Теплоизоляционный материал, теплоизоляционный корпус, теплоизоляционная дверь и низкотемпературный домашний холодильник
Изобретение касается создания теплоизоляционного материала для корпуса и двери низкотемпературного холодильника, который может легко обеспечить совместимые низкую плотность, высокую текучесть, высокую прочность и теплоизоляционное свойство пенополиуретановой смолы и может предотвратить увеличение стоимости изготовления посредством легкого управления, получения или производства исходных материалов. Теплоизоляционный материал включает в себя пенополиуретановую смолу 104, которую заполняют и вспенивают в пространстве между наружным и внутренним элементами 102 и 103. Пенополиуретановую смолу 104 получают посредством впрыска смеси из, по меньшей мере, компонента полиола, компонента полиизоцианата, сверхкрического, субкритического или первого жидкого пенообразующего вещества, точка кипения которого равна или ниже 0°С при атмосферном давлении, и второго жидкого пенообразующего вещества, который имеет удельную теплопроводность ниже удельной теплопроводности первого пенообразующего вещества и является жидким углеводородом при нормальной температуре, в пространство, а также вспенивания и отверждения смеси. Внутренний элемент включает в себя выемки или выступы. 5 н. и 20 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к теплоизоляционному материалу, который включает в себя заполненную и вспененную пенополиуретановую смолу, теплоизоляционному корпусу, включающему в себя теплоизоляционный материал, теплоизоляционной двери, включающей в себя теплоизоляционный материал, и низкотемпературному домашнему холодильнику, который включает в себя теплоизоляционный корпус и теплоизоляционную дверь.
Уровень техники
В последние годы общественный спрос на усовершенствование технологии, которая эффективно использует тепловую энергию, возрос с точки зрения защиты глобальной окружающей среды. С учетом этого, внимание было сосредоточено на усовершенствовании технологии теплоизоляции с высокими показателями в дополнении к энергосберегающей конструкции различных элементов или всего устройства низкотемпературного домашнего холодильника. Обычно, пенополиуретановая смола используется в низкотемпературном домашнем холодильнике.
Пенополиуретановую смолу получают при добавлении пенообразующего вещества в полиол и полиизоцианат, которые являются исходными материалами, для вспенивания и формования полиола и полиизоцианата. Хлорфторуглерод или гидрохлорфторуглерод использовались в качестве пенообразующего вещества в прошлом, но усугубились проблемы, такие как разрушение озонового слоя или глобальное потепление. Следовательно, пенополиуретановая смола, использующая циклопентан без хлорфторуглерода, была основой в последние годы. Однако, пенополиуретановая смола, которая использует циклопентан в качестве пенообразующего вещества, хуже пенополиуретановой смолы, которая использует хлорфторуглерод или гидрохлорфторуглерод при высокой плотности с точки зрения текучести. В связи с этим, существовала проблема в том, что трудно обеспечить прочность пенополиуретановой смолы, которая использует циклопентан в качестве пенообразующего вещества, пока не будет заполнено большое количество уретана.
Следовательно, вышеупомянутая проблема была решена посредством выбора исходных материалов (например, см. патентный документ 1).
Документ известного уровня техники
Патентный документ
Патентный документ 1: JP-A-11-248344
Раскрытие изобретения
Проблема, решаемая настоящим изобретением
Таким образом, известный уровень техники, раскрытый в патентном документе 1, достигает низкой плотности, высокой текучести, высокой прочности и теплоизоляционного свойства пенополиуретановой смолы посредством тщательного выбора исходных материалов. Однако, существовала проблема в том, что трудно управлять, получать или производить исходные материалы, и стоимость производства является высокой.
Настоящее изобретение решило вышеупомянутую проблему известного уровня техники, и целью настоящего изобретения является создание теплоизоляционного материала, который может легко обеспечить совместимые низкую плотность, высокую текучесть, высокую прочность и теплоизоляционное свойство, пенополиуретановой смолы, и может предотвратить увеличение стоимости производства посредством легкого управления, получения или производства исходных материалов.
Средства для решения проблемы
Для достижения вышеупомянутой цели теплоизоляционный материал в соответствии с настоящим изобретением включает в себя пенополиуретановую смолу, которую заполняют и вспенивают в зазоре между наружным и внутренним элементами. Пенополиуретановую смолу получают посредством впрыска смеси из, по меньшей мере, компонента полиола, компонента полиизоцианата, сверхкритического, субкритического или первого жидкого пенообразующего вещества, точка кипения которого равна или ниже 0ºC при атмосферном давлении, и второго жидкого пенообразующего вещества, который имеет удельную теплопроводность ниже удельной теплопроводности первого пенообразующего вещества, и является жидким углеводородом при нормальной температуре, в зазор, а также вспенивания и отверждения смеси.
Только пенообразующее вещество известного уровня техники или второе пенообразующее вещество испаряется под действием тепла, которое образуется в результате экзотермической реакции между полиолом и компонентом полиизоцианата, или тепла, которое подводится снаружи, в качестве источника тепла для испарения, превращается в газ и увеличивается в объеме. Следовательно, требуется время от момента, когда исходные материалы пенополиуретановой смолы впрыскиваются в зазор между наружным и внутренним элементами до тех пор, пока не начнется осуществление вспенивания, и пенополиуретановая смола отверждается до того как достигнет углов заполняемого зазора, так что могут быть образованы незаполненные участки. Однако, если добавляют сверхкритическое, субкритическое или первое жидкое пенообразующее вещество, точка кипения которого равна или ниже 0ºC при атмосферном давлении, первое пенообразующее вещество испаряется под действием источника тепла для испарения, полученного из смеси или окружающей среды непосредственно после смешивания с исходными материалами пенополиуретановой смолы, так что первое пенообразующее вещество превращается в газ и увеличивается в объеме. Следовательно, вспенивание начинает осуществляться из низковязкого состояния непосредственно после впрыска исходных материалов пенополиуретановой смолы в зазор между наружным и внутренним элементами, так что исходные материалы пенополиуретановой смолы равномерно распределяются с помощью пузырьков, имеющих низкую вязкость. Следовательно, можно быстрее завершить заполнение при низковязком состоянии по сравнению с известным уровнем техники, предотвратить образование незаполненных участков и уменьшить количество заполняющих исходных материалов. Кроме того, так как второе пенообразующее вещество, удельная теплопроводность которого ниже удельной теплопроводности первого пенообразующего вещества в газообразном состоянии, используется вместе с первым пенообразующим веществом, удельная теплопроводность сформованной пенополиуретановой смолы уменьшается, так что можно улучшить теплоизоляционное свойство теплоизоляционного материала. Следовательно, если сверхкритическое, субкритическое состояние, или первое жидкое пенообразующее вещество, точка кипения которого равна или ниже 0ºC при атмосферном давлении, и второе жидкое пенообразующее вещество, которое имеет удельную теплопроводность ниже удельной теплопроводности первого пенообразующего вещества и является жидким углеводородом при нормальной температуре, используются в качестве пенообразующего вещества, которое необходимо добавить в полиол и полиизоцианат, низкая плотность, высокая текучесть, высокая прочность и теплоизоляционное свойство пенополиуретановой смолы являются легко совместимыми. Кроме того, так как исходные материалы легко управляются, получаются, или производятся, можно предотвратить увеличение стоимости производства.
В вышеупомянутой структуре внутренний элемент может включать в себя выемки или выступы.
В соответствии с данной структурой пенополиуретановую смолу, которую заполняют и вспенивают в зазоре между наружным и внутренним элементами, получают посредством впрыска смеси из, по меньшей мере, компонента полиола, компонента полиизоцианата, сверхкритического, субкритического или первого жидкого пенообразующего вещества, точка кипения которого равна или ниже 0ºC при атмосферном давлении, и второго жидкого пенообразующего вещества, который имеет удельную теплопроводность ниже удельной теплопроводности первого пенообразующего вещества и является жидким углеводородом при нормальной температуре, а также вспенивания и отверждения смеси. Следовательно, текучесть исходных материалов пенополиуретановой смолы, впрыскиваемых в зазор, является высокой, так что также можно заполнить зазоры, которые образованы между наружным элементом и выемками или выступами внутреннего элемента, пенополиуретановой смолой. Следовательно, можно предотвратить образование незаполненных участков, которые не заполняются пенополиуретановой смолой. В результате, можно уменьшить дефекты внешнего вида.
В вышеупомянутой структуре выемки или выступы внутреннего элемента могут быть образованы на, по меньшей мере, части наружного периферийного участка внутреннего элемента.
Обычно, готовым заполненным участком, который, в конечном счете, заполняется пенополиуретановой смолой, является наружный периферийный участок внутреннего элемента и заполняется пенополиуретановой смолой при отверждении большей части пенополиуретановой смолы. Следовательно, текучесть пенополиуретановой смолы является наименьшей. В связи с этим, если выемки или выступы, где сопротивление потоку увеличивается, образованы на наружном периферийном участке, очень трудно осуществить заполнение. Однако, в соответствии с данной структурой, пенополиуретановую смолу, которую заполняют и вспенивают в зазоре между наружным и внутренним элементами, получают посредством впрыска смеси из, по меньшей мере, компонента полиола, компонента полиизоцианата, сверхкритического, субкритического или первого жидкого пенообразующего вещества, точка кипения которого равна или ниже 0ºC при атмосферном давлении, и второго жидкого пенообразующего вещества, который имеет удельную теплопроводность ниже удельной теплопроводности первого пенообразующего вещества, и является жидким углеводородом при нормальной температуре, в зазор, а также вспенивания и отверждения смеси. Следовательно, текучесть пенополиуретановой смолы является высокой, так что также можно заполнить зазоры, которые образованы между наружным элементом и выемками или выступами, образованными на наружном периферийном участке внутреннего элемента, пенополиуретановой смолой. Следовательно, можно предотвратить образование незаполненных участков, которые не заполняются пенополиуретановой смолой. В результате, можно уменьшить дефекты внешнего вида.
В вышеупомянутой структуре первым пенообразующим веществом может быть диоксид углерода.
