KR100234637B1

KR100234637B1 - 단열 용기와 그 제조방법

Info

Publication number: KR100234637B1
Application number: KR1019950001925A
Authority: KR
Inventors: 고미야아스히코; 야마다마사시; 다나카아츠히코; 이토세이이치
Original assignee: 쓰치야 히로오; 닛폰산소 가부시키가이샤
Priority date: 1994-02-03
Filing date: 1995-02-03
Publication date: 1999-12-15
Also published as: US6536089B1; JP2920060B2; EP0667483B1; EP0667483A1; CA2141730A1; DE69505429T2; CN1056123C; CN1111207A; US6179155B1; JPH07213440A; DE69505429D1; SG52741A1; CA2141730C; KR950030940A

Abstract

본 발명은 보온병, 쿨러박스, 아이스박스, 단열컵, 보온도시락상자, 보온전기포트, 취반보온밥솥, 냉장고나 냉동고의 박스재, 욕조의 단열용 등에 이용되며, 제조코스트가 저렴하고 뛰어난 단열성능을 가짐과 동시에 용적효율이 뛰어난 단열용기에 관한 것으로써, 본 발명의 단열용기는 2중용기의 상기 내부용기와 외부용기 사이의 간극에 크세논, 크립톤, 아르곤중 적어도 1종으로 이루어진 저열전도성 가스를 봉입하여 단열층이 형성되고, 상기 내부용기의 외표면과 외부용기의 내표면중 적어도 한쪽에 금속으로 이루어진 복사방지재를 배치한 것을 특징으로 한다.

Description

단열용기와 그 제조방법

제1도는 본 발명에 따른 단열용기의 실시예1을 도시한 단면도,

제2도는 본 발명에 따른 단열용기의 실시예2의 단열컵을 도시한 단면도,

제3도는 본 발명에 따른 단열용기의 실시예3을 도시한 요부단면도,

제4도는 본 발명에 따른 단열용기의 실시예4를 도시한 단면도,

제5도는 본 발명에 따른 단열용기의 제조에 있어서 사용되는 장치를 예시한 구성도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 외부용기 2 : 내부용기

3 : 입구부 4 : 2중용기

5 : 단열층 6 : 복사방지재

7 : 외부용기 측부 8 : 바닥판

9 : 배기관 10 : 통기구멍

11 : 외부용기 12 : 내부용기

13 : 2중용기 14 : 복사방지재

15 : 단열층 16 : 배기관

17 : 바닥커버 23 : 2중용기

24 : 복사방지재 25 : 단열층

26 : 간극 27 : 개구부

30 : 기밀용기 31 : 가스도입구

32 : 공기배기밸브 33 : 대기도입밸브

34 : 가스용기 35 : 충전밸브

37 : 진공펌프 38 : 배기밸브

40 : 구획재

본 발명은 보온병, 쿨러박스, 아이스박스, 단열컵, 보온도시락 상자, 보온전기포트, 취반보온밭솥, 냉자고나 냉동고의 박스재, 욕조의 단열용등에 이용되며, 제조코스트가 낮고 뛰어난 단열성능을 가짐과 동시에, 용적효율이 뛰어난 단열용기에 관한 것이다.

종래의 단열용기로는 2중벽 구조를 가진 내부용기와 외부용기의 간극에 경질 우레탄폼이나 발포폴리스틸렌 등의 유기질 발포체나 그 성형체를 충전하거나, 퍼어라이트 등의 무기질 분말을 충전한 것이 있다.

또한, 금속재의 내부용기와 외부용기를 일체화시켜 이루어진 2중용기의 내부용기와 외부용기의 간극을 진공상태로 접합하여 진공단열 공간층을 형성한 진공단열용기가 있다.

그러나, 전자의 단열용기는 단열재 자체의 열전도율이 진공단열에 비해 크기 때문에 고도한 단열성능을 얻을 수 없다. 또한, 제조상 혹은 성능상의 면에서 단열재층을 몇 cm 이상으로 두껍게 할 필요가 있으므로, 단열 용기의 외부용적에 대한 내부용적의 비율, 즉 용적효율이 작아진다는 문제가 있었다.

또한, 후자의 진공단열용기는 뛰어난 단열성능을 가지는데다 단열공간층의 두께가 작고 용적효율은 크지만, 제조공정이 복잡하기 때문에 제조 코스트가 놓아진다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로써, 뛰어난 단열성능을 가짐과 동시에, 가볍고, 또 용적효율을 높게하는 것이 가능한 단열용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 단열용기는 내부용기와 외부용기를 일체로 접합한 2중벽 구조를 가진 2중용기의 내부용기와 외부용기의 간극에 크세논, 크립톤, 아르곤중 적어도 1종으로 이루어진 저열전도성 가스를 봉입하여 단열층을 형성해서 이루어짐과 동시에, 내부용기의 외부표면과 외부용기의 내부표면중 적어도 한쪽에 금속으로 이루어진 복사방지재를 배치한 것이다.

상기 금속으로 이루어진 복사방지재로는 상기 간극내에 배치된 금속박과, 내부용기 외면과 외부용기 내면의 적어도 한쪽에 형성된 금속피막중에서 선택된다.

이 단열용기에 있어서 상기 2중용기의 내부용기와 외부용기의 간극은 1 내지 10mm로 하는 것이 바람직하다.

또, 상기 내부용기와 와부용기의 간극에 상기 단열층을 두께방향으로 구획하는 하나 또는 그 이상의 구획재를 배치하고, 단열층을 다수층으로 구성해도 되며, 그 구획재에 의해 구획된 각각의 단열층 간극을 1 내지 10mm로 하는 것이 좋다.

