JPH02265513A - 断熱容器とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は保温性、保冷性に優れる合成樹脂製の断熱容器
に関する。

〔従来の技術〕

従来、合成樹脂製真空二重断熱容器として特公昭４４−
１６１５８号に示される合成樹脂製魔法瓶等多くの発明
、考案がなされている。これらは合成樹脂で形成された
内容器、外容器に輻射対策あるいは通気遮断性の向上の
ためメツキ、蒸着等の金属層を形成し、内外容器を接合
、一体化し断熱空間層を真空排気して得られるものであ
る。

ところで、一般に魔法瓶の断熱原理とは高真空断熱と呼
ばれるものであり、熱の移動要素である伝導、対流、輻
射のうち断熱空間層を真空に排気することにより基体に
よる伝導、対流を除き去ることにある。そしてこの効果
が得られる真空度レベルは、空気の平均自由工程と密接
なかかわりがあるものであるが、少なくとも１０−１Ｔ
ｏｒｒ以下の高真空が必要となる。

この様な高真空を得るためには、断熱空間を形成する部
材の表面層に吸着しているあるいは内部に吸蔵されてい
る空気成分や水等を充分に除去する必要がある。この処
理はベーキング処理と呼ばれ、加熱しながら真空排気を
行うもので、この効果はもちろん加熱温度と排気時間に
依存するものである。例えば昨今商品化されている金属
製魔法瓶の場合、５００℃以上の温度で１時間程度の真
空排気がなされている。

また一方、低温液化ガスを貯蔵するための金属製の真空
断熱貯槽等の断熱壁構造として、内筒壁と外筒壁との金
属二重壁の間隙に、発泡パーライトの粉末を充填して１
０−１Ｔｏｒｒ以下の真空度とし１こ真空断熱構造か使
用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記合成樹脂製魔法瓶においては、合成
樹脂の軟化点温度が１００〜１５０℃程度であるため、
これ以上の温度でベーキングを行うことが出来ない。ベ
ーキングの際、軟化点近傍まで加熱し真空排気を行うと
大気荷重により本体が変形するという不都合が生じてし
まう。

すなわち工業生産上支障のない時間内で充分なベーキン
グ効果を得ることが事実上不可能であり、このため１０
−１Ｔｏｒｒ以下の高真空を得ることが出来ず、高性能
な魔法瓶を作ることが出来なかっ１こ。

すなわち本断熱容器を魔法瓶として使用する際、当然１
００℃に沸騰したお湯を中に入れることとなる。従って
沸騰水による容器の加温によって容器が加温されること
により、容器材料上り脱気が生じて断熱空間層の真空度
が劣化してしまい、すなわち保温性能が低下してしまう
という問題が生じてしまう。特に合成樹脂材料において
はこの現象が著しく、この点からもこの種の魔法瓶容器
の作製時のベーキング温度は少なくとも１００℃以上で
あることが望まれる。

まに一方、その実使用時の苛酷な例として真夏時日中の
炎天下において自動車のトランクルーム内の温度が最高
で８０℃にも達することがあり、その様な条件下で合成
樹脂製魔法瓶が使用された場合、その容器素材が８０℃
という温度により軟化してしまい、大気圧荷重により変
形を起こしてしまう恐れがある。

以上いずれの点からも保温性能に優れる合成樹脂製真空
断熱容器を得るためには、熱変形を防ぎつつ出来る限り
１００℃よりも高い温度でベーキング処理を施すことが
望まれるものである。

なお、また上記した如く液体酸素等、低温液化ガスを貯
蔵する断熱タンクとして内槽と外槽との空間にパーライ
ト等の断熱材を充填して、内外槽間の空間を真空とした
断熱方法が採用されてはいるが、これらのタンクは金属
製であるが故そのベーキング温度は５００℃以上の高い
温度で可能であり、又パーライトの充填密度も０．１ｇ
／ｃｍ３と低く、このような条件では本発明に係わる合
成樹脂製の真空断熱容器では製作が不可能であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされんもので、上記問題点
を解決し、優れた断６Ｍ性能を有する合成樹脂製真空断
熱容器を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明では、内容器、外容
器が合成樹脂成型体より構成され、核内、外容器間を真
空排気ｔで成る二重構造断熱容器において、上記真空断
熱空間全域に通気性多孔質粉末材料を充填密度０，１〜
０．４ｇ／ｃｍ’で充填して断熱容器を構成した。

上記通気性多孔質としては、連続開気孔を有する有機系
、無機系の発泡体、あるいはそれらの多孔質微粉体等か
ら選択されるものを使用し、合成樹脂製真空断熱容器と
して優れた断熱特性を有するよう、その充填密度を知見
したことに基づくものである。

〔作用　〕

本発明の断熱容器は、上記構成としたことにより、真空
排気工程における加熱ベーキング時に、外圧による変形
を防ぐことができるため、ベーキング温度を合成樹脂軟
化温度近傍まで上げることができる。