В соответствии с данной структурой диоксид углерода является материалом, который имеет точку кипения 79ºC ниже точки замерзания при, по существу, атмосферном давлении, имеет очень высокую вспенивающую способность, является химически устойчивым и также имеет отличную устойчивость к воздействию окружающей среды. Если диоксид углерода используется в качестве пенообразующего вещества, вспенивающая способность является высокой, так что можно улучшить заполняющее свойство. Следовательно, можно предотвратить образование незаполненных участков, которые не заполняются пенополиуретановой смолой. Следовательно, можно создать теплоизоляционный материал, который имеет высокое качество внешнего вида. Кроме того, критическая точка диоксида углерода соответствует 304,1 K и 7,38 МПа и является относительно более низкой, чем критическая точка материала, обычно используемого в качестве сверхкритической текучей среды. Следовательно, оборудование для производства сверхкритического диоксида углерода может быть относительно простым. При этом, полиизоцианат и вода, растворенная в полиоле, вступают в реакцию друг с другом с выделением тепла, так что образуется диоксид углерода. Диоксид углерода, который образуется в результате этой реакции, не является достаточным в качестве пенообразующего вещества.
В вышеупомянутой структуре, вторым пенообразующим веществом может быть циклопентан.
В соответствии с данной структурой точка кипения циклопентана составляет 49ºC; циклопентан имеет удельную теплопроводность ниже удельной теплопроводности диоксида углерода в газообразном состоянии, скорость диффузии, когда циклопентан диффундирует на наружную сторону пузырьков, является ниже скорости диффузии, при которой диоксид углерода диффундирует на наружную сторону пузырьков, и циклопентан может стать причиной низкой скорости диффундирования материала на наружную сторону пузырьков вследствие высокой независимости пузырьков. Следовательно, циклопентан имеет отличную теплоизоляционную характеристику даже с течением времени. Кроме того, циклопентан широко использовался в качестве пенообразующего вещества в последние годы вместо пенообразующего вещества с хлорфторуглеродом. Следовательно, стоимость материалов и стоимость оборудования могут быть уменьшены, так что можно производить теплоизоляционный материал без значительных затрат.
В вышеупомянутой структуре, предположив, что направлением вспенивания является продольное направление, и направлением, перпендикулярным к направлению вспенивания является поперечное направление, среднее значение отношения продольного диаметра ячейки пенополиуретановой смолы к поперечному диаметру ячейки может находиться в интервале от 1,0 до 1,4. Количество закрытых ячеек может быть равно или больше 90% и меньше 100%.
В соответствии с данной структурой, если среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки находится в интервале от 1,0 до 1,4, и ячейка имеет почти форму шара, можно увеличить прочность на сжатие в направлении толщины стенки (направление толщины) вследствие высокой независимости пузырьков и медленного уменьшения внутреннего давления пузырьков.
В вышеупомянутой структуре, среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки может находиться в интервале от 1,0 до 1,18.
В соответствии с данной структурой прочность на сжатие в направлении толщины стенки (направление толщины) значительно увеличивается. То есть, если плотность уменьшается, прочность на сжатие обычно уменьшается. Однако, так как можно поддерживать прочность на сжатие в известном уровне техники, даже если плотность уменьшена, можно уменьшить количество исходных материалов полиуретана.
Теплоизоляционный материал может дополнительно включать в себя материал для вакуумной теплоизоляции, который размещают в зазоре между наружным и внутренним элементами в дополнении к пенополиуретановой смоле.
В соответствии с данной структурой, удельная теплопроводность материала для вакуумной теплоизоляции значительно ниже удельной теплопроводности пенополиуретановой смолы. В связи с этим, если материал для вакуумной теплоизоляции и пенополиуретановая смола также используются вместе, можно дополнительно улучшить теплоизоляционную характеристику. Кроме того, в случае этой структуры пенополиуретановую смолу заполняют и вспенивают в зазоре, за исключением участка материала для вакуумной теплоизоляции в зазоре между наружным и внутренним элементами, и материал для вакуумной теплоизоляции частично сужает зазор, который образован между наружным и внутренним элементами, и в котором должна заполняться пенополиуретановая смола. Однако смешанные исходные материалы пенополиуретановой смолы, которые впрыскиваются в зазор, распространяются в виде пузырьков с низкой вязкостью и имеют высокую текучесть. Следовательно, можно предотвратить образование незаполненных участков, которые не заполняются пенополиуретановой смолой, как в случае, в котором образованы выемки или выступы на внутреннем элементе, и уменьшить дефекты внешнего вида.
В вышеупомянутой структуре среднее значение поперечного диаметра ячейки может находиться в интервале от 10 до 150 мкм.
В соответствии с данной структурой, если поперечный диаметр ячейки больше 150 мкм, ячейка является очень большой, так что количество ячеек уменьшается. Следовательно, диоксид углерода или циклопентана способны диффундировать и заменяться воздухом, поэтому со временем удельная теплопроводность уменьшается. Напротив, если диаметр ячейки меньше 10 мкм, плотность полиуретана увеличивается, и удельная теплопроводность уменьшается. Следовательно, если среднее значение поперечного диаметра ячейки установлено в интервале от 10 до 150 мкм, можно уменьшить удельную теплопроводность.
В вышеупомянутой структуре толщина слоя пенополиуретановой смолы может находиться в интервале от 30 до 100 мм.
В соответствии с данной структурой, если толщина слоя пенополиуретановой смолы меньше 30 мм, трудно выполнить заполнение и вспенивание пенополиуретановой смолы. Следовательно, трудно получить среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки, находящееся в интервале от 1,0 до 1,4. Кроме того, даже если толщина слоя пенополиуретановой смолы больше 100 мм, существует проблема в том, что размер ячейки способен увеличиваться, и удельная теплопроводность ухудшается. В связи с этим, можно улучшить теплоизоляционную характеристику посредством установки толщины слоя пенополиуретановой смолы в интервале от 30 до 100 мм.
Теплоизоляционный корпус в соответствии с настоящим изобретением выполнен посредством получения теплоизоляционного материала, который имеет вышеупомянутую структуру, в форме ящика.
Теплоизоляционная дверь в соответствии с настоящим изобретением включает в себя теплоизоляционный материал с вышеупомянутой структурой.
Низкотемпературный домашний холодильник в соответствии с настоящим изобретением включает в себя корпус, который содержит отверстие в одном направлении, дверь, которая выполнена для образования закрытого пространства посредством закрывания отверстия корпуса, и охлаждающее устройство, которое охлаждает закрытое пространство, образованное корпусом и дверью. Корпус представляет собой теплоизоляционный корпус.
Низкотемпературный домашний холодильник в соответствии с настоящим изобретением включает в себя корпус, который содержит отверстие в одном направлении, дверь, которая выполнена для образования закрытого пространства посредством закрытия отверстия корпуса, и охлаждающее устройство, которое охлаждает закрытое пространство, образованное корпусом и дверью. Дверь представляет собой теплоизоляционную дверь.
В вышеупомянутой структуре количество закрытых ячеек может быть равно или больше 90% и меньше 100%. Предположив, что направлением вспенивания является продольное направление и направлением, перпендикулярным к направлению вспенивания, является поперечное направление, среднее значение отношения продольного диаметра ячейки пенополиуретановой смолы фланца корпуса к поперечному диаметру ее ячейки может находиться в интервале от 1,0 до 1,4, и среднее значение отношения продольного диаметра ячейки пенополиуретановой смолы участка корпуса за исключением фланца к поперечному диаметру ее ячейки может находиться в интервале от 1,0 до 1,25.
В соответствии с данной структурой, если циклопентан и диоксид углерода также используются вместе, происходит миниатюризация ячейки, и форма ячейки, удлиненная в направлении, перпендикулярном к толщине стенки, обычно может уменьшаться, так что можно увеличить прочность на сжатие в направлении толщины стенки. В связи с этим, среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки может находиться в интервале от 1,0 до 1,25 на участках за исключением фланцев посредством добавления диоксида углерода на участки за исключением фланцев. Следовательно, можно увеличить прочность на сжатие в направлении толщины стенки. Напротив, среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки может находиться в интервале от 1,25 до 1,4 на фланцах посредством уменьшения количества добавленного диоксида углерода на фланцах. Следовательно, можно увеличить прочность на сжатие в направлении, перпендикулярном к направлению толщины стенки. В связи с этим, так как можно поддерживать в целом прочность, даже если плотность уменьшена, можно уменьшить количество исходных материалов пенополиуретановой смолы. Следовательно, можно получить экологичный низкотемпературный домашний холодильник.
В вышеупомянутой структуре среднее значение отношения продольного диаметра ячейки пенополиуретановой смолы участка корпуса за исключением фланца к поперечному диаметру ее ячейки может находиться в интервале от 1,0 до 1,18.
В соответствии с данной структурой, анизотропия ячейки может быть улучшена, так что можно дополнительно увеличить прочность на сжатие в направлении толщины стенки. Следовательно, можно поддерживать прочность, необходимую для низкотемпературного домашнего холодильника, даже если плотность дополнительно уменьшена, так что можно уменьшить количество исходных материалов пенополиуретановой смолы. В результате, можно получить экологичный низкотемпературный домашний холодильник.
В вышеупомянутой структуре плотность сердцевины пенополиуретановой смолы фланца корпуса может быть больше плотности сердцевины пенополиуретановой смолы участка корпуса за исключением фланца.
В соответствии с данной структурой, так как среднее значение отношения продольного диаметра ячейки фланца к поперечному диаметру ячейки фланца находится в интервале от 1,25 до 1,4, прочность на сжатие фланца в направлении толщины стенки ниже прочности на сжатие участка за исключением фланца. Однако, так как плотность фланца выше плотности участка за исключением фланца, можно обеспечить прочность в направлении толщины стенки. Следовательно, если прочность является недостаточной, даже если прочность повышена посредством оптимизации отношения диаметров ячейки, недостаток может быть компенсирован за счет разности плотностей на участках низкотемпературного домашнего холодильника. Следовательно, можно уменьшить количество исходных материалов пенополиуретановой смолы. В результате можно получить экологичный низкотемпературный домашний холодильник. Кроме того, так как плотность можно увеличить или уменьшить посредством регулировки количества добавляемого диоксида углерода, можно легко увеличить или уменьшить плотность.
