JPH01268521A - 金属製真空二重構造体及びその製造方法 - 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） 本発明は魔法瓶、真空二重パイプ等の金属製真空二重構
造体及びその製造方法に関するものである。

（従来の技術） 金属製真空二重構造体、例えば魔法びん等の真空二重容
器の保温性を向上するには、内容器と外容器の間の真空
度を高くすることと、内容器から外容器へのふく射伝熱
を遮断することが重要である。

真空度を高めるには、真空排気処理能力を高めて高真空
に封止することはもちろんのこと、封止後の内容器外表
面又は外容器内表面からの吸蔵ガスの離脱を防止するこ
とが特に必要である。このため、従来、内容器外表面及
び外容器内表面を脱脂してさらに硝フッ酸等で酸洗いす
る方法、排気処理時に炉内で加熱して吸蔵ガスを空気と
ともに排出する方法、ゲッターを用いて金属表面から離
脱する吸蔵ガスを吸着させる方法があるが、通常これら
の方法をすべて使用することが行なわれている。

また、ふく射伝熱を防止する方法として、従来、少なく
とも内容器外表面に電解メツキあるいは銀鏡反応により
メツキ層を形成する方法、又は特開昭６１−３１１１．
１号公報に示すように内容器外表面を銅又はアルミニウ
ムの薄板で覆う方法がある。

一方、真空排気処理後の真空封じ込み方法としては、外
容器底面に形成した排気口に閉塞部材をろう接して閉塞
する方法（以下、ろう接法という。）と、外容器底面に
設けた排気用のチップ管を挟み切る方法（以下、チップ
管法という。）とがある。

前肥ろう接法において、閉塞部材のろう接に７ラツクス
を使用すると、ガスが内外両容器の真空空間に流入して
真空度を低下させることから、フラックスを使用するこ
となくろう接する必要があこのため、例えばステンレス
鋼製真空二重容器では、高温でその表面を７ラツシユす
るとともに、ニッケルろう等の約９００〜１０７０°Ｃ
の融点を有するろう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４５０〜８
５０°Ｃ）で固溶炭素が炭化物となって析出し、鋭敏化
して粒界腐食が生じやすくなり、耐食性が低下する性質
を有するため、鋭敏化の危険温度域を避けて８５０°Ｃ
以上の温度で真空排気処理及びろう接を行ない、かつ高
温から冷却する際に真空加熱炉内に不活性ガスを供給し
て急冷しなければならない。

これに対し、チップ管法ではろう材を使用しないため、
鋭敏化領域より低い温度、すなわち４００〜４５０°Ｃ
で真空排気処理が行なわれている。

ところで、真空排気処理時には、金属表面の清浄化と吸
蔵ガスの放出のために二重容器を加熱する必要があるが
、排気処理中に加熱するとメツキ面等が酸化するため、
従来加熱前にｌＸｌ０−”Ｔｏｒｒ（１，３３Ｐａ）よ
り高真空に予備排気しておいてから、ろう接法では８５
０〜９５０℃に、チップ管法では４００〜４５０°Ｃに
加熱するようになっている。

以上の真空度を高める方法、ふく射伝熱を防止する方法
及び真空封じ込み方法は、凍結防止用の給水パイプ等に
用いられる真空二重パイプの製造にも適用されている。

なお、一般に真空度については、圧力が、１０−３Ｔｏ
ｒｒ以上を低真空、 １０−”　Ｉ　０−３Ｔｏｒｒの範囲を高真空、１０−
’−１０−４Ｔｏｒｒの範囲を超高真空、１０−４Ｔｏ
ｒｒ以下を極超高真空、と称されているので本明細書に
おいてもこれに従う。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記従来のようにｌＸｌ０−”ＴＯｒ「
より高真空に予備排気すると、対流伝熱媒体である空気
が希薄になり、外容器と内容器の間の伝熱性が極めて悪
くなっている。このため、予備排気後に加熱したとして
も内容器の昇温か炉熱を直接受ける外容器に比へて著し
く遅れる結果、真空排気処理時間が長くかかったり、内
容器外表面からの脱ガスが不十分となり、真空封じ込み
後に残留した吸蔵ガスが遊離して真空度が低下し、断熱
性が経時変化して保温性がしだいに低下してゆくことに
なる。

そこで、従来、ゲッターを用いて真空封じ込み後に遊離
する吸蔵ガスを吸着するようにしている。

かかるゲッターの使用は、保温性の完全化を図るうえで
必要不可欠であるが、その反面、本来のゲッターやゲッ
ター保持金具等の材料費が増大するという問題点を有し
ていた。

本発明は斯かる問題点に鑑みてなされたもので、断熱性
に優れ、かつ、安価な金属製真空二重構造体を提供する
こと、及び短い真空排気処理時間で内容器からの脱ガス
が十分に行なわれるととともに、本来のゲッターやゲッ
ター保持金具を不要とすることができる金属製真空二重
構造体の製造方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するだめの手段） ところで、真空二重構造体の内壁又は外壁から遊離する
ガスは多量の水素のほか少量の窒素が含まれている。従
って、真空二重構造体の真空度を高めるには、水素はも
ちろんのこと窒素も吸収する必要がある。

