DE112017004804T5

DE112017004804T5 - Isolierender behälter

Info

Publication number: DE112017004804T5
Application number: DE112017004804.4T
Authority: DE
Inventors: Yoshiharu Satou; Hideto Oosawa
Original assignee: Zojirushi Corp
Current assignee: Zojirushi Corp
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2019-07-18
Anticipated expiration: 2037-09-12
Also published as: JPWO2018056095A1; JP6518017B2; CN109890256A; CN109890256B; WO2018056095A1; DE112017004804B4

Abstract

Es wird ein Wärmeisolationsbehälter aus Glas bereitgestellt, der zum Zeitpunkt der Herstellung eine geringere Wahrscheinlichkeit zu brechen und eine ausgezeichnete Stoßfestigkeit besitzt. Der Wärmeisolationsbehälter (1) umfasst: einen inneren Behälter (2) aus Glas; einen äußeren Behälter (3) aus Glas, der eine Außenseite des inneren Behälters (2) umgibt und an einem Öffnungsabschnitt (1h) mit dem inneren Behälter (2) verbunden ist; und einen Abstandshalter (10), der zwischen dem inneren Behälter (2) und dem äußeren Behälter (3) angeordnet ist, wobei der Abstandshalter (10) aus einem auf Calciumsilikat basierenden Material oder einem auf Diatomeenerde basierendes Material hergestellt ist, und eine Last von maximal 175 N erfordert, um bei einer Komprimierungsgeschwindigkeit von 0,1 mm/min um 0,1 mm komprimiert zu werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeisolationsbehälter und insbesondere einen Wärmeisolationsbehälter aus Glas.
Stand der Technik
Ein Wärmeisolationsbehälter mit einem Behälter aus Glas ist bekannt. Zum Beispiel ist der Wärmeisolationsbehälter in einem äußeren Gehäuse integriert, umfasst einen Öffnungsabschnitt, der mit einem Deckel verschlossen ist, und wird verwendet, um die Temperatur seines Inhalts wie etwa heißes Wasser über eine lange Zeit auf einer gewünschten Höhe zu halten (zum Beispiel, Patentliteratur 1).
In der Patentliteratur 2 ist ein Vakuum-Wärmeisolationsbehälter aus Glas offenbart, in dem ein Raum zwischen einem inneren Behälter aus Glas und einem äußeren Behälter aus Glas evakuiert ist, um eine Vakuum-Wärmeisolationsschicht zu bilden, und ein Polster (Abstandshalter) zwischen dem inneren Behälter und dem äußeren Behälter angeordnet ist.
Es versteht sich von selbst, dass der Abstandshalter vorzugsweise aus einem Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit gebildet ist. Darüber hinaus wurde davon ausgegangen, dass der Abstandshalter flexibel ist und dämpfende Eigenschaften besitzt. Das heißt, zum Zeitpunkt der Herstellung des Wärmeisolationsbehälters muss der Abstandshalter flexible sein, um einen Raum zwischen dem inneren Behälter und dem äußeren Behälter zu gewährleisten und gleichzeitig einen durch Wärmeverformung zwischen dem inneren Behälter und dem äußeren Behälter verursachten Bruch zu verhindern. Ferner muss der Abstandshalter im Gebrauch dämpfende/polsternde Eigenschaften besitzen, um ein Zerbrechen des Behälters zu verhindern, das zum Beispiel durch einen Stoß bewirkt wird, der erzeugt wird, wenn der Behälter fallengelassen wird.
Zitierliste
Patentliteratur

[Patentliteratur 1] JP 2000-201834 A
[Patentliteratur 2] JP 2002-58605 A

Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Um einen solchen Abstandshalter zu verbessern, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung wiederholt ausführliche Experimente mit dem Abstandshalter durchgeführt. Das heißt, es wurde angenommen, dass der Abstandshalter vorzugsweise aus einem Material hergestellt ist, das eine gewisse Weichheit besitzt, um zum Beispiel zum Zeitpunkt der Herstellung eines Wärmeisolationsbehälters flexibel zu sein, und im Gebrauch stoßdämpfende Eigenschaften besitzt. In diesem Zusammenhang besitzt ein auf Calciumsilikat basierenden Material, das bisher als Baumaterial bekannt war, eine geringe Wärmeleitfähigkeit, so dass es möglicherweise auf den Wärmeisolationsbehälter angewendet werden kann. Jedoch ist das auf Calciumsilikat basierende Material verglichen mit herkömmlichen Abstandshaltern hart, so dass die Anwendung des auf Calciumsilikat basierenden Materials auf den Abstandshalter des Wärmeisolationsbehälters bisher nicht als vorteilhaft erachtet wurde.
Jedoch haben ausgedehnte Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Erfindung ergeben, dass man durch die Verwendung eines auf Calciumsilikat basierenden Materials oder eines auf Diatomeenerde basierenden Materials mit einer bestimmten Härte für einen Abstandshalter einen Wärmeisolationsbehälter, der zum Zeitpunkt der Herstellung nicht zerbricht und darüber hinaus eine ausgezeichnete Stoßfestigkeit beim Gebrauch besitzt, erhält und das oben beschriebene Problem gelöst ist, um dadurch die vorliegende Erfindung zu machen.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts der oben beschriebenen Umstände gemacht worden, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Wärmeisolationsbehälter aus Glas bereitzustellen, der Bruch bei der Herstellung weniger Bruch und eine ausgezeichnete Stoßfestigkeit besitzt.
Lösung des Problems
Das oben genannte Ziel wird durch folgende Mittel erreicht. Das heißt, die vorliegende Erfindung ist wie nachstehend beschrieben.