В вышеупомянутой структуре плотность сердцевины пенополиуретановой смолы может находиться в интервале от 20 до 37 кг/м3.
В соответствии с данной структурой, если плотность сердцевины составляет 20 кг/м3 или меньше, нельзя обеспечить прочность, необходимую для низкотемпературного домашнего холодильника, даже если среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки уменьшено. Кроме того, если плотность сердцевины составляет 37 кг/м3 или больше, давление пены полиуретана значительно увеличивается. В результате, появляются дефекты внешнего вида, такие как деформация и утечка пенополиуретановой смолы. В связи с этим, если плотность сердцевины установлена в интервале от 20 до 37 кг/м3, можно предотвратить дефекты внешнего вида и обеспечить прочность, необходимую для низкотемпературного домашнего холодильника. Кроме того, если верхний предел плотности сердцевины теплоизоляционного материала составляет 35 кг/м3, можно уменьшить вес низкотемпературного домашнего холодильника посредством уменьшения плотности сердцевины пенополиуретановой смолы.
В вышеупомянутой структуре плотность сердцевины пенополиуретановой смолы может составлять 35 кг/м3 или меньше.
В вышеупомянутой структуре толщина зазора между наружным и внутренним элементами может находиться в интервале от 30 до 100 мм.
В соответствии с данной структурой, если толщина стенки (толщина зазора, образованного наружным и внутренним элементами) меньше 30 мм, трудно осуществить заполнение и вспенивание и уменьшить среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки. Кроме того, даже если толщина стенки больше 100 мм, существует проблема в том, что размер ячейки способен увеличиваться, и трудно уменьшить среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки. В связи с этим, если толщина стенки (толщина зазора, образованного наружным и внутренним элементами) установлена в интервале от 30 до 100 мм, можно увеличить прочность на сжатие в направлении толщины стенки при уменьшении плотности.
Преимущество изобретения
В соответствии с настоящим изобретением можно предотвратить избыточный расход исходных материалов посредством получения пенополиуретановой смолы с низкой плотностью и обеспечить равномерную плотность. Следовательно, можно улучшить теплоизоляционную характеристику.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид в разрезе теплоизоляционной двери в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 - схематичный вид, иллюстрирующий способ изготовления теплоизоляционной двери в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3 - вид в разрезе теплоизоляционной двери в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.4 - вид в разрезе теплоизоляционной двери в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.5 - схематичный вид низкотемпературного домашнего холодильника в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.6 - вид в разрезе теплоизоляционной двери для холодильного отделения низкотемпературного домашнего холодильника в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.7 - вид в продольном разрезе низкотемпературного домашнего холодильника в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.8 - снимок микроскопа, показывающий поперечное сечение пенополиуретановой смолы в направлении вспенивания низкотемпературного домашнего холодильника в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.9 - вид в продольном разрезе низкотемпературного домашнего холодильника в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Лучший вариант осуществления настоящего изобретения
Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылкой на чертежи. Кроме того, настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления.
(Первый вариант осуществления)
Фиг.1 - вид в разрезе теплоизоляционной двери, которая является термоизоляционным материалом, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг.2 - схематичный вид, иллюстрирующий способ изготовления теплоизоляционной двери, которая является термоизоляционным материалом, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фиг.1 и 2, теплоизоляционная дверь 101 в соответствии с данным вариантом осуществления включает в себя наружный и внутренний элементы 102 и 103, которые образуют теплоизоляционную дверь 101, и пенополиуретановую смолу 104, которая вспенена и заполнена в закрытом зазоре между наружным и внутренним элементами 102 и 103.
Выступы 105 образованы на наружном периферийном участке поверхности внутреннего элемента 103, который находится напротив поверхности внутреннего элемента, контактирующего с пенополиуретановой смолой 104. Выступы 105 могут быть образованы на части наружного периферийного участка внутреннего элемента 103 и могут быть образованы на всем наружном периферийном участке внутреннего элемента. Обычно, выступы 105 образуют уступы на внутреннем элементе 103 и увеличивают прочность теплоизоляционной двери 101 (уступы). Следовательно, когда теплоизоляционная дверь 101 используется для открытия и закрытия отверстия теплоизоляционного корпуса холодильника, выступы расположены таким образом, что холодный воздух в холодильнике почти не просачивается из холодильника.
В способе изготовления теплоизоляционной двери 101 жидкий диоксид 108 углерода смешивают с полиолом 107, с которым предварительно был смешан циклопентан 106, при помощи статического смесителя 109. При этом, если совместимость между циклопентаном 106 и полиолом 107 является низкой, и циклопентан и полиол легко отделяются друг от друга, средства для смешивания, подобные статическому смесителю, могут быть установлены вверх по потоку от статического смесителя 109 для смешивания циклопентана 106 с полиолом 107.
Затем, полиизоцианат 111 смешивают с полиолом 107, с которым смешивают циклопентан 106 и жидкий диоксид 108 углерода, с помощью смесительной головки 110. Смесь впрыскивают на наружный элемент 102, внутренний элемент 103 непосредственно прикрепляют к наружному элементу, и, затем, циклопентан 106 и диоксид 108 углерода вспенивают в зазоре между наружным и внутренним элементами 102 и 103. В результате, теплоизоляционная дверь изготовлена.
Хотя не показано, формование пены выполняют, когда поверхности внутреннего и наружного элементов 103 и 102, расположенные напротив пенополиуретановой смолы 104, закрепляют с помощью зажимного устройства для вспенивания, так что внутренний и наружный элементы 103 и 102 не деформируются под давлением пены пенополиуретановой смолы 104.
Вода, стабилизатор пены, катализатор и им подобное предварительно были смешаны с полиолом 107 в дополнении к циклопентану 106. При этом, диоксид 108 углерода может быть смешан при нахождении в сверхкритическом состоянии или субкритическом состоянии. Кроме того, диоксид 108 углерода может быть смешан с полиизоцианатом 110.
В теплоизоляционной двери 101 в соответствии с данным вариантом осуществления, выполненной, как описано выше, пенополиуретановую смолу 104, которую заполняют и вспенивают в зазоре между наружным и внутренним элементами 102 и 103, получают посредством впрыска смеси (из, по меньшей мере, полиола 107, полиизоцианата 111, жидкого диоксида 108 углерода, точка кипения которого равна или ниже 0ºC при атмосферном давлении, и жидкого циклопентана 106, который имеет удельную теплопроводность ниже удельной теплопроводности диоксида 108 углерода и является жидким углеводородом при нормальной температуре) в зазор, а также вспенивания и отверждения смеси. Если используется не жидкий диоксид 108 углерода а только циклопентан 106 в качестве пенообразующего вещества, которое добавляется в полиол 107, и полиизоцианат 111, циклопентан испаряется под действием тепла, которое образуется в результате экзотермической реакции между полиолом 107 и полиизоцианатом 111, или тепла, которое подводится снаружи, в качестве источника тепла для испарения, превращается в газ и увеличивается в объеме. Следовательно, требуется время от момента, когда исходные материалы пенополиуретановой смолы 104 впрыскиваются в зазор между наружным и внутренним элементами 102 и 103 до тех пор, пока не начнется осуществление вспенивания, и пенополиуретановая смола 104 отверждается до того как достигнет углов заполняемого зазора, так что могут образовываться незаполненные участки. Однако, если добавляется жидкий диоксид 108 углерода, точка кипения которого равна или ниже 0ºC при атмосферном давлении, жидкий диоксид углерода 108 испаряется под действием источника тепла для испарения, полученного из смеси или окружающей среды, непосредственно после смешивания с исходными материалами пенополиуретановой смолы 104, так что жидкий диоксид углерода превращается в газ и увеличивается в объеме. Следовательно, вспенивание начинается осуществляться из низковязкого состояния непосредственно после впрыска исходных материалов пенополиуретановой смолы 104 в зазор между наружным и внутренним элементами 102 и 103, так что исходные материалы пенополиуретановой смолы 104 равномерно распределяются за счет пузырьков, имеющих низкую вязкость. Следовательно, можно быстрее завершить заполнение в низковязком состоянии по сравнению с известным уровнем техники, предотвратить образование незаполненных участков и уменьшить количество заполняющих исходных материалов пенополиуретановой смолы 104. Кроме того, так как циклопентан 106, удельная теплопроводность которого ниже удельной теплопроводности диоксида 108 углерода в газообразном состоянии, используется вместе с диоксидом 108 углерода, удельная теплопроводность формованной пенополиуретановой смолы 104 уменьшена, так что можно улучшить теплоизоляционную характеристику теплоизоляционной двери 101. Следовательно, если жидкий диоксид 108 углерода, точка кипения которого равна или ниже 0ºC при атмосферном давлении, и жидкий циклопентан 106, который имеет удельная теплопроводность ниже удельной теплопроводности диоксида 108 углерода и является жидким углеводородом при нормальной температуре, используются в качестве пенообразующего вещества, которое должно быть добавлено в полиол 107 и полиизоцианат 110, тогда низкая плотность, высокая текучесть, высокая прочность и теплоизоляционное свойство пенополиуретановой смолы 104 являются легко совместимыми. Кроме того, так как исходные материалы легко управляются, получаются или изготавливаются, можно предотвратить увеличение стоимости изготовления.
Ранее, подводили тепло, которое образуется в результате экзотермической реакции между полиолом 107 и полиизоцианатом 110 (которые являются исходными материалами), тепло, которое передается от зажимного устройства для вспенивания или ему подобного, так что пенообразующее вещество испаряется и начинает осуществляться вспенивание. Следовательно, требуется время от впрыска исходных материалов пенополиуретановой смолы 104 до начала вспенивания. В связи с этим, по сравнению с тем, когда вспенивание выполняется до того же объема, в конфигурации данного варианта осуществления можно замедлить отверждение пенополиуретановой смолы 104 и повысить текучесть пенополиуретановой смолы 104.