そこで、本発明は、まず、真空度と断熱性の関係におい
て、ｌ　Ｘ　ｌ　Ｏ−４Ｔｏｒｒ以下の高真空下では極
めて優れた断熱性が得られることは従来周知のことであ
るが、この断熱性の変化は真空度がｌＯ−”　１０−”
Ｔｏｒｒのオーダー（７）間で、ｔＪに変化する（日本
機械学会編伝熱工学資料参照）ことに着目し、断熱性が
顕著に現われず、伝熱性がある程度良好な真空下すなわ
ちＩ　Ｏ−”Ｔｏｒｒのオーダー以上の低真空において
加熱脱ガスを行なうこととしたものである。

さらに、内容器外表面に被覆した銅箔に、本来のふく射
伝熱防止作用以外にガス吸収作用、すなわちゲッター作
用を有効に発揮させるために、真空排気処理時に当該銅
箔を活性化させてその脱ガスを効果的に行なうとともに
、銅箔では吸収できないガスをチタン又はジルコニウム
で吸収するようにしたものである。

一般に、金属と特定のガスが室温状態で化学吸着するな
らば、その金属の特定ガスの吸収量は、−活性時の放出
ガス量に依存する。従って、例えば銅箔が特定のガスを
化学吸着でき、かつ、活性時の放出ガス量が一般のゲッ
ター材と同等であれば、銅箔にゲッター材並のゲッター
作用を期待することができる。

そこで、本発明者らは、銅と水素が化学吸着することを
考慮し、銅箔の活性時の放出ガス分析を行ない、次の結
果を得た。

ステンレス鋼製チャンバ内に銅箔を収容し、加熱排気し
つつ銅箔を活性化させると、銅箔から主に水蒸気（Ｈ２
Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯｚ）、−酸化炭素（ＣＯ）が放
出され、水素（Ｎ７）がわずかに放出された。ここで、
放出される水蒸気（Ｈ２Ｏ）は、１２０°０．２４０°
Ｃ及び３７０℃の３つのピークがみられ、１２０℃のピ
ークは銅箔の表面に物理的に吸着していたものであり、
２４０℃及び３７０℃のピークは銅（Ｃｕ）とＣｕＯ又
はＣｕ２Ｏの形で結合していた酸素（０）と拡散してき
た水素（Ｈ）とが結合したものであると考えられる。二
酸化炭素（ＣＯ２）及び−酸化炭素（ＣＯ）は、２４０
℃と４００℃の２つのピークがみられ、銅（Ｃｕ）と結
合していた酸素（０）と拡散したきた炭素（Ｃ）が表面
で結合したものであると考えられる。また、水素（Ｎ２
）は、水蒸気（Ｈ２Ｏ）の形で放出されずに残ったもの
がそのまま放出されたものであると考えられる。

また、この銅箔（約１２ｇ）の活性化により放出される
水素（Ｎ２Ｘ水蒸気（Ｎ２０）の形で放出されるものを
含む）は、一般のゲッター材（５ＡＥＳＧＥＴＴＥＲＳ
　Ｓ、Ｐ、Ａ、製５ｔ−７０７相当、約０．５ｇ）の活
性時に放出される水素（Ｈりと同等以上であっＩこ。

さらに、空気中で強制酸化させた銅箔は、活性化時にそ
の表面で水素（Ｈ）と酸素（０）の衝突確率が増えるた
め、水素（Ｎ２）が水蒸気（Ｎ２０）の形で放出されや
すく、酸化によりダメージも残らないことが確認されて
いる。

また、本発明者らは、銅と物理吸着しても化学吸着しな
い窒素は、チタン又はジルコニウムとなら化学吸着する
ことを考慮し、チタン箔の活性時の放出ガス分析を行な
った結果、水素（Ｈりのピークは約７００°Ｃ１窒素（
Ｎ、）のピークは約４００℃であった。また、ジルコニ
ウム箔の活性時の放出ガス分析を行なった結果、水素（
Ｎ２）及び窒素（Ｎ２）のピークはいずれも約３００°
Ｃであった。さらに、チタン箔（約０．８ｇ）の窒素（
Ｎ２）吸収能力は、前記一般のゲッター材（約０．５ｇ
）の窒素（Ｎ、）に対する吸収能力と同等であることも
確認されている。なお、従来市販されているチタン製の
ゲッターは、窒素（Ｎ、）よりも水素（Ｎ２）を有効に
吸収するために７００°Ｃ以上で活性化させ、高温用ゲ
ッターとして使用されている。

本第１発明は、以上の見識に基づいてなされたもので、
内壁と外壁とで二重壁構造を形成し、内壁と外壁の間の
空間を排気処理して真空封じ込みした金属製真空二重構
造体において、 内壁の表面を活性化された銅箔で覆うとともに、内壁表
面と銅箔の間に活性化されたチタン又はジルコニウムを
介装したものである。

