JPH0443649B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ステンレス鋼製真空二重容器の製造
方法、具体的には、携帯用魔法瓶、ポツト、アイ
スジヤー、ジヤー等に使用するステンレス鋼製の
真空二重容器の製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、金属製真空二重容器を金属材料で形成し
機械的強度を向上させたものが提案され、実用に
供されてきている。この種の金属製真空二重容器
を製造する場合、内外両容器間の空間を真空排気
して後、該真空封じ込みする方法としては、例え
ば、特開昭59−37914号公報、特開昭59−103633
号公報などに記載のように外容器に取り付けたチ
ツプ管を介して排気し、所定の真空度に達した後
チツプ管を圧接させて真空封じ込みする方法、あ
るいは特開昭57−96622号公報、特開昭58−
192516号公報に記載のように、金属製の内容器と
外容器本体とを口部で接合した後、底部に排気口
を有する外容器底部材を外容器本体に接合して二
重壁構造と為し、これを倒立させて外容器底部材
上にその排気口を閉鎖する金属製閉塞部材を排気
口との間に間隙を置いて配置すると共に、ロウ材
を排気口近傍に配置し、真空加熱炉中で加熱しな
がら真空排気し、次いでロウ材を熔融させて閉塞
部材を底部にロウ付けして真空封じ込みする方法
が知られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、チツプ管を使用する方法はロウ
材等を使用しないため真空封じ込み時にロウ接時
のようにガスが内外両容器間の真空空間に流入し
ないので、製品の品質維持には極めて有効である
が、チツプ管の長さを短くするには限度があるた
め、製品の高さがチツプ管の分だけ高くなるとい
う問題がある。他方、ロウ接による方法では、ロ
ウ材のため処理温度が限定され、また真空加熱炉
での熱サイクルが多段になるため温度制御が煩雑
になるという問題がある。即ち、この方法では、
フラツクスを使用するとガスが内外両容器間の真
空空間に流入し真空度を低下させることから、フ
ラツクスを使用すること無くロウ付けする必要が
あり、そのためには高温でステンレス鋼表面をフ
ラツシユすると共に、ニツケルロウなど約900〜
1070℃の融点を有するロウ材を使用しなければな
らない。しかも、ステンレス鋼は高温に加熱する
際あるいは高温から冷却する際に、ある温度域
（一般には、約450〜850℃）で固溶炭素が炭化物
となつて析出し鋭敏化する性質を有するため、鋭
敏化の危険温度域に長時間さらされるのを避けて
850℃以上の温度に急速に昇温させ該温度で真空
排気処理及びロウ接を行い、かつ高温から冷却す
る際に真空加熱炉内に不活性ガス供給して急冷し
なければならず、真空加熱炉の電力消費量が多
く、また不活性ガスを使用するため製造コストが
増大するという問題があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、基本的には、真空加熱炉の特性、即
ち、真空加熱炉の加熱ヒータへの電力供給を停止
すると炉内温度および被加熱体の温度が数10度〜
百数10度急激に低下するという性質を利用すると
共に、鋭敏化の危険温度域を避けて300〜600℃の
比較的低温で真空排気処理を行なう一方、真空封
じ込みする部材に予め比較的低温度で再結晶する
金属をコーテイングして金属被膜を形成してお
き、真空排気処理後、真空中で圧接することによ
り真空封じ込みを行なうようにしたものである。
なお、ステンレス鋼それ自体を圧接することも可
能ではあるが、この場合、ステンレス鋼を800℃
以上に加熱しなければならないため、ステンレス
鋼が鋭敏化するという性質に起因する問題を避け
ることができない。

金属被膜の形成材料は、アルミニウム、銅また
はそれらの合金の一種が使用される。なお、コー
テイングの方法としては、熔融メツキ、真空蒸
着、スパツタリング、電解メツキ、化学メツキ、
溶射など任意の方法を採用すればよい。