В случае способа первого варианта осуществления, так как наружный периферийный участок внутреннего элемента 103 становится полностью заполненным участками пенополиуретановой смолы 104, большая часть пенополиуретановой смолы отверждается, так что текучесть пенополиуретановой смолы является низкой. В связи с этим, было трудно заполнить выступы в способе известного уровня техники. Однако, так как можно повысить текучесть пенополиуретановой смолы 104 в данном варианте осуществления, можно заполнить выступы 105 пенополиуретановой смолой 104 и предотвратить образование незаполненных участков, которые не заполняются пенополиуретановой смолой 104, даже если сопротивление потоку увеличивается на выступах 105, образованных на наружном периферийном участке внутреннего элемента 103. В результате, можно уменьшить дефекты внешнего вида.
Кроме того, диоксид 108 углерода является материалом, который имеет точку кипения 79ºC ниже точки замерзания при, по существу, атмосферном давлении, имеет очень высокую вспенивающую способность, является химически устойчивым и также имеет отличную устойчивость к воздействию окружающей среды. Если диоксид углерода используется в качестве пенообразующего вещества, вспенивающая способность является высокой, так что можно улучшить заполняющее свойство. Следовательно, можно предотвратить образование незаполненных участков, которые не заполняются пенополиуретановой смолой 104. Следовательно, можно выполнить теплоизоляционную дверь 101, которая имеет высокое качество внешнего вида.
При этом, циклопентан 106, который широко использовался в качестве материала без фторуглерода и имеет удельную теплопроводность ниже удельной теплопроводности диоксида 108 углерода в газообразном состоянии, использовался вместе в качестве пенообразующего вещества. Однако, точка кипения циклопентана 106 составляет 49ºC, скорость диффузии, при которой циклопентан диффундирует на наружную сторону пузырьков, меньше скорости диффузии, при которой диоксид 108 углерода диффундирует на наружную сторону пузырьков, и циклопентан может уменьшать скорость диффузии, при которой материал диффундирует на наружную сторону пузырьков, вследствие высокой независимости пузырьков. Следовательно, циклопентан имеет отличную теплоизоляционную характеристику даже с течением времени. Следовательно, по сравнению с тем, когда диоксид 108 углерода используется один, можно уменьшить удельную теплопроводность пенополиуретановой смолы 104 и выполнить теплоизоляционную дверь 101, имеющую высокую теплоизоляционную характеристику. Кроме того, если гидрофторолефин (который имеет точку кипения 19ºC ниже точки замерзания при, по существу, атмосферном давлении и удельную теплопроводность ниже удельной теплопроводности диоксида 108 углерода) используется вместо диоксида 108 углерода, можно дополнительно улучшить теплоизоляционную характеристику теплоизоляционной двери 101. Кроме того, жидкий диоксид 108 углерода использовался в качестве первого пенообразующего вещества в данном варианте осуществления, но сверхкритический или субкритический диоксид углерода может использоваться вместо жидкого диоксида 108 углерода. Критическая точка диоксида углерода соответствует 304,1 K и 7,38 МПа и является относительно более низкой, чем критическая точка материала, обычно используемого в качестве сверхкритической текучей среды. Следовательно, оборудование для производства сверхкритического диоксида углерода может быть относительно простым.
(Второй вариант осуществления)
Фиг.3 - вид в разрезе теплоизоляционной двери, которая является теплоизоляционным материалом, в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. При этом, так как способ изготовления теплоизоляционной двери в соответствии со вторым вариантом осуществления подобен способу первого варианта осуществления, показанному на фиг.2, его описание будет опущено.
Как показано на фиг.3, теплоизоляционная дверь 201 в соответствии с данным вариантом осуществления включает в себя наружный и внутренний элементы 202 и 203, которые образуют дверь, и пенополиуретановую смолу 204, которая вспенена и заполнена в закрытом зазоре между наружным и внутренним элементами 202 и 203. Выступы 205 образованы внутри наружного периферийного участка поверхности внутреннего элемента 203, который расположен напротив поверхности внутреннего элемента, контактирующего с пенополиуретановой смолой 204.
В теплоизоляционной двери 201 в соответствии с данным вариантом осуществления, которая выполнена, как описано выше, пенополиуретановая смола 204, которую заполняют и вспенивают в зазоре между наружным и внутренним элементами 202 и 203, получается посредством впрыска смеси (из, по меньшей мере, полиола 107, полиизоцианата 111, жидкого диоксида 108 углерода, точка кипения которого равна или ниже 0ºC при атмосферном давлении, и жидкого циклопентана 106, который имеет удельную теплопроводность ниже удельной теплопроводности диоксида 108 углерода и является жидким углеводородом при нормальной температуре) в зазор, а также вспенивания и отверждения смеси. Следовательно, вспенивание начинает осуществляться из низковязкого состояния непосредственно после впрыска исходных материалов пенополиуретановой смолы 204 в зазор между наружным и внутренним элементами 202 и 203, так что исходные материалы пенополиуретановой смолы 104 равномерно распределяются за счет пузырьков, имеющих низкую вязкость, и можно повысить текучесть пенополиуретановой смолы 204 перед отверждением. Следовательно, даже если сопротивление потоку увеличивается на выступах 205, образованных на внутреннем элементе 203, можно заполнить выступы 205 пенополиуретановой смолой 204. В результате, так как можно предотвратить образование незаполненных участков, которые не заполняются пенополиуретановой смолой 204, можно уменьшить дефекты внешнего вида.
(Третий вариант осуществления)
Фиг.4 - вид в разрезе теплоизоляционной двери, которая является теплоизоляционным материалом, в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения. При этом, так как способ изготовления теплоизоляционной двери в соответствии с третьим вариантом осуществления подобен способу первого варианта осуществления, показанному на фиг.2, его описание будет опущено.
Как показано на фиг.4, теплоизоляционная дверь 301 в соответствии с данным вариантом осуществления включает в себя наружный и внутренний элементы 302 и 303, которые образуют дверь, и пенополиуретановую смолу 304, которая вспенена и заполнена в закрытом зазоре между наружным и внутренним элементами 302 и 303. Выступы 305 образованы на наружном периферийном участке поверхности внутреннего элемента 303, который расположен напротив поверхности внутреннего элемента, контактирующего с пенополиуретановой смолой 304, и выемка 306 образована на внутреннем элементе в положении, которое находится ближе к центру внутреннего элемента, чем наружный периферийный участок (выступы 305) внутреннего элемента.
В теплоизоляционной двери 301 в соответствии с данным вариантом осуществления, которая выполнена, как описано выше, пенополиуретановую смолу 304, которую заполняют и вспенивают в зазоре между наружным и внутренним элементами 302 и 303, получают посредством впрыска смеси (из, по меньшей мере, полиола 107, полиизоцианата 111, жидкого диоксида 108 углерода, точка кипения которого равна или ниже 0ºC при атмосферном давлении, и жидкого циклопентана 106, который имеет удельную теплопроводность ниже удельной теплопроводности диоксида 108 углерода и является жидким углеводородом при нормальной температуре) в зазор, а также вспенивания и отверждения смеси. Следовательно, вспенивание начинает осуществляться из низковязкого состояния непосредственно после впрыска исходных материалов пенополиуретановой смолы 304 в зазор между наружным и внутренним элементами 302 и 303, так что исходные материалы пенополиуретановой смолы 304 равномерно распределяются за счет пузырьков, имеющих низкую вязкость, и можно повысить текучесть пенополиуретановой смолы 304 перед отверждением. В связи с этим, если канал потока становится узким из-за выемки 306, образованной на внутреннем элементе 303, и, таким образом, увеличивается сопротивление потоку пенополиуретановой смолы 304, было трудно заполнить выступы 305, образованные на наружном периферийном участке в случае конфигурации известного уровня техники. Однако можно заполнить выступы 305, которые образованы на наружном периферийном участке пенополиуретановой смолой 304 в случае конфигурации в соответствии с данным вариантом осуществления. Следовательно, так как можно предотвратить образование незаполненных участков, которые не заполняются пенополиуретановой смолой 204, можно уменьшить дефекты внешнего вида.
(Четвертый вариант осуществления)
Фиг.5 - схематичный вид низкотемпературного домашнего холодильника в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг.6 - вид в разрезе теплоизоляционной двери для холодильного отделения низкотемпературного домашнего холодильника в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения.
При этом, так как способ изготовления теплоизоляционной двери в соответствии с четвертым вариантом осуществления подобен способу первого варианта осуществления, показанному на фиг.2, его описание будет опущено.
Как показано на фиг.5 и 6, низкотемпературный домашний холодильник 401 в соответствии с данным вариантом осуществления включает в себя теплоизоляционный корпус 402, который содержит отверстие в одном направлении, теплоизоляционную дверь 403, которая установлена для закрытия отверстия теплоизоляционного корпуса 402, и охлаждающее устройство 404, которое охлаждает закрытое пространство (отделение 405 для хранения), образованное теплоизоляционным корпусом 402 и теплоизоляционной дверью 403.
Пространство, которое образовано теплоизоляционным корпусом 402 и теплоизоляционной дверью 403, используется в качестве отделений 405 для хранения, таких как отделение для овощей, холодильное отделение и морозильное отделение. Множество теплоизоляционных дверей 403 установлено для закрытия отверстия теплоизоляционного корпуса 402, и образовано множество отделений 405 для хранения.
Теплоизоляционная дверь 403 для, по меньшей мере, холодильного отделения, которая установлена в верхней части отделения 405 для хранения низкотемпературного домашнего холодильника 401, включает в себя наружный и внутренний элементы 406 и 407, которые образуют дверь, и пенополиуретановую смолу 408, которая вспенена и заполнена в закрытом зазоре между наружным и внутренним элементом 406 и 407. Выступы 409 образованы на наружном периферийном участке и средних участках поверхности внутреннего элемента 407, который находится напротив поверхности внутреннего элемента, контактирующего с пенополиуретановой смолой 408.
