、内箱側に未充填ボイドが発生した場合は、実運転時に冷蔵庫内の温度が低くなると内箱の凹み等が生じて意匠的に問題となる課題があった。
【００１３】
性状の不均一は、主にポリウレタンフォームに形成されるスキン層の厚み変化によって生じる。ポリウレタンフォームのスキン層は、ポリウレタンフォーム原料の注入時に、外箱及び内箱に沿って流れる表層部分と、その内部を流れる部分との流動速度の差に起因して形成されるものと考えられている。即ち、ポリウレタンフォームの中央部分では、流動速度が大きいので、活発なウレタン反応が起こって１００℃以上の反応熱が発生し、触媒活性も活発化しているのに対し、表層部分に至るほどウレタン反応が不活発となって反応熱が低くなり、触媒活性も弱くなるため、スキン層が成長しやすくなる。したがって、ポリウレタンフォーム原料の流路面積が大きい部分では、スキン層が薄くなって良好な断熱性能が発揮されるが、流路面積が小さい部分では、スキン層が厚くなって断熱性能が劣化し、断熱性能の分布が生じる。
【００１４】
このようなウレタンフォームの形成に関する課題に対し、例えば、特表２００８−５０８４９８号公報（特許文献１）に示すような真空発泡方法が提案されている。特許文献１に記載されている真空発泡方法は、断熱箱体を載置した発泡治具を減圧可能な真空槽に配置し、ポリウレタンフォーム原料を断熱箱体の断熱空観内に供給すると共に、真空槽内及び発泡治具内を急速に減圧することでポリウレタンフォームを発泡させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特表２００８−５０８４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、特許文献１に記載のポリウレタンの真空発泡方法では、比較的高い真空度を保つ真空槽に断熱箱体を載置して積極的に真空状態をつくっているが、ポリウレタンフォーム原料の発泡成形中に急激に真空状態とすると、ポリウレタンフォーム表面の脆化や無理なフォーム伸び、フォームちぎれ等が発生し、良好なポリウレタンフォームの発泡を行なうことができないという問題がある。また、むやみに高真空状態とすることにより、ポリウレタンフォームが低密度化し、ポリウレタンフォーム強度の低下や収縮量の増加が懸念され、断熱箱体の強度低下や、断熱箱体の側面部や背面部の外観の悪化が課題となる。更に、減圧すると断熱箱体の内箱が内側に引っ張られ、外箱と内箱間の断熱空間が薄くなることで断熱箱体の熱漏洩量が増加する可能性も考えられる。
【００１７】
したがって、真空槽を使用しないでも流路面積が小さい部分にポリウレタンフォーム原料を無理なく充填するため、ポリウレタンフォーム原料の流動性を改善することが必要である。
【００１８】
また、異なった注入孔から注入されたポリウレタンフォーム原料が流動して合流するフォーム合わせ目領域のポリウレタンフォームの発泡状態も良くなく、発泡ガスの巻き込みや発泡ガスの排出不良による残留発泡ガスが原因で未充填ボイドが多く点在するという現象を生じる。この未充填ボイドの発生は、断熱部分の欠損となるため、断熱箱体の熱漏洩量が大きくなるという課題に繋がる。また、内箱側に未充填ボイドが発生した場合は、実運転時に冷蔵庫内の温度が低くなると内箱の凹み等が生じ、意匠的に問題となる課題があった。尚、このフォーム合わせ目領域の未充填ボイドの発生は真空槽で発泡させる場合に限らず、通常の発泡方法においても発生するものである。
【００１９】
このように、真空槽を使用すると上述したような新たな課題を生じるため、真空槽を使用しないでポリウレタンフォーム原料の良好な流動と発泡を行うことが求められ、更には、異なった注入孔から注入されたポリウレタンフォーム原料が流動して合流するフォーム合わせ目領域の未充填ボイドの発生を抑制することが求められている。
【００２０】