또한, 상기 2중용기의 내부용기와 외부용기의 공간에 봉입된 저열전도성 가스의 봉입압력은 상온에서 대기압 정도로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 단열용기의 제조방법은,

① 내부용기와 외부용기를 일체로 접합하고, 이들 내부용기와 외부용기중 어느 하나에 배기구멍과 배기관중 어느 한쪽의 개구를 가지며, 또 내부용기의 외표면과 외부용기의 내표면중 적어도 한쪽에 금속으로 이루어진 복사방지재를 배치한 2중용기를 제조하는 공정,

② 이어서, 상기 2중용기의 배기구멍 또는 배기관을 통해 내부용기와 외부용기 간극에 존재하는 공기를 배기하는 공정,

③ 계속해서 상기 간극에 크세논, 크립톤, 아르곤중 적어도 1종으로 이루어진 저열전도성 가스를 충전하는 공정,

④ 이어서 상기 개구를 접합하는 공정.

을 구비하고 있다.

상기 금속으로 이루어진 복사방지재로는 상기 간극내에 배치된 금속박과, 내부용기의 외면과 외부용기 내면중 적어도 한쪽에 형성된 금속피막에서 선택된다.

이 방법이 있어서 상기 2중용기의 제조방법으로는,

a. 바닥이 있는 통형상의내부용기와 통형상의 외부용기 각각의 입구부를 접합하여 일체화하고, 그 내부용기의 외표면과 외부용기의 내표면중 적어도 한쪽에 금속으로 이루어진 복사방지재를 배치하고, 이어서 외부용기의 바닥부 개구에 배기구멍과 배기관중 어느 한 쪽의 개구를 가진 바닥판을 접합하는 방법.

b. 바닥이 있는 통형상의 내부용기와, 배기구멍과 배기관중 어느 한쪽에 개구를 가진 바닥이 있는 통형상의 외부용기를 준비하고, 내부용기의 외표면과 외부용기의 내표면중 적어도 한쪽에 금속으로 이루어진 복사방지재를 배치하고 이들 내부용기와 외부용기의 입구부를 접합하여 일체화하는 방법,

c.일체 2중형성에 의해 바닥이 있는 통형상의 내부용기와 통형상의 외부 용기가 입구부에 의해 일체화된 형상의 2중벽 구조체를 제조하고, 그 내부 용기의 외표면과 외부용기의 내표면중 적어도 한쪽에 금속으로 이루어진 복사방지재를 배치하고, 이어서 외부용기의 바닥부 개구에 배기구멍과 배기관중 적어도 한쪽 개구를 가진 바닥판을 접합하는 방법이 바람직하다.

상기 2중용기의 내부용기와 외부용기 사이의 간극에 존재하는 공기를 배기하는 공정 및 저열전도성 가스를 충전하는 공정은 상기 간극과 2중용기 외부와의 압력차를 작게 하거나 혹은 압력차를 없게 하여 행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 단열용기는 2중구조를 가진 2중용기의 내부용기와 외부용기의 간극에 크세논, 크립톤, 아르곤중 적어도 1종으로 이루어진 저열전도성 가스를 봉입하여 단열층을 형성하고, 또 단열층내에 금속으로 이루어진 복사방지재를 배치한 것이므로, 내외부용기 사이에 유기 또느 무기재질의 고형단열재를 충전한 종래의 단열용기에 비해 단열성능이 현저하게 향상된다. 또, 고형단열재를 충전하지 않으므로, 단열용기를 경량화할 수 있다. 또한, 종래의 진공단열용기에 비해 단열층과 그 외부의 압력차가 작아져서 2중용기에 요구되는 내압강도가 작아지므로, 2중용기를 각형으로 하는 등 형상의 자유도 및 재료의 자유도를 넓히는 것이 가능해지고, 또한 단열용기의 용적효율이 향상된다. 따라서, 이 단열용기에 의하면, 뛰어난 단열성능을 가짐과 동시에, 가볍고, 용적효율이 높은 단열용기를 제공할 수 있다.

또한, 이 단열층의 두께는 1 내지 10 mm로 함으로써 봉입가스의 대류가 억제되므로, 뛰어난 단열효과를 얻을 수 있다.

또, 내부용기와 외부용기 사이의 간극에 단열층을 두께방향으로 구획하는 하나 또 그 이상의 구획재를 배치하고, 단열층을 다수층으로 한 구성으로 함으로써, 내부용기와 외부용기의 벽 사이에 봉입된 봉입가스의 두께 방향으로의 이동이 저지되므로, 다수의 단열층을 포갠 것과 동일한 단열구조가 되어 더 한층 뛰어난 단열성능을 얻을 수 있다.

또, 저열전도성 가스의 봉입압력을 상온에서 대기압 정도로 함으로써 냉수나 온수 등의 내용물을 넣었을 때에도 단열층과 외부의 압력차가 작아져서 2중용기에 가해지는 대기압 하중이 저감되어 용기에 필요한 내압강도가 저하되는 만큼 용기의 경량화를 도모할 수 있으며, 또 형상의 자유도 및 재료의 자유도를 더 한층 넓힐 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 단열용기의 제조방법에서는 내부용기의 외부표면과 외부용기의 내부표면중 적어도 한쪽에 금속으로 이루어진 복사방지재를 배치한 2중용기를 제조하고, 이 2중용기의 배기구멍 또는 배기관을 통해 내부용기와 외부용기 사이의 간극에 존재하는 공기를 배기하고, 계속해서 상기 간극에 상기 저열전도성 가스를 충전하고, 배기구멍과 배기관중 어느 한쪽의 개구를 접함함으로써 뛰어난 단열성능을 가진 단열용기를 제조할 수 있으며, 제조공정이 단순하고 용이하며 성형이 용이한 합성수지재료를 사용해서 제조가 가능하므로, 제조코스트의 저감화를 도모할 수 있다.