また、第２発明は、内壁ど外壁とで二重壁構造を形成し
、内壁と外壁の間の空間を排気処理して真空封じ込みす
る金属製真空二重構造体の製造方法において、 内壁の表面を銅箔で覆うとともに、内壁表面と銅箔の間
にチタン又はジルコニウムを介装して、第６図に示すよ
うに、第１工程Ｉでｌ　Ｏ−”Ｔｏｒｒのオーダー以上
の低真空に予備排気し、第２工程■で略４００°Ｃ以上
の温度で所定時間加熱して脱ガスを行なった後、第３工
程■で当該加熱温度を維持したままｌＯ−Ｔｏｒｒのオ
ーダー以下の高真空に排気処理して、第４工程■で真空
封じ込みするものである。

前記チタン材又はジルコニウム材としては、例えばチタ
ン材ならチタン箔、チタンベレット又は市販のチタンゲ
ッター等を使用することができるが、ゲッター保持部が
不要で、かつ、表面積をできるだけ確保する点から、チ
タン箔又はジルコニウム箔を使用するのが好ましい。ま
た、内壁又は外壁の材質がＳＵ３３０４等のオーステナ
イト系ステンレス鋼の場合は、当該ステンレス鋼の鋭敏
化領域より低い温度又は当該領域を越える温度で加熱脱
ガスを行なうのが好ましい。

なお、真空封じ込み方法としては、従来のチップ管法又
はろう接法いずれでも可能であるが、内壁又は外壁の材
質がオーステナイト系ステンレス鋼の場合は、チップ管
法では当該ステンレス鋼の鋭敏化領域より低い温度で加
熱脱ガスを行ない、ろう接法では当該鋭敏化領域を越え
る温度で加熱脱ガスを行なうべきである。

また、内壁と外壁の間の空間には、空気のほか窒素（Ｎ
２）、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスを封入しておく
ことができる。ただ、空気の場合は、空気中の酸素（０
□）により銅箔が酸化されるが、酸素（０２）と脱ガス
の主成分である水素（Ｈ２）との衝突確率が増えること
により、酸素と水素とが結合して水蒸気（Ｈ２０）とな
って放出されやすく、活性化の観点からみると、経済的
であるという利点を有している。

（作用） 前記第１発明の構成によれば、内壁と外壁の間の真空空
間に残留するガス又は内壁若しくは外壁から遊離するガ
スのうち、水素（Ｈ８）は内壁の表面を覆う活性化され
た銅箔に吸収され、窒素（Ｎ２）は内壁表面と銅箔の間
に介装されたチタン又はジルコニウムに吸収されるため
、当該真空空間は高真空に保たれて断熱性が維持される
。また、チタン又はジルコニウムは内壁表面と銅箔の間
に介装されているため、何等保持部材を必要としない。

一方、面記第２発明によれば、第１工程Ｉで１Ｏ−２Ｔ
ｏｒｒのオーダー以上の低真空に予備排気すると、内壁
と外壁の間の伝熱性が低下し断熱性が生じてくるが、ｌ
　Ｏ−”Ｔｏｒｒのオーダー程度では、伝熱性はさほど
損なわれない。

このため、第２工程■で略４００°Ｃ以上に加熱する、
炉熱を直接受ける外壁の熱はふく射、伝導。

対流によりすみやかに内壁に伝わり、内壁は短時間で昇
温する。従って、外壁はもちろん内壁の壁面より吸蔵ガ
スが遊離して脱ガスが十分に、しかも短時間に行なわれ
る。また、内壁が加熱されるに伴い、銅箔及びチタン又
はジルコニウムも加熱されて吸蔵ガスが放出され、活性
化する。

そして、さらに第３工程■で１０−４Ｔｏｒｒのオーダ
ー以下に排気処理すると、前記内壁又は外壁からの遊離
ガス及び銅箔、チタン又はジルコニウムからの放出ガス
は残留空気とともに外部に排出される。

この排気処理を終えた後、第４工程■でチップ管法又は
ろう接法により真空封じ込みを行なうと、高真空の真空
二重構造体が得られるとともに、銅箔およびチタン又は
ジルコニウムがゲッターとして作用し、内壁と外壁の間
の真空空間に残留するガス、又は内壁若しくは外壁から
遊離するガスのうち、水素（Ｈ２）は銅箔に吸収され、
窒素（Ｎ２）はチタン又はジルコニウムに吸収されて断
熱性が維持される。

内壁又は外壁がＳＵＳ　３０４等のオーステナイト系ス
テンレス鋼であり、チップ管法により真空封じ込みを行
なう場合は、第２工程■で当該ステンレス鋼の鋭敏化領
域より低い温度で加熱脱ガスを行なうことにより、鋭敏
化による耐食性の低下の虞れがなくなる。

また、内壁又は外壁がオーステナイト系ステンレス鋼で
あり、ろう接法により真空封じ込みを行なう場合は、第
２工程■で当該ステンレス鋼の鋭敏化領域を越える温度
で加熱脱ガスを行なうことにより、前記チップ管法と同
様耐食性の低下の虞れがなくなる。

