JPH0443648B2 - - 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、真空二重容器の形成材料として金属材料
を用い、機械的強度を向上させた金属製真空二重
容器が提案され、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
容器間の空間から排気して真空にし、次いで真空
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
て所定の真空度に排気した後、チツプ管を圧接さ
せて封止する方法、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
製排気口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た
後、真空加熱炉中で加熱しながら排気処理し、次
いでロウ材の熔融温度にまで昇温させてロウ付け
することにより真空封じ込みする方法が知られい
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ガスが発
生せず、内外両容器間の空間の真空度が低下しな
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、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450〜80℃）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
化の危険温度域を避けて850℃以上の温度で真空
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、従つて、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、比較的低融点のロウ材を使用し、鋭敏化の
危険温度域を避けて300〜500℃の比較的低温で真
空排気処理を行ない、450〜700℃の温度でゲツタ
ーの活性化及びロウ接を行うことが出来るように
したものである。しかし、この種のロウ材は、従
来ステンレス鋼のロウ接に使用出来なかつたよう
に、ステンレス鋼とのヌレ性が悪く、そのままで
は良好なロウ接ができないことから、本発明では
ロウ材とステンレス鋼表面との間のヌレ性を良く
するため、ステンレス鋼製部材のロウ接すべき面
に予めロウ材とヌレ性の良い金属をコーテイング
して金属被膜を形成しておくようにしたものであ
る。

ロウ材としては450〜700℃の融点を有するもの
が使用されるが、具体的には、Al−Si−Mg合
金、Al−Si−Cu合金などのアルミニウム合金系
ロウ材、リン入銅ロウ、非晶質銅合金ロウ、錫入
銅ロウ、銅マンガンロウなどの銅合金系ロウ材あ
るいは、銀ロウが挙げられる。

金属被膜の形成材料は、使用するロウ材に応じ
て適宜選択すれば良いが、ロウ材がアルミニウム
合金系ロウ材の場合はアルミニウムまたはその合
金が、また銅合金系ロウ材の場合には銅またはそ
の合金が使用される。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
法を採用すれば良い。

また、ゲツターとしては、任意のものを使用で
きるが、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。

なお、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良い。

本発明方法において、排気処理時の温度を300
〜500℃として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500℃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。他
方、真空封じ込め温度を450〜700℃としたのは、
450℃未満ではロウ材を十分に溶融させることが
できず、また前記非蒸発性ゲツターを十分に活性
化させることができず、700℃を越えると、ステ
ンレス鋼が鋭敏化する恐れがあるので前記範囲と
した。なお、この場合、排気処理時の上限温度よ
り高い700℃まで許容しているが、ロウ材を溶融
させ、また、非蒸発性ゲツターを活性化するに要
する時間は極めて短く、しかも、真空加熱炉では
ヒータへの供給電力を停止させると、雰囲気温度
及び被加熱物の温度が急激に低下するので、昇温
させても支障はない。

（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にしてある。外容器底部材５は、その
底部に排気口５ａを有し、排気口５ａを形成され
た底壁部５ｂの排気口近傍の外表面には電解メツ
キ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、銅からなる金属被膜９は予め底壁
部５ｂの排気口近傍の外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、第１図に示すように、前記構成の二重壁
構造の容器２０を倒立させ、外容器２の底壁部５
ｂ上に環状のロウ材１２を載せ、その上に底壁部
５ｂに形成した開口部５ａと同軸に予じめ用意し
た排気口閉塞部材１０を配置し、真空加熱炉中に
セツトする。なお、排気口閉塞部材１０は外容器
２の底壁部５ｂにロウ接すべき部位に予め電解メ
ツキして銅からなる金属被膜１１が形成され、環
状ロウ材１２はリン入銅合金からなり、排気口閉
塞部材１０を載せた際に底壁部５ｂと排気口閉塞
部材１０との間に排気するのに十分な間隙が形成
されるように波状に屈曲させてある。

次いで、真空加熱炉で加熱しながら排気し、
450℃で両容器間の空間８を10^-3Torr以上の高真
空にする。この時、ロウ材１２は熔融すること無
く排気口閉塞部材８と外容器底部材５との間に排
気処理に必要な間隙をそのまま維持する。真空加
熱炉内部が所定の真空度に達した後、そのままの
状態で炉内温度を一定温度、例えば、650℃にま
で上昇させると、ロウ材１２が熔融して排気口閉
塞部材１０が重力の作用により底壁部５ｂの上に
降下して排気口５ａを閉鎖し、他方ではゲツター
７が活性化する。

炉内温度が前記一定温度に達した後、加熱ヒー
タへの電力の供給を停止すると、接合部１３のロ
ウ材が急激に凝固し、内外両容器間の空間を高真
空に維持したまま容器の底壁部５ｂと排気口閉塞
部材１０との間が第３図に示すように完全に封止
され、真空封じ込み工程が終了する。次いで、そ
のまま放冷させると真空二重容器が得られる。な
お、加熱ヒータへの電力供給が停止すると、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度急激に低下するため、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
る時間が著しく短く、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排
気口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
ステンレス鋼板をそのまま所定形状に加工したも
のを使用しても良く、また銅の代わりに同合金、
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。

（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
の活性化およびロウ接を行うため、炉内の昇温お
よび降温に要する時間を著しく短縮でき、従つて
容器の形成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するこ
とが無く、真空二重容器の品質を均一化できると
共に、真空加熱炉の消費電力を低減できる。ま
た、ステンレス鋼とのヌレ性を考慮しなくてよい
のでロウ材を任意に選定できる。更に、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断面説明
図、第２図はその要部の分解斜視図、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、９，１１〜金属被膜、１０〜排気口閉
塞部材、１２〜ロウ材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ステンレス鋼製の内容器と外容器とからなる
   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、排気口と該排気口の周囲にアル
   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
   を有する二重壁構造の容器を形成する一方、該二
   重壁構造の容器の排気口形成部の接合すべき部位
   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450〜700℃の融点を有するロウ材を介して前記
   排気口形成部上に配置し、真空加熱炉中300〜500
   ℃で排気処理し、次いで450〜700℃に加熱して真
   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。 ２ 金属被膜がアルミニウムまたはその合金で形
   成され、ロウ材がアルミニウム合金系ロウ材であ
   る特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 ３ 金属被膜が銅またはその合金で形成され、ロ
   ウ材が銅合金系ロウ材である特許請求の範囲第１
   項記載の製造方法。