JP2517021Y2 - 合成樹脂製真空断熱容器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、魔法瓶や保温弁当箱などとして使用され
る合成樹脂製真空断熱容器に関する。

「従来の技術」 従来、真空断熱容器としては、ガラス製やステンレス
製の内筒と外筒を口部で接合、一体化し、その内外筒間
に真空断熱層を形成したものが主に提供されている。こ
れらのガラスやステンレスを用いた真空断熱容器は、そ
の製造上形状やデザインの制約があり、また出来上がっ
た容器はその重量が重いため携帯に不便である等の問題
があった。

そしてこのガラスやステンレス製の真空断熱容器での
問題を解決するためのものとして、成型が容易でありか
つ軽量の合成樹脂製の真空断熱容器が提案されている。

このような合成樹脂製の真空断熱容器は、合成樹脂材
料からなる内筒と外筒をそれぞれ口部で接合、一体化し
た二重の容器であり、内外筒間の空間部を真空排気し、
真空断熱層としたものである。この内外筒の表面にはガ
スバリアー性を高めるために金属被膜が形成されてい
る。

「考案が解決しようとする課題」 しかしながら、合成樹脂製真空断熱容器にあっては、
合成樹脂材料よりの脱ガスが避けられず、それ故ガスバ
リアー性を高めるため、合成樹脂材料よりなる容器の断
熱層に面する表面に蒸着層、メッキ層、を形成している
が、それにもかかわらず脱ガスした気体が蒸着層、メッ
キ層を透過したりあるいは口部接合部などから、大気ガ
スが侵入したりして、真空断熱層の真空度が低下し、こ
れによる真空断熱容器の断熱能力の経時的な劣化によ
り、長期的な断熱能力の保持が困難となる問題があっ
た。また、この問題を解決するために更に内外筒壁のメ
ッキ層を厚くしてガスバリア性を高めようとすると、メ
ッキ層を伝わって口元接合部への熱伝導度が増大し、か
えって断熱性能が低下してしまったり、膜層の肥厚化に
より製造コストが上昇してしまう等の問題がある。また
合成樹脂製容器は、その大きさや形状によっては、大気
圧による荷重を支えるために、内外筒壁の間にハニカム
等の強度部材を介在させる必要があり、これらの強度部
材を内外筒間に介在させることにより、強度部材を通し
て固体熱伝導が起こり、断熱性能が低下したり、強度部
材からの脱ガスによって真空断熱層の真空度が劣化して
しまう問題があった。

この考案は上記事情に鑑みてなされたもので、長期に
わたり優れた断熱効果を維持できる合成樹脂製真空断熱
容器を提供することを目的とする。

「課題を解決するための手段」 この考案は、合成樹脂製の内筒と外筒をそれぞれの口
部で一体化し、外筒底部に設けられた開口部を、非蒸発
性内部拡散型低温活性化ゲッター材を配した封止板で閉
塞し、かつ内外筒間に真空断熱層を形成して真空断熱容
器としてなるとともに、上記ゲッター材に、外部からの
通電により該ゲッター材を加熱する加熱手段を設け、該
真空断熱層の一部に補強用リブを設け、かつ少なくとも
内外筒のゲッター材近傍部分に、金属被膜を設けた構成
としたことによって上記課題を解消した。

「作用」 本考案に係る合成樹脂製真空断熱容器は、真空断熱層
中に非蒸発性内部拡散型低温活性化ゲッター材を配置
し、さらにゲッターに対し通電による加熱手段を設けた
構造としたので、使用前にゲッター材を通電加熱するこ
とによってゲッターが活性化され、真空断熱層を常に高
真空に保つことができる。しかも非蒸発性の内部拡散型
ゲッター材を採用したのでゲッター材を気相とせずに固
相で活性化することができるので、ゲッター材の加熱温
度は低温で良く、合成樹脂を溶かすことがない。その上
また内外筒の対向する面の少なくとも発熱材及びゲッタ
ーの近傍に金属製被膜を形成したので、発熱材やゲッタ
ーの発熱による内外筒の溶融を防ぐとともに被膜形成部
分のガスバリアー性を向上させることができる。また内
外筒の間の補強材としてリブを設けたので、ハニカム等
他の補強部材を用いたものに比べ、固体熱伝導を小さく
でき、また補強部材からの脱ガスが少ない。

「実施例」 第１図及び第２図は、この考案の一実施例を示す図で
あって、この図中符号１は円筒型真空断熱容器である。
この円筒型真空断熱容器１は、容器本体２と封止部2Aと
通電部2Bから構成されている。