また断熱空間に強度支持材として充填した多孔質材の作
用により、低真空領域でも高性能な断熱容器が得られる
。

〔実施例　〕

第１図は、本発明の一実施例を示す図であって、図中符
号ｌは二重構造の容器本体、２は内容器、３は外容器、
４は断熱空間層である。

この容器本体１は、ステンレス鋼あるいはアルミニウム
等の金属により形成された内容器２とＡＢＳ、ポリプロ
ピレン、ポリカーボネート等の合成樹脂により成形され
た外容器３とを口元部で接着等により接合、一体化して
構成されている。

前記外容器３の少なくとも断熱層に接する面には、第２
図に示すように、あらかじめ通気性遮断のために合成樹
脂３ａ上に金属層３ｂを形成しておくことが望ましい。

この金属層３ｂは例えば化学メツキ、化学メツキ＋電気
メツキ、蒸着、あるいはアルミニウム等の金属箔ｐ貼り
合わせ等によって得られる。

容器本体ｌ内の断熱空間層４には、平均粒径１００μｍ
以下のパーライト破砕粉が充填密度０．１〜０．４ｇ／
ｃ＋ａ’となる様に充填されている。また、この断熱空
間層４には、上記パーライト破砕粉とともに合成ゼオラ
イト、天然ゼオライト、あるいは塩化カルシウム、硫酸
カルシウム、無水リン酸等の吸水性の吸着剤５が充填さ
れている。この吸着剤５は断熱空間層４の任意の一部分
に配置されても良いしあるいは上記パーライト粉体中に
適宜分散されても良い。

容器本体ｌの底部開口部には、底部材６が接合されてい
る。この底部材６は、中央部に真空排気用の小孔７が開
口され、かつ小孔７より大径に形成された通気性微細孔
膜８が小孔７を塞ぐ様に断熱空間側に付設されている。

そして該小孔７は金属製封止部材９にて封止されている
。

該通気性微細孔膜８は有機系、無機系の通気性発泡体又
は焼結体、あるいはフェルト等の布地、クラフト紙等の
繊維質物が使用される。底部材６の材質は金属、合成樹
脂のいずれでも良いが合成樹脂の場合は通気遮断性向上
のため少なくとも断熱空間層側の面には金属層を形成し
ておくと良い。

この実施例による断熱容器は、まず、底部が開口した状
態にある外容器３内に内容器２を挿入し、口元部で接着
等により一体化して容器本体１を作製する。次いで、こ
の容器本体１の底部開口部より断熱空間層４内に、前記
パーライト破砕粉および吸着剤５をその充填密度が０．
１〜０．４ｇ／ｃ＋ｕ’となるように充填する。次いで
、容器本体ｌの底部開口部に底部材６を接合する。次い
で、断熱空間層４内部を排気用の小孔７より真空排気を
行う。この時排気処理の速度を速めるために容器本体１
全体を加熱し内容器２、外容器３表面あるいはパーライ
ト破砕粉に吸着されているアウトガス成分を脱ガス処理
すなわちベーキング処理を行う。

このときの加熱温度がより高ければより短時間で高真空
に排気できるわけであるが、外容器３が合成樹脂からな
るために１００〜１５０℃以下の温度で行うことが好ま
しい。

そして本実施例に於いては断熱空間４中に所定密度に充
填されているパーライト微粉末が外圧に対して耐圧縮性
の強度部材として作用するため、合成樹脂の軟化点近傍
まで加熱してベーキングを行うことが可能である。

本実施例では真空チャンバー中で１２０℃に容器本体を
加熱しながら真空排気を行いＩ　Ｏ−１Ｔｏｒｒ違した
後金属製封止部材９にて排気用の小孔７を塞ぎ封止した
。この後真空チャンバー中に冷却用エアーあるいは窒素
ガスを送入し大気開放後容器本体をとり出した。真空排
気開始かつ封止するまでに要した時間はおよそ１時間で
あった。以上の各操作によって第１図に示す構成の断熱
容器が作製された。

ところで上記パーライト微粉末の充填密度を０．１〜０
．４ｇ／ｃ＋１１３と定めたのは以下の理由による。

１、粉末真空断熱に於ける断熱性能は一定の真空度の下
ではある充填密度ρ。をもって最も優れたものとなる。

ρ０より小なる充填密度では残留ガス成分による熱伝達
が、ρ０より大なる充填密度では粉体自体の接触による
固体熱伝導が効いてくるためである。

２、充填された粉体を外圧により圧縮荷重に対する強度
部材として作用させるためには充填密度をある程度高め
なければならない。

３、しかしな−がら粉体の充填作業は周知の通り非常に
労力を要する作業であるため上記必要レベルを満足する
範囲で最少の充填密度とすることが望ましい。

これらによる充填密度の最適値は粉体の種類、形状、粒
度分布等によってそれぞれ定まる。

本出願人は１０−１Ｔｏｒｒ程度の低真空領域にて良好
な断熱性能を得、かつ上記２．３項を満足する様各種物
体について検討を行った。その結果、平均粒径１００μ
以下のパーライト、合成シリカ、珪藻土、シラスバルー
ン等の微粉体をそれぞれ所定密度にて充填すると前述の
条件を満足することを見出した。上記パーライトの場合
適当な充填密度は０．　１３〜０．２５ｇ　／ｃｍ３、
願わくば０゜１５〜０　、　２０ｇ　／ｃｘ３であった
。