本発明の目的は、断熱箱体の流路面積が小さい部分にもポリウレタンフォームを充填でき、しかもフォーム合わせ目領域に未充填ボイドが発生するのを抑制できる冷蔵庫を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の特徴は、距離を置いて配置されたポリウレタン注入口より注入されたポリウレタンフォームが合流する合わせ目領域付近に発泡ガス排気孔を少なくとも２箇所以上形成し、ポリウレタンフォーム原料の発泡時に発生する発泡ガスを発泡ガス排気孔から吸引手段によって吸引する、ところにある。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ポリウレタンフォーム原料の流動性を改善できるので、流路面積が小さい部分にも充填できて、高い断熱性能と機械的強度を有する断熱箱体を備えた冷蔵庫を提供できる。また、フォーム合わせ目領域から発泡ガスを吸引しているので残留発泡ガスによる未充填ボイドの発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】冷蔵庫を構成する断熱箱体内へのポリウレタンフォームの充填方法と、断熱箱体内の真空断熱材の配置とを示す透視図である。
【図２】冷蔵庫を構成する断熱箱体の要部断面図である。
【図３】本発明の一実施例になる断熱箱体の外観図である。
【図４】本発明の一実施例になる断熱箱体を構成する内箱の外観図である。
【図５】発泡ガスを吸引する構成を示す構成図である。
【図６】本発明の実施例によって作製されるポリウレタンフォームの物性を従来例及び比較例と比較して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
【００２５】
まず、断熱箱体を構成する外箱と内箱との間の断熱空間に充填されるポリウレタンフォーム原料の組成について説明する。
【００２６】
本実施例で使用されるプレミックスポリオールは、ポリオール、整泡剤、水とシクロペンタンの混合発泡剤、及び、アミン触媒と三量化触媒を含んでいる。ポリウレタンフォームは、プレミックスポリオールにポリイソシアネートを反応させることにより生成される。
【００２７】
プレミックスポリオールを構成するベースポリオールは、水酸基数が７〜８価の多価アルコールの１種又は２種以上の混合物にアルキレンオキシドを付加した化合物と、水酸化数が４で、ポリオールに対して不完全溶解の多価アルコールの１種又は２種以上を少なくとも含む２成分系以上からなる。水酸基数が７〜８価の多価アルコールの１種又は２種以上の混合物にアルキレンオキシドを付加した化合物を用いることで、圧縮強度及び曲げ強度が高いポリウレタンフォームが得られる。また、水酸基数が４〜５価で、ポリオールに対して不完全溶解の多価アルコールを加えることで、プレミックスポリオールの流動性を高めることができる。ベースポリオールは、流動性向上補助剤として、官能基数が４〜５価で、粘度が１０００〜２５００ｍＰａ．ｓの低粘度ポリオールを加えた３成分系とすることができる。
【００２８】
また、本実施例で使用されるポリウレタンフォームは、上述したプレミックスポリオールに、ポリイソシアネートを反応させることにより生成される。実施形態に係るポリイソシアネートは、従来公知のものであればよく、特に限定するものではないが、例えばジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）とその誘導体、又は、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）とその誘導体を用いることができる。これらは単独で使用しても、混合して使用しても差し支えない。ＭＤＩとその誘導体としては、例えば、ＭＤＩとその重合体のポリフェニルポリメチレンジイソシアネートの混合体、末端イソシアネート基をもつジフェニルメタンジイソシアネート誘導体等を挙げることができる。また、ＴＤＩとその誘導体としては、２、４−ＴＤＩと２、６−ＴＤＩの混合物、ＴＤＩの末端イソシアネートプレポリマー誘導体等を挙げることができる。