[1] Ein Wärmeisolationsbehälter, der umfasst:
- einen inneren Behälter aus Glas;
- einen äußeren Behälter aus Glas, der eine Außenseite des inneren Behälters umgibt und an einem Öffnungsabschnitt mit dem inneren Behälter verbunden ist; und
- einen Abstandshalter, der zwischen dem inneren Behälter und dem äußeren Behälter so angeordnet ist, dass er sich in Kontakt mit dem inneren Behälter und dem äußeren Behälter befindet,
- ein Raum, der durch den inneren Behälter und den äußeren Behälter definiert und vakuumisiert ist,
- wobei der Abstandshalter aus einem auf Calciumsilikat basierenden Material oder einem auf Diatomeenerde basierenden Material gebildet ist und eine Last von maximal 175 N erfordert, um bei einer Komprimierungsgeschwindigkeit von 0,1 mm/min um 0,1 mm komprimiert zu werden.
[2] Wärmeisolationsbehälter nach dem oben angegeben Gegenstand [1], wobei wenigstens eine der Oberflächen des Abstandshalters, die sich in Kontakt mit dem inneren Behälter und dem äußeren Behälter befinden, konkav-konvex ist.
[3] Wärmeisolationsbehälter nach den oben angegeben Gegenständen [1] oder [2], wobei wenigstens eine von mehreren Oberflächen des Abstandshalters, die sich in Kontakt mit dem inneren Behälter und dem äußeren Behälter befinden, einen arithmetischen Mittenrauwert zwischen 20 µm und 50 µm in Form einer arithmetischen mittleren Höhe Sa hat.
[4] Wärmeisolationsbehälter nach den oben angegeben Gegenständen [1] bis [3], wobei der Abstandshalter eine Last von mindestens 1,500 N erfordert, um bei einer Komprimierungsgeschwindigkeit von 0,1 mm/min um 0,5 mm komprimiert zu werden.
[5] Wärmeisolationsbehälter nach den oben angegeben Gegenständen [1] bis [4], wobei der Abstandshalter aus einem auf Calciumsilikat basierenden Material gebildet ist, und wobei das auf Calciumsilikat basierende Material gewonnen wird, indem eine Aufschlämmung einer homogenen Mischung der folgenden Komponenten (A) bis (D) einer Dehydrierungsformung unterzogen wird, ein gewonnener Formgegenstand einer Dampfbehandlung mit mindestens 6 kg/cm² Dampfdruck unterzogen wird, damit ein Kieselsäure-Rohmaterial und ein Kalk-Rohmaterial miteinander reagieren, und der Formgegenstand bei mindestens 330°C unter Atmosphärendruck erwärmt wird, um von dem Formgegenstand freigesetztes Wasser zu entfernen:
- 1. (A) 100 Gewichtsanteile einer Mischung eines Kalk-Rohmaterial und eines Kieselsäure-Rohmaterialien, wobei die Mischung ein CaO/SiO₂-Molverhältnis zwischen 0,6 und 1,2 besitzt;
  2. (B) 50 Gewichtsanteile bis 170 Gewichtsanteile Xonolit, der durch hydrothermale Synthese gewonnen wird;
  3. (C) 15 Gewichtsanteile bis 150 Gewichtsanteile faseriger Wollastonit; und
  4. (D) Wasser in der doppelten bis achtfachen Menge des gesamten Feststoffgehalts.

Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Wärmeisolationsbehälter, in dem ein Bruch des Behälters bei der Herstellung verhindert wird und der eine ausgezeichnete Stoßfestigkeit bei der Verwendung besitzt, bereitgestellt.
Figurenliste

1 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils eines Wärmeisolationsbehälters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines in 1 gezeigten Abstandshalters.
3 sind schematische Schnittansichten eines Abschnitts entlang der Linie A-A in 2. 3(a) ist eine vergrößerte Schnittansicht zum Darstellen eines Zustands, in dem eine Seitenfläche des Behälters in Kontakt mit einer Oberfläche des Abstandshalters gebracht ist, und 3(b) ist eine vergrößerte Schnittansicht zum Darstellen eines Zustands, in dem eine Seitenfläche des Behälters die Oberfläche des Abstandshalters zusammengedrückt hat.
4 ist ein Bild zum Zeigen eines Messbereichs des Oberflächenrauheit des Abstandshalters.
5 ist ein Bild zum Zeigen eines Messbereichs der Oberflächenrauheit des Abstandshalters.
6 ist ein Diagramm zum Zeigen von 3D-Bildern von Abstandshaltern (1) und Messdaten von zugehörigen Konturkurven.
7 ist ein Diagramm zum Zeigen von 3D-Bildern der Abstandshalter (1) und Messdaten von zugehörigen Konturkurven.
8 ist ein Diagramm zum Zeigen von 3D-Bildern der Abstandshalter (7) und Messdaten von zugehörigen Konturkurven.
9 ist ein Diagramm zum Zeigen von 3D-Bildern der Abstandshalter (7) und Messdaten von zugehörigen Konturkurven.