この容器本体２は、合成樹脂を成型して得た内筒３と
外筒４からなり、それら内外筒3,4をそれぞれの口部で
接合、一体化することにより、内外筒3,4間に真空断熱
層９となる空間部を形成した二重構造の容器である。

この内筒３と外筒４は、少なくとも、そのいずれか一
方の真空断熱層側の面には、円筒形の補強用リブ５が設
けられ、外筒４の底部には真空排気のための空気排出口
８が設けられている。また、これら内外筒3,4それぞれ
の対向した面側には、その面にガスバリアー性を付与す
るための被膜６が形成されている。また内外筒3,4のそ
れぞれ対向する面側の発熱材12及びゲッター材13の近傍
部分には、金属被膜７が形成されている。この金属被膜
７は、Ag,Alなどの金属材料からなる厚さ20〜30μｍ程
度のものである。

本考案において使用されるゲッター材13は、製造時だ
けでなく製造後も度々加熱活性化する目的で使用される
ため、加熱後も固体の相を維持し気相を発生せずに活性
化し得るものが好ましい。また、容器本体２は高温に弱
い合成樹脂製であるので、低温でも活性化が可能なゲッ
ター材の使用が望ましい。このような点を考慮して、本
考案においてはゲッター材13として、非蒸発性内部拡散
型低温活性化ゲッター材を用いている。

真空断熱容器の場合、真空断熱層内を高真空の状態に
維持する必要があるため、真空断熱層にしみ出したガス
を捕捉しなければならない。その役目をはたすのがゲッ
ター材で、真空断熱容器には欠かすことのできないもの
である。ゲッター材には、蒸発型と非蒸発型がある。蒸
発型ゲッター材は、ゲッター材を蒸発させて使用するた
め、活性化（ガスを吸着できる状態）するには高い温度
が必要となる。本考案は合成樹脂製の断熱容器に関する
ものであり、合成樹脂の耐熱性の問題から蒸発型ゲッタ
ーは使用できない。そのため、低温（200〜400℃）で活
性化が可能な非蒸発型のゲッター材を使用したのであ
る。

また、ゲッター材が吸着したガスをゲッター材内部に
拡散させながらゲッタリングを行うことは密閉空間（真
空断熱層）を高真空に保つ上で大変重要なことである。
一度吸着したガスは二度と脱着させないことが、密閉空
間を高真空に保つことを可能とするからである。ゲッタ
ー材が、吸着したガスを内部に拡散しない場合、吸着ガ
スが容易に脱着し、空間内の圧力を上昇させるおそれが
ある。本考案で用いた非蒸発性内部拡散型低温活性化ゲ
ッター材は、吸着したガスをゲッター材内部に拡散させ
ながらゲッタリングを行うことができる。

このゲッター材13、すなわち非蒸発性内部拡散型低温
活性化ゲッター材としては、ジルコニウム（Zr）を主成
分とする合金からなり、該合金の粉末あるいは粉末を板
状に成形したものが使用される。市販品において好適な
ゲッター材を例示すると、サエスゲッターズ社製のSt70
7（登録商標）、日本ゲッターズ株式会社製のHS402（登
録商標）等である。

上記外筒４の底部は、空気排出口８が設けられ、この
空気排出口８は、前述の封止部2Aによって閉塞されてい
る。

この封止部2Aは、金属封止板10と、その金属封止板10
上にハーメチックシール11によって接着された発熱材12
と、さらにこの発熱材12に接触させて装着してあるゲッ
ター材13とから構成されている。また、封止部2Aの発熱
材12には前述の通電部2Bが装着されている。この通電部
2Bは、電源に接続するための接続具14と、この接続具14
と発熱材12を接続するコード15とから構成されている。

この通電部2Bに外部から通電することにより、ゲッタ
ー材13が加熱され、加熱されたゲッター材13内部で今ま
で吸着したガスが内部拡散し、ゲッター材13が活性化す
る。活性化されたゲッター材13は真空断熱層９内部のガ
スを吸着して真空断熱層９の真空度を向上させ、それに
伴いこの円筒形真空断熱容器１は断熱性能が向上する。