Для удобства использования теплоизоляционная дверь 403 для холодильного отделения выполнена с полками, на которых размещаются пластиковые бутылки, бутылки, яйца и им подобное. Выступы 409, необходимые для закрепления полок, образованы на внутреннем элементе 407. Не только выступы 409, но также выемки могут быть образованы для закрепления полок. При этом, когда теплоизоляционная дверь 403 закрыта, выступы 409, образованные на наружном периферийном участке, вмещаются в холодильное отделение и предотвращают утечку холодного воздуха из холодильного отделения. Кроме того, хотя не показано, эффективно установить прокладку или ей подобное на наружном периферийном участке выступов 409 для предотвращения утечки холодного воздуха.
Охлаждающее устройство 404 включает в себя компрессор 404a, конденсатор 404b, средства расширения (не показано) и испаритель 404c. Средства расширения, такие как капиллярные трубки или расширительные клапаны, расположены между конденсатором 404b и испарителем 404c. Компрессор 404a, конденсатор 404b и испаритель 404c соединены друг с другом с помощью труб и образуют холодильный цикл. Холодный воздух, создаваемый холодильным циклом, подается в отделение 405 для хранения и охлаждает внутреннюю часть отделения для хранения.
Пенополиуретановая смола 408 вспенена и сформована из циклопентана 106 и жидкого диоксида 108 углерода, как в первом варианте осуществления. При этом, когда теплоизоляционный корпус 402 должен заполняться исходными материалами пенополиуретановой смолы 408, впускное отверстие обычно образовано на задней поверхности или нижней поверхности теплоизоляционного корпуса 402, и отверстие образовано на нижнем участке, так что исходные материалы впрыскиваются в продольном или поперечном направлении.
В теплоизоляционной двери 403 для холодильного отделения низкотемпературного домашнего холодильника, которая образована, как описано выше, пенополиуретановую смолу 408, которую заполняют и вспенивают в зазоре между наружным и внутренним элементами 406 и 407, получают посредством впрыска смеси (из, по меньшей мере, полиола 107, полиизоцианата 111, жидкого диоксида 108 углерода, точка кипения которого равна или ниже 0ºC при атмосферном давлении, и жидкого циклопентана 106, который имеет удельную теплопроводность ниже удельной теплопроводности диоксида 108 углерода и является жидким углеводородом при нормальной температуре) в зазор, а также вспенивания и отверждения смеси. Непосредственно, после смешивания жидкого диоксида 108 углерода, точка кипения которого равна или ниже 0ºC при атмосферном давлении, с исходными материалами пенополиуретановой смолы 408 в качестве пенообразующего вещества, жидкий диоксид 108 углерода испаряется источником тепла для испарения, полученным из смеси или окружающей среды, так что жидкий диоксид углерода превращается в газ и увеличивается в объеме. Следовательно, вспенивание начинает осуществляться из низковязкого состояния непосредственно после впрыска исходных материалов пенополиуретановой смолы 408 в зазор между наружным и внутренним элементами 406 и 407, так что исходные материалы пенополиуретановой смолы 408 равномерно распределяются за счет пузырьков, имеющих низкую вязкость. Следовательно, так как текучесть является высокой, можно заполнить выступы 409, которые образованы на внутреннем элементе 407, пенополиуретановой смолой 408. Кроме того, можно быстрее завершить заполнение в низковязком состоянии по сравнению с известным уровнем техники, предотвратить образование незаполненных участков и уменьшить количество заполняющих исходных материалов.
По этой причине, так как можно предотвратить образование незаполненных участков, которые не заполняются пенополиуретановой смолой 408, можно уменьшить дефекты внешнего вида. Так как низкотемпературный домашний холодильник 401 используется дома каждый день, качество внешнего вида низкотемпературного домашнего холодильника является очень важным. Для этой цели, установлена теплоизоляционная дверь 403 с высоким качеством внешнего вида, так что можно создать низкотемпературный домашний холодильник 401 с высоким качеством внешнего вида.
При этом, циклопентан 106, который использовался широко в качестве материала, не содержащего фторуглерод, и имеет удельную теплопроводность ниже удельной теплопроводности диоксида 108 углерода в газообразном состоянии, также использовался совместно. Следовательно, по сравнению с тем, когда диоксид 108 углерода используется один, можно уменьшить удельную теплопроводность пенополиуретановой смолы 408 и создать теплоизоляционную дверь 403 с высокой теплоизоляционной характеристикой. Следовательно, низкотемпературный домашний холодильник 401 может уменьшить тепло, передаваемое в холодильное отделение с наружной стороны, так что можно получить низкотемпературный домашний холодильник 401 с низким энергопотреблением. Кроме того, если гидрофторолефин (который имеет точку кипения 19ºC ниже точки замерзания при, по существу, атмосферном давлении и удельную теплопроводность ниже удельной теплопроводности диоксида 108 углерода) используется вместо диоксида 108 углерода, можно дополнительно уменьшить энергопотребление низкотемпературного домашнего холодильника 401. Кроме того, жидкий диоксид 108 углерода использовался в качестве первого пенообразующего вещества в данном варианте осуществления, но сверхкритический или субкритический диоксид углерода может использоваться вместо жидкого диоксида 108 углерода. Критическая точка диоксида углерода соответствует 304,1 K и 7,38 МПа и является относительно более низкой, чем критическая точка материала, обычно используемого в качестве сверхкритической текучей среды. Следовательно, оборудование для производства сверхкритического диоксида углерода может быть относительно простым.
(Пятый вариант осуществления)
Фиг.7 - вид в продольном разрезе сбоку низкотемпературного домашнего холодильника в соответствии с пятым вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг.8 - снимок микроскопа, показывающий поперечное сечение в направлении вспенивания пенополиуретановой смолы низкотемпературного домашнего холодильника в соответствии с пятым вариантом осуществления.
Как показано на фиг.7 и 8, низкотемпературный домашний холодильник 501 включает в себя наружный корпус 502, который является наружным элементом, образующим контур, и внутренний корпус 504, который является внутренним элементом, расположенным в наружном корпусе 502, для образования отделения 503 для хранения. Температура отделения 503 для хранения устанавливается в соответствии с целью хранения. Кроме того, дверь 510 для открытия и закрытия установлена на передней поверхности отделения 503 для хранения.
Поверхности стенок (задняя поверхность, боковая поверхность и нижняя поверхность), которые образованы наружным и внутренним корпусами 502 и 504, заполнены теплоизоляционным материалом, полученным из пенополиуретановой смолы 505. Кроме того, материал 506 для вакуумной теплоизоляции, который является эффективным теплоизоляционным материалом, заделан в пенополиуретановой смоле 505.
Кроме того, низкотемпературный домашний холодильник 501 содержит компрессор 507, конденсатор 508 и испаритель 509. Средства расширения (не показаны), такие как капиллярные трубки или расширительные клапаны, расположены между конденсатором 508 и испарителем 509. Компрессор 507, конденсатор 508 и испаритель 509 последовательно соединены друг с другом в кольцеобразной форме с помощью труб и образуют холодильный цикл. Холодный воздух, создаваемый холодильным циклом, подается в отделение 503 для хранения и охлаждает внутреннюю часть отделения для хранения.
Пенополиуретановую смолу 505 получают посредством вспенивания и формования полиола и полиизоцианата в результате химической реакции между полиолом и полициизонатом, при этом пенообразующие вещества циклопентана и сверхкритического диоксида углерода сосуществуют друг с другом. Пенополиуретановую смолу получают между наружным и внутренним корпусами 502 и 504 с толщиной слоя приблизительно 30-100 мм.
Кроме того, предположив, что направлением вспенивания является продольное направление, и направлением, перпендикулярным к направлению вспенивания, является поперечное направление, ячейки 511 пенополиуретановой смолы 505 образованы таким образом, что среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки 511 находится в интервале от 1,0 до 1,4.
Ячейка 511 является пузырьком, который образуется в пенополиуретановой смоле 505. Диаметр ячейки измеряется с помощью микроскопа, в то время как поперечное сечение пенополиуретановой смолы увеличивается после разреза пенополиуретановой смолы 505 в направлении вспенивания.
Наибольшую длину каждой из ячеек 511 в направлении вспенивания измеряют в качестве продольного диаметра каждой из ячеек 511, наибольшую длину каждой из ячеек в направлении, перпендикулярном к направлению вспенивания, измеряют в качестве поперечного диаметра каждой из ячеек, и получают ее среднее значение. Затем, получают отношение поперечного диаметра ячейки к продольному диаметру ячейки 511. Поперечный диаметр ячейки 511 в данном варианте осуществления составляет 90 мкм. Количество закрытых ячеек пенополиуретановой смолы 505 составляет 95%.
Удельная теплопроводность представляет собой теплоизоляционную характеристику. Удельная теплопроводность пенополиуретановой смолы 505, которая вспенена и сформована, составляет приблизительно 0,02 Вт/м·К, и удельная теплопроводность материала 506 для вакуумной теплоизоляции равна или меньше чем приблизительно 0,003 Вт/м·К.
Для заделки материала 506 для вакуумной теплоизоляции в пенополиуретановой смоле 505, как описано выше, материал 506 для вакуумной теплоизоляции предварительно располагают между наружным и внутренним корпусами 502 и 504, и смесь из полиола и изоцианата впрыскивают в зазор, который образован наружным корпусом 502, внутренним корпусом 504 и материалом 506 для вакуумной теплоизоляции.
В этом случае, так как материал 506 для вакуумной теплоизоляции становится препятствием, текучесть смеси должна быть отличной. Если пенообразующее вещество сосуществует с полиолом или изоцианатом, как в первом варианте осуществления, вязкость смеси уменьшается, и ее текучесть повышается.
В этом случае, что касается пенообразующих веществ, циклопентан используется в качестве основного пенообразующего вещества, и диоксид углерода используется вместе в качестве суб-пенообразующего вещества. Диоксид углерода, количество которого составляет 1,0 масс.% или меньше на основании количества пенополиуретановой смолы 505, добавляют и смешивают с полиолом перед смешиванием полиола и изоцианата друг с другом. Предпочтительно, чтобы диоксид углерода был смешан с полиолом, но диоксид углерода может быть смешан с изоцианатом. Кроме того, сверхкритический диоксид углерода, имеющий высокую диффузионную способность и отличное смешивающее свойство, был смешан, но может быть смешан субкритический или жидкий диоксид углерода. При этом, сверхкритический диоксид углерода является наиболее предпочтительным с точки зрения диффузионной способности и смешивающей способности, но жидкий диоксид углерода наиболее легко получается или производится. Циклопентан может быть предварительно смешан с полиолом или может быть смешан с полиолом перед смешиванием с диоксидом углерода.