Beschreibung von Ausführungsform
Nachfolgend ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben. 1 ist eine vertikale Schnittansicht eines durch vertikales (in Richtung einer axialen Mitte) Durchschneiden eines Wärmeisolationsbehälters in einem Winkel von 120° bezüglich einer axialen Mitte (Mittenachse) CL gewonnenen Hauptteils. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Abstandshalters. Die 3 sind vergrößerte Schnittansichten zum schematischen Darstellen einer Oberfläche des Abstandshalters.
Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst ein Wärmeisolationsbehälter 1: einen inneren Behälter 2 aus Glas; einen äußeren Behälter 3 aus Glas, der eine Außenseite des inneren Behälters 2 umgibt und der in einem Öffnungsabschnitt 1h mit dem inneren Behälter 2 verbunden ist; und einen Abstandshalter 10, der zwischen dem inneren Behälter 2 und dem äußeren Behälter 3 so angeordnet ist, dass er sich in Kontakt mit dem inneren Behälter 2 und dem äußeren Behälter 3 befindet. Ferner ist ein durch den inneren Behälter 2 und den äußeren Behälter 3 definierter Raum 4 vakuumisiert.
Der Wärmeisolationsbehälter 1 wird zum Zeitpunkt seiner Herstellung gebildet, indem der innere Behälter 2 aus Glas und der äußere Behälters 3 aus Glas so miteinander verbunden werden, dass der Raum 4 zwischen dem inneren Behälter 2 und dem äußeren Behälter 3 gebildet ist. Danach wird der Raum 4 zwischen dem inneren Behälter 2 und dem äußeren Behälter 3 über einen Abführungsabschnitt 3e, der auf der Unterseite des äußeren Behälters 3 gebildet ist, evakuiert, woraufhin der Abführungsabschnitt 3e verschlossen wird, so dass der evakuierte Raum 4 gebildet ist.
Bevor beide Behälter 2 und 3 übereinander angeordnet werden, wird der Abstandshalter 10 mit Hilfe eines Klebemittels mit einer äußeren Oberfläche eines Bodenabschnitts 1a des inneren Behälters 2 verbunden. Drei Abstandshalter 10 werden so angeordnet, dass sie die axiale Mitte CL des inneren Behälters 2 in gleichen Intervallen umgeben, um dadurch den Raum 4 zwischen dem äußeren Behälter 3 und dem inneren Behälter 2 zu bilden. Nachdem der äußere Behälter 3 so angeordnet ist, dass der innere Behälter 2 überdeckt, wird er in eine Form gedrückt, die dem inneren Behälter 2 folgt, während er geeignet erwärmt wird. Anschließend wird durch den Abführungsabschnitt 3e eine Evakuierung durchgeführt, woraufhin der Abführungsabschnitt 3e durch Erwärmen verschweißt wird, um ein Vakuum des Raums 4 zu halten. Der so hergestellte Wärmeisolationsbehälter 1 ist normalerweise geeignet in einem äußeren Gehäuse 20 aufgenommen.
Die Anzahl der Abstandshalter 10 kann in Abhängigkeit von der Größe des Wärmeisolationsbehälters entsprechend geändert werden und ist bevorzugt mindestens 2, bevorzugter zwischen 3 und 10, noch bevorzugter zwischen 3 und 5, am bevorzugtesten 3, um einen wärmeleitenden Abschnitt zu minimieren und gleichzeitig eine hohe Lagestabilität des inneren Behälters 2 bezüglich des äußeren Behälters 3 zu erreichen.
Wie es in 2 gezeigt ist, hat der Abstandshalter 10 die Form einer kreisförmigen Säule vorbestimmter Dicke d2 mit Kontaktflächen 10s auf seiner Vorder- und seiner Rückseite. Der Abstandshalter 10 ist so angeordnet, dass sich die Kontaktflächen 10s in Anlage gegen den inneren Behälter 2 und den äußeren Behälter 3 befinden. Der Abstandshalter 10 ist mit dem inneren Behälter 2 mit Hilfe eines Klebemittels verbunden, das auf eine oder beide der Kontaktflächen 10s aufgebracht ist, und ist zwischen dem inneren Behälter 2 und der Bodenabschnitt 1b des äußeren Behälters 3 angeordnet.
Der Abstandshalter 10 ist aus einem auf Calciumsilikat basierenden Material oder einem auf Diatomeenerde basierenden Material hergestellt und erfordert eine Last von maximal 175 N, um bei einer Komprimierungsgeschwindigkeit von 0,1 mm/min um 0,1 mm komprimiert zu werden.
In der vorliegenden Erfindung enthält das auf Calciumsilikat basierende Material Calciumsilikat und ein Hydrat einer Verbindung, die durch die Bindung von Calciumoxid (CaO) und Kieselsäure (SiO₂) gebildet ist. Beispiele des Calciumsilikats umfassen Xonolit, Tobermorit, Wollastonit, andere Calciumsilikathydrate und Mischungen davon.
Es ist noch vorteilhafter, dass das auf Calciumsilikat basierende Material in der JP 55-167167 A beschrieben ist und gewonnen wird, indem eine Aufschlämmung einer homogenen Mischung der folgenden Komponenten (A) bis (D) einer Dehydrierungsformung unterzogen wird, ein gewonnener Formgegenstand einer Dampfbehandlung mit mindestens 6 kg/cm² Dampfdruck unterzogen wird, um zu bewirken, dass ein Kieselsäure-Rohmaterial und ein Kalk-Rohmaterial miteinander reagieren, und der Formgegenstand bei mindestens 330°C und Atmosphärendruck erwärmt wird, um von dem Formgegenstand freigesetztes Wasser zu entfernen:

(A) 100 Gewichtsanteile einer Mischung eines Kalk-Rohmaterial und eines Kieselsäure-Rohmaterialien, wobei die Mischung ein CaO/SiO₂-Molverhältnis zwischen 0,6 und 1,2 besitzt;
(B) 50 Gewichtsanteile bis 170 Gewichtsanteile Xonolit, der durch hydrothermale Synthese gewonnen wird;
(C) 15 Gewichtsanteile bis 150 Gewichtsanteile faseriger Wollastonit; und
(D) Wasser in der doppelten bis achtfachen Menge des gesamten Feststoffgehalts.