【００２９】
そして、このようなポリウレタンフォーム原料を断熱箱体の断熱空間に充填して発泡させることによってポリウレタンフォームを形成するものであるが、真空槽を使用しないポリウレタンフォームの充填方法について図１及び図２に基づき説明する。尚、この図では簡略化のため不要な機器は省略している。
【００３０】
図１、図２において、鋼板製の外箱４と樹脂製の内箱５が相互に組み合わされ、これら外箱４と内箱５の間に形成される断熱空間７内の所定の位置に真空断熱材６が配置された断熱箱体３を作製する。次にこの組み合された断熱箱体を予備温調する。尚、真空断熱材６は、断熱空間７内の内箱や外箱の壁面に設置されており、最近の冷蔵庫においては壁面の６０％以上の面積に設置されているものも多い。
【００３１】
次に、図１に示すように前面側（扉側）を下向きにし、背面側を上向きにして断熱箱体３を載置し、外箱４の背面側に開設された４つのポリウレタン注入口２に、予め温調されたポリウレタン注入ヘッド１をそれぞれセットする。しかる後に、ポリウレタン注入ヘッド１を操作して、４つのポリウレタン注入口２から断熱空間７内にポリウレタンフォーム原料（プレミックスポリオール及びポリイソシアネート）を同時に注入する。
【００３２】
ポリウレタンフォーム原料の注入に際しては、プレミックスポリオールとポリイソシアネートとをポリウレタン注入ヘッド１内で衝突混合させることで化学反応を促進する。図２にあるように、断熱空間７内に注入されたポリウレタンフォーム原料は発泡圧力により加圧され、断熱空間７内の真空断熱材６と外箱４又は内箱５との隙間を通って、断熱空間７内に広がる。プレミックスポリオールの流動性が高く、かつポリイソシアネートとの反応速度が適正にコントロールされている場合には、断熱空間７の全体に亘ってポリウレタンフォーム８が充填される。これに対して、プレミックスポリオールの流動性及びプレミックスポリオールとポリイソシアネートとの反応速度が適正に制御されていない場合には、ポリウレタンフォーム８の充填が不十分になる。
【００３３】
そして、図１に示す構成の断熱箱体３においては、断熱箱体３に配置された真空断熱材６の存在によって、ポリウレタンフォーム原料の流動性が阻害されて流路面積が小さい部分にポリウレタンフォーム原料を充分に充填できないという課題がある。また、フォーム合わせ目領域の残留発泡ガスによって未充填ボイドが発生するという課題がある。
【００３４】
そこで、本実施例においては距離を置いて配置されたウレタン注入口より注入されたポリウレタンフォーム原料が発泡して合流するフォーム合わせ目領域付近に発泡ガス排気孔を少なくとも２箇所以上形成し、ポリウレタンフォーム原料の発泡時に発生する発泡ガスを発泡ガス排気孔から吸引手段によって吸引して断熱空間を減圧するようにしたものである。
【００３５】
以下、本発明の一実施例を図３、図４、図５に基づき説明する。ここで、図４は断熱箱体３を構成する内箱５の斜視図を示し、図５は発泡ガスを吸引する構成を示し、図１と同じ参照番号は同一の構成要素を示している。
【００３６】
図３、図４、図５において、断熱箱体３を構成する内箱５の両側面５Ａには、ポリウレタンフォーム原料の発泡によるフォーム合わせ目領域ＧＡ付近に２箇所以上の発泡ガス排気孔１０Ａが形成されている。また、断熱箱体３を構成する内箱５の背面５Ｂには、ポリウレタンフォーム原料の発泡によるフォーム合わせ目領域ＧＢ付近に２箇所以上の発泡ガス排気孔１０Ｂが形成されている。また、本実施例において、発泡ガス排気孔１０Ａ、１０Ｂの間の間隔（中心間距離）は８０ｍｍに設定されているが、本発明者等の知見によると１５ｍｍ〜１２５ｍｍ程度の間の範囲に入っていればバランスよく発泡ガスの排出を行えることが判明している。
【００３７】
