(57)【要約】【課題】  接着剤塗工後の放置温度環境条件に関わらず、真空断熱パネルの隙や剥れが生じず、発泡断熱材注入後も良好な外観及び長期に亘る優れた断熱性能を維持できるようにする。【解決手段】  冷蔵庫は、外箱２２の内側に、真空断熱パネル１を、接着剤７を用いて配設すると共に、外箱２２と内箱２３との間に発泡断熱材２４を充填して断熱体を構成している。真空断熱パネル１は、コア材３と、吸着部材４と、コア材３及び吸着部材４を収納し且つガスバリヤ性フィルムからなる外被材２とを備える。真空断熱パネル１と外箱２２との接着には、ロジン含有量が０％より多く５０％以下である接着剤７を用い、接着剤７を真空断熱パネルに１８０μｍ以上の厚さで塗布する。【選択図】  図２
2005283059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外箱と内箱の間に真空断熱パネルを配設するとともに、前記外箱と前記内箱の間に発泡断熱材を充填して断熱材を構成した冷蔵庫において、
前記真空断熱パネルは、前記外箱の内側と接着剤を用いて接着され、この接着剤のロジン含有量が０％より多く５０％以下であり、前記接着剤が真空断熱パネルに１８０μｍ以上の厚さで塗布されることを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空断熱パネルを用いた冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化に対する観点から、家電品の消費電力量削減の必要性が叫ばれている。特に、冷蔵庫は家電品の中で特に消費電力量を費やす製品であり、冷蔵庫の消費電力量削減は地球温暖化対策として必要不可欠な状況にある。冷蔵庫の消費電力は、庫内の負荷量が一定であれば、庫内冷却用圧縮機の効率と庫内からの熱漏洩量に関係する断熱材の断熱性能によってその大部分が決まるため、冷蔵庫の技術開発では圧縮機の効率と断熱材の性能向上を行う必要がある。
【０００３】
断熱材の高性能化の例として、コア材をガスバリヤ性フィルムからなる外被材で覆って内部を減圧封止した真空断熱パネルを用いることが行われるようになってきている。
【０００４】
従来の真空断熱パネル固定方法としては、特許文献１に示されたものがある。ここで示されている真空断熱パネルの固定方法は、真空断熱パネルを外箱に加熱硬化型両面テープで固定し、発泡断熱材が硬化するときの反応熱で硬化させることにより、真空断熱パネルを外箱に固定するものである。なお、特許文献１には、係る真空断熱パネルの固定方法が冷蔵庫等に適用されることが記載されている。
【０００５】
また、別の従来の真空断熱パネル固定方法としては、特許文献２に示されたものがある。ここで示されている真空断熱パネルの固定方法は、断熱壁面（外箱鉄板の内側）に磁石を介して真空断熱パネルを固定するものである。なお、特許文献２には、係る真空断熱パネルの固定方法が冷蔵庫等に適用されることが記載されている。
【０００６】
また、真空断熱パネルを冷蔵庫外箱の内側に配設する際、真空断熱パネル又は外箱に接着剤を塗布し、真空断熱パネルを外箱に貼り合わせて固定する方法が主流になってきている。特許文献３の従来技術の欄には、外板の一方側の内面に真空パネルを両面テープ又はホットメルト型接着剤によって貼着することが記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平6-194030号公報
【０００８】
【特許文献２】特開平9-166271号公報
【特許文献３】特開平1-263041号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１の真空断熱パネル固定方法では、真空断熱パネルを加熱硬化型両面テープで金属製外箱に固定しているため、発泡断熱材注入前の前組段階で真空断熱パネルを外箱に確実に固定することができず、真空断熱パネルが発泡断熱材注入時に所定の貼り付け位置からずれた状態又は剥れ落ちた状態にある可能性がある。真空断熱パネルが発泡断熱材注入時に所定の貼り付け位置にない場合、発泡断熱材注入後の冷蔵庫の外観を損なうのみならず、冷蔵庫の熱漏洩量や消費電力量を増大させてしまうという課題があった。
【００１０】