또, 복사방지재로서 금속박을 사용하면 내외부용기의 단열층에 면한 표면을 도금하는 것에 비해 저코스트로 제조가 가능해진다.

또, 금속박으로 이루어진 복사방지재를 이용하면 2중용기 및 금속박의 재 이용이 용이해져서 제조코스트가 낮아짐과 동시에 자원 리사이클도 좋아진다.

또, 내외부용기 사이의 간극의 진공배기 및 크세논 등의 저열전도성 가스의 봉입공정을 이 간극과 외부의 압력차를 작게하여 행함으로써 2중용기에 기압차로 인한 외력이 가해지는 것을 방지할 수 있으며, 내압구조를 거의 가지지 않은 2중용기를 이용한 경우에도 용기에 함몰이 생기지 않고, 내부를 충분히 진공배기하는 것이 가능해지므로, 용기 형사의 자유도 및 재료의 자유도를 더욱 넓힐 수 있어서 경량화를 좀더 도모할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하며서 상세히 설명한다.

[실시예 1]

제1도는 본 발명에 따른 단열용기의 실시예1을 도시한 것이다. 이 단열용기(A)는 스텐레스 스틸 등의 금속재료, 유리, 세라믹이나 높은 가스배리어성을 가진 합성수지재료중 어느 하나로 이루어진 외부용기(1)와 내부용기(2)를 각각의 입구부(3)에서 일체로 접합한 2중벽 구조를 가진 2중용기(4)의 외부용기(1)와 내부용기(2) 사이의 간극에 크세논, 크립톤, 아르곤중 1종 또는 2종 이상으로 이루어진 저열전도성 가스를 봉입하여 단열층(5)을 형성함과 동시에, 단열층(5)에 면한 내부용기(1)(2)의 표면중 적어도 내부용기(2)의 외부표면에 금속박으로 이루어진 복사방지재(6)를 배치하여 구성되어 있다.

이 외부용기(1)는 통형상의 외부용기 측부(7)와, 그 바닥부 개구에 기밀하게 접합된 바닥판(8)으로 이루어지며, 이 바닥판(8)의 중앙부에는 배기관(9)이 형성되어 있다. 이 배기관(9)은 선단부가 압착되어 완전히 봉해진다.

이 외부용기(1)와 내부용기(2) 사이에 봉입된 가스로는 열전도율(k)이 공기(2.41 x10²w ·m^-1·K^-1;0℃)보다 작고, 더욱이 불활성 가스인 크세논( k= 0.52 x 10²w·m^-1·K^-1;0℃), 크립톤( k= 0.87 x 10²w·m^-1·K^-1;0℃), 아르곤( k= 1.63 x 10²w·m^-1·K^-1;0℃)의 각 가스나 그들의 혼합가스가 사용된다. 이들 크세논, 크립톤, 및 아르곤 가스는 열전도율이 작고, 또 그 사용에 따른 환경보전상의 문제도 없어서 특히 바람직하다.

이 저열전도성 가스의 봉입압력은 상온에서 거의 대기압 정도로 하는 것이 바람직하다. 봉입압력이 이 범위이면, 단열층(5)의 단열성능이 양호함과 동시에, 단열층(5)과 외부의 압력차가 작기 때문에, 2중용기(4)에 압력차에 의한 외압이 가해져서 함몰이나 팽창을 일으키지 않는다.

이 단열층(5)의 두께는 바람직하게는 1 내지 10mm의 범위로 설정된다. 이 두께가 10mm보다 크면 내부의 저열전도성 가스의 대류를 일으키기 쉽고, 단열층(5)의 두께방향의 전열량이 커져서 단열효율이 약화되게 되고, 또 단열층(5)이 두꺼워져서 단열용기(A)의 용적효율을 향상시키는 효과를 출분히 얻을 수 없게 된다. 또, 그 두께가 1mm보다 작으면 내부용기(2)와 외부용기(1)의 접촉을 피하여 2종용기(4)을 형성하는 것이 곤란해져서, 제조에 시간이 걸리고 제조코스트의 상승을 초래한다.

상기 복사방지재(6)는 내부용기(2)의 외형상에 맞게 성형된 금속박을 내부용기(2)의 외부에 접착한 것, 혹은 금속테이프를 내부용기(2)의 외면에 감은 것이 바람직하게 이용된다. 이 복사방지재(6)는 복사에 의한 열의 이동을 저지하기 위해 배치된 것이며, 열선의 반사율이 높은 은, 동, 알루미늄 등의 각종 금속박 재료가 사용되고, 바람직하게는 동박이 사용된다. 이 복사방지재(6)는 다른쪽 용기에 좁촉하지 않도록 한쪽 용기의 표면에 접착제, 납땜 등으로 고정시켜 둔다.

이 복사방지재(6)에는 어떤 위치에 통기구멍(10)이 형성되고, 내부용기(2)와 외부용기(1)의 간극에 저열전도성 가스를 봉입할 때 복사방지재(6) 내외의 기체의 유통이 막히지 않도록 하는 것이 바람직하다.