そして、断熱箱体３の発泡治具のうち、内箱側治具内に発泡ガスを吸引する吸引手段、例えば減圧ポンプ１１を設置している。そして、この減圧ポンプ１１と発泡ガス排気孔１０Ａ，１０Ｂを可撓性ホース１２等で接続することにより、ポリウレタンフォーム原料の発泡に際して断熱空間７に充満した発泡ガスを吸引するようにしている。
【００３８】
尚、発泡ガス排気孔は内箱５ではなく、外箱４にも形成することができるが、本実施例では以下のような理由で内箱５に形成している。つまり、外箱４の内側には真空断熱材が貼り付けられるため、発泡ガス排気孔を形成しづらいこと、また、外箱４は外部から目視されるため意匠上の観点から好ましくないことから内箱５に形成するようにしている。
【００３９】
今、ポリウレタン注入口２から注入されたポリウレタンフォーム原料は破線矢印で示すように発泡しながら流動していく。そして、断熱箱体３の側面において、冷蔵庫の上下方向に設けられたポリウレタン注入口２から注入されたポリウレタンフォーム原料は断熱箱体の側面のフォーム合わせ目領域ＧＡ付近で合流して上昇する。更に、ポリウレタンフォーム原料は断熱箱体３の背面に達すると向きを変えて背面側に沿って流動し、断熱箱体３の背面で別の上下方向に設けられたポリウレタン注入口２から注入されたポリウレタンフォーム原料とフォーム合わせ目領域ＧＢ付近で合流して発泡を終了する。
【００４０】
この時、ポリウレタンフォーム原料の発泡と同時に減圧ポンプ１１によって、発泡ガス排気孔１０Ａ、１０Ｂから発泡ガスや断熱空間７に残留していた空気が吸引され、断熱空間７が適度な減圧状態となる。更に、発泡が進んでポリウレタンフォーム原料がフォーム合わせ目領域ＧＡ，ＧＢ付近に達して発泡を行うが、このフォーム合わせ目領域ＧＡ，ＧＢ付近の発泡ガスも減圧ポンプ１１によって吸引されるようになる。
【００４１】
ここで、フォーム合わせ目領域ＧＡ，ＧＢの位置は断熱空間７の形状やポリウレタンフォーム原料の特性、物性から予め推測することが可能であるので、この推測されたフォーム合わせ目領域付近に発泡ガス排気孔１０Ａ、１０Ｂを形成すれば良いものである。
【００４２】
したがって、ポリウレタンフォーム原料の発泡に際して、減圧ポンプ１１によって断熱空間７を適度に減圧しているためポリウレタンフォーム原料の発泡が時間的に促進されるので、ポリウレタンフォームが発泡、凝固する前にポリウレタン原料を素早く他の断熱空間７に流動することができる。更に、発泡ガスが排気されているので、発泡ガスによるポリウレタンフォーム原料の流動を阻害するバリア作用が低減されるので、ポリウレタンフォーム原料の流動が阻害されなく円滑に流動させることができる。このように、ポリウレタンフォーム原料の流動性を改善できるので、流路面積が小さい部分にもポリウレタンフォーム原料を無理なく充填できて、高い断熱性能と機械的強度を有するポリウレタンフォームを生成できるものである。
【００４３】
更に、異なった注入孔から注入されたポリウレタンフォーム原料が発泡しながら流動して合流するフォーム合わせ目領域ＧＡ，ＧＢ付近に発泡ガス排気孔１０Ａ，１０Ｂを設けて発泡ガスを排気している。このため、残留発泡ガスが少なくなる（存在しても僅かである）ので、発泡ガスの巻き込みや発泡ガスの排出不良による未充填ボイドの発生を抑制することが可能である。これによって、断熱箱体の熱漏洩量を少なくでき、また、未充填ボイドによる内箱５の凹み等を生じなくなり意匠的に有利となるものである。
【００４４】
ところで、本発明者等の知見によると、発泡ガス排気孔１０Ａ、１０Ｂについては、ポリウレタンフォーム原料の流動安定性を確保するために、好ましくは断熱箱体７の両側面、背面でその数や位置及び大きさを適切に選択することが望ましい。更に、断熱箱体７の左右でバランスを取る必要がある場合は、発泡ガス排気孔１０Ａ、１０Ｂの配置を考慮することが重要である。
【００４５】