Как описано выше, низкотемпературный домашний холодильник 501 в соответствии с данным вариантом осуществления также совместно использует циклопентан, который имеет удельную теплопроводность ниже удельной теплопроводности диоксида углерода в газообразном состоянии, в качестве пенообразующего вещества, и повышает независимость пузырьков. Следовательно, низкотемпературный домашний холодильник имеет отличную теплоизоляционную характеристику. Кроме того, скорость диффузии, при которой циклопентан диффундирует на наружную сторону пузырьков, меньше скорости диффузии, при которой диоксид углерода диффундирует на наружную сторону пузырьков, и циклопентан может уменьшать скорость диффузии, при которой материал диффундирует на наружную сторону пузырьков, из-за высокой независимости пузырьков. Следовательно, циклопентан имеет отличную теплоизоляционную характеристику даже с течением времени. В результате, можно получить низкотемпературный домашний холодильник 501, который имеет отличную теплоизоляционную характеристику с течением времени и является экологичным с точки зрения экономии электроэнергии.
Кроме того, если также используются циклопентан и сверхкритический диоксид углерода, происходит миниатюризация ячейки 511, и форма ячейки 511, удлиненная в направлении вспенивания, может обычно уменьшаться, так что отношение продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки 511 может находиться в интервале от 1,0 до 1,4. В результате, ориентировочное отношение пузырьков достигает 1, так что удельная теплопроводность может быть уменьшена, и можно получить низкотемпературный домашний холодильник 501, который является экологичным с точки зрения экономии электроэнергии.
Предпочтительно, если среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки 511 установлено в интервале от 1,0 до 1,18, можно значительно уменьшить удельную теплопроводность и получить низкотемпературный домашний холодильник 501, который является экологичным с точки зрения экономии электроэнергии.
Кроме того, если среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки 511 находится в интервале от 1,0 до 1,4, и ячейка почти имеет форму шара, можно увеличить прочность на сжатие в направлении толщины стенки (направление толщины) из-за высокой независимости пузырьков и медленного уменьшения внутреннего давления пузырьков.
Следовательно, если плотность увеличивается, прочность на сжатие обычно уменьшается. Однако, так как можно поддерживать прочность на сжатие в известном уровне техники, даже если плотность уменьшена, можно уменьшить количество исходных материалов полиуретана и получить экологичный низкотемпературный домашний холодильник 501.
Кроме того, удельная теплопроводность материала 506 для вакуумной теплоизоляции является значительно ниже удельной теплопроводности пенополиуретановой смолы 505. По этой причине, если материал 506 для вакуумной теплоизоляции и пенополиуретановая смола 505 также используются вместе (смешанные), можно дополнительно улучшить теплоизоляционную характеристику низкотемпературного домашнего холодильника 501 и получить низкотемпературный домашний холодильник 501, который является экологичным с точки зрения экономии электроэнергии.
Кроме того, если поперечный диаметр ячейки 511 больше 150 мкм, ячейка 511 является очень большой, так что количество ячеек уменьшено. Следовательно, диоксид углерода или циклопентан способны диффундировать и заменяется воздухом, так что удельная теплопроводность уменьшается со временем. Напротив, если поперечный диаметр ячейки меньше 10 мкм, плотность полиуретана увеличивается, и удельная теплопроводность уменьшается. Так как поперечный диаметр ячейки 511 составляет 90 мкм в данном варианте осуществления, можно уменьшить удельную теплопроводность и получить низкотемпературный домашний холодильник 501, который является экологичным с точки зрения экономии электроэнергии.
Если толщина слоя пенополиуретановой смолы 505 меньше 30 мм, трудно осуществить заполнение и вспенивание пенополиуретановой смолы. Следовательно, трудно получить среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки 511, находящееся в интервале от 1,0 до 1,4. Кроме того, даже если толщина слоя пенополиуретановой смолы 505 больше 100 мм, существует проблема в том, что размер ячейки 511 способен увеличиваться, и удельная теплопроводность повышается. Так как толщина слоя пенополиуретановой смолы 505 находится в интервале от 30 до 100 мм в данном варианте осуществления, можно получить низкотемпературный домашний холодильник 501, который имеет отличную теплоизоляционную характеристику и является экологичным с точки зрения экономии электроэнергии.
Кроме того, если количество сверхкритического диоксида углерода на основании количества полиуретана меньше 0,05 масс.%, нельзя получить эффект миниатюризации, который обусловлен диоксидом углерода. Кроме того, если количество сверхкритического диоксида углерода на основании количества полиуретана больше 2,0 масс.%, образуется много пустот. По этой причине, существует проблема в том, что количество закрытых ячеек уменьшается, и удельная теплопроводность увеличивается. Кроме того, прочность на сжатие также уменьшается. Так как количество сверхкритического диоксида углерода на основании количества полиуретана меньше составляет 1,0 масс.% в данном варианте осуществления, происходит миниатюризация ячейки 511. Кроме того, можно получить количество закрытых ячеек, равное или больше 90% и меньше 100%, и обеспечить среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки 511, находящееся в интервале от 1,0 до 1,4, предпочтительно, от 1,0 до 1,18. Следовательно, можно получить низкотемпературный домашний холодильник 501, который имеет отличную теплоизоляционную характеристику и является экологичным с точки зрения экономии электроэнергии. Кроме того, можно увеличить прочность на сжатие в направлении толщины стенки (направление толщины). Следовательно, можно поддерживать прочность из известного уровня техники, даже если плотность уменьшена, так что можно уменьшить количество исходных материалов полиуретана. В результате, можно получить экологичный низкотемпературный домашний холодильник 501.
(Шестой вариант осуществления)
Фиг.9 - вид в продольном разрезе сбоку низкотемпературного домашнего холодильника в соответствии с шестым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фиг.9, низкотемпературный домашний холодильник 601 включает в себя наружный корпус 602, который является наружным элементом, образующим контур, и внутренний корпус 604, который является внутренним элементом, расположенным в наружном корпусе 602 для образования отделения 603 для хранения. Температура отделения 603 для хранения устанавливается в соответствии с целью хранения. Кроме того, дверь 605 для открытия и закрытия установлена на передней поверхности отделения 603 для хранения.
Поверхности стенок (задняя поверхность, боковая поверхность и нижняя поверхность), которые образованы наружным и внутренним корпусами 602 и 604, заполнены теплоизоляционным материалом, полученным из пенополиуретановой смолы 606.
Кроме того, низкотемпературный домашний холодильник 601 содержит компрессор 607, конденсатор 608 и испаритель 609. Средства расширения (не показаны), такие как капиллярные трубки или расширительные клапаны, расположены между конденсатором 608 и испарителем 609. Компрессор 607, конденсатор 608 и испаритель 609 соединены последовательно друг с другом в кольцеобразной форме с помощью труб и образуют холодильный цикл. Холодный воздух, создаваемый холодильным циклом, подается в отделение 603 для хранения и охлаждает внутреннюю часть отделения для хранения.
Пенополиуретановая смола 606 получается посредством вспенивания и формования полиола и полиизоцианата в результате химической реакции между полиолом и полициизонатом, при этом пенообразующие вещества циклопентана и сверхкритического диоксида углерода сосуществуют друг с другом. Пенополиуретановая смола образована между наружным и внутренним корпусами 602 и 604 с толщиной слоя приблизительно 30-100 мм.
Количество закрытых ячеек пенополиуретановой смолы 606 составляет 95%. Количество закрытых ячеек означает отношение независимых пузырьков к общему количеству пузырьков пенополиуретановой смолы 606. Если циклопентан и диоксид углерода также используются вместе, происходит миниатюризация ячейки 511 (см. фиг.8), и форма ячейки 511, удлиненная в направлении, перпендикулярном к толщине стенки, может обычно уменьшаться, так что можно увеличить прочность на сжатие в направлении толщины стенки.
По этой причине, предположив, что направлением вспенивания является продольное направление, и направлением, перпендикулярным к направлению вспенивания, является поперечное направление, среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки 511 находится в интервале от 1,0 до 1,25 на участках за исключением фланцев 610 посредством добавления диоксида углерода на участки за исключением фланцев. Напротив, среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки 511 находится в интервале от 1,25 до 1,4 на фланцах 610 посредством уменьшения количества диоксида углерода на фланцах.
Плотность сердцевины пенополиуретановой смолы 606 фланца 610 составляет 30 кг/м3, и плотность сердцевины пенополиуретановой смолы 606 других участков составляет 27 кг/м3. Плотность сердцевины означает плотность участка пенополиуретановой смолы за исключением верхнего слоя, который образован на поверхности пенополиуретановой смолы 606. В случае низкотемпературного домашнего холодильника 601 направлением вспенивания является направление, перпендикулярное к толщине стенки. Плотность сердцевины фланца 610 означает плотность сердцевины участка пенополиуретановой смолы 606 фланца, который имеет глубину приблизительно 10 см.
Ячейка 511 является пузырьком, который образован в пенополиуретановой смоле 606. Диаметр ячейки измеряется с помощью микроскопа, в то время как поперечное сечение пенополиуретановой смолы увеличивается после разреза пенополиуретановой смолы 606 в направлении вспенивания.
Наибольшую длину каждой из ячеек 511 в направлении вспенивания измеряют в качестве продольного диаметра каждой из ячеек 511, наибольшую длину каждой из ячеек в направлении, перпендикулярном к направлению вспенивания, измеряют в качестве поперечного диаметра каждой из ячеек, и получают ее средние значения. Затем, получают отношение поперечного диаметра ячейки к продольному диаметру ячейки 511. Поперечный диаметр ячейки 511 в данном варианте осуществления составляет 90 мкм.