（実施例） 次に、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。

ｉ）第１発明の実施例 ■第１実施例 第１図は、本発明に係る魔法瓶用の真空二重容器ｌで、
上部２ａと下部２ｂの２分割に形成しておいたステンレ
ス鋼製の外容器２に、外表面を厚さ１６．５μ２重量１
２ｇの銅箔３ａで覆うとともに、厚さ２５μ１重量０．
８ｇのチタン箔３ｂを巻き込んだステンレス鋼製の内容
器３を挿入して、内容器３と外容器２の上部２ａを口部
Ｙで接合し、さらに、外容器２の上部２ａと下部２ｂｆ
ｔＸ部で接合して、二重壁構造に形成するとともに、外
容器２の底部に排気用のチップ管４を設けたものである
。

なお、チップ管４と対抗する内容器３の底外面の中央部
は銅箔３ａで覆われないで露出されてい、る。

そして、外容器２と内容器３の間の空間部は、チップ管
４を介して加熱排気処理するとともに、銅箔３ａ及びチ
タン箔３ｂを活性化させた後、チップ管４を挟み切るこ
とにより真空封じ込みされている。

以上の構成からなる真空二重容器ｌにおいて、製造時に
チップ管４より排気されないで外容器２と内容器３の間
の真空空間５に残留するガス、又は真空封じ込み後に外
容器２若しくは内容器３から遊離するガスのうち、水素
（Ｈ２）は活性化された銅箔３ａのゲッター作用により
銅箔３ａに吸収される。また、窒素（Ｎ、）は活性化さ
れたチタン箔３ｂのゲッター作用によりチタン箔３ｂに
吸収される。このため、外容器２と内容器３の間の真空
空間５は高真空に保たれ、断熱性が維持される。

■第２実施例 第２図、第３図は、本発明の他の実施例に係る魔法瓶用
の二重容器１ａで、前記二重容器ｌの外容器２のチップ
管４の替わりに、開口部４ａを形成して、該開口部４ａ
に中央に排気口６を有する排気口縁部材７を嵌合して接
合し、当該排気口６に排気口閉塞部材８をろう材９を介
して設置し、外容器２と内容器３の間の空間部は開口部
４ａを介して加熱排気処理した後、ろう材９を溶融させ
て開口部４ａを排気口閉塞部材８で閉塞することにより
真空封じ込みした以外は実質的に同一であり、対応する
部分には同一番号を付して説明を省略する。

以上の構成からなる真空二重容器１ａにおいて、銅箔３
ａ及びチタン箔３ｂは、前記第１実施例と同様、ゲッタ
ーとして作用するため、外容器２と内容器３の間の真空
空間５は高真空に保たれ、断熱性が維持される。

■第３実施例 第４図は凍結防止用の給水パイプ等に用いられる真空二
重パイプを示し、概略、給水パイプｌＯと、外筒１１と
、連結部材１３．１４とで構成されている。

給水パイプｌＯは内径２２ｍｍ、厚さｌ＋ａ＋＋＋のス
テンレスパイプで、外筒１１が外装される部分は銅ｍ　
ｌ　Ｏａにより被覆されるとともに、給水パイプｌＯと
銅箔１０ａめ間にチタン箔１０ｂが巻き込まれている。

なお、外筒１１とのギャップを一定に保持するとともに
、外筒１１と給水パイプ１０との熱接触をできるだけ防
止するようにした適宜スペーサを設けてもよい。外筒１
１は内径４２ｍｍ。

厚さ１．２ｍｍのステンレスパイプで、給水パイプｌＯ
に外装されるようになっており、上流側の外周部には銅
製のチップ管１２が取り付けである。

連結部材１３．１４はステンレス材で形成された断面コ
字状のリング部材で、給水パイプｌＯに挿通されて給水
パイプ１０の外面と外筒ｌｌの端部に全周溶接され、給
水パイプ１０と外筒１１の間の空間部を蓋するようにな
っている。

そして、この空間部はチップ管１２を介して加熱排気処
理するとともに、銅箔１０ａ及びチタン箔１０ｂを活性
化させた後、チップ管１２を挟み切ることにより真空封
じ込みされている。

また、外筒１１の両端及び連結部材１３．１４の外側に
ステンレス材からなるキャップ１５．１６が夫々装着さ
れ、該キャップ１５．１６と連結部材１３．１４との間
にシール剤１７．１７が夫々注入されるとともに、キャ
ップ１６の下流側と別のキャップ１８とで前記チップ管
１２を覆い、適宜シール剤等で封止されている。なお、
図示するように、チップ管１２をキャップ１９で覆い、
その内部にシール剤１７を充填してもよい。

以上の構成からなる真空二重パイプにおいて、銅′ｆ３
１０　ａ及びチタン箔ｌＯｂは前記第１実施例と同様、
ゲッターとして作用するため、給水パイプｌＯと外筒１
１の間の真空空間２０は高真空に保たれ、断熱性が維持
される。

■第４実施例 前記第３実施例に係る真空二重パイプにおいて、チップ
管１２を挟み切って真空封じ込みする替わりに、前記第
２実施例のように開口部を形成し、該開口部を閉塞部材
で閉塞してろう接した。