また、側面や背面から１箇所だけの発泡ガス排気孔から発泡ガスを吸引する場合は、内箱や外箱への形状変化の影響が懸念される。特に内箱はポリウレタン原料の発泡圧を考慮して余裕のある寸法で成形されている。このため、１個の発泡ガス排気孔から多くの発泡ガスを吸い込んで局部的に減圧度が大きくなると、この部分で局部的に内箱が凹むことが考えられる。したがって、ポリウレタンフォーム原料の流動空間を事前に狭めることとなり流動性が悪化する恐れがある。
【００４６】
したがって、発泡ガス排気孔から吸引される発泡ガス量（空気を含む）と孔径、その配置関係によりポリウレタンフォームの充填性が左右されることから、本発明者等は図６に示すように、従来の断熱箱体、複数の本実施例になる断熱箱体、及び比較のための断熱箱体を同一のポリウレタンフォーム原料で製作し、そのポリウレタンフォームの充填性について調査した。
【００４７】
充填性の評価は、図１に示しているように、上下方向のウレタン注入口２間の中間位置の側面中央部に設定した試料切り出し位置のポリウレタンフォームを、作製した断熱箱体の外板と内箱、及び真空断熱材を全て解体、除去して切り出し、ポリウレタンの未充填部の有無を目視で確認することによって行った。尚、冷蔵庫の扉についても、同様の方法でポリウレタンフォームを充填でき、その充填性の適否を評価できる。
【００４８】
また、断熱箱体からの熱漏洩量は、断熱空間７内に真空断熱材を設置し、かつポリウレタンフォームが発泡充填された断熱箱体内に、冷凍サイクル部品（圧縮機／コンデンサ／エバポレータ）を組み込んで冷凍サイクル運転を行い、断熱箱体の内部からの熱漏洩量を測定した。また、熱漏洩量比率については、従来の断熱箱体の値を１００としたときの対比で示した。同様に密度比率も従来の断熱箱体の値を１００としたときの対比で示した。
【００４９】
以下、図６に基づいて本実施例になる断熱箱体と従来の断熱箱体、及び比較のための断熱箱体の比較結果を説明する。
【００５０】
＜従来の断熱箱体＞
従来の断熱箱体は、図１に示すように断熱箱体の背面部の４点のウレタン注入口からポリウレタンフォーム原料を注入して断熱箱体を成形した。尚、上部２点（図面手前側）と下部２点（図面奥側）のウレタン注入口間の距離は１１００ｍｍである。また、断熱空間には全表面積の６５％の真空断熱材を設置した仕様とした。このとき、ポリウレタンフォーム充填性は、断熱箱体の両側面部及び背面下部にボイドが発生した。また、従来の断熱箱体の熱漏洩量比率を１００、密度比率を１００と定義する。尚、以下に説明する実施例と比較例においても、ウレタンフォーム原料の注入口の位置や充填方法は同様のものである。
【００５１】
＜実施例１＞
実施例１は断熱箱体を構成する内箱２の背面部の２箇所に発泡ガス排気孔を設置し、それぞれの発泡ガス排気孔径を直径１０ｍｍとし、それぞれから１.０ｍ３/ｍｉｎの風量で吸引するものである。このとき、断熱箱体内に充填した発泡後のポリウレタンフォームには欠肉がなく、従来の断熱箱体と対比した熱漏洩量比率は９８であった。また、断熱箱体から採取したポリウレタンフォームの密度比率は９５となり、ポリウレタンフォームの流動性や機械物性、断熱物性が改善されたことが理解できる。尚、発泡ガス排気孔の設置位置は断熱箱体の側面のフォーム合わせ目領域ＧＡ付近と、断熱箱体の背面のフォーム合わせ目領域ＧＢ付近のどちらか一方、或いは両方である。以下の実施例、比較例も同様の位置に配置しているものである。
【００５２】
尚、この実施例において、図示していないが背面部には発泡ガス排気孔を設けず、両側面部の２箇所に発泡ガス排気孔を設置した場合では、少なくとも側面については同様の効果が確認できた。
【００５３】
＜実施例２＞
実施例２は断熱箱体を構成する内箱２の背面部の２箇所及び両側面部の各２箇所に発泡ガス排気孔を設置し、それぞれの発泡ガス排気孔径を直径１０ｍｍとし、それぞれから１.０ｍ３/ｍｉｎの風量で吸引するものである。このとき、断熱箱体内に充填した発泡後のポリウレタンフォームには欠肉がなく、従来の断熱箱体と対比した熱漏洩量比率は９７であった。また、断熱箱体から採取したポリウレタンフォームの密度比率は９３となり、ポリウレタンフォームの流動性や機械物性、断熱物性が改善されたことが理解できる。