Als das Kalk-Rohmaterial, das Kieselsäure-Rohmaterial, der Xonolit und der faserige Wollastonit, werden hinzugegeben, die in der JP 55-167167 A beschrieben sind, und die bevorzugten Materialien sind ebenfalls die darin beschriebenen. Das auf Calciumsilikat basierenden Material kann gemäß einem Verfahren der JP 55-167167 A gewonnen werden.
Das auf Calciumsilikat basierenden Material kann ferner Verstärkungsfasern, ein Additiv und dergleichen enthalten.
Der Abstandshalter 10 kann zum Beispiel gewonnen werden, indem ein plattenförmiges, auf Calciumsilikat basierendes Material mittels Spanbearbeitung oder Stanzverarbeitung in eine gewünschte Form gebracht wird. Ein Beispiel des plattenförmigen, auf Calciumsilikat basierenden Materials ist eine Calciumsilikatplatte, die im Handel als LUMIBOARD, ECOLUX, NA LUX, Hiluc, Mitsubishi Historic oder Chiyoda Cera Board erhältlich ist.
Das auf Diatomeenerde basierende Material in der vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Material, das Diatomeenerde enthält, und kann ferner Verstärkungsfasern, ein Additiv und dergleichen enthalten. Diatomeenerde ist ein weiches Gestein oder Erde, das bzw. die im Wesentlichen aus fossilen Überresten von Diatomeen, einer Algenart, besteht und Silizium als Hauptkomponente enthält. Jedoch enthält Diatomeenerde in einigen Fällen zusätzlich zu dem Siliziumoxid Aluminiumoxid, Eisenoxid, ein Oxid eines Alkalimetalls und dergleichen. Das auf Diatomeenerde basierende Material ist im Handel erhältlich, und ein plattenförmiges, auf Diatomeenerde basierendes Material kann mittels Spanbearbeitung oder Stanzbearbeitung in eine gewünschte Form gebracht werden.
Es wurde bisher davon ausgegangen, dass das auf Calciumsilikat basierende Material oder das auf Diatomeenerde basierende Material hart und daher als Polsterelement nicht geeignet sei. Jedoch wird in der vorliegenden Erfindung das auf Calciumsilikat basierende Material, das eine Last von maximal 175 N erfordert, um bei einer Komprimierungsgeschwindigkeit von 0,1 mm/min um 0,1 mm komprimiert zu werden, als der Abstandshalter 10 verwendet. Die zum Komprimieren des Abstandshalters 10 bei einer Komprimierungsgeschwindigkeit von 0,1 mm/min um 0,1 mm erforderliche Last ist bevorzugt größer gleich 10 N und kleiner gleich 175 N, bevorzugter größer gleich 45 N und kleiner gleich 175 N, noch bevorzugter größer gleich 45 N und kleiner gleich 120 N. Wenn die Last, die zum Komprimieren des Abstandshalters 10 bei einer Komprimierungsgeschwindigkeit von 0,1 mm/min um 0,1 mm erforderlich ist, auf maximal 175 N eingestellt wird, wird ein Bruch verhindert, wenn zum Zeitpunkt der Herstellung des Wärmeisolationsbehälters der innere Behälter 2 in den äußeren Behälter 3 eingesetzt wird, um so einen Doppelbehälter zu bilden.
Bei der Herstellung des Doppelbehälters werden zum Beispiel die Abstandshalter mit Hilfe eines Klebemittels mit der äußeren Oberfläche des Bodenabschnitts des inneren Behälters verbunden, und der innere Behälter mit den an die äußere Oberfläche des Bodenabschnitts geklebten Abstandshaltern wird in den äußeren Behälter eingesetzt. Solange die Abstandshalter, die eine Last von maximal 175 N erfordern, um bei einer Komprimierungsgeschwindigkeit von 0,1 mm/min um 0,1 mm komprimiert zu werden, zeigen sich, wenn die mit dem eingeführten inneren Behälter verbundenen Abstandshalter und der äußere Behälter in Kontakt miteinander gebracht werden, die Polsterfunktion der Abstandshalter 10 und der Effekt der Bruchverhinderung des inneren Behälters 2 und des äußeren Behälters 3.
Es ist vorteilhaft, dass ein Material für den Abstandshalter 10 in der vorliegenden Erfindung das auf Calciumsilikat basierende Material ist.
Die zum Komprimieren des Abstandshalters 10 bei einer Komprimierungsgeschwindigkeit von 0,1 mm/min um 0,1 mm erforderliche Last kann geeignet durch Ändern der Zusammensetzung, der Form, des Zustands einer Kontaktfläche und dergleichen des auf Calciumsilikat basierenden Materials eingestellt werden.
Es gibt keine besondere Einschränkung hinsichtlich der Form des Abstandshalters 10. In dieser Ausführungsform hat der Abstandshalter 10 die Form einer kreisförmigen Säule, und sein Durchmesser liegt bevorzugt zwischen 6,6 mm und 7,0 mm, bevorzugter zwischen 6,7 mm und 6,9 mm. Ferner liegt die Dicke (Höhe) des Abstandshalters 10 bevorzugt zwischen 3,6 mm und 4,2 mm, bevorzugter zwischen 3,7 mm und 4,0 mm. Hiermit erlaubt der Abstandshalter 10 einen Verlagerungsbetrag, der einer Komprimierung von mindestens 0,05 mm entspricht. Somit wird zum Zeitpunkt der Herstellung des Wärmeisolationsbehälters, selbst wenn der Abstand zwischen dem inneren Behälter 2 und dem äußeren Behälter 3 aufgrund einer Wärmebehandlung wie etwa einer Glühbehandlung um 0,05 mm oder mehr (die obere Grenze liegt bei etwa 6 mm) geringer geworden ist, der Abstandshalter 10 nicht zerstört und ein Bruch des inneren Behälters 2 und/oder des äußeren Behälters 3 verhindert.
Wie es in den 3 gezeigt ist, ist es vorteilhaft, dass wenigstens eine der Oberflächen (Kontaktflächen 10s) des Abstandshalters 10, die in Kontakt mit dem inneren Behälter 2 und dem äußeren Behälter 3 gebracht wird, zu einer konkav-konvexen Oberfläche geformt ist.