この場合においても、銅箔１０ａ及びチタン箔１０ｂの
ゲッター作用により給水パイプ１０と外筒１１の間の真
空空間２０は高真空に保たれ、断熱性が維持される。

ｉｉ）第２発明の実施例 ■第１実施例 前記第１図に示すような真空二重容器ｌを製造するには
、まず、外容器２と、外表面を銅箔３ａで覆うとともに
チタン箔３ｂを巻き込んだ内容器３とで二重壁構造に形
成し、この二重容器ｌを加熱炉に入れてチップ管４を真
空ポンプに接続する。

そして、第７図に示すように、第１工程２１で、内容器
３と外容器２の間の空間５を予備排気してｌ　Ｘ　ｌ　
Ｏ−”Ｉ”ｏｒｒの低真空にする。このとき、チップ管
４と対向する内容器３の底外面は銅箔３ａで覆われてい
ないので、排気処理中当該銅箔３ａが吸い上げられるこ
とはない。

この低真空状態のまま第２工程２２で、４００〜４５０
°Ｃに加熱する。このとき、炉熱を直接受けて加熱され
た外容器２の熱は、ふく射熱と、口部Ｙの熱伝導と、空
間５内の残留ガスを介して行なわれる対流伝熱とにより
内容器３に伝わる。第１工程２１でｌ　Ｘ　ｌ　Ｏ−２
Ｔｏｒｒの低真空に排気されてはいるが、この程度の真
空度では空間５内の残留ガスによる対流伝熱が支配的と
なり、外容器２から内容器３への伝熱性はさほど損なわ
れない。

このため、外容器２の熱はすみやかに内容器３に伝わり
、内容器３はｌＯ〜２０分程度で昇温する。

従って、外容器２はもちろん内容器３の外表面より、吸
蔵ガスが空間５内に遊離して脱ガスが十分に、しかも短
時間に行なわれる。また、この内容器３か加熱されると
同時に銅箔３ａ及びチタン箔３ｂも加熱されて活性化し
、水蒸気（ＨｚＯ）、窒素（Ｎ２）、二酸化炭素（ＣＯ
ｚ）、−酸化炭素（ＣＯ）等が銅箔３ａ及びチタン箔３
ｂの表面より放出される。

なお、この第２工程２２における加熱はステンレス鋼の
鋭敏化領域より低い温度で行なわれるため、鋭敏化によ
る耐食性の低下の虞れはない。

そして、この第２工程２２の温度を維持したまま、第３
工程２３でさらに排気してｌＸｌ０−’ＴＯ「「の高真
空にする。このとき、空間５内の残留ガス、内容器３又
は外容器２からの遊離ガス及び銅箔３ａ若しくはチタン
箔３ｂからの放出ガスは、チップ管４を通って外部に排
出される。

次に、この高真空状態を維持したまま第４工程２４で冷
却し、第５工程２５でチップ管４をピンチオフして真空
封じ込みを行なう。

以上の工程により製造された真空二重容器は、第２工程
２２で外容器２はもちろん内容器３からも十分に脱ガス
か行なわれているため、真空封じ込み後の吸蔵ガスの遊
離が少なく、断熱性が安定化する。

また、第２工程２２で、銅箔３ａの活性化により水蒸気
０ｔｚｏ）の形で水素（Ｎ３）等が放出され、またチタ
ン箔３ｂの活性化により窒素（Ｎ２）が放出されている
ため、真空封じ込み後の銅箔３ａ及びチタン箔３ｂはガ
ス吸収作用すなわちゲッター作用を有する。従って、真
空封じ込み後に空間５内に残留するガス、又は内容器３
若しくは外容器２から遊離するガスのうち、水素（Ｎ７
）は銅箔３ａに吸収され、窒素（Ｎ２）はチタン箔３ｂ
に吸収されるため、断熱性が低下することはない。

なお、この銅箔３ａは内容器３ａからのふく射伝熱を防
止する作用を奏することは言うまでもない。

また、チタン箔３ｂは銅箔３ａにより内容器３の外表面
に巻き込まれているため、脱落することはなく、何等保
持部材を必要としない。

■第２実施例 前記第２図に示すような真空二重容器１ａを製造するに
は、まず二重容器１ａを倒立させて、第３図に示すよう
に、排気口６の外周縁に環状波形のろう材９を設置し、
このろう材９の上に排気口閉塞部材８を載せた後、真空
加熱炉中にセットする。

そして、第８図に示すように、第１工程３１で前記第１
実施例に係る製造方法の第１工程２１と同様、Ｉ　Ｘ　
Ｉ　Ｏ−”Ｔｏｒｒの低真空に予備排気し、第２工程３
２で８５０〜９５０°Ｃに加熱して銅箔３ａ及びチタン
箔３ｂを活性化するとともに脱ガスを行なった後、第３
工程３３でｌ　Ｘ　ｌ　Ｏ−’Ｔｏｒ「の高真空に排気
する。次に、この高真空状態を保ったまま第４工程３４
でｔｏｏｏ℃前後に加熱すると、ろう材９が溶融して排
気口閉塞部材８が重力の作用により排気口縁部材７の上
に降下して排気口６を閉塞する。続いて、第５工程３５
で急冷するとろう材９が急激に凝固し、内外内容器間の
空間５を高真空に維持したまま排気口縁部材７と排気口
閉塞部材８の間が、第５図に示すように完全に封止され
る。