また、特許文献２の真空断熱パネル固定方法では、断熱壁面（外箱鉄板）に磁石を介して真空断熱パネルを固定しているため、真空断熱パネルの外被材に磁性体層を用いる必要がある。真空断熱パネルの外被材に磁性体層を用いることにより、真空断熱パネル自体のヒートブリッジを増大させることとなり、その結果、その真空断熱パネルを冷蔵庫に貼り付け固定した冷蔵庫は、熱漏洩量や消費電力量が増大してしまうという課題があった。
【００１１】
また、真空断熱パネル又は外箱に接着剤を塗布し、真空断熱パネルを外箱に貼り合わせて固定する方法では次のような問題があった。冷蔵庫の製造工程において、真空断熱パネル又は外箱に接着剤を塗布した後、次の貼り合わせ工程までの間しばらく放置した場合、あるいは、真空断熱パネル又は外箱に接着剤を塗布して貼り合わせた後、次の製造工程までの間しばらく放置した場合、周囲の温度、湿度等の放置環境によっては、真空断熱パネルの浮きや剥れが生ずる場合があった。このときは、再度、接着剤を塗布する工程、真空断熱パネルを貼り合わせる工程を実施することが必要となり、効率の低下を招くこととなる。
【００１２】
本発明の目的は、冷蔵庫箱体及びドア体への真空断熱パネル配設時において、接着剤塗布後の放置温度環境条件に関わらず、真空断熱パネルの浮きや剥れが生じず、発泡断熱材注入後も良好な外観及び長期に亘る優れた断熱性能を維持できる冷蔵庫及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、外箱と内箱の間に真空断熱パネルを配設するとともに、前記外箱と前記内箱の間に発泡断熱材を充填して断熱材を構成した冷蔵庫において、本発明は、前記真空断熱パネルは、前記外箱の内側と接着剤を用いて接着され、この接着剤のロジン含有量が０％より多く５０％以下であり、前記接着剤が真空断熱パネルに１８０μｍ以上の厚さで塗布されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、接着剤塗工後の放置温度環境条件に関わらず、真空断熱パネルの浮きや剥れが生じず、発泡断熱材注入後も良好な外観及び長期に亘る優れた断熱性能を維持できる冷蔵庫を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施例）
以下、本発明の一実施例の冷蔵庫を、図１及び図２を用いて説明する。本発明で示す冷蔵庫には、家庭用及び業務用の冷蔵・冷凍庫の他に、自動販売機、商品陳列棚、商品陳列ケース、保冷庫、クーラボックス、冷蔵・冷凍車等が含まれる。
【００１６】
まず、本実施例の冷蔵庫の構成に関して図1及び図２を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例を示す冷蔵庫の斜視図、図２は図１の要部断面図である。
【００１７】
冷蔵庫は、断熱体を構成する断熱箱体２１と、断熱体を構成する断熱扉を備えて構成されている。断熱箱体２１は、金属製の外箱２２と合成樹脂製の内箱２３と、外箱の内側に接着剤７を用いて配設した複数の真空断熱パネル１と、外箱２２と内箱２３との間に充填された発泡断熱材２４とからなっている。真空断熱パネルは外箱２２の内側の所定位置に接着剤７により貼り付けられている。係る真空断熱パネル１を用いた断熱箱体２１とすることによって、熱漏洩量や消費電力量の少ない冷蔵庫を提供することができる。
【００１８】
断熱箱体２１には、前面を開口した複数の貯蔵室が形成されている。これらの貯蔵室は、冷蔵室、野菜室、冷凍室、アイスボックスに区画形成され、庫内に配置された冷却器によりそれぞれに適した所定の低温温度に冷却される。なお、断熱箱体の壁厚は、２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度である。
【００１９】
断熱扉は図示していないが、各貯蔵室の前面開口を開閉するように設けられている。断熱扉は、断熱箱体２１と同様に、金属製の外箱と合成樹脂製の内箱と、外箱の内側に接着剤により貼り付けられた複数の真空断熱パネルと、外箱と内箱との間に充填された発泡断熱材とからなっている。ここで、発泡断熱材２４は、例えば硬質ウレタンフォーム、フェノールフォームやスチレンフォーム等の硬質樹脂フォームが例示される。
【００２０】