Удельная теплопроводность представляет собой теплоизоляционную характеристику. Удельная теплопроводность пенополиуретановой смолы 606, которая вспенена и сформована, составляет приблизительно 0,02 Вт/м·К. Что касается пенообразующих веществ, циклопентан используется в качестве основного пенообразующего вещества, и диоксид углерода используется вместе в качестве суб-пенообразующего вещества.
0,25 масс.% диоксида углерода на основании количества пенополиуретановой смолы 606 добавляют на фланцы 610, и 1,00 масс.% диоксида углерода на основании количества пенополиуретановой смолы 606 добавляют на участки кроме фланцев 610.
Диоксид углерода смешивают с полиолом перед смешиванием полиола и изоцианата друг с другом. Предпочтительно, чтобы диоксид углерода был смешан с полиолом, но диоксид углерода может быть смешан с изоцианатом. Кроме того, смешивали сверхкритический диоксид углерода, имеющий высокую диффузионную способность и отличное смешивающее свойство, но может быть смешан субкритический или жидкий диоксид углерода. При этом, сверхкритический диоксид углерода является наиболее предпочтительным с точки зрения диффузионной способности и смешивающей способности, но жидкий диоксид углерода наиболее легко получается или производится. Циклопентан может быть предварительно смешан с полиолом или может быть смешан с полиолом перед смешиванием с диоксидом углерода.
Как описано выше, низкотемпературный домашний холодильник 601 в соответствии с данным вариантом осуществления также использует циклопентан, который имеет удельную теплопроводность ниже удельной теплопроводности диоксида углерода в газообразном состоянии, в качестве пенообразующего вещества, и повышает независимость пузырьков. Следовательно, низкотемпературный домашний холодильник имеет отличную теплоизоляционную характеристику. Кроме того, скорость диффузии, при которой циклопентан диффундирует на наружную сторону пузырьков, меньше скорости диффузии, при которой диоксид углерода диффундирует на наружную сторону пузырьков, и циклопентан может уменьшать скорость диффузии, при которой материал диффундирует на наружную сторону пузырьков, из-за высокой независимости пузырьков. Следовательно, циклопентан имеет отличную теплоизоляционную характеристику даже с течением времени. В результате, можно получить низкотемпературный домашний холодильник 601, который имеет отличную теплоизоляционную характеристику в начале, а также с течением времени и является экологичным с точки зрения экономии электроэнергии.
Кроме того, если также используются циклопентан и сверхкритический диоксид углерода, происходит миниатюризация ячейки 511, и можно обычно уменьшить форму ячейки 511, удлиненную в направлении, перпендикулярном к толщине стенки и увеличить прочность на сжатие в направлении толщины стенки.
По этой причине, можно получить среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки 511, находящееся в интервале от 1,0 до 1,25 на участках за исключением фланцев 610 посредством добавления диоксида углерода на участки за исключением фланцев, и увеличить прочность на сжатие в направлении толщины стенки. Напротив, можно получить среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки 511 в интервале от 1,25 до 1,4 на фланцах 610 посредством уменьшения количества добавленного диоксида углерода на фланцах, и увеличить прочность на сжатие в направлении, перпендикулярном к направлению толщины стенки.
Следовательно, можно поддерживать прочность, даже если плотность уменьшена, так что можно уменьшить количество исходных материалов пенополиуретановой смолы 606. В результате, можно получить экологичный низкотемпературный домашний холодильник 601. Кроме того, если среднее значение отношения продольного диаметра ячейки пенополиуретановой смолы 106 участка за исключением фланца 610 к ее поперечному диаметру установлено в интервале от 1,0 до 1,18, анизотропия ячейки 511 улучшается. Следовательно, можно дополнительно увеличить прочность на сжатие в направлении толщины стенки.
Следовательно, можно поддерживать прочность, необходимую для низкотемпературного домашнего холодильника 601, даже если плотность дополнительно уменьшена, так что можно уменьшить количество исходных материалов пенополиуретановой смолы 606. В результате, можно получить экологичный низкотемпературный домашний холодильник 601.
Кроме того, так как среднее значение отношения продольного диаметра ячейки фланца к поперечному диаметру ячейки 511 фланца 610 находится в интервале от 1,25 до 1,4, прочность на сжатие фланца ниже прочности на сжатие участка за исключением фланца 610. Однако, так как плотность фланца выше плотности участка за исключением фланца 610, можно обеспечить прочность фланца в направлении толщины стенки.
Следовательно, если прочность является недостаточной, даже если прочность повышена посредством оптимизации отношения диаметров ячейки, недостаток может быть компенсирован за счет разности плотностей на участках низкотемпературного домашнего холодильника 601. Следовательно, можно уменьшить количество исходных материалов пенополиуретановой смолы 606. В результате, можно получить экологичный низкотемпературный домашний холодильник 601. Кроме того, так как плотность может быть увеличена или уменьшена посредством регулировки количества добавленного диоксида углерода, можно легко увеличить, или уменьшить плотность. Кроме того, даже если прочность обеспечивается только посредством увеличения плотности таким же образом, что и отношение диаметров ячейки участка за исключением фланца 610, количество исходных материалов увеличивается по сравнению со способом данного варианта осуществления.
Кроме того, если плотность сердцевины составляет 20 кг/м3 или меньше, нельзя обеспечить прочность, необходимую для низкотемпературного домашнего холодильника 601, даже если среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки 511 уменьшено. Кроме того, если плотность сердцевины составляет 37 кг/м3 или больше, давление пены полиуретана значительно увеличивается. В результате, возникают дефекты внешнего вида, такие как деформация и утечка пенополиуретановой смолы. Кроме того, если верхний предел плотности сердцевины теплоизоляционного материала составляет 35 кг/м3, можно уменьшить вес низкотемпературного домашнего холодильника посредством уменьшения плотности сердцевины пенополиуретановой смолы. Так как плотность сердцевины теплоизоляционного материала находится в интервале от 20 до 35 кг/м3 в данном варианте осуществления, предотвращены дефекты внешнего вида, и плотность уменьшена, так что можно обеспечить прочность, необходимую для низкотемпературного домашнего холодильника 601.
Кроме того, если толщина стенки меньше 30 мм, трудно осуществить заполнение и вспенивание, и уменьшить среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки 511. Кроме того, даже если толщина стенки больше 100 мм, существует проблема в том, что размер ячейки 511 способен увеличиваться, и трудно уменьшить среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки 511. Так как толщина стенки находится в интервале от 30 до 100 мм в данном варианте осуществления, можно увеличить прочность на сжатие в направлении толщины стенки при уменьшении плотности.
Кроме того, если количество диоксида углерода на основании количества пенополиуретановой смолы 606 меньше 0,05 масс.%, увеличение количества ячеек 511, обусловленное диоксидом углерода, ограничено, и нельзя уменьшить плотность или увеличить прочность на сжатие. Кроме того, если количество диоксида углерода на основании количества пенополиуретановой смолы 606 больше 2,0 масс.%, образуется много пустот, так что прочность на сжатие уменьшается. Так как количество диоксида углерода на основании количества уретановой смолы находится в интервале от 0,05 до 2,0 масс.% в данном варианте осуществления, количество исходных материалов является небольшим. Следовательно, можно получить экологичный низкотемпературный домашний холодильник.
Пример
Взаимосвязь между прочностью на сжатие и пустотой относительно количества диоксида углерода, добавленного в пенополиуретановую смолу 606, которая должна использоваться в низкотемпературном домашнем холодильнике, будет описана ниже с помощью примеров и сравнительного примера.
Пенополиуретановая смола 606 была вырезана из низкотемпературного домашнего холодильника, и были оценены удельная теплопроводность, плотность, прочность на сжатие и пустоты. Определялось, была ли прочность на сжатие прочностью, которая могла использоваться в низкотемпературном домашнем холодильнике 601.
Примеры приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||||||||
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | Пример 5 | Пример 6 | Пример 7 | Пример 8 | Пример 9 | Пример 10 | |
| Сравни-тельный пример | Фланец | Задняя поверхность | ||||||||
| Количество добавленного CO2 (масс.%) | 0 | 0,02 | 0,05 | 0,5 | 1 | 0,5 | 0,5 | 1 | 2 | 2,5 |
| Удельная теплопроводность (Вт/м·К) | 0,02 | 0,02 | 0,0201 | 0,0201 | 0,0202 | 0,0201 | 0,0201 | 0,0202 | 0,0202 | 0,0203 |
| Плотность (кг/м3) | 30,8 | 30,8 | 29,6 | 28,5 | 27 | 28,5 | 28,5 | 27 | 26,8 | 26 |
| Отношение продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки | 1,5 | 1,49 | 1,4 | 1,25 | 1,18 | 1,3 | 1,25 | 1,18 | 1,05 | 1,05 |
| Прочность на сжатие в направлении толщины стенки | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | X | О | О | 0 | X |
| Прочность на сжатие в направлении, перпендикулярном к толщине стенки | 0 | 0 | О | 0 | X | О | О | О | 0 | 0 |
| Пустота | Мало | Мало | Мало | Мало | Мало | Мало | Мало | Мало | Мало | Много |
Будут описаны примеры фланца. Так как количество добавленного диоксида углерода является небольшим (то есть, 0,02 масс.%) в примере 2, плотность примера 2 не уменьшена по сравнению с плотностью сравнительного примера в примере 1. Напротив, так как количество добавленного диоксида углерода составляет 1,0 масс.% в примере 5 и прочность на сжатие в направлении, перпендикулярном к толщине стенки являются недостаточными, пример 5 не может использоваться в низкотемпературном домашнем холодильнике. В примерах 3 и 4 плотность может быть уменьшена, и прочность на сжатие может также быть обеспечена.
Кроме того, пенополиуретановая смола 606 задней поверхности была вырезана в качестве пенополиуретановой смолы 606 участка за исключением фланца и была оценена.