この第２実施例に係る製造方法では、第１工程３１でｌ
　Ｘ　ｌ　Ｏ−”Ｔｏｒｒの低真空に予備排気されてい
るため１．前記第１実施例に係る製造方法ど同様、第２
工程３２における加熱脱ガスが十分に、しかも短時間に
行なわれるとともに、第３工程３３における真空排気処
理時間も短くて済む。

また、第２工程３２における加熱により銅箔３ａ及びチ
タン箔３ｂが活性化して前記第１実施例に係る製造方法
と同様、水蒸気（Ｈ２Ｏ）、窒素（Ｎ、）等が放出され
るため、銅箔３ａ及びチタン箔３ｂは真空封じ込み後に
ゲッターとして作用し、空間５内の残留ガス及び内容器
３又は外容器２から遊離するガスが吸収され、断熱性が
低下することはない。

さらに、第２工程３２でステンレス鋼の鋭敏化領域を越
える温度で加熱して第５工程３５で急冷するため、ステ
ンレス鋼が鋭敏化領域にさらされる時間が著しく短く、
鋭敏化して耐食性が低下する虞れはない。

なお、前記第１．第２実施例では、第１工程２１．３１
においてｌ　Ｘ　ｌ　Ｏ−”Ｔｏｒｒに予備排気したが
、この数値に限定されるものではなく、１０−”Ｔｏｒ
ｒのオーダーからｌ　００　Ｔｏｒｒ程度の低真空に排
気すればよい。また、第３工程２３．３３における真空
度も、ｌ　Ｘ　１０−４Ｔｏｒｒに限定されるものでは
なく、Ｉ　Ｏ−４Ｔｏｒｒのオーダーあるいはそれ以下
の高真空領域であればよい。

■第３実施例 前記第４図に示すような真空二重パイプを製造するには
、まず第５図に示すように、給水パイプｌＯの下流側に
連結部材１３をそのコ字状内面を下流側に向けて外装し
、矢印Ａで指し示す点を全周溶接し、外筒１１の上流側
端部に連結部材１４をそのコ字状内面を上流側に向けて
内装し、矢印Ｂで指し示す点を全周溶接する。

そして、給水パイプｌＯの外表面を銅箔１０ａで覆い、
この銅箔ｔＯａと給水パイプ１０の間にチタン箔１０ｂ
を巻き込んでおく。次に、吸水パイプＩＯの上流側から
外筒１１を外装し、矢印Ｃ１Ｄで指し示す点を全周溶接
し、給水パイプｌＯの外側に、外筒１１と連結部材１３
．１４で囲まれた空間部を形成する。なお、給水パイプ
ＩＯに外筒１１を外装する際、最終位置近くまで給水バ
イブｌＯ１外筒ｌｌの先端は夫々連結部材１４．１３と
接触しないため、無理なく容易に行なうことができる。

また、給水パイプＩＯの外面に設けた銅箔１０ａを損傷
することもない。

次に、給水パイプＩＯと外筒１１の間の空間部の加熱排
気処理及び真空封じ込み処理を行なうが、その方法は前
記第１実施例における方法と同一であり、その作用、効
果も同一であるため、説明を省略する。

この製造過程において、常温状態から炉内に入れて加熱
すると、まず、外筒１１の温度が上がり、その後給水パ
イプｌＯの温度が後を追って上昇していくため、加熱時
にあっては、外筒１１の膨張量が大きく、連結部材１３
．１４の外側、内側は第４図中夫々矢印ａ、ｂ方向に力
を受けて変形する。

逆に冷却Ｊこ移ると、外筒１１の方が給水パイプ■０よ
りも♀く冷却されるため、冷却時にあっては、外筒１１
の収縮量が大きく、前記加熱時とは逆に、連結部材１３
．１４は夫々矢印ａ’、ｂ″方向に力を受けて変形する
。

このように、連結部材１３．１４は加熱時と冷却時どで
は全く逆方向に力を受けることになるが、連結部材１３
．１４は、その内リング部及び外り：／グ部に対して中
間の連結部が略直角を為し、両方向に自由度を有するた
め、変形時に無理な応力がかからず破損するようなこと
はない。

１ｉｉ）確認テスト 本発明者らは、本第２発明に係る方法により製造したス
テンレス鋼製真空二重容器の保温性を確認するためのテ
ストを行なった。

この保温性テストにおいては、表１に示す条件で、本発
明に係る方法により製造したステンレス鋼製真空二重容
器で、内容器を異なる肉厚を有する銅箔で覆うとともに
チタン箔を巻き込んだものを各々５本づつテスト試料と
した。