この中で、シクロペンタン及び水を混合発泡剤とする硬質ポリウレタンフォームが好ましい。硬質ポリウレタンフォームは、ポリオールを基本原料として、発泡剤、整泡剤、反応触媒の存在下でイソシアネートを反応させて得られるものである。
【００２１】
真空断熱パネル１は、コア材３と、吸着部材４と、コア材３及び吸着部材４を収納し且つガスバリヤ性フィルムからなる外被材２とを備えて構成されている。この真空断熱パネル１は、コア材３と吸着部材４とを外被材２に挿入した状態で、外被材２の内部を減圧し、外被材２の周縁部を熱融着することにより封止することによって作製されている。真空断熱パネル１の形状は、特に限定されず、適用される箇所と作業性に応じて各種形状及び厚さのものが適用可能である。
【００２２】
コア材３は平均繊維径２μｍ以上４μｍ以下のガラス短繊維材をホウ酸バインダで接着させ、板状に成形後、２００℃以上で１時間エージング処理を行うことにより作製される。この処理により、コア材３に付着している微量の水分を除去することが可能である。なお、平均繊維径２μｍ以上４μｍ以下のガラス短繊維材を水ガラスバインダで固め、板状に成形後、２００℃以上で１時間エージング処理を行うことによりコア材３を作製するようにしてもよい。
【００２３】
コア材３の脱水、脱ガスを目的として、外被材２への挿入前にコア材のエージングを施すことは有効である。このときの加熱温度は最低限付着水の除去が可能であるということから、１１０℃以上であることが望ましく、１８０℃以上がより好ましい。最適エージング処理温度について、含水率および吸水率等の検討を行った結果、１８０℃、１時間のエージング処理では板状コア材の含水率は処理無しコア材に比べ７０分の１にまで減少し、吸水率も１１０℃、１時間エージング処理より少なくなることが判ってきた。そこで、コア材のエージング温度は１８０℃以上で実施することがより好ましい。
【００２４】
ガラス短繊維材としては、平均繊維径が２〜４μｍであることが好ましい。ガラス短繊維材は平均繊維径により熱伝導率特性及びコストに大きく影響する。ガラス繊維の主流として用いられてきた平均繊維径が５μｍ以上のグラスウール等はコストの点では安価なため実用化し易い素材であるが、熱伝導率及び経時劣化が大きく劣る。その理由は、繊維が同一方向に配列して繊維の接触が線に近く繊維同士がバインダで二重に接着され接触熱抵抗が小さくなり、熱伝導率が高くなり経時劣化も急激に進行すると考えられる。一方、平均繊維径が２μｍ未満では１枚当たりの厚みが薄く断熱性能が劣るため、シート状の無機繊維集合体を重ねて厚みを稼ぐことで熱伝導率と経時劣化の低減は可能である。しかし、シート状の無機繊維集合体を重ねて厚みを稼ぐことでコア材に用いる枚数が増え、生産性が劣ると共にコストも高騰する。また、平均繊維径が２μｍ未満で真空断熱パネルを作製すると、封止前後でコア材の厚み減少率が大きくなることも判明した。
【００２５】
このように、繊維径が５μｍ以上になると熱伝導率が高くなるために、伝熱方向に不連続で素材間の接触抵抗を有効に活用する繊維材を選定した。また、接触熱抵抗の他に熱流路がジグザグとなり、熱抵抗が増大して熱伝導率が低くなる多くの繊維材の中から、平均繊維径が３〜５μｍのガラス短繊維材を選定することにより、熱伝導率や経時劣化の低減、厚み減少率の低減及び低コスト化を両立することが可能である。
【００２６】
なお、ガラス短繊維材の繊維方向については、真空断熱パネルの厚み方向に対し水平方向に並んで配列するものが断熱性能の点で好ましい。
【００２７】
無機バインダとしては、ホウ酸、水ガラス、アルミキレート、コロイダルシリカ、アルミナゾル等が例示される。この中で、熱伝導率の経時劣化に優れ、コア材に使用するガラス短繊維材に化学作用を及ぼさないホウ酸が最も好ましい。
【００２８】
外被材２は、外層より表面保護層としてアルミニウムを蒸着したポリエチレンテレフタラートフィルム（１２μｍ）、ガスバリヤ層としてアルミニウム箔（６μm）、熱融着層として高密度ポリエチレンフィルム（５０μｍ）、更に耐傷つき性向上のために最外層に表面保護層としてポリアミドフィルム（１５μｍ）を用いたラミネートフィルムにより構成されており、熱融着層同士を端面で貼り合わせた袋として使用される。
【００２９】