이 단열용기(A)를 제조하려면 먼저, 스텐레스 스틸 등의 금속재료, 유리, 세라믹이나 높은 가스배리어성을 가진 합성수지재료중 어느 하나의 재료에 의해 통형상의 외부용기 측부(7)와 바닥이 있는 통형상의 내부용기(2) 및 바람직하게는 동일재료로 배기관이 부착된 바닥판(8)을 형성한다. 이어서, 내부용기(2)의 외표면에 접착제를 도포하여 금속박을 접착하거나, 금속테이프를 감아 접착함과 동시에, 내부용기(2)의 입구부(3)와 외부용기 측부(7)의 일단을 접합하여 일체화한다. 이 접합은 사용되는 용기재료에 따라 용접, 납땜, 접착중에서 적당히 선택한다.

이어서, 외부용기 측부(7)의 바닥부 개구에 배기관이 부착된 바닥판(8)을 기밀하게 접합하고, 내부용기(2)의 외표면에 복사방지재(6)가 고정됨과 동시에, 내부용기(2)와 외부용기(1)가 일체로 접합된 2중벽 구조를 가진 2중용기(4)를 제조한다.

이어서, 이 2중용기(4)의 배기관(9)을 진공펌프와 크세논 등의 저열 전도성 가스의 공급원을 구비한 진공배기/가스공급수단에 접속하고, 먼저 내외부용기(1)(2) 사이의 간극을 진공배기하고, 계속해서 상기 간극에 크세논, 크립톤, 아르곤중 1종 또는 2종 이상으로 이루어진 저열전도성 가스를 충전하고,배기관(9)을 압착하여 접합한다. 이렇게 함으로써 내외부용기(1)(2) 사이에 단열층(5)이 형성되어 제1도에 도시한 단열용기(A)가 얻어진다.

이와 같이 해서 얻어진 단열용기(A)는 그 용도에 따라 바닥부재를 장착하거나, 손잡이나 잡을 것을 가진 귀퉁이부재, 혹은 단열성 뚜껑부재를 개폐가능하게 장착하여 제품으로 한다.

이 내외부용기(1)(2) 사이의 진공배기 및 크세논 등의 가스봉입공정은 바람직하게는 상기 간극과 외부의 압력차가 가능한한 생기지 않도록 하여 실시된다. 즉, 간극과 외부의 압력차를 작게하여 진공배기 및 가스봉입을 행함으로써 2중용기(4)에 압력차로 인한 외력이 가해지는 것을 방지할수 있으며, 내압구조를 가지지 않는 2중용기를 사용하였을 경우에도 용기에 함몰을 일으키지 않아 내부를 진공배기하는 것이 가능해진다. 이와같이 내외부용기(1)(2) 사이의 간극과 그 외부의 압력차를 작게 하여 진공배기 및 가스봉입을 하려면, 상술한 바와 같이 배기관(9)을 진공배기/가스공급 수단에 접속하고, 또한 2중용기(4)를 진공챔버에 넣고, 배기관(9)을 통하여 내외부용기(1)(2) 사이의 간극을 진공배기할 때, 이 진공챔버내를 감압하고, 간극과 진공챔버내의 압력차를 작게 하고, 이어서 배기관(9)을 통해 간극내에 크세논 등의 저열전도성 가스를 충전할 때 진공챔버내에 공기 등의 가스를 넣어 간극과 진공챔버내의 압력차가 발생하지않도록 하면서 저열전도성 가스를 충전하고, 배기관을 압착하여 완전히 봉한다.

또한, 배기관(9) 대신에 2중용기(4)에 작은 구멍 형상 또는 가스 홈 형상의 배기구멍을 형성하고, 이들 주위에 땜납재와 접합판을 얹고, 이들을 가열하여 땜납재를 용융해서 배기구멍을 접합판으로 접합하거나, 혹은 땜납재를 배기구멍에 흘려넣어 접합하는 타입의 단열용기를 제조하는 경우에는 배기구멍 주위에 땜납재나 접합판을 배치한 후, 2중용기(4)를 가열진 공로내에 넣고, 먼저 이 로내를 진공배기함으로써 배기구멍을 통해 내외부 용기(1)(2) 사이를 진공배기하고, 이어서 이 로내에 크세논 등의 저열전도성 가스를 넣고, 배기구멍을 통해 내외부용기(1)(2) 사이에 이 가스를 충전하고, 이어서 가열하여 땜납재를 용융하여 배기구멍을 접합한다.

이 단열용기(A)는 2중벽 구조를 가진 2중용기(4)의 내부용기(2)와 외부용기(1) 사이의 간극에 크세논, 크립톤, 아르곤중 1종 또는 2종 이상으로 이루어딘 저열전도성 가스를 봉입하여 단열층(5)을 형성한 것이므로, 내외부용기(1)(2) 사이에 유기 또는 무기재질의 고형단열재를 충전한 종래의 단열용기에 비해 단열성능을 대폭 향상시킬 수 있다.

또, 고정단열재를 충전하지 않으므로, 단열용기를 경량화할 수 있다.

또한, 종래의 진공단열 용기에 비해 단열층(5)과 그 외부의 압력차가 작아지고, 2중용기(4)의 내압강도가 작아지며, 2중용기를 각형으로 하는 등 형상의 자유도 및 재료의 자유도를 넓히는 것이 가능해져서 단열용기의 용적효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 이 단열용기(A)는 적어도 내부용기(2)의 외표면에 금속박으로 이루어진 복사방지재(6)를 배치한 것이므로, 내외부용기(1)(2)의 단열층(5)에 면한 표면을 도금하는 것에 비해 저코스트로 제작이 가능해진다. 또, 금속박으로 이루어진 복사방지재(6)를 사용함으로써 2중용기(4) 및 금속박의 재이용이 용이해지고, 제조코스트가 낮아짐과 동시에 자원리사이클에 좋다.