次に、本考案に係る上記構成の円筒型真空断熱容器１
の製造例を説明する。

上記の円筒型真空断熱容器１を製造するには、まず、
容器本体２を構成する内筒３と外筒４を射出成形法等で
成型して作製する。この時外筒の内面あるいは内筒の内
面には、円筒形の補強用リブ５を形成しておく。またこ
の時用いる合成樹脂としては、少なくとも100℃以上の
耐熱性が必要であり、且つガスバリアー性が良好で耐衝
撃性を合わせ持つような材質のものが好ましく、特にポ
リカーボネート等が好適に用いられる。またこの内筒３
と外筒４のそれぞれの対向する面には、ガスバリアー性
を高めるために被膜６を形成する。この被膜６の形成方
法としては、予めメッキ面を適当な前処理をした後電解
メッキする方法、無電解メッキした後電解メッキをする
方法、あるいは蒸着法などが好適に用いられる。このよ
うにして被膜６を形成した内外筒3,4のそれぞれ対向面
のうち、少なくとも発熱材12及び非蒸発性ゲッター材13
の近傍には、ゲッター材加熱時における合成樹脂本体の
溶融を防ぐために金属被膜７を形成する。上記のように
して得られた内外筒3,4は、それぞれ口部で接着剤等に
より接合、一体化することにより二重構造の容器本体２
となる。次に、この容器本体２を真空炉方式を用いて、
真空断熱層９中の空気を空気排出口８より排気し、真空
断熱層９内を所定の真空度としたのち、空気排出口８に
金属製封止板10を封着する。この金属封止板10の真空断
熱層側の面には、あらかじめハーメチックシール11によ
り発熱材12を接着しておき、さらに発熱材12に接触する
ようにゲッター材13を装着しておく。次に、金属封止板
10の外面側に形成された発熱材12の通電用端子に、一端
に接続具14を設けたコード15の他端を接続する。

上記のようにして製造した円筒型真空断熱容器１は、
例えば使用する前日にゲッター材13を通電加熱して真空
断熱層を高真空にしておけば、翌日は断熱性能がより向
上した真空断熱容器として使用することができる。また
通電部2Bの接続具14を100Vの家庭用電源に接続して使用
できるようにプラグとし、さらに容器本体２にコード15
を接続する部分を着脱自在の接続部を形成しておくこと
が望ましい。

上記のように構成された円筒型真空断熱容器１は、真
空断熱層９中に非蒸発性ゲッター材13を設け、さらにこ
のゲッター材13に対し通電による加熱手段を設けてある
ため、使用前に通電加熱を行うことにより、ゲッター材
13が活性化されて真空断熱層９は高真空度となるので、
常に優れた断熱性能をもつ状態の容器を提供することが
できる。またゲッター材を非蒸発性で固相に維持して低
温で活性化し得るものとし、その上内外筒3,4の対向す
る面の少なくとも発熱材12及びゲッター材13の近傍に金
属被膜７を形成したので、発熱材12やゲッター材13の発
熱による内外筒3,4の溶融を防ぐとともに、被膜形成部
分のガスバリアー性を高めることができるので、真空断
熱容器１の断熱性が向上する。また内外筒3,4の間の補
強材としてリブ５を設けてあるので、ハニカム等他の補
強部材を用いたものに比べ、固体熱伝導や脱ガス等によ
る真空度への影響が少なく、真空断熱容器１の断熱性能
を維持しやすい。

第３図および第４図は、本考案に係る他の実施例を示
すもので、図中符号20は角筒状真空断熱容器である。

この角筒状真空断熱容器20は、容器本体21と、封止板
部と、通電部により構成されている。

上記容器本体21は合成樹脂を角筒状に成型した内筒22
と外筒23を、それぞれの口部で接合、一体化した二重構
造の容器であり、内外筒22,23間には真空断熱層27が形
成されている。

これらの容器本体21を構成する内外筒22,23どちらか
一方の真空断熱層側の面には、円筒状ないしリング状の
補強用リブ24が設けられており、さらに外筒23の底部に
は、真空断熱層内を真空排気するための空気排出口28が
設けられている。また内外筒22,23のそれぞれ対向面に
は、ガスバリアー性付与のための被膜25が設けられ、内
外筒22,23のそれぞれ対向面の少なくとも非蒸発性ゲッ
ター材31の近傍には、ゲッター材加熱時の容器本体の溶
融を防ぐために、さらに金属被膜26が形成されている。
この金属被膜26は、Ag,Alなどの金属材料からなる厚さ2
0〜30μｍ程度のものである。

上記容器本体21の一部を構成する外筒23の底部に開口
している空気排出口28は、封止板部21Aで閉塞されてい
る。この封止板部21Aは金属封止板29と、その金属封止
板29の上にハーメチックシール30を介して接着されたゲ
ッター材31とで構成されている。