Nachdem eine Calciumsilikatplatte konkav und konvex geschliffen wurde, wird sie einer Spanbearbeitung oder einer Stanzbearbeitung unterzogen, um dadurch den Abstandshalter 10 mit einer konkav-konvexen Oberfläche zu erhalten. Die Calciumsilikatplatte kann nach der Spanbearbeitung oder Stanzbearbeitung geschliffen werden. Das Schleifen kann mittels Schleifpapier (zum Beispiel Nr. 120, Nr. 80, bevorzugt von Nr. 30) oder dergleichen erfolgen, und die Kontaktfläche 10s können zu einer konkav-konvexen Oberfläche mit gewünschter Rauheit geformt werden.
Wenn das auf Calciumsilikat basierende Material in Form einer Platte hergestellt ist, kann dem auf Calciumsilikat basierenden Material mit Hilfe einer Matrize oder dergleichen eine konkav-konvex Form aufgeprägt werden, um eine konkav-konvex Oberfläche auszubilden.
Der Oberflächenrauheit der Kontaktfläche 10s ist bevorzugter von 20 µm bis 50 µm, noch bevorzugter von 20 µm bis 45 µm in Form einer arithmetischen mittleren Höhe Sa.
Solange die Oberflächenrauheit der Kontaktfläche 10s in Form einer arithmetischen mittleren Höhe Sa in den oben genannten Bereich fällt, ergibt sich eine ausreichende Polsterfunktion, wenn die Abstandshalter, die mit dem inneren Behälter und dem äußeren Behälter verbunden sind, zum Zeitpunkt der Herstellung des Wärmeisolationsbehälters in Kontakt miteinander gebracht werden.
Die arithmetische mittlere Höhe Sa bezieht sich auf einen dreidimensionalen Rauheitsparameter (dreidimensionalen Höhenrichtungsparameter), der durch Erweitern eines arithmetischen Mittenrauhwerts Ra, der ein zweidimensionaler Rauheitsparameter ist, auf drei Dimensionen gewonnen wird. Die arithmetische mittlere Höhe kann mit Hilfe eines in den ISO-Spezifikationen (ISO 25178) beschriebenen Verfahrens basierend auf Daten über eine mit einem Lasermikroskop oder dergleichen gemessene Oberflächenform berechnet werden.
In dem Abstandshalter 10 ist der arithmetische Mittenrauwert Ra von wenigstens einer der Kontaktflächen 10s, die in Kontakt mit dem inneren Behälter 2 oder der äußere Behälter 3 gebracht werden, bevorzugt von 20 µm bis 200 µm, bevorzugter von 25 µm bis 50 µm.
Die Oberflächenrauheit Ra, arithmetischer Mittenrauhwert genannt, ist eine arithmetische mittlere Rauheit, die gemäß der JIS B0601:2013 bestimmt wird.
Ferner ist eine mittlere Rautiefe Rz bevorzugt von 70 µm bis 250 µm, bevorzugter von 130 µm bis 230 µm.
Eine mittlere Glättungstiefe Rp ist bevorzugt von 30 µm bis 200 µm, bevorzugter von 35 µm bis 150 µm, noch bevorzugter von 45 µm bis 120 µm.
Eine maximale Riefentiefe (Senkenhöhe, Profilspitzenhöhe) Rv ist bevorzugt von 30 µm bis 200 µm, bevorzugter von 35 µm bis 170 µm, noch bevorzugter von 40 µm bis 150 µm.
Eine maximalen Rautiefe (Gesamthöhe des Profils) Rt ist bevorzugt von 60 µm bis 300 µm, bevorzugter von 100 µm bis 250 µm, noch bevorzugter von 130 µm bis 230 µm.
Eine zehn-Punkte-mittlere Rautiefe RzJIS ist bevorzugt von 50 µm bis 150 µm, bevorzugter von 60 µm bis 120 µm.
Eine gemittelte Rautiefe (maximale Höhe) Sz ist bevorzugt von 150 µm bis 300 µm, bevorzugter von 170 µm bis 300 µm.
Eine Seitenverhältnis der Oberflächentextur (Textur-Aspekt-Verhältnis) Str ist bevorzugt von 0,1 bis 0,35, bevorzugter von 0,1 bis 0,3.
Eine arithmetischer Mittelwert der Spitzenkrümmung Spc ist bevorzugt von 4,0 (1/mm) bis 7,0 (1/mm), bevorzugter von 5,0 (1/mm) bis 6,5 (1/mm).
Ein entwickelte Grenzflächenverhältnis Sdr ist bevorzugt von 0,01 bis 0,1, bevorzugter von 0,02 bis 0,05.
Die mittlere Rautiefe Rz, die mittlere Glättungstiefe Rp, die maximale Riefentiefe Rv, die maximale Rautiefe Rt und die zehn-Punkte-mittlere Rautiefe RzJIS werden gemäß der JIS B0601:2013 bestimmt. Ferner können die gemittelte Rautiefe Sz, die Seitenverhältnis der Oberflächentextur Str, der arithmetischer Mittelwert der Spitzenkrümmung Spc und das entwickelte Grenzflächenverhältnis Sdr gemäß der ISO 25178 bestimmt werden.
Wie es oben beschrieben ist, werden, wenn die Kontaktflächen 10s der Abstandshalter 10 dort, wo sie jeweils in Kontakt mit dem inneren Behälter 2 oder der äußere Behälter 3 gebracht werden, jeweils zu einer konkav-konvexen Oberfläche gebildet sind, die Kontaktflächen 10s jeweils an einer unendlichen Anzahl von Punkten (siehe 3(a)) in Punktkontakt mit dem inneren Behälter 2 oder dem äußeren Behälter 3 sein. Als Folge davon wird angenommen, dass das oben Genannte einen zufriedenstellenden Effekt auf die Polsterfunktion hat. Wenn ein Stoß bzw. Aufprall (Stoß/Aufprall in Richtung des in 3(b) gezeigten Pfeils) auf den Abstandshalter 10 ausgeübt wird, wird eine Spitze 11t eines konvexen Abschnitts, die sich in Kontakt mit dem inneren Behälter 2 befindet, zusammengedrückt, wie es in 3(b) gezeigt ist. Infolgedessen wirkt der Bruch des konvexen Abschnitts als die Polsterfunktion. Ferner wird der Abstandshalter selbst aufgrund seines harten Materials nicht stark verformt, so dass eine Verformung wie etwa ein Bruch eines Verbindungsabschnitts 6 des Öffnungsabschnitts 1h nicht auftritt und damit ein effektiver Polstereffekt vorhanden ist.
Die zum Komprimieren des Abstandshalters 10 bei einer Komprimierungsgeschwindigkeit von 0,1 mm/min um 0,5 mm erforderliche Last ist bevorzugt mindestens 1,500 N, bevorzugter mindestens 1,800 N und höchstens 2,200 N. Wenn die zur Komprimierung bei einer Komprimierungsgeschwindigkeit von 0,1 mm/min um 0,5 mm erforderliche Last mindestens 1,500 N beträgt, gewinnt man den Wärmeisolationsbehälter mit noch besserer Stoßfestigkeit. Wenn ein heftiger Stoß, der zum Beispiel durch Fallenlassen erzeugt wird, auf den Wärmeisolationsbehälter einwirkt, wird der Stoß absorbiert, ohne eine große Verformung des Verbindungsabschnitts zwischen dem inneren Behälter 2 und dem äußeren Behälter 3 hervorzurufen. Infolgedessen wird zum Beispiel ein Bruch des Verbindungsabschnitts 6 zwischen dem inneren Behälter 2 und dem äußeren Behälter 3 verhindert.