또한, 이 단열용기(A)는 적어도 내부용기의 외표면에 금속박으로 이루어진 복사방지재(6)를 고정한 2중벽 구조의 2중용기(4)를 제조하고, 이 2중용기(4)의 배기관(9)를 통해 내부용기(2)와 이부용기(1) 사이의 간극에 존재하는 공기를 배기하고, 계속해서 상기 간극에 크세논 등의 저열전도성 가스를 충전하고, 배기관(9)을 접합함으로써 뛰어난 단열성능을 가진 단열 용기를 제조할 수 있어서 제조공정이 단순하고 용이하므로, 제조코스트의 저감화를 도모할 수 있다.

또한, 앞의 실시예에서는 2중용기(4)의 외부용기 바닥판(8)에 배기관(9)을 형성하고, 가스봉입후에 이것을 압착하여 접합하는 구성으로 했으나, 배기관(9)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 부분에 형성해도 되고, 또한 배기관(9)을 바닥부재나 손잡이로 덮은 구성으로 해도 된다. 또, 배기관(9) 대신에 2중용기(4)의 어느 하나에 작은 구멍 또는 미세홈으로 이루어진 배기구멍을 형성하고, 이 배기구멍 주위에 땜납재 등을 배치하여 접합판을 납땜 접합하거나, 혹은 2중용기(4)의 어느 하나에 오목부를 형성함과 동시에, 이 오목부내에 배기구멍을 형성하고, 이 오목부내에 배치한 땜납재를 용융유동시켜서 배기구멍을 접합하는 구성이어도 된다.

[실시예 2]

제 2도는 본 발명에 따른 단열용기의 실시예2의 단열컵을 도시한 것이다. 이 단열컵(B)은 합성수지로 이루어진 바닥이 있는 통형상의 외부용기(11)와 내부용기(12)를 각각의 입구부에서 접합하여 일체화한 2중벽 구조를 가진 2중용기(13)에, 그 내부용기(12)의 외표면에 동박으로 이루어진 복사방지재(14)를 접착제로 고정함과 동시에, 이들 내외부용기(11)(12) 사이의 간극에 크세논, 크립톤, 아르곤중 1종 또는 2종 이상으로 이루어진 저열전도성 가스를 봉입하여 단열층(15)을 형성해서 이루어진 것이다.

외부용기(11)의 바닥판부에는 선단이 접합된 배기관(16)이 형성되며, 또한 외부용기(11)의 바닥부에는 이 배기관(16)을 덮도록 바닥커버(17)가 강제 감합되어 있다. 이들 외부용기(11), 내부용기(12) 및 바닥커버(17)의 재료는 100℃ 이상의 내열성을 가지며, 성형성이 양호한 합성수지재료가 사용되며, 바람직하게는 폴리프로필렌, ABS, 폴리카보네이트 등이 이용된다.

단열층(15)내의 저열전도성 가스의 봉입압력은 앞의 실시예와 같이 상온에서 거의 대기압 정도로 하는 것이 바람직하다.

또한, 단열층(15)의 두께는 바람직하게는 1 내지 10mm정도가 된다.

이 단열컵(B)의 제조방법을 설명하면, 먼저 폴리프로필렌 등의 수지 재료를 사출성형 등의 적당한 성형수단을 이용하여 성형하고, 상단부에 플랜지를 가진 바닥이 있는 통형상의 내부용기(12)와, 상단부에 상기 플랜지와 계합되는 단부를 배설한 바닥이 있는 통형상의 외부용기(11)를 제조한다. 그리고, 외부용기(11)의 바닥부에 배기관이 되는 금속관을 융착접합 또는 에폭시 접착제 등을 사용하여 접합한다.

다음에, 내부용기(12)의 외부표면에 에폭시 접착제를 곳곳에 도포하고, 그 위에 동박으로 이루어진 테이프재를 감아 복사방지재(14)를 형성한다. 이 때 복사방지재(14)에는 어느 하나에 통기용 작은 구멍을 형성해 둔다.

다음에, 외부용기(11)내에 내부용기(12)를 넣어 서로 포개고, 내부용기(12)의 플랜지를 외부용기(11)의 단부에 끼워넣고, 이들의 입구부를 가열융착 혹은 접착제를 이용하여 접합하여 내부용기(12)와 외부용기(11)를 각각의 입구부에서 일체화하여 2중용기(13)를 형성한다. 보다 바람직하게는 이 접합공정은 초음파용착 혹은 고주파 가열용착에 의해 행해진다.

다음에, 이 2중용기(13)의 금속판(배기관(16))을 진공펌프와 크세논등의 저열전도성 가스의 공급원을 구비한 진공배기/가스공급수단에 접속하고, 먼저 내외부용기(11)(12) 사이의 간극을 진공배기하고, 계속해서, 상기 간극에 크세논, 크립톤, 아르곤중 1종 또는 2종 이상으로 이루어진 저열전도성 가스를 소정압력으로 충전하고, 계속해서 금속관(배기관(16))을 압착하여 접합한다. 이렇게 함으로써 내외부용기(11)(12) 사이에 저열전도성 가스가 봉입된 단열층(15)이 형성된다.