なお、真空二重容器は、通常、内外両容器間の
空間の真空度を長期間維持するためゲツターが空
間内に配設されるが、このゲツターとしては、製
造工程の簡略化の点から、比較的低温で活性化
し、かつ水や銀鏡反応液に濡れてもガス吸着機能
を失わない非蒸発性ゲツター、例えば、Zr−Ｖ
−Fe三元合金系やZr−Ni−Nb三元合金系の非蒸
発性ゲツターを使用するのが好適である。

また、真空二重容器の保温性を向上させるた
め、真空空間を形成する内外両容器の表面の内、
少なくとも内容器の外表面には銅または銀のメツ
キ層が形成されるが、これは電解メツキするか、
あるいは実施例の様にステンレス鋼表面で銀鏡反
応を行わせるためメツキすべきステンレス鋼製部
材を酸化性雰囲気中250〜550℃で数分〜数時間焼
成してその外表面に酸化被膜を形成しておき、こ
れを他の部材と接合して二重壁構造の容器とした
のち、内容器と外容器との間に形成される空間に
公知の銀鏡反応液を排気口から注入して銀鏡反応
により形成させればよい。

本発明方法において、排気処理時の温度を300
〜600℃とした理由について説明すると、次の通
りである。即ち、排気処理時の温度が下限温度の
300℃未満では、ステンレス鋼内部及びその表面
の脱ガスを短時間で行うのが困難であり、また、
上限温度の600℃を越えると、固溶炭素が炭化物
を析出してステンレス鋼が鋭敏化する他、少なく
とも内容器の外表面に形成された放射熱遮断層で
ある銀メツキや銅メツキ中の微量元素が拡散して
銀メツキ等の放射率を増大させ、真空二重容器の
保温性能を劣化させるので、前記範囲とした。

なお、排気処理は前記300〜600℃の温度範囲で
行なわれるが、実施例のように、排気処理を前記
範囲内の比較的低い温度（実施例では450℃）で
行い、所定の真空度にまで排気処理した後、それ
よりも高い温度（実施例では550℃）にまで昇温
させてその温度で圧接する２段階加熱を行うのが
好ましい。

（実施例） 以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を
説明する。

図に於いて、１はステンレス鋼で形成された内
容器、２はステンレス鋼で形成された外容器で、
これらは外容器本体３の開口端３ａから内容器１
を挿入してそれらの口部４で溶接その他の手段に
より接合した後、外容器本体３の開口端３ａに外
容器底部材５を接合することにより二重壁構造の
容器２０を構成している。外容器底部材５は、そ
の底部に排気口５ａを有し、排気口５ａを形成す
る底壁部５ｂの突起部５ｃの表面には電解メツキ
法により銅からなる金属被膜９が形成され、その
内側には保持部材６によりゲツター７が装着され
ている。なお、銅からなる金属被覆９は予め突起
部５ｃの表面に電解メツキにより形成されたニツ
ケルメツキ層の上に積層してある。また、内容器
１は、その外表面に銀鏡メツキを形成するため、
予め酸化性雰囲気中350℃で30分間焼成してその
外表面に酸化被膜を形成してある。

前記二重壁構造の容器は、排気口５ａから内容
器１と外容器２との間に形成される空間８に公知
の銀鏡反応液を注入して銀鏡反応させて内容器１
の外表面に銀鏡層を形成し、水洗、乾燥させてあ
る。

次に、前記構成の二重壁構造の容器２０を、第
１図に示すように倒立させ、予め用意した排気口
閉塞部材１０を外容器２の底部材５に形成した排
気口５ａに配置して、真空加熱炉２５内にセツト
する。なお、閉塞部材１０は外容器２の底壁部５
ｂに圧接すべき部位に電解メツキ法により銅から
なる金属被膜１１が形成され、排気口５ａに載せ
た際に排気口５ａとの間に十分な通気路１２を形
成するように外壁に複数の凹所１２が形成してあ
る。