次に、本考案に係る上記角筒状真空断熱容器20の製造
例を説明する。

上記の角筒状真空断熱容器20を製造するには、まず、
容器本体21を作製する。この容器本体21を構成する内筒
22と外筒23は、ポリカーボネート等の合成樹脂を射出成
形法等で角筒状に成型して作製する。この時外筒（内筒
でもよい）の真空断熱層側の面には、円筒状あるいはリ
ング状の補強用リブ24を設ける。またこの内筒22と外筒
23のそれぞれの対向する面には、ガスバリアー性を付与
するために被膜25を形成する。この被膜25の形成方法
は、先の実施例と同様である。このようにして被膜25を
形成した内外筒22,23のそれぞれ対向面のうち、少なく
ともゲッター材31の近傍には、さらにゲッター材加熱時
における合成樹脂本体の溶融を防ぐための金属被膜26を
形成する。上記のようにして得られた内外筒22,23は、
それぞれ口部で接着剤等により接合、一体化することに
より二重構造で角筒状の容器本体21となる。次に、この
容器本体21を真空炉方式を用いて、真空断熱層27中の空
気を空気排出口28より排気し、真空断熱層27内を所定の
真空度としたのち、空気排出口28に金属製封止板29を封
着する。この金属封止板29の真空断熱層側の面には、あ
らかじめハーメチックシール30により、非蒸発性ゲッタ
ー材31を装着しておく。このゲッター材31は、固体相の
ゲッター材内部に通電線の一端を埋設したもので、他の
一端から電流を通電することにより、ゲッター材31自ら
発熱して活性化する。次に、金属封止板29の外面側に形
成されたゲッター材31通電用端子に、一端に接続具32を
設けたコード33の他端を接続する。

この例による角筒状真空断熱容器20では、非蒸発性ゲ
ッター材として、通電により自己発熱するものを用いた
ので、先の例のように発熱材を用いる必要がない。ま
た、通電加熱により随時ゲッターの活性化が可能となる
構造を真空断熱層内に設けてあるため、この角筒状真空
断熱容器20は長期にわたり優れた保温性能が得られる。

また、薄い角筒状の形状としたので、通勤用カバンや
学生カバン等にも入れることができ携帯に便利である。

「考案の効果」 以上述べたように本考案の合成樹脂製真空断熱容器
は、真空断熱層中に非蒸発性内部拡散型低温活性化ゲッ
ター材を設け、さらにゲッターに対し通電による加熱手
段を設けたので、使用前にゲッター材を通電加熱し、ゲ
ッター材を固相で活性化して真空断熱層内のガスを吸着
内部拡散することによって捕獲するので、真空断熱層の
高真空度を長期にわたり保持することができ、常に優れ
た断熱性能をもつ容器を提供することができる。しかも
上記ゲッター材は低温加熱で活性化し得るもので、また
内外筒の対向する面の少なくとも発熱材及びゲッターの
近傍に金属製被膜を形成したので、発熱材やゲッターの
発熱による内外筒の溶融を防ぐとともに、被膜形成部分
のガスバリアー性を高めることができ、容器の断熱性を
向上させることができる。また本考案の如きゲッターを
採用したので内外筒の間の補強材としてメッキ層の形成
がしにくく脱ガスが生じやすいリブを設けることがで
き、その結果ハニカム等他の補強部材を用いたものに比
べ、固体熱伝導や脱ガス等による真空度への影響が少な
く、脱ガスの多い合成樹脂製の真空断熱容器として実用
化を可能としたものである。

またゲッターの活性化による真空断熱性能の回復が随
時可能であるため、ガスバリアー性付与のための被膜の
成膜において、膜層の厚さは薄くて済むため、製造コス
トを軽減することができる。また内筒あるいは外筒の成
型時に補強材の代わりとなるリブを形成したので、ハニ
カム等の補強部材を設けるための工程が不要となり、製
造工程を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す円筒型真空断熱容器
の斜視図、第２図は、第１図に示す円筒型真空断熱容器
の断面図、第３図は本考案の他の実施例を示す角筒状真
空断熱容器の斜視図、第４図は、第３図に示す角筒状真
空断熱容器の断面図である。 １……円筒型真空断熱容器、２……容器本体、３……内
筒、４……外筒、５……リブ、６……被膜、７……金属
被膜、８……空気排出口、９……真空断熱層、10……金
属封止板、13……非蒸発性ゲッター材、20……角筒状真
空断熱容器。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】合成樹脂製の内筒と外筒をそれぞれの口部
   で一体化し、外筒底部に設けられた開口部を、非蒸発性
   内部拡散型低温活性化ゲッター材を配した封止板で閉塞
   し、かつ内外筒間に真空断熱層を形成して真空断熱容器
   としてなるとともに、上記ゲッター材に、外部からの通
   電により該ゲッター材を加熱する加熱手段を設け、該真
   空断熱層の一部に補強用リブを設け、かつ少なくとも内
   外筒のゲッター材近傍部分に、金属被膜を設けたことを
   特徴とする合成樹脂製真空断熱容器。