外被材２において、最外層は衝撃などに対応するためであり、中間層はガスバリヤ性を確保するためであり、最内層は熱融着によって密閉するためである。したがって、これらの目的に適うものであれば、全ての公知材料が使用可能である。また、更に改善する手段として、最外層に表面保護層を付与することで耐突き刺し性を向上させたり、中間層にアルミニウム蒸着層を有するフィルムを２層設けたりしてもよい。熱融着する最内層としては、ポリプロピレン樹脂やポリアクリルニトリル樹脂などを用いてもよい。
【００３０】
外被材２について、更に具体的に説明する。外被材とは、内部に気密部を設けるためにコア材を覆うものであり、材料構成としては特に限定されるものではない。例えば、最外層にポリエチレンテレフタラート樹脂、中間層にアルミニウム箔、最内層に高密度ポリエチレン樹脂からなるプラスチックラミネートフィルム、例えば、最外層にポリエチレンテレフタラート樹脂、中間層にアルミニウム蒸着層を有するエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂（商品名エバール、クラレ（株）製）、最内層に高密度ポリエチレン樹脂からなるプラスチックラミネートフィルムとを袋状にしたものなどが例示される。外被材のこれら各層は、最外層は衝撃などに対応するためであり、中間層はガスバリヤ性を確保するためであり、最内層は熱融着によって密閉するためである。したがって、これらの目的に適うものであれば、全ての公知材料が使用可能である。
【００３１】
更に改善する手段として、最外層にポリアミド樹脂などを付与することで耐突き刺し性を向上させたり、中間層にアルミニウム蒸着層を有するエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂を２層設けたりしてもよい。熱融着する最内層としては、シール性やケミカルアタック性などから高密度ポリエチレン樹脂が好ましいが、この他に、ポリプロピレン樹脂やポリアクリルニトリル樹脂などを用いてもよい。外被材の材料の具体的構成としては、例えば、最外層にポリアミド、第２層目にポリエチレンテレフタラート樹脂、第３層目にアルミ箔、最内層に高密度ポリエチレン樹脂からなるアルミラミネートフィルムである。
【００３２】
吸着部材４は、少なくとも水分を吸着する吸着剤５と、この吸着剤５を覆うと共に水滴を通さず且つ水蒸気を通す包装材６とを備えて構成されている。
【００３３】
吸着剤５は酸化カルシウムを９３％以上含有する生石灰であり、２ｍｍのメッシュを使い、これにより選別された２ｍｍ以下の粒状物質を用いている。換言すると、包装材６内に封入する吸着剤５としては、生石灰が好ましく、コア材３から放出される水蒸気及び外被材２を通して外部より侵入する水蒸気を吸湿し、真空断熱パネル１の経時劣化を低く抑えるものが好ましい。好ましくは、酸化カルシウム成分の含有量が９３％以上、初期含水率が１．５％以下、吸湿率が４０％以上のものを使用する。また、生石灰の形状は、粉末、細粒、顆粒、錠剤、固形状等特に限定されるものではない。
【００３４】
また、本実施例では、吸着剤成分として生石灰を使用しているが、真空断熱パネルの信頼性を向上させるためには、必要に応じてドーソナイト，ハイドロタルサイト，金属水酸化物等のガス吸着剤やバリウム−リチウム合金等の合金を使用することも有効である。
【００３５】
また、吸着部材４は、真空断熱パネル１の製造時に、コア材３の繊維層内に挿入される。この挿入により、真空断熱パネル１の製造後において、外被材２には大気圧相当の外力が加わるが、吸着部材４の粒によって外被材２を傷つけたり破断したりすることがなく、真空断熱パネル１の断熱性能に対する信頼性を損なうことがない。
【００３６】
真空断熱パネル１を外箱２２に配設するための接着剤７は、表１に示される、ロジンの含有量が０％より多く５０％以下である仕様Ａを使用する。一般に真空断熱パネルを外箱等に固定する接着剤は、ホットメルト接着剤であり、これは、熱可塑性合成ポリマーをベースとする固形の接着剤であり、熱可塑性合成ポリマー以外にワックス、タッキファイヤー、可塑剤、充填剤及び酸化防止剤を含んでいる。タッキファイヤー成分としてロジンが０％より多く５０％以下の割合で含まれる接着剤を用いることにより、作業性が向上する程度に溶融粘度を適切に保つことができ、更には真空断熱パネル１と外箱２２との接着性および粘着性を向上することができることが判っている。