次いで、真空加熱炉２５で450℃に加熱しなが
ら真空加熱炉２５内を排気し、両容器間の空間８
の真空度を10^-3Torr以上の高真空にする。この
時、空間８内のガスは排気口５ａを形成する突起
部５ｃと排気口閉塞部材１０の凹所１２との間に
形成される通気路１４を経て真空加熱炉２５内に
排気される。容器２０の空間８が所定の真空度ま
で排気され、真空加熱炉２５内の温度が更に上昇
して所定温度、例えば、550℃に達すると、ゲツ
ター７が活性化する一方、真空加熱炉２５内に配
設された治具１５が降下し、排気口閉塞部材１０
を容器２０の排気口５ａに押し込み、第３図に示
すように、排気口閉塞部材１０の金属被膜１１と
底部材５の突起部５ｃの金属被膜９とが接合し、
排気口閉塞部材１０が容器２０に接合部１６で圧
接され、真空封じ込み工程が終了する。

それと同時に、真空加熱炉２５への電力供給が
停止されるため、炉内温度および容器温度はその
最大上昇温度から百数10度急激に低下する。従つ
て、真空二重容器の材料であるステンレス鋼が鋭
敏化の危険温度にさらされる時間が著しく短いた
め、特に不活性ガスを炉内に供給しなくとも鋭敏
化する恐れは無い。

なお、前記実施例では、外容器底部材および閉
塞部材としてステンレス鋼板を所定形状に加工し
た後、電解メツキして銅被膜を形成したものを用
いているが、これらは市販の銅メツキしたステン
レス鋼板を加工したものを使用しても良く、また
銅の代わりに銅合金、アルミニウムまたはその合
金をコーテイングしたものを使用しても良い。

また、外容器の底部材に排気口を形成している
が、必ずしも底部材に形成する必要は無く、他の
部位に形成しても良い。更に、排気口形成部に必
ずしも突起部を形成する必要は無いが、突起部を
形成したほうが排気口閉塞部材との接触面積が少
なくなるため弱い押圧力で圧接することができる
利点がある。

（効果） 以上説明したように、本発明によれば、従来法
に比べ極めて低い温度で真空排気処理、ゲツター
の活性化および真空封じ込みを行うことができる
ため、炉内の昇温および降温に要する時間を著し
く短縮でき、しかも真空加熱炉での熱サイクルを
単純化できると共に、その消費電力を低減でき
る。また、真空排気処理および真空封じ込みする
際の最高温度が低く、容器の材料であるステンレ
ス鋼が鋭敏化の危険温度にさらされる時間が短い
ため鋭敏化を防止でき、しかもロウ材やフラツク
ス等を使用しないため、真空封じ込みする際にガ
スの発生による真空度の低下が無く、真空二重容
器の品質を均一化できる。さらに、冷却する際に
不活性ガスを使用しなくてもよいため経費節減が
でき、真空二重容器の製造コストを低減できる、
など優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法によるステンレス鋼真空二
重容器の製造過程での一例を示す概略半断面図説
明図、第２図はその要部拡大図、第３図は本発明
方法により製造されたステンレス鋼製真空二重容
器の要部断面図である。 １〜内容器、２〜外容器、３〜外容器本体、４
〜口部、５〜外容器底部材、５ａ〜排気口、５ｂ
〜底壁部、５ｃ〜突起部、９，１１〜金属被膜、
１０〜排気口閉塞部材、１２〜凹所、１４〜通気
路、２０〜二重壁構造の容器、２５〜真空加熱
炉。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ステンレス鋼製の内容器と外溶器とからなる
   二重壁構造を有し、両容器間に形成される空間を
   真空にしてなるステンレス鋼製真空二重容器の製
   造方法において、アルミニウム、アルミニウム合
   金、銅及び銅合金からなる群から選ばれた一種の
   金属からなる金属被膜を排気口の周囲に有する二
   重壁構造の容器を形成する一方、該容器の排気口
   形成部と接合すべき部位に前記金属被膜と同一材
   料からなる金属被膜を有する排気口閉塞部材を形
   成し、該排気口閉塞部材を前記排気口上に該排気
   口との間に通気路を形成させて配置し、真空加熱
   炉中、300〜600℃で前記内外両容器間の空間から
   排気した後、前記排気口閉塞部材を前記排気口形
   成部に圧接して真空封じ込みすることを特徴とす
   るステンレス鋼製真空二重容器の製造方法。