Wenn der Wärmeisolationsbehälter durch einen zum Beispiel durch Fallenlassen verursachten Stoß zerbricht, wird davon ausgegangen, dass ein solches Zerbrechen durch die Stützform des inneren Behälters 2 bewirkt wird. Das heißt, beim Fallenlassen des Wärmeisolationsbehälters 1 oder dergleichen wird die Masse eines Inhalts W in dem Behälter (innerhalb des inneren Behälters 2) durch den inneren Behälter 2 gestützt, und der innere Behälter 2 wird gestützt durch den Verbindungsabschnitt 6 zwischen dem inneren Behälter 2 und dem äußeren Behälter 3 und die Abstandshalter 10 in der Bodenabschnitt 1b auf der zu dem Verbindungsabschnitt 6 entgegengesetzten Seite gestützt. Daher ist es wahrscheinlich, dass sich Spannungen durch das Fallenlassen an dem Verbindungsabschnitt 6 zwischen dem inneren Behälter 2 und dem äußeren Behälter 3 konzentrieren. In diesem Fall wurde bisher Folgendes berücksichtigt. Wenn der Abstandshalter 10 hart ist, steht zu befürchten, dass der Kontaktabschnitt zwischen dem Abstandshalter 10 und dem inneren Behälter 2 bricht, so dass es vorteilhaft ist, dass der Abstandshalter 10 aus einem relativ flexiblen Material gebildet ist. Jedoch wird davon ausgegangen, dass sich ein Produkt, wenn der Abstandshalter 10 aus einem flexiblen Material besteht, beim Fallenlassen stärker verformt und die Spannungskonzentration an dem Verbindungsabschnitt 6 nicht verhindert werden kann, mit dem Ergebnis, dass der Verbindungsabschnitt 6 in vielen Fällen bricht. Der Abstandshalter 10 in dieser Ausführungsform hat eine bestimmte Mindesthärt, so dass ein Wärmeisolationsbehälter, bei dem die Spannungskonzentration an dem Verbindungsabschnitt 6 verhindert wird und der eine ausgezeichnete Stoßfestigkeit hat, gewonnen wird.
Wie es oben beschrieben ist, wird durch die Verwendung des Abstandshalters 10 in dieser Ausführungsform, der basierend auf einem bestimmten numerischen Wert in einem Druckversuch bevorzugt ist, der Wärmeisolationsbehälter, dessen Zerbrechen bei seiner Herstellung verhindert ist und der eine ausgezeichnete Stoßfestigkeit bei seiner Verwendung besitzt, bereitgestellt.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung ist nachfolgend mit Hilfe von Beispielen genauer beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt.
[Oberflächenrauheit]
Eine gemäß dem in der JP 55-167167 A beschriebenen Verfahren hergestellte Calciumsilikatplatte wurde mit einer #24 Rauheit geschliffen und dann gestanzt, um Abstandshalters (1) aus einem auf Calciumsilikat basierenden Material herzustellen, die jeweils die in 2 gezeigte Form haben. Die Größe der Abstandshalter (1) wurde jeweils auf einen Durchmesser von 6,8 mm und eine Dicke von 3,8 mm eingestellt. Von den aus einem auf Calciumsilikat basierenden Material hergestellten Abstandshaltern (1) wurden zehn Abstandshalter (1) (Probe Nr. 1-1 bis Probe Nr. 1-10) für einen arithmetischen Mittenrauwert (gemäß der JIS B0601:2013 und der ISO 25178, einen arithmetischen Mittenrauwert Ra, eine mittlere Rautiefe Rz, eine mittlere Glättungstiefe Rp, eine maximale Riefentiefe Rv, eine maximale Rautiefe Rt und eine zehn-Punkte-mittlere Rautiefe RzJIS in einem Bereich gemessen, der durch den Pfeil angezeigt ist, der zwei x-Markierungen in 4 verbindet; und eine arithmetische mittlere Höhe Sa, eine gemittelte Rautiefe Sz, ein Seitenverhältnis der Oberflächentextur Str, ein arithmetischer Mittelwert der Spitzenkrümmung Spc und ein entwickeltes Grenzflächenverhältnis Sdr wurden in einem Bereich 1 von 5 gemessen) eingestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Zur Messung wurde eine Nichtkontakt-3D-Messvorrichtung (VR-3000, hergestellt durch die Keyence Corporation) verwendet.
Abstandshalter (7) aus einem auf Calciumsilikat basierenden Material wurden auf die gleiche Weise wie zuvor hergestellt, außer dass die Calciumsilikatplatte nicht geschliffen wurde. Von diesen Abstandshaltern (7) wurden zehn Abstandshalter (7) (Probe Nr. 2-1 bis Probe Nr. 2-10) für den arithmetischen Mittenrauwert gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Ferner sind ein 3D-Bild von jeder der Proben und Messdaten über eine Konturkurve davon in 6 bis 9 gezeigt.
[Beispiel 1]
Ein Wärmeisolationsbehälter aus Glas wurde unter Verwendung des Abstandshalters (1) aus einem auf Calciumsilikat basierenden Material hergestellt.
Der hierbei verwendete Abstandshalter (1) hatte die in 2 gezeigte Form, die gewonnen wurde, indem eine gemäß dem in der JP 55-167167 A beschriebenen Verfahren hergestellte Calciumsilikatplatte unter Verwendung einer #24 Rauheit geschliffen und dann gestanzt wurde. Die Größe der Abstandshalter (1) wurde jeweils auf einen Durchmesser von 6,8 mm und eine Dicke von 3,8 mm eingestellt.
Als Ergebnis eines Druckelastizitätstests (Testbedingungen 1) des Abstandshalters (1) betrug die zum Komprimieren des Abstandshalters (1) um 0,1 mm bei einer Komprimierungsgeschwindigkeit von 0,1 mm/min erforderliche Last etwa 100 N.
(Testbedingungen 1)
Testmaschine: Techno Graph TG-10kN, hergestellt durch die MinebeaMitsumi Inc. Komprimierungsgeschwindigkeit: 0,1 mm/min
Komprimierungsabstand: komprimiert bis auf 0,2 mm nach Kontakt mit einer Testprobe Kontaktposition: der Test wurde gestartet von einer Position, bei der eine Last von 1 N auf die Testprobe ausgeübt wurde
Testvorrichtung:

