CN109890256B

CN109890256B - 绝热容器

Info

Publication number: CN109890256B
Application number: CN201780059170.9A
Authority: CN
Inventors: 佐藤义治; 大泽秀斗
Original assignee: Zojirushi Corp
Current assignee: Zojirushi Corp
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2020-02-18
Anticipated expiration: 2037-09-11
Also published as: CN109890256A; WO2018056095A1; JP6518017B2; JPWO2018056095A1; DE112017004804T5; DE112017004804B4

Abstract

本发明提供一种制造时的破损少、冲击强度优良的玻璃制绝热容器。所述绝热容器(1)具备：玻璃制内容器(2)；包围内容器(2)的外侧并在开口部(1h)处与内容器(2)连接的玻璃制外容器(3)；和配置在内容器(2)与外容器(3)之间的隔离物(10)，其中，隔离物(10)由硅酸钙系材料或硅藻土系材料制成，在压缩速度为0.1mm/分钟下压缩0.1mm所需要的载荷为175N以下。

Description

绝热容器

技术领域

本发明涉及绝热容器，特别是涉及玻璃制绝热容器。

背景技术

以往，有使用了玻璃制容器的绝热容器。该绝热容器例如被装入外包装壳内、并且是用盖构件关闭开口部的结构，用于要将热水等内容物的温度长时间保持在所期望的温度的制品(例如专利文献1)。

另外，在专利文献2中公开了一种玻璃制真空绝热容器，其中将玻璃制内容器与外容器的空间进行真空排气以设定成真空绝热层，并且在内容器与外容器之间配置了衬垫(隔离物)。

隔离物当然优选热传导率较低的材料。除此之外，一直以来认为隔离物需要具有柔软性和缓冲性。即，在绝热容器的制造时，隔离物既要防止因内容器和外容器的热而产生形变因而破损，又需要具有确保内容器和外容器之间的空间的柔软性。而且，隔离物还需要具有防止与在使用时由使用者造成的制品掉落等冲击相对应的容器破损的缓冲性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-201834号公报

专利文献2：日本特开2002-58605号公报

发明内容

发明所要解决的课题

为了改良上述那样的隔离物，本发明者们对隔离物详细地进行了反复的研究。即，认为，隔离物需要具有绝热容器的制造时的柔软性以及使用时的缓冲性等，一定程度柔软的原材料为较好。因此，以往作为建筑材料知道的硅酸钙系材料由于热传导率较低，所以有适用于绝热容器的可能性。然而，由于硅酸钙系材料比以往的隔离物硬，所以认为其在绝热容器的隔离物中的适用并不理想。

可是，发明者们进行了深入研究，结果发现，通过使用具有特定硬度的硅酸钙系材料或硅藻土系材料作为隔离物，能够得到不仅可以防止制造时的破损，而且使用时的冲击强度也优良的绝热容器，能够解决上述课题，从而完成了本发明。

本发明是鉴于前述情况而完成的，其目的是提供一种制造时的破损少、冲击强度优良的玻璃制绝热容器。

用于解决课题的手段

上述课题可以通过下述手段来实现。即，本发明如下所述。

〔1〕一种绝热容器，其具备：玻璃制内容器；包围所述内容器的外侧并在开口部处与所述内容器连接的玻璃制外容器；和在所述内容器与所述外容器之间以与两容器接触的方式配置的隔离物，其中，由所述内容器和所述外容器围成的空间被设定成真空，

所述隔离物由硅酸钙系材料或硅藻土系材料制成，在压缩速度为0.1mm/分钟下压缩0.1mm所需要的载荷为175N以下。

〔2〕根据〔1〕所述的绝热容器，其中，所述隔离物的与所述内容器和所述外容器接触的面之中的至少一个面被形成为凹凸面。

〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的绝热容器，其中，所述隔离物的与所述内容器和所述外容器接触的面之中的至少一个面的表面粗糙度以算术平均高度Sa计为20～50μm。