다음에, 외부용기(11)의 바닥부에 바닥커버(17)를 강제 감합하여 제2도에 도시한 단열컵(B)을 얻는다. 이 바닥커버(17)를 강제 감합하는 수단은 특별히 한정되지 않으며, 제2도에 도시한 바와 같이 외부용기(11)의 바닥부 근방의 외부면에 돌조를 형성하고, 바닥커버(17)의 내면에 오목홈을 형성하고, 바닥커버(17)을 외부용기(11) 바닥부에 끼워넣고, 돌조와 오목홈을 계합시키는 구조외에, 나사감합에 의해 바닥커버(17)를 장착하는 구성으로 해도 된다.

이 단열컵(B)에는 필요에 따라 손잡이가 배설된 어깨부재 등을 장착하여 제품으로 한다.

이 단열컵(B)에 의하면 앞의 실시예1에 의한 단열용기(A)와 거의 같은 효과를 얻을 수 있는 외에, 배기관(16)을 접합한 바닥이 있는 통형상의 외부용기(11)를 사용하고, 이것과 내부용기를 입구접합부에서 용착하여 2중용기(13)를 형성하므로, 바닥판(8)을 외부용기 측부(7) 하단에 접합하는 공정을 생략할 수 있어서 생산효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 단열컵(B)을 제조하기 위한 다른 바람직한 제조방법을 설명하면, 폴리프로필렌 등의 수지재료를 사출성형 등의 적당한 성형수단을 이용하여 일체 2중성형을 행하고, 외부용기(11)의 바닥부만 개구된 2중벽 구조체를 형성하고, 상술한 제조방법과 같이 동박테이프 등을 이용하여 내부용기 외표면 또는 외부용기 내표면에 복사방지재(14)를 형성하고, 이어서 배기관(16)이 되는 금속관을 장착한 바닥판을 상기 2중벽 구조체의 바닥부 개구에 초음파 용착이나 고주파가열 등의 접합방법에 의해 일체로 접합하여 2중용기로 한다. 이어서, 상술한 제조방법과 같이 금속관을 진공배기/가스공급수단에 접속하고, 2중용기의 벽 사이를 진공배기하고, 크세논등의 저열전도성 가스를 넣은 후, 이 관을 압착하여 완전히 접합하고, 또 바닥커버(17)를 강제감합함으로써 단열컵을 제조한다.

이 제조방법에서는 일체 2층성형에 의해 2중벽 구조체를 형성하므로, 내외부용기의 입구접합공정이 생략된다. 또, 이와같이 일체 2중성형에 의해 2중용기를 형성함으로써, 이 2중용기 입구부의 요철을 없앨 수 있어서 접촉느낌이 양호한 단열컵이 얻어진다.

[실시예 3]

제3도는 본 발명에 따른 단열용기의 실시예3를 도시한 것이다. 이 단열용기(C)는 상술한 실시예1에 의한 단열용기(A)와 거의 같은 구성요소를 구비하여 구성되고, 또 외부용기(1)와 내부용기(2)의 벽 사이에 단열층(5)을 두께방향으로 구획하기 위한 구획재(40)를 배치한 것을 특징으로 한다.

이 구획재(40)는 바람직하게는 어느 하나에 제조시의 가스통기용 작은 구멍이 형성되는 것 외에는 크세논 등의 봉입가스의 투과를 실질적으로 방지할 수 있는 상태에서 내외부용기(1)(2) 사이에 배치된다. 이 구획재(40)의 재질은 특별히 한정되지 않으며, 금속이나 합성수지가 사용되고, 특히 복사열의 반사효율이 높은 금속재료를 이용함으로써 복사방지재(6)와 함께 복사로스를 저감할 수 있으므로 바람직하다. 또, 이와 같은 복사방지 효과를 가진 구획재(40)를 배설함으로써 복사방지재(6)를 생략하는 것도 가능하다.

또한, 이 구획재(40)는 2층 이상 형성해도 된다. 또, 구획재(40)의 배치방법으로는, 예를 들면 금속박판재 등을 사용하여 내부용기(2)의 외면 형상을 따른 내부용기(2)보다 약간 대형의 용기형상의 구획재(40)를 형성하고, 이것을 복사방지재(6)를 고정한 내부용기(2)에 서로 포개고, 구획재(40)의 상단부를 내부용기(2)의 플랜지 하부면에 접합하고, 이어서 그 외측에 외부용기(1)를 서로 포개고, 내외부용기(1)(2)를 각각의 입구부에서 접합하여 일체화하는 방법이 바람직하다. 이 때 구획재(40)가 내부용기(2)나 외부용기(1)에 닿지 않도록 할 필요가 있다.

이 실시예에 의한 단열용기(C)는 앞의 실시예1와 거의 같은 효과를 얻을 수 있는 것 외에, 단열층(5)을 그 두께방향으로 구획하는 구획재(40)를 배설한 구성으로 함으로써, 내부용기(2)와 외부용기(1)의 벽 사이에 봉입된 봉입가스의 두께방향으로의 이동이 저지되므로, 단열층을 다수 포갠것과 같은 단열구조로 되어 더한층 뛰어난 단열성능을 얻을 수 있다.

[실시예 4]

제4도는 본 발명에 따른 단열용기의 제 4실시예를 도시한 것이다. 이 단열용기(D)는 내부용기(22)와, 이 내부용기(22) 주위에 배치된 외부용기(21)와, 이들 내부용기(22)와 외부용기(21)의 대향면에 각각 형성된 금속피막으로 이루어진 복사방지재(24)(24)와, 이들 대향하는 복사방지재(24)(24)의 간극(26)에 충전된 저열전도성 가스를 구비하고 있다. 내부용기(22)와 외부용기(21) 각 둘레부가 일체로 접합되어 2중용기(23)를 형성하고, 이들의 간극(26)에 저열전도성 가스를 충전함으로써 단열층(25)을 형성하고 있다.

