JP2019100640A - 冷蔵庫 - Google Patents
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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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171206 |