【００３７】
接着剤７を真空断熱パネル１の片側面に１８０μｍ以上の厚みで塗布し、塗布後すぐに外箱２２の内側に貼りつけ、真空断熱パネル１の上面より手押しローラで圧着する。接着剤７が塗布された塗工厚は、薄いほど外箱２２と接着層９の界面で剥離しやすく界面剥離を生じやすいため、厚い方が好ましく、特に２００μｍ以上が好ましく、３００μｍ以上としても界面剥離を生じない。
【００３８】
一方、塗工厚を厚くしすぎると、塗布された接着剤自体が剥離する凝集剥離が生ずる場合があり、本例の接着剤を用いた場合、特に１８０μｍから３００μｍの塗工厚で接着剤を塗布することが好ましい。
【００３９】
上記の仕様、条件に基づいて作製した真空断熱パネル１を上記の接着剤７の塗布条件で外箱２２に配設した後、１昼夜常温（５〜１０℃）環境に立掛けて放置し、その後６０℃恒温室に立掛けて放置して、真空断熱パネル１の剥れ具合を検討した。その結果を表２に示す。６０℃恒温室放置１０時間放置後まで、隙、剥れ、落下がなく、貼りつけ固定状態は良好であった。
【００４０】
また、上記の条件で真空断熱パネル１に接着剤７を塗布して貼りつけ固定した外箱２２を前組し、発泡断熱材２４を注入した断熱箱体２１は、真空断熱パネル１の外箱２２からの剥れが生じないため、外観が良好であった。
【００４１】
また、真空断熱パネル１は、断熱箱体２１の金属製の外箱２２の内側に接着剤７を用いて配設されているため、この真空断熱パネル１の近傍にホットガスパイプ等の高温の配管が配設される場合においても本例の接着剤を用いれば、接着剤が溶けずに信頼性の高い冷蔵庫を提供することが可能となる。また、温度変化によっても必要な接着力が維持できるために設計自由度の向上も図れる。
（比較例）
真空断熱パネル１を構成する各種部材を実施例記載のものと同様とする。真空断熱パネル１を外箱２２に配設するための接着剤８は、表１に示される、ロジンを含まない仕様Ｂを使用する。接着剤８の塗工条件は、実施例記載のものと同様である。
【００４２】
実施例と同様の仕様、条件に基づいて作製した真空断熱パネル１を上記の接着剤８の塗工条件で外箱２２に配設した後、１昼夜常温（５〜１０℃）環境に立掛けて放置し、その後６０℃恒温室に立掛けて放置して、真空断熱パネル１の剥れ具合を検討した。その結果を表２に示す。６０℃恒温室に５０分放置後において、既に真空断熱パネル１と外箱２２との間に隙が生じ、１０時間放置後に真空断熱パネル１は外箱２２より剥れて落下したものが存在した。また、６０℃恒温室に５０分放置後に隙や剥れがなかったものでも、１０時間放置後には隙が生じた。
【００４３】
実際に、外箱２２と内箱２３を前組した後、もしくは発泡断熱材２４を注入中、もしくは発泡断熱材２４を注入した後に真空断熱パネル１が外箱２２より剥れた断熱箱体２１は、外箱２２に歪が生じ、外観不良であった。
【００４４】
【表１】
2005283059.tif 000003
表１は、真空断熱パネルを外箱に配設するための接着剤の成分を示すものである。実施例において用いた接着剤はＡ仕様、比較例において用いた接着剤はＢ仕様である。
【００４５】
【表２】
2005283059.tif 000004
表２は、真空断熱パネルを接着剤を用いて外箱に配設し、所定の条件で立掛けて放置した後の、真空断熱パネルと外箱の剥れ具合を検討した結果を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】真空断熱パネルを、本発明または従来の接着剤で配設した冷蔵庫箱体の斜視模式図である。
【図２】真空断熱パネルを、本発明で用いた接着剤で配設した冷蔵庫の要部断面図である。
【図３】真空断熱パネルを、従来の接着剤で配設した冷蔵庫の要部断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…真空断熱パネル、２…外被材、３…コア材、４…吸着部材、５…吸着剤、６…包装材、７…本発明で用いた接着剤、８…従来用いられてきた接着剤、９…接着層、２１…断熱箱体、２２…外箱、２３…内箱、２４…発泡断熱材。
【図１】
2005283059.tif 000005
【図２】
2005283059.tif 000006
【図３】
2005283059.tif 000007