내부용기(22)는 ABS 수지 등의 합성수지로 제조되며, 제4도에 도시한 상부에 개구부(27)를 형성한 바닥이 있는 상자형상으로 형성되어 있다. 이 내부용기(22)의 개구부(27) 부근에는 그 둘레부를 따라 플랜지(22a)가 외측에 돌출형성되어 있다. 이 프랜지(22a)의 하부면쪽은 외부용기(21)의 측벽판(21a)상단부에 형성된 단부(21b)에 땜납, 에폭시수지 등의 합성수지 접착제, 열용착 등에 의해 일체로 접합되어 있다.

이 외부용기(21)는 ABS 수지 등의 합성수지로 제조되어 있으며, 내부용기(22)의 외주면을 따라 대향배설된 측벽판(21a)과, 이측벽판(21a)에 일체 형성된 박닥판(21c)과, 이 바닥판(21c)에 돌출형성되며, 간극(26)에 저열전도성 가스를 충전하기 위한 배기관(21d)과, 이 배기관(21d)을 외력으로부터 보호하는 프로텍터(21e)를 가지고 있다.

내부용기(22)의 외면과 외부용기(21)의 내면에는 가스의 투과를 방지함과 동시에, 열복사를 방지하는 금속피막으로 이루어진 복사방지재(24)(24)가 각각 형성되어 있다. 이들 복사방지재(24)(24)는 증착, 도금등에 의해 형성되어 있다. 이들 대향하는 복사방지재(24)(24) 사이는 저열전도성 가스를 충전하기 위한 1mm 내지 10mm의 간극(26)이 형성되어 있다. 이 간극(26)중에 봉입된 저열저도성 가스는 복사방지재(24)(24)에 포위되어 외부에의 누출이 방지되어 있다.

이 저열전도성 가스로는 크세논, 크립톤, 아르곤중 적어도 1종이 사용되고 있다.

다음에, 이 단열용기(D)의 제조방법에 대한 설명하면, 먼저 합성수지등으로 이루어진 내부용기(22)의 외면과, 외부용기(21)의 내면에 진공증착법, 도금법(화학도금, 전해도금) 등에 의해 복사방지재(24)를 형성한다. 그리고, 내부용기(22)의 프랜지(22a)와 외부용기(21)의 단부(21b)를 땜납, 접착제,열용착 등의 방법에 의해 접합하고, 내부용기(22)와 외부용기(21)를 일체화한다. 이로써 내부용기(22)와 외부용기(21) 사이에는 1mm 내지 10mm의 간극(26)이 형성된다.

이어서, 제조된 2중용기(23)를 제 5도에 도시한 기밀용기(30)내에 넣는다. 이 기밀용기(30)에는 2중용기(23)의 간극(26)에 저열전도성 가스를 도입하는 가스도입구(31)와, 기밀용기(30)내의 공기를 배기하는 공기배기밸브(32)와, 기밀용기(30)내에 대기를 도입하는 대기도입밸브(33)가 장착되어 있다. 가스도입부(31)는 2중용기(23)의 배기관(21d)의 선단에 장착되며, 그 일단이 충전밸브(35)를 통해 크세논 가스 등의 저열전도성 가스를 충전한 가스용기(34)에 접속됨과 동시에, 타단이 배기밸브(38)를 통해 진공펌프(37)에 접속되어 있다. 가스용기(34)와 진공펌프(37)는 기밀용기(30)의 외부에 설치되어 있다.

기밀용기(30)내에 2중용기(23)를 넣고, 외부용기(21)의 배기관(21d)을 가스도입부(31)에 접속한 후, 기밀용기(30)를 밀폐하고, 배기밸브(38)와 공기배기밸브(32)를 열고, 진공펌프(37)를 작동시켜 2중용기(23)의 간극(26)내의 공기와 기밀용기(30)의 공기를 배기한다. 이 때 기밀용기(30)내의 압력과 2중용기(23)에 과대한 힘이 가해지지 않도록 감압하는 것이 바람직하다. 그후, 기밀용기(30)의 압력이 대기압의 약 1/10에 도달한 시점에서 공기배기밸브(32)를 닫고, 기밀용기(30)의 진공배기를 종료한다. 2중용기(23)의 간극(26)내에는 계속해서 진공배기하고, 이 간극(26)내의 압력이 약 10mmHg 부근에 도달한 후, 배기밸브(38)를 닫고, 2중용기(23)의 진공배기를 종료한다.

다음에, 충전밸브(35)를 열고, 가스용기(34)로부터 크세논가스 등의 저열전도성 가스를 2중용기(23)의 간극(26)에 대기압 정도가 될 때 까지 충전한다. 이 때 2중용기(23)에 과대한 힘이 가해지지 않도록 기밀용기(30)내의 압력과 간극(26)내의 압력의 차압이 작아지도록, 대기도입밸브(33)를 열고, 기밀용기(30)에 대기를 도입하면서 간극(26)내에 저열전도성 가스를 도입한다. 기밀용기(30)를 대기압으로 개방한 후, 2중용기(23)의 배기관(21d)을 영용착하여 단열층(25)을 밀봉하고, 단열용기(D)를 형성한다. 그 후 기밀용기(30)로부터 단열용기(D)를 취출하고, 제4도에 도시한 바와 같이 배기관(21d)에 프로텍터(21e)를 장착한다. 이상의 공정에 의해 단열층(25)내에 열전도율이 작고, 불활성한 가스를 충전한 단열용기(D)가 얻어진다.