Так как прочность на сжатие, необходимая в направлении, перпендикулярном к толщине стенки, является низкой на задней поверхности, все примеры 6-10 не имеют проблему с прочностью на сжатие в направлении, перпендикулярном к толщине стенки. В примерах 7-9 плотность может быть уменьшена, и уменьшение прочности на сжатие, обусловленное уменьшением плотности, может быть предотвращено посредством изменения структуры ячейки. Следовательно, примеры 7-9 могут использоваться в низкотемпературном домашнем холодильнике 601.
В примере 6 плотность может быть уменьшена, но отношение продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки 511 составляет 1,3, так что прочность на сжатие в направлении толщины стенки является недостаточной. По этой причине, пример 6 не может использоваться в низкотемпературном домашнем холодильнике. Кроме того, в примере 10 добавлено 2,5 масс.% диоксида углерода, так что образуется много пустот. Следовательно, прочность на сжатие уменьшена. По этой причине, пример 10 может использоваться в низкотемпературном домашнем холодильнике.
На основании вышеупомянутых результатов можно уменьшить плотность и обеспечить прочность на сжатие, если отношение продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки установлено в интервале от 1,25 до 1,4 на фланце, и можно, соответственно, уменьшить плотность и обеспечить прочность на сжатие, если отношение продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки установлено на 1,25 или меньше на участке за исключением фланца. Если отношение продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки предпочтительно установлено на 1,18 или меньше, можно дополнительно уменьшить плотность. Кроме того, если количество добавленного диоксида углерода установлено в интервале от 0,05 до 2,0, можно предотвратить уменьшение плотности и образование пустот. Если отношение продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки регулируется, можно получить пенополиуретановую смолу, которая может использоваться в низкотемпературном домашнем холодильнике, в то время как плотность уменьшена.
Настоящее изобретение было описано подробно со ссылкой на конкретные варианты осуществления, но специалистам в данной области техники следует понимать, что возможны различные модификации и изменения без отхода от объема и сущности настоящего изобретения.
Настоящая заявка основана на заявке на японский патент №. 2008-185569, поданной в патентное ведомство Японии 17 июля 2008 г., заявке на японский патент №. 2008-185569, поданной в патентное ведомство Японии 17 июля 2008 г., заявке на японский патент №. 2008-236099, поданной в патентное ведомство Японии 16 сентября 2008 г., заявке на японский патент №. 2008-266007, поданной в патентное ведомство Японии 15 октября 2008 г., заявке на японский патент №. 2008-267017, поданной в патентное ведомство Японии 16 октября 2008 г., и заявке на японский патент №. 2009-073334, поданной в патентное ведомство Японии 25 марта 2000 г., и полное содержание которых включено в данном документе согласно ссылке.
Промышленная применимость
Настоящее изобретение имеет преимущества, которые предотвращают избыточный расход исходных материалов посредством получения пенополиуретановой смолы с низкой плотностью и обеспечения равномерной плотности, и может использоваться в низкотемпературном домашнем холодильнике.
Описание ссылочных позиций и обозначений
101 - теплоизоляционная дверь
102 - наружный элемент
103 - внутренний элемент
104 - пенополиуретановая смола
105 - выступ
106 - циклопентан
108 - диоксид углерода
201 - теплоизоляционная дверь
202 - наружный элемент
203 - внутренний элемент
204 - пенополиуретановая смола
205 - выступ
301 - теплоизоляционная дверь
302 - наружный элемент
303 - внутренний элемент
304 - пенополиуретановая смола
305 - выступ
306 - выемка
401 - низкотемпературный домашний холодильник
402 - теплоизоляционный корпус
403 - теплоизоляционная дверь
404 - охлаждающее устройство
405 - отделение для хранения
406 - наружный элемент
407 - внутренний элемент
408 - пенополиуретановая смола
409 - выступ
501 - низкотемпературный домашний холодильник
502 - наружный корпус
504 - внутренний корпус
505 - пенополиуретановая смола
506 - материал для вакуумной теплоизоляции
511 - ячейка
601 - низкотемпературный домашний холодильник
602 - наружный корпус
604 - внутренний корпус
606 - пенополиуретановая смола
610 - фланец
1. Теплоизоляционный материал, содержащий
пенополиуретановую смолу, которая заполняется и вспенивается в пространстве между наружным и внутренним элементами, причем пенополиуретановая смола получена посредством впрыска смеси из, по меньшей мере, компонента полиола, компонента полиизоцианата, сверхкрического, субкритического или жидкого первого пенообразующего вещества, точка кипения которого равна или ниже 0°С при атмосферном давлении, и второго жидкого пенообразующего вещества, которое имеет удельную теплопроводность ниже удельной теплопроводности первого пенообразующего вещества и является жидким углеводородом при нормальной температуре, в пространство, а также вспенивания и отверждения смеси, при этом внутренний элемент включает в себя выемки или выступы.
2. Теплоизоляционный материал по п.1, в котором выемки или выступы внутреннего элемента образованы на, по меньшей мере, части наружного периферийного участка внутреннего элемента.
3. Теплоизоляционный материал по п.1, в котором первым пенообразующим веществом является диоксид углерода.
4. Теплоизоляционный материал по п.1, в котором вторым пенообразующим веществом является циклопентан.
5. Теплоизоляционный материал по п.1, в котором, при том, что направлением вспенивания является продольное направление, и направлением, перпендикулярным к направлению вспенивания, является поперечное направление, среднее значение отношения продольного диаметра ячейки пенополиуретановой смолы к поперечному диаметру ячейки находится в интервале от 1,0 до 1,4, и количество закрытых ячеек равно или больше 90% и меньше 100%.
6. Теплоизоляционный материал по п.5, в котором среднее значение отношения продольного диаметра ячейки к поперечному диаметру ячейки находится в интервале от 1,0 до 1,18.
7. Теплоизоляционный материал по п.1, дополнительно содержащий материал для вакуумной теплоизоляции, который расположен в зазоре между наружным и внутренним элементами в дополнении к пенополиуретановой смоле.
8. Теплоизоляционный материал по п.5, в котором среднее значение поперечного диаметра ячейки находится в интервале от 10 до 150 мкм.
9. Теплоизоляционный материал по п.1, в котором толщина слоя пенополиуретановой смолы находится в интервале от 30 до 100 мм.
10. Теплоизоляционный корпус, который выполнен посредством получения теплоизоляционного материала по любому из пп.1-9 в форме коробки.
11. Теплоизоляционная дверь, содержащая теплоизоляционный материал по любому из пп.1-9.
12. Низкотемпературный холодильник, содержащий
корпус, который включает в себя проем в одном направлении;
дверь, которая установлена для образования закрытого пространства посредством закрытия проема корпуса; и
охлаждающее устройство, которое охлаждает закрытое пространство,
образованное корпусом и дверью,
при этом корпусом является теплоизоляционный корпус по п.10.
13. Низкотемпературный холодильник, содержащий
корпус, который включает в себя проем в одном направлении;
дверь, которая установлена для образования закрытого пространства посредством закрытия проема корпуса; и
охлаждающее устройство, которое охлаждает закрытое пространство, образованное корпусом и дверью, причем дверью является теплоизоляционная дверь по п.11.
14. Низкотемпературный холодильник по п.13, в котором количество закрытых ячеек равно или больше 90% и меньше 100%, и, при том, что направлением вспенивания является продольное направление, и направлением, перпендикулярным к направлению вспенивания, является поперечное направление, среднее значение отношения продольного диаметра ячейки пенополиуретановой смолы фланца корпуса к поперечному диаметру ее ячейки находится в интервале от 1,25 до 1,4, и среднее значение отношения продольного диаметра ячейки пенополиуретановой смолы участка корпуса за исключением фланца к поперечному диаметру ее ячейки находится в интервале от 1,0 до 1,25.
15. Низкотемпературный холодильник по п.14, в котором среднее значение отношения продольного диаметра ячейки пенополиуретановой смолы участка корпуса за исключением фланца к поперечному диаметру ее ячейки находится в интервале от 1,0 до 1,18.
16. Низкотемпературный холодильник по п.14, в котором плотность сердцевины пенополиуретановой смолы фланца корпуса больше плотности сердцевины пенополиуретановой смолы участка корпуса за исключением фланца.
17. Низкотемпературный холодильник по п.14, в котором плотность сердцевины пенополиуретановой смолы находится в интервале от 20 до 37 кг/м3.
18. Низкотемпературный холодильник по п.17, в котором плотность сердцевины пенополиуретановой смолы составляет 35 кг/м3 или меньше.
19. Низкотемпературный холодильник по п.14, в котором толщина пространства между наружным и внутренним элементами находится в интервале от 30 до 100 мм.
20. Низкотемпературный холодильник по п.14, в котором количество закрытых ячеек равно или больше 90% и меньше 100%, и, при том, что направлением вспенивания является продольное направление, и направлением, перпендикулярным к направлению вспенивания, является поперечное направление, среднее значение отношения продольного диаметра ячейки пенополиуретановой смолы фланца корпуса к поперечному диаметру ее ячейки находится в интервале от 1,25 до 1,4, и среднее значение отношения продольного диаметра ячейки пенополиуретановой смолы участка корпуса за исключением фланца к поперечному диаметру ее ячейки находится в интервале от 1,0 до 1,25.
21. Низкотемпературный холодильник по п.20, в котором среднее значение отношения продольного диаметра ячейки пенополиуретановой смолы участка корпуса за исключением фланца к поперечному диаметру ее ячейки находится в интервале от 1,0 до 1,18.
22. Низкотемпературный холодильник по п.20, в котором плотность сердцевины пенополиуретановой смолы фланца корпуса больше плотности сердцевины пенополиуретановой смолы участка корпуса за исключением фланца.
23. Низкотемпературный холодильник по п.20, в котором плотность сердцевины пенополиуретановой смолы находится в интервале от 20 до 37 кг/м3.
24. Низкотемпературный холодильник по п.23, в котором плотность сердцевины пенополиуретановой смолы составляет 35 кг/м3 или меньше.
25. Низкотемпературный холодильник по п.20, в котором толщина пространства между наружным и внутренним элементами находится в интервале от 30 до 100 мм.