Lastzelle: 5,000 N
Vorrichtung: 100 mm im Durchmesser x 25 mm

Ferner betrug als ein Ergebnis eines Druckelastizitätstests (Testbedingungen 2) des Abstandshalters (1) die zum Komprimieren des Abstandshalters (1) um 0,5 mm bei einer Komprimierungsgeschwindigkeit von 0,1 mm/min erforderliche Last 1,500 N.
(Druckelastizitätstester und Testbedingungen 2)
Testmaschine: Techno Graph TG-10kN hergestellt durch die MinebeaMitsumi Inc. Komprimierungsgeschwindigkeit: 0,1 mm/min
Komprimierungsabstand: komprimiert bis auf 1,0 mm nach Kontakt mit einer Testprobe Kontaktposition: der Test wurde gestartet von einer Position, bei der eine Last von 1 N auf die Testprobe ausgeübt wurde
Testvorrichtung:

Lastzelle: 5,000 N
Vorrichtung: 100 mm im Durchmesser x 25 mm

Der Wärmeisolationsbehälter war wie in 1 dargestellt. Der Wärmeisolationsbehälter hatte eine Höhenabmessung (H) von 180 mm, einen maximalen Durchmesser (D1) von 160 mm, einen Öffnungsabschnitt-Innendurchmesser (D2) von 45 mm, einen Öffnungsabschnitt-Außendurchmesser (D3) von 65 mm und eine Behälterglasdicke (D4) von 1,5 mm. Es wurden 1319 Wärmeisolationsbehälter hergestellt.
Drei Abstandshalter (1) wurde auf einer Bodenoberfläche eines inneren Behälters angeordnet, um damit im Voraus verbunden zu werden, woraufhin der innere Behälter in einem äußeren Behälter angeordnet wurde. In diesem Zustand wurde ein Öffnungsabschnitts erwärmt und dabei zusammengedrückt bis er verbunden war. Es erfolgte eine Evakuierung durch einen Abführungsabschnitt, der anschließend durch Erwärmen verschweißt wurde, um so den Wärmeisolationsbehälter herzustellen.
Zum Fixieren der Abstandshalter wurde ein Klebemittel verwendet, wobei jeweils 0,015 g des Klebemittels auf eine Oberfläche jedes Abstandshalters aufgebracht wurde.
Von den 1319 wie oben beschrieben hergestellten Wärmeisolationsbehältern, sind drei zerbrochen.
Ein Falltest wurde mit fünf der wie oben beschrieben hergestellten Wärmeisolationsbehälter unter den folgenden Bedingungen durchgeführt.
Das verwendete äußere Gehäuse war aus Metall. In einem Zustand, in dem ein Öffnungsabschnitt mit einem Deckel verschlossen war, wurden als Inhalt 2,2 Liter Wasser in jeden der Wärmeisolationsbehälter gefüllt. In diesem Zustand wurde jeder fertige Behälter aus einer Höhe von 0,5 m auf einen lauaner Teller mit einer Dicke von 30 mm, der auf einem Betonboden lag, in einer Richtung fallengelassen, in der der Boden des fertigen Behälters in Anlage gegen den Boden gebracht war.
Von den fünf Wärmeisolationsbehältern gemäß der vorliegenden Erfindung wurde keiner in dem Falltest zerbrochen.
[Beispiele 2 und 3, und Vergleichsbeispiele 1 bis 4]

Die Wärmeisolationsbehälter der Beispiele 2 und 3 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Abstandshalters zu den in Tabelle 2 gezeigten geändert wurden, und ein Falltest wurde durchgeführt. Tabelle 2

	Material für Abstandshalter		Glättungsbehandlung	Rauig- keits-Nr.	Zum Komprimieren bei einer Komprimierungsgeschwindigkeit von 0,1 mm/min um 0,1 mm erforderliche Last (N)	Zum Komprimieren bei einer Komprimierungsgeschwindigkeit von 0,1mm/min um 0,5mm erforderliche Last (N)	Anzahl zerbrochener Teile/ Anzahl hergestellter Teile	Anzahl zerbrochener Teile (Falltest)
Beispiel 1	Auf Calciumsilikat basierendes Material	Abstandshalter (1)	Ja	#24	100	1,500	3/1319	0
Beispiel 2	Auf Calciumsilikat basierendes Material	Abstandshalter (2)	Ja	#16	50	1.400	0/10	0
Beispiel 3	Auf Diatomeenerde basierendes Material	Abstandshalter (3)	Nein	-	350	Zerbrochen bei Komprimierung um 0,3mm 2,500 (N)	9/44	-
Vergleichsbeispiel 1	Auf Calciumsilikat basierendes Material	Abstandshalter (4)	Ja	#30	200	2,000	3/46	0
Vergleichsbeispiel 2	Auf Calciumsilikat basierendes Material	Abstandshalter (5)	Ja	#80	400	5,500	5/10	0
Vergleichsbeispiel 3	Glass	Abstandshalter (6)	Nein	-	1,200	Zerbrochen bei Komprimierung um 0,15mm 2.000 (N)	10/10	-
Vergleichsbeispiel 4	Auf Calciumsilikat basierendes Material	Abstandshalter (7)	Nein	-	550	6.500	6/11	0