〔4〕根据〔1〕～〔3〕中任一项所述的绝热容器，其中，所述隔离物在压缩速度为0.1mm/分钟下压缩0.5mm所需要的载荷为1500N以上。

〔5〕根据〔1〕～〔4〕中任一项所述的绝热容器，其中，所述隔离物的材料是硅酸钙系材料，所述硅酸钙系材料是以如下的方式得到的：将由下述(A)～(D)的均匀混合物制成的浆料进行脱水成型，将得到的成型物在6kg/cm²以上的加压水蒸气下进行蒸热处理而使硅酸原料和石灰原料反应，然后在大气压下加热至330℃以上而除去从成型物脱离的水，

(A)CaO/SiO₂摩尔比为0.6～1.2的石灰原料和硅酸原料的混合物 100重量份

(B)通过水热合成而得到的硬硅钙石 50～170重量份

(C)纤维状硅灰石 15～150重量份

(D)水全部固形物的2～8倍量。

发明效果

根据本发明，可以提供能够抑制制造时的容器破损、使用时的冲击强度优良的绝热容器。

附图说明

图1是本发明的实施方式的绝热容器的要部断面图。

图2是图1所示的隔离物的立体图。

图3是沿着图2所示的A-A线的部分的断面示意图、(a)是表示容器侧面与隔离物的表面接触的状态的放大断面图、(b)是表示容器侧面压瘪了隔离物的表面的状态的放大断面图。

图4是表示隔离物的表面粗糙度的测定区域的图。

图5是表示隔离物的表面粗糙度的测定区域的图。

图6是隔离物(1)的3D图像和轮廓曲线的测定数据。

图7是隔离物(1)的3D图像和轮廓曲线的测定数据。

图8是隔离物(7)的3D图像和轮廓曲线的测定数据。

图9是隔离物(7)的3D图像和轮廓曲线的测定数据。

具体实施方式

以下，对本发明的一个实施方式参照图1～图3进行说明。此外，图1是将绝热容器相对于轴心(中心轴)CL以120度的角度垂直(轴心方向)地切断后的要部的垂直断面图、图2是隔离物的立体图。另外，图3是示意地表示隔离物的表面的放大断面图。

如图1所示，绝热容器1具备：玻璃制内容器2；包围该内容器2的外侧并在开口部1h处与该内容器2连接的玻璃制外容器3；和在内容器2与外容器3之间以与两容器接触的方式配置的隔离物10。而且，由内容器2和外容器3围成的空间4被设定成真空。

绝热容器1在其制造中以将玻璃制内容器2和外容器3连接而形成两容器间的空间4的方式成型。然后，将两容器间的空间4从设置于外容器3的底侧的排气部3e进行排气，封闭该排气部3e而设置成真空。

这里，在将两容器2、3重叠之前，在内容器2的底部1a的外表面用粘接剂粘接隔离物10。隔离物10按照以均等间隔包围内容器2的轴心CL的方式配置3个，形成外容器3与内容器2之间的空间4。然后，外容器3以包覆内容器2的方式配置后、一边适当加热一边以沿着内容器2的形态挤压的方式成型。然后，从排气部3e排气，将排气部3e加热熔接以维持空间4的真空。这样地制造的绝热容器1一般来说是以装入适当外包装壳20内的状态来使用。

隔离物10的数量可以根据绝热容器的尺寸来适当变更，优选为2个以上，更优选为3～10个，进一步优选为3～5个。特别优选为3个，这是因为一方面内容器2与外容器3的相对的位置的稳定性高，另一方面能够尽可能减少发生热传导的位置。

如图2所示，该隔离物10具有规定的厚度d2，以正面和背面都具有接触面10s的圆柱状的构件的方式来形成。而且，该接触面10s以与内容器2和外容器3接触的方式配置。在接触面10s上，如上所述地在其一个面或两面涂布粘接剂后与内容器2粘接，并配置在与外容器3的底部1b之间。