表１．テスト試料 また、これと比較するため、従来の方法により製造した
ステンレス鋼製真空二重容器の試料として、表２−１１
表２−２に示すものを用意した。

表２−２．比較試料（２） なお、いずれの試料もゲッターは使用されていない。

そして、各試料について、 ■　初期：製造直後、 ■　製造後１週間９５°Ｃ雰囲気下に置いた後、■　製
造後２週間（■よりさらに１週間）９５°Ｃ雰囲気下に
置いた後、 ■　製造後４週間（■よりさらに２週間）９５°Ｃ雰囲
気下に置いた後、 ■　製造ｉ＆３月（■よりさらに２月）９５°Ｃ雰囲気
下に置いた後、 ■　製造（隻４月（■よりさらに１月）９５°Ｃ雰囲気
下においた後、 の６段階において、９５°Ｃの熱湯を内容器１に入れて
２０℃雰囲気中での２４時間後のその湯の温度を測定す
ることにより、保温性をテストした。

このテスト結果のうち、本発明のテスト試料のものを表
３に、従来の比較試料のものを第９ａ図〜第９ｄ図及び
第１０ａ図〜第１０ｄ図に示す。第９ａ図〜第９ｄ図、
第１０ａ図〜第１０ｄ図において、温度曲線の上下によ
って９５°Ｃの熱湯の２４時間保温後の温度降下、すな
わち２４時間保温力の大小を知ることができ、温度曲線
の減少勾配によってエージングによる真空度の低下、す
なわち真空維持力の大小を知ることができる。また、同
一種類の材料、例えばＡ！、Ａ３．Ａ、について各図を
比較することによって製造時の排気時間の長短の影響を
知ることができる。

（以下、余白） 表３．テスト結果 本テスト結果により保温性及び排気時間に関する次の事
項が確認された。

■　表３中の各試料Ｉ、■の平均値マから明らかなよう
に、真空維持力は、試料Ｉでは１週間後に１°Ｃ低下し
、試料■では１週間後に０．８℃低下、２週間後にさら
に０．２℃低下するだけで、その後は上昇傾向にある。

従って、本発明に係る方法によれば、真空葬持力は横這
いで、はとんど低下することはない。

また、試料■は試料Ｉより温度が若干高いことから、銅
箔が薄いほど初期においては２４時間保温力がよいこと
を示している。これは、両者の排気時間が同一であるこ
とからすると、銅箔が薄いほど内容器３との密着度が高
くて熱の吸収が早く、真空排気処理時の活性化によるガ
スの放出が十分に行なわれ、真空封じ込み後のガス吸収
能力が高くなっているものと推測される。

■　表３中試料■と排気方式及びチタン箔を除き、同条
件である第９ｃ図の試料Ｂ、とを比較すると明らかなよ
うに、試料■の真空維持力の低下はｌ′Ｃ程度であるの
に対し、試料Ｂ、の真空維持力は２週間後に約３°Ｃ低
下している。従って、本発明に係る方法によれば、従来
の方法と比べて真空維持力が向上している。

また、試料Ｉでは曲線の底のピークが１週間後にあるの
に対し、試料Ａ、では２週間後である。

このように、早期にピークが来るのは、吸蔵ガスの遊離
が少ないこと及び／又は銅箔及びチタン箔のゲッター作
用が大であることを示している。

■　表゛３中試料■と第９ａ図の試料Ｂ１との比較する
と明らかなように、両者は同程度の２４時間保温力を有
し、かつ、真空維持力も横這い傾向にあるが、試料Ｉの
排気時間が５０（ｌｏ＋４０）分であるのに対し、試料
Ｂ１の排気時間は１００分である。従って、本発明に係
る方法によれば、従来の方法に比べて５０分の排気時間
の短縮が可能である。

■　第９ａ図〜第９ｄ図は、本発明とは異なる製造方法
により製造した試料のものではあるが、内容器を銅箔で
覆った試料Ａ２〜Ａ、、Ｂ、〜Ｂ４があるため、銅箔の
ゲッター作用による効果を知ることができる。すなわち
、 イ、内容器を銅箔で覆ったものは、その他のものに比べ
て２４時間保温力、真空維持力共に格段に優れている。

口、排気時間が長いと真空維持力は横這いとなり、低下
の度合が少ない。また、排気時間が短いと、真空維持力
は不安定となり、製造後２週間までは低下し、その後は
向上する傾向にある。これは、排気時間が短いときは内
容器又は外容器及び銅箔の壁面の脱ガスが不十分である
ため、真空封じ込み直後に吸蔵ガスの遊離量がゲッター
としての銅箔のガス吸収量より大きく、ゲッター作用が
追い付かないからであり、その後吸蔵ガスが離脱してし
まうと銅箔のゲッター作用が優位どなりガス吸収が加速
されるからである。

■　第１０ａ図〜第１０ｄ図は、本発明とは異なる製造
方法により製造した試料のものではあるが、この試料Ｆ
、〜Ｆ、、Ｇ、〜Ｇ、は内容器をアルミ箔で覆ったもの
であるため、第９ａ図〜第９ｄ図に示す内容器を銅箔で
覆った試料Ａ２〜Ａ、、Ｂ、−Ｂ４と比較することによ
り、銅箔のゲッター作用による効果を知ることができる
。すなわち、イ、同じ排気時間のもの、例えば第９ａ図
中の試料Ｂ、と第１０ａ図中の試料Ｂ、とを比べると、
明らかなように、内容器を銅箔で覆ったものはアルミ箔
で覆ったものより２４時間保温力が良く、また真空維持
力も安定している。