【００５４】
＜実施例３＞
実施例３は断熱箱体を構成する内箱２の背面部の２箇所及び両側面部の４箇所に発泡ガス排気孔を設置し、それぞれの発泡ガス排気孔径を直径１０ｍｍとし、それぞれから１.０ｍ３/ｍｉｎの風量で吸引するものである。このとき、断熱箱体内に充填した発泡後のポリウレタンフォームには欠肉がなく、従来の断熱箱体と対比した熱漏洩量比率は９６であった。また、断熱箱体から採取したカットフォームの密度比率は９２となり、ポリウレタンフォームの流動性や機械物性、断熱物性が改善されたことが理解できる。尚、この実施例においても、図示していないが背面部には発泡ガス排気孔を設けず、両側面部の４箇所に発泡ガス排気孔を設置した場合でも少なくとも側面については同様の効果が確認できた。
【００５５】
＜実施例４＞
実施例４は断熱箱体を構成する内箱２の背面部の２箇所に発泡ガス排気孔を設置し、それぞれの発泡ガス排気孔径を直径１５ｍｍとし、それぞれから１.０ｍ３/ｍｉｎの風量で吸引するものである。この場合、発泡ガス排気孔の孔径が大きくなっている。このとき、断熱箱体内に充填した発泡後のポリウレタンフォームには欠肉がなく、従来の断熱箱体と対比した熱漏洩量比率は９７であった。また、断熱箱体から採取したポリウレタンフォームの密度比率は９２となり、ポリウレタンフォームの流動性や機械物性、断熱物性が改善されたことが理解できる。
【００５６】
＜実施例５＞
実施例５は断熱箱体を構成する内箱２の背面部の２箇所及び両側面部の２箇所に発泡ガス排気孔を設置し、それぞれの発泡ガス排気孔径を直径１５ｍｍとし、それぞれから１.０ｍ３/ｍｉｎの風量で吸引するものである。このとき、断熱箱体内に充填した発泡後のポリウレタンフォームには欠肉がなく、従来の断熱箱体と対比した熱漏洩量比率は９６であった。また、断熱箱体から採取したポリウレタンフォームの密度比率は９２となり、ポリウレタンフォームの流動性や機械物性、断熱物性が改善されたことが理解できる。
【００５７】
＜比較例１＞
比較例１は断熱箱体を構成する内箱２の背面部の１箇所及び一方の側面部の１箇所に発泡ガス排気孔を設置し、それぞれの発泡ガス排気孔径を直径１０ｍｍとし、それぞれから１.０ｍ３/ｍｉｎの風量で吸引するものである。このとき、断熱箱体内に充填した発泡後のポリウレタンフォームには他方の側面部及び背面下部に未充填ボイドが発生した。また、従来の断熱箱体と対比した熱漏洩量比率は１０１であった。また、断熱箱体から採取したポリウレタンフォームの密度比率は１０１となり、ポリウレタンフォームの流動性や機械物性、断熱物性が悪化したことが理解できる。この理由は、側面部については片側から発泡ガスが吸引されてポリウレタンフォーム原料の流動のバランスが悪くなったためと推測される。
【００５８】
＜比較例２＞
比較例２は断熱箱体を構成する内箱２の背面部の２箇所に発泡ガス排気孔を設置し、それぞれの発泡ガス排気孔径を直径３０ｍｍとかなり大きくし、それぞれから１.０ｍ３/ｍｉｎの風量で吸引するものである。このとき、断熱箱体内に充填した発泡後のポリウレタンフォームには欠落はなく、従来の断熱箱体と対比した熱漏洩量比率は１０２と悪化した。また、断熱箱体から採取したポリウレタンフォームについてはその厚みが薄くなっており、ポリウレタンフォームの密度比率は１０１となった。この理由は、発泡ガス排気孔径を直径３０として過度に発泡ガスを吸引したことにより、断熱箱体の内箱が内側に引っ張られ、断熱空間が狭くなったことに起因していると推測される。これによって、ポリウレタンフォームの流動性や機械物性、断熱物性が悪化したことが分かる。
＜比較例３＞