In der oben erwähnten Ausführungsform ist der Wärmeisolationsbehälter, der die Abstandshalter verwendet, die jeweils aus einem auf Calciumsilikat basierenden Material gebildet sind, beschrieben. Jedoch zeigt sich der gleiche Effekt selbst dann, wenn das auf Calciumsilikat basierende Material durch das auf Diatomeenerde basierende Material ersetzt wird.
Oben ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern kann geeignet modifiziert sein. Wenn der Abstandshalter die bestimmte Härte hat, gibt es bezüglich der Größe, Form, Anzahl, Position und dergleichen keine besonderen Einschränkungen, solange die Wärmeisolation nicht beeinflusst wird. Zum Beispiel hat in der oben erwähnten Ausführungsform der Abstandshalter die Form einer kreisförmigen Säule, er muss jedoch nicht die Form einer kreisförmigen Säule haben. Ferner ist die Form des Wärmeisolationsbehälters nicht auf die in 1 gezeigte Form begrenzt.
Industrielle Anwendbarkeit
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Wärmeisolationsbehälter, in dem ein Zerbrechen des Behälters bei der Herstellung verhindert wird und der eine ausgezeichnete Stoßfestigkeit bei der Verwendung besitzt, bereitgestellt.
Obwohl die vorliegende Erfindung ausführlich mit Bezug auf eine bestimmte Ausführungsform beschrieben ist, ist es für den Fachmann auf dem Gebiet klar, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, solange sie nicht vom Kern und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abweichen.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf einer japanischen Patentanmeldung ( Japanische Patentanmeldung Nr. 2016-187513 ), eingereicht am 26. September 2016, deren Inhalt durch Bezugnahme vollständig hierin enthalten ist.
Bezugszeichenliste

1: Wärmeisolationsbehälter
2: innerer Behälter
3: äußerer Behälter
4: Raum
6: Verbindungsabschnitt
10: Abstandshalter
10s: Kontaktfläche
CL: axiale Mitte
W: Inhalt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2000201834 A [0004]
JP 2002058605 A [0004]
JP 55167167 A [0018, 0019, 0051, 0056]
JP 2016187513 [0075]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 25178 [0033]

Claims

Wärmeisolationsbehälter, der umfasst: einen inneren Behälter aus Glas; einen äußeren Behälter aus Glas, der eine Außenseite des inneren Behälters umgibt und an einem Öffnungsabschnitt mit dem inneren Behälter verbunden ist; und einen Abstandshalter, der zwischen dem inneren Behälter und dem äußeren Behälter so angeordnet ist, dass er sich in Kontakt mit dem inneren Behälter und dem äußeren Behälter befindet, ein Raum, der durch den inneren Behälter und den äußeren Behälter definiert und vakuumisiert ist, wobei der Abstandshalter aus einem auf Calciumsilikat basierenden Material oder einem auf Diatomeenerde basierenden Material gebildet ist und eine Last von maximal 175 N erfordert, um bei einer Komprimierungsgeschwindigkeit von 0,1 mm/min um 0,1 mm komprimiert zu werden.
Wärmeisolationsbehälter nach Anspruch 1, wobei wenigstens eine der Oberflächen des Abstandshalters, die sich in Kontakt mit dem inneren Behälter und dem äußeren Behälter befinden, konkav-konvex ist.
Wärmeisolationsbehälter nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens eine von mehreren Oberflächen des Abstandshalters, die sich in Kontakt mit dem inneren Behälter und dem äußeren Behälter befinden, einen arithmetischen Mittenrauwert zwischen 20 µm und 50 µm in Form einer arithmetischen mittleren Höhe Sa hat.
Wärmeisolationsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Abstandshalter eine Last von mindestens 1,500 N erfordert, um bei einer Komprimierungsgeschwindigkeit von 0,1 mm/min um 0,5 mm komprimiert zu werden.
Wärmeisolationsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Abstandshalter aus einem auf Calciumsilikat basierenden Material gebildet ist, und wobei das auf Calciumsilikat basierende Material gewonnen wird, indem eine Aufschlämmung einer homogenen Mischung der folgenden Komponenten (A) bis (D) einer Dehydrierungsformung unterzogen wird, ein gewonnener Formgegenstand einer Dampfbehandlung mit mindestens 6 kg/cm² Dampfdruck unterzogen wird, damit ein Kieselsäure-Rohmaterial und ein Kalk-Rohmaterial miteinander reagieren, und der Formgegenstand bei mindestens 330°C unter Atmosphärendruck erwärmt wird, um von dem Formgegenstand freigesetztes Wasser zu entfernen: (A) 100 Gewichtsanteile einer Mischung eines Kalk-Rohmaterial und eines Kieselsäure-Rohmaterialien, wobei die Mischung ein CaO/SiO₂-Molverhältnis zwischen 0,6 und 1,2 besitzt; (B) 50 Gewichtsanteile bis 170 Gewichtsanteile Xonolit, der durch hydrothermale Synthese gewonnen wird; (C) 15 Gewichtsanteile bis 150 Gewichtsanteile faseriger Wollastonit; und (D) Wasser in der doppelten bis achtfachen Menge des gesamten Feststoffgehalts.