Теплоизоляционный материал, теплоизоляционный корпус, теплоизоляционная дверь и низкотемпературный домашний холодильник

Теплоизоляционный материал, теплоизоляционный корпус, теплоизоляционная дверь и низкотемпературный домашний холодильник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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 теплопроводн