なお上記実施例では、容器底部を金属製封止部材９にて
封止する構成としたが、容器底部にチップ管方式の排気
管を形成し、真空排気処理後にチップ管を封止するよう
に構成しても良い。

（実験例） 前述の第１実施例により作製した断熱容器をサンプル−
１とし、以下表１に示す通り、同様の製法により充填粉
体の種類、密度を変更したサンプルを作製した。

以下余白 サンプル２〜５に使用し几粉体の平均粒径はいずれも１
００μｍ以下でめろゆ サンプル−６に使用したパーライトは真空用パーライト
と呼ばれ一般の極低温用保冷材に使用されているグレー
ドであり充填密度Ｏ，ＯＳも一般に充填されている密度
である。

以上作製したサンプルの内サンブルーフについては作製
後外容器―部に変形が認められた。

これは加熱真空排気後、真空チャンバーを大気開放し几
際まだ容器本体の：態度が外容器樹脂の軟化点に近かっ
た几め大気荷重を受は変形したしのと考えられる。

その他のサンプルでは断熱空間内に所定密度の粉体が充
填されていたため大気荷重による変形は防がれていた。

次にサンプル１〜６にっ（、）でそれらの保温性能を測
定した測定方法は２０℃、無風状態の恒温室内でサンプ
ルに熱水を満水満たしその温度が９５℃になった時発泡
スチロールの密栓にて開口部を塞ぎ２４時間放置後に湯
温を測定しに０結果を表２に示す。

表　　　２ （尚サンプルの容量はいずれも７５０ｄ）〔発明の効果
〕 本発明は、以上のような構成としたことにより、次のよ
うな効果を奏する。

真空排気工程における加熱ベーキング時に外圧による変
形を防ぐことができるためベーキング温度を合成樹脂軟
化温度近傍まで上げられる。このため真空排気にかかる
時間を短縮でき生産コストを削減する。

断熱空間に強度支持材として充填した多孔質の微粉末材
の作用により低真空領域でも高性能な断熱容器が得られ
る。このため真空排気の装置が簡便でよく設備コストの
削減が図れる。

実使用時の苛酷な例として真夏時自動車のトランクルー
ム中が８０°Ｃにまで上昇することがあるがこの様な条
件下でも外圧による変形を妨げる。

内外容器合成樹脂の薄肉化が可能となり、さらにはブロ
ー成型、シート成型等の利用が可能となり金型費、材料
費のコストダウンが図れる。

これまで成し得なかった合成樹脂製の高性能真空断熱容
器が得られガラス製、金属製魔法瓶に比して重量、コス
トの点で改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例を示す断熱容器の断面図、
第２図は第１図の図中Ａ部拡大図である。 ｌ・・・容器本体（二重壁構造の容器）２・・・内容器 ３・・・外容器 ４・・・断熱空間層。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）内容器を外容器内に空隙を隔てて口部で連結して
   なる二重壁構造の容器で、前記内容器、外容器の少なく
   とも一方を合成樹脂製の容器で形成してなるとともに、
   前記内容器と外容器との間の空隙に通気性多孔質材料を
   ０．１〜０．４ｇ／ｃｍ＾３の充填密度で充填して減圧
   に保持してなることを特徴とする断熱容器。
2. （２）前記通気性多孔質材料が、パーライト、合成シリ
   カ、珪藻土、シラスバルーン、ケイ酸カルシウムのうち
   の一つあるいは一つ以上の混合物からなる請求項１記載
   の断熱容器。
3. （３）前記通気性多孔質材料が平均粒径１００μｍ以下
   の微粉体物質からなる請求項１又は請求項２記載の断熱
   容器。
4. （４）より小さい胴径の内容器と、より大きな胴径で壁
   部に排気口を設けた外容器との少なくとも一方を合成樹
   脂で成型し、前記内容器を外容器内にこれらの間に通気
   性多孔質材料を０．１〜０．４ｇ／ｃｍ＾３の密度で配
   して、それぞれの口部で接合して一体化した後、１００
   〜１５０℃の温度に加熱しながら、前記空隙を１０＾−
   ＾１Ｔｏｒｒ以下の真空度に排気して排気口を封止した
   ことを特徴とする断熱容器の製造方法。