比較例３は断熱箱体を構成する内箱２の背面部の２箇所に発泡ガス排気孔を設置し、それぞれの発泡ガス排気孔径を直径４ｍｍとかなり小さくし、それぞれから１.０ｍ３/ｍｉｎの風量で吸引するものである。このとき、断熱箱体内に充填した発泡後のポリウレタンフォームは背面下部には未充填ボイドの発生はなかったが、両側面に未充填ボイドが発生した。また、従来の断熱箱体と対比した熱漏洩量比率は１０１と悪化した。これは発泡ガス排気孔の径が小さいことから圧力損失が大きくなり、発泡ガスの吸引不足を招いて想定していた量の発泡ガスの排出が実現しなかったためと推測される。このためポリウレタンフォームの流動性は特段改善せず、機械物性、断熱物性がやや悪化したことが理解できる。
【００５９】
尚、比較例２と比較例３は各実施例と同様に１.０ｍ３/ｍｉｎの風量で吸引するものであるが、比較例２においては吸引風量を少なくすることで実用に供することができる。ただ、この場合は作業工程の時間が長くなるという影響が出てくる。また、比較例３では発泡ガス排気孔の数を増やすことで実用に供することができる。ただ、この場合は排気用のホース等が多く必要となり設備が複雑化するという影響が出てくる。したがって、好ましくは実施例のような発泡ガス排気孔の孔径を選択するのが好ましい。
【００６０】
上述した夫々の例からわかるように、発泡ガス排気孔の個数は、断熱箱体の背面、或いは側面、或いは両方に少なくとも２個以上設けることが有効であることが理解できる。更に、比較例２と比較例３からわかるように、発泡ガス排気孔の孔径が小さいと発泡ガスの吸引量が少なく、逆に発泡ガス排気孔の孔径が大きいと発泡ガスの吸引量が多くなり過ぎて上述した問題を惹起する。本発明者等の検討結果によると、発泡ガス排気孔の孔径を５〜２５ｍｍ程度に設定すると上述した問題を解消できることが判明した。したがって、この孔径の設定も重要なパラメータとなり、５〜２５ｍｍ程度の範囲に設定することで上述した有利な作用、効果を得ることが可能となる。
【００６１】
本実施例によれば、ポリウレタンフォームのフォーム合わせ目領域付近に少なくとも２箇所以上の発泡ガス排気孔を形成し、更に好ましくは発泡ガス排気孔の内径を５〜２５ｍｍとすることにより、発泡ポリウレタンフォームの流動性改善に適した発泡ガスの除去及び減圧度となり、冷蔵庫断熱箱体の充填性、冷蔵庫断熱箱体熱漏洩量を顕著に改善できるようになる。
【００６２】
以上述べた通り、本発明によれば、ウレタン注入口より注入されたポリウレタンフォームが合流する合わせ目領域付近に発泡ガス排気孔を少なくとも２箇所以上形成し、ポリウレタンフォーム原料の発泡時に発生する発泡ガスを発泡ガス排気孔から吸引手段によって吸引して断熱箱体の断熱空間を減圧するものである。これによれば、断熱箱体の断熱空間を減圧することでポリウレタンフォーム原料の流動性を改善できるので、流路面積が小さい部分にも無理なく充填できて、高い断熱性能と機械的強度を有するポリウレタンフォームを生成できる。また、フォーム合わせ目領域から発泡ガスを吸引しているので残留発泡ガスによる未充填ボイドの発生を低減することができる。
【００６３】
尚、本発明は上記した実施例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、上記した実施例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、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例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。
【符号の説明】
【００６４】
１…ポリウレタン注入ヘッド、２…ポリウレタン注入口、３…断熱箱体、４…外箱、５…内箱、５Ａ…側面、５Ｂ…背面、６…真空断熱材、７…断熱空間、１０Ａ，１０Ｂ…発泡ガス排気孔、１１…減圧ポンプ、１２…可撓性ホース。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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