또, 본 발명은 앞의 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 각종 변경이 가능함은 물론이다. 예를 들면, 단열용기의 형상의 그 사용용도에 따라 원통형상, 각형 통형상, 반구형상 등 다양한 형상으로 해도 되며, 또 단열용기의 개구에 같은 단열구조의 뚜껑을 개폐 가능하게 장착하여 구성해도 된다. 또한, 본 발명의 단열용기와 다른 단열구조, 예를 들면 고체단열재를 충전한 단열구조나 진공단열구조를 조합하여 사용하는 것도 가능하다.

Claims

내부용기와 외부용기를 일체로 접합한 2중벽 구조를 가진 2중용기의 상기 내부용기와 외부용기 사이의 간극에 단열층을 형성한 단열용기에 있어서, 2중용기의 상기 내부용기와 외부용기의 간극에 크세논, 크립톤, 아르곤중 적어도 1종으로 이루어진 저열전도성 가스를 대기압 정도의 봉입압력으로 봉입해서 단열층을 형성하고, 상기 내부용기의 외표면과 외부용기의 내표면중 적어도 한쪽에 금속으로 이루어진 복사방지재를 배치한 것을 특징으로 하는 단열용기.
제1항에 있어서, 상기 2중용기의 내부용기와 외부용기 사이의 간극을 1 내지 10mm로 한 것을 특징으로 하는 단열용기.
제1항에 있어서, 금속으로 이루어진 복사방지재가 간극내에 배치된 금속박과, 내부용기 외면과 외부용기 내면중 적어도 한쪽에 형성된 금속피막으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 단열용기.
제1항에 있어서, 2중용기의 내부용기와 외부용기의 공간에 봉입된 저열전도성 가스의 봉입압력을 상온에서 대기압 정도로 한 것을 특징으로 하는 단열용기.
제1항에 있어서, 내부용기와 외부용기의 간극에 상기 단열층을 두께방향으로 구획하는 하나 또는 그 이상의 구획재를 배치하고, 단열층을 다수층으로 한 것을 특징으로 하는 단열용기.
제5항에 있어서, 구획재로 구획한 다수의 단열층의 각각의 간극을 1 내지 10mm로 한 것을 특징으로 하는 단열용기.
제5항에 있어서, 2중용기의 내부용기와 외부용기의 공간에 봉입된 저열전도성 가스의 봉입압력을 상온에서 대기압 정도로 한 것을 특징으로 하는 단열용기.
내부용기와 외부용기를 일체로 접합하고, 이들 내부용기와 외부용기의 어느 하나에 배기구멍과 배기관중 어느 한쪽의 개구를 가지고, 또 내부용기의 외표면과 외부용기의 내표면중 적어도 한쪽에 금속으로 이루어진 복사방지재를 배치한 2중용기를 제조하는 공정과, 이어서 상기 2중용기의 배기구멍 또는 배기관을 통해 내부용기와 외부용기 사이의 간극에 존재하는 공기를 배기하는 공정과, 계속해서 상기 간극에 크세논, 크립톤, 아르곤중 적어도 1종으로 이루어진 저열전도성 가스를 충전하는 공정과, 이어서 상기 개구를 접합하는 공정의 각 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 단열용기의 제조방법.
제8항에 있어서, 금속으로 이루어진 복사방지재가 2중용기의 간극내에 배치된 금속박과, 내부용기 외면과 외부용기 내면중 적어도 한쪽에 형성된 금속피막으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 단열용기의 제조방법.
제8항에 있어서, 2중용기를 제조하는 공정을 바닥이 있는 통형상의 내부용기와 통형상의 외부용기의 각각의 입구부를 접합하여 일체화하고, 그 내부용기의 외표면과 외부용기의 내표면중 적어도 한쪽에 금속으로 이루어진 복사방지재를 배치하고, 이어서 외부용기의 바닥부 개구에 배기구멍과 배기관중 어느 한쪽의 개구를 가진 바닥판을 접합하도록 한 것을 특징으로 하는 단열용기의 제조방법.
제8항에 있어서, 2중용기를 제조하는 공정을 바닥이 있는 통형상의 내부용기와, 배기구멍과 배기관중 어느 한쪽의 개구를 가진 바닥이 있는 통형상의 외부용기를 준비하고, 내부용기의 외표면과 외부용기의 내표면중 적어도 한쪽에 금속으로 이루어진 복사방지재를 고정하여 이들 내부용기와 외부용기의 입구부를 접합하여 일체화하도록 한 것을 특징으로 하는 단열용기의 제조방법.
제8항에 있어서, 2중용기를 제조하는 공정을 일체 2중성형에 의해 바닥이 있는 통형상의 내부용기와 통형상의 외부용기가 입구부에 의해 일체화된 형상의 2중벽 구조체를 제조하고, 그 내부용기의 외표면과 외부용기의 내표면중 적어도 한쪽에 금속으로 이루어진 복사방지재를 고정하고, 이어서 외부용기의 바닥부 개구에 배기구멍과 배기관중 적어도 한쪽 개구를 가진 바닥판을 접합하도록 한 것을 특징으로 하는 단열용기의 제조방버.
제8항에 있어서, 2중용기의 내부용기와 외부용기 사이의 간극에 존재하는 공기를 배기하는 공정 및 저열전도성 가스를 충전하는 공정을 상기 간극과 2중용기 외부의 압력차를 작게 하여 행하는 것을 특징으로 하는 단열용기의 제조방법.