口、第９ａ図〜第９ｄ図の試料Ｃ２−Ｃ，、Ｄ、〜Ｄ、
はブランク品（メツキも箔もない）を示すものでこれら
の１ケ月以降の復帰傾向は、内容器３からの遊離ガスの
量に対し、外容器２のガス吸収能力か逆転したことを示
唆し、その後の傾きの大きさは、その量の大きさを示唆
している。

そこで、第１０ａ図〜第１０ｄ図のアルミ箔における逆
転のポイントと傾きの大きさを見ると、前記試料Ｃ２〜
Ｃ４，Ｄ２〜Ｄ、と大差ないので、この条件でのアルミ
箔の活性化は、はとんどないと言える。アルミ箔のゲッ
ター作用は期待できない。

一方、本発明者らは、さらに真空二重パイプについても
確認テストを行なったが、その結果、凍結防止パイプの
上部及び下部を摂氏５°Ｃの雰囲気に保ち、それらの間
を摂氏−３０°Ｃの低温状態にさらしても、内部の水は
約８０時間凍結しないという結果を得た。

（発明の効果） 以上の説明から明わかなように、本第１発明によれば、
活性化された銅箔及びチタン又はジルコニウムのゲッタ
ー作用により内壁と外壁の間の真空空間は高真空に保た
れ、断熱性を維持することができる。まｌ；、チタン材
又はジルコニウム材は銅箔と内壁との間に介装されてい
るため、脱落することはなく、何等保持部材等を必要と
しない。

一方、第２発明によれば、高真空に排気する前に、伝熱
性の損なわれない低真空下で加熱して内壁をすみやかに
昇温さ仕るものであるから、特に内壁からの脱ガスが十
分に、しかも短時間に行なわれ、全体的な加熱排気処理
時間が短縮されて製造工程の短縮化が図れるとともに、
断熱性が安定化する。

また、加熱脱ガス時に内壁の外表面を覆う銅箔及びチタ
ン又はジルコニウムが活性化して吸蔵ガスを放出し、真
空封じ込み後にそれぞれ水素、窒素を吸収するゲッター
として作用するため、高度の断熱性が維持されるととも
に、本来のゲッター材やゲッター材を保持する金具を不
要とすることができ、材料費の低減を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はチップ管法で製造される本第１発明に係る二重
容器の断面図、第２図はろう接法で製造される本第１発
明に係る二重容器の断面図、第３図は第２図の部分拡大
断面図、第４図はチップ管法で製造される本第１発明に
係る真空二重パイプの半断面図、第５図は真空二重パイ
プの製造途中の状態を示す半断面図、第６図は本第２発
明に係る金属製真空二重構造体の製造方法による製造工
程を示す図、第７図、第８図は本第２発明のそれぞれチ
ップ管法、ろう接法によるステンレス鋼製真空二重容器
の製造工程を示す図、第９ａ図〜第９ｄ図、第１０ａ図
〜第１０ｄ図は従来の方法により製造された真空二重容
器の保温性に関するテスト結果を示す図である。 ｌ・・・二重容器、　２・・・外容器、　　３ａ・・・
銅箔、３ｂ・・・チタン箔、３・・・内容器、　　５・
・・空間。 特　許　出　願　人　象印マホービン株式会社代　理　
人　弁理士　青白　葆　はか１名襄９Ｑ図 Ｗ９ｃご Δ３ ニーうンクブ・イクｌし 喰９ｂＣ！１ Δり 范９ｄ口 工−ジングフイクル 第１００図 工−ジンヅ゛す′イクｌし 第１０ｃ図 エージ゛ンクブ４クル 范ｊｏｂ図 エージ゛〉グサイクル 第１０ｄ図 工一ブングサイクル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内壁と外壁とで二重壁構造を形成し、内壁と外壁
   の間の空間を排気処理して真空封じ込みした金属製真空
   二重構造体において、 内壁の表面を活性化された銅箔で覆うとともに、内壁表
   面と銅箔の間に活性化されたチタン又はジルコニウムを
   介装したことを特徴とする金属製真空二重構造体。
2. （２）内壁と外壁とで二重壁構造を形成し、内壁と外壁
   の間の空間を排気処理して真空封じ込みする金属製真空
   二重構造体の製造方法において、内壁の表面を銅箔で覆
   うとともに、内壁表面と銅箔の間にチタン又はジルコニ
   ウムを介装して、内壁と外壁との間の空間を１０＾−＾
   ２Ｔｏｒｒのオーダー以上の低真空に予備排気し、略４
   ００℃以上の温度で所定時間加熱して脱ガスを行なった
   後、当該加熱温度を維持したまま１０＾−＾４Ｔｏｒｒ
   のオーダー以下の高真空に排気処理して真空封じ込みす
   ることを特徴とする金属製真空二重構造体の製造方法。