隔离物10由硅酸钙系材料或硅藻土系材料制成，其是在压缩速度为0.1mm/分钟下压缩0.1mm所需要的载荷为175N以下的材料。

本发明中的硅酸钙系材料是指含有硅酸钙的材料，是含有氧化钙(CaO)与硅酸(SiO ₂)结合而成的化合物的水合物的材料。硅酸钙例如含有硬硅钙石、雪硅钙石、硅灰石、其它的硅酸钙水合物和它们的混合物。

作为硅酸钙系材料，更优选为日本特开昭55-167167号公报中记载的硅酸钙系材料，其是以如下所述的方式得到的：将由下述(A)～(D)的均匀混合物制成的浆料进行脱水成型，将得到的成型物在6kg/cm²以上的加压水蒸气下进行蒸热处理而使硅酸原料和石灰原料反应，然后在大气压下加热至330℃以上，除去从成型物脱离的水。

(A)CaO/SiO ₂摩尔比为0.6～1.2的石灰原料和硅酸原料的混合物100重量份

(B)通过水热合成而得到的硬硅钙石50～170重量份

(C)纤维状硅灰石15～150重量份

(D)水全部固形物的2～8倍量

石灰原料、硅酸原料、硬硅钙石和纤维状硅灰石可以列举出在日本特开昭55-167167号公报中记载的那些，优选者也同样。硅酸钙系材料可以按照特开昭55-167167号公报的方法来获得。

硅酸钙系材料可以进一步含有增强纤维和添加剂等。

隔离物10例如可以将板状的硅酸钙系材料通过切削加工或冲切加工来成型成所期望的形状。作为板状的硅酸钙系材料，Lumiboard、Ecolux、NA Luxe、HILAC、三菱Histaika(

)、Chiyoda Cera Board(

)等以硅酸钙板的形式正在市售。

本发明中的硅藻土系材料是指含有硅藻土的材料，可以进一步含有增强纤维和添加剂等。硅藻土主要是由藻类的一种即硅藻的壳的化石形成的软质的岩石或土壤，以二氧化硅为主成分，除了二氧化硅以外有时还含有氧化铝、氧化铁、碱金属的氧化物等。硅藻土系材料可以从市售品获得，可以将板状的硅藻土系材料通过切削加工或冲切加工来成型成所期望的形状。

硅酸钙系材料或硅藻土系材料以往一直被认为较硬而不适合作为缓冲构件，但在本发明中，作为隔离物10，使用在压缩速度为0.1mm/分钟下压缩0.1mm所需要的载荷为175N以下的硅酸钙系材料。隔离物10的在压缩速度为0.1mm/分钟下压缩0.1mm所需要的载荷优选为10N～175N、更优选为45N～175N、进一步优选为45N～120N。通过将在压缩速度为0.1mm/分钟下压缩0.1mm所需要的载荷设定为175N以下，从而在绝热容器的制造时，在将内容器2插入外容器3内而制造双层容器时能够防止破损。

双层容器的制造例如以如下的方式进行：在内容器的底部的外表面用粘接剂粘接隔离物，将底部的外表面粘接有隔离物的内容器插入外容器内。在插入的内容器上粘接的隔离物与外容器接触时，如果是在压缩速度为0.1mm/分钟下压缩0.1mm所需要的载荷为175N以下的隔离物，则可发挥隔离物10带来的缓冲功能，可发挥防止内容器2和外容器3破损的效果。

本发明中的隔离物10的材料优选为硅酸钙系材料。

隔离物10的在压缩速度为0.1mm/分钟下压缩0.1mm所需要的载荷可以通过适当变更硅酸钙系材料的组成、形状、接触面的状态等来调整。

隔离物10的形状没有特别限制，但在本实施方式中，隔离物10为圆柱形状，直径优选为6.6～7.0mm、更优选为6.7～6.9mm。另外，隔离物10的厚度(高度)优选为3.6～4.2mm、更优选为3.7～4.0mm。通过这样地设定，隔离物10能够允许对0.05mm以上的压缩的变位量。因此，在绝热容器的制造时，例如即使因退火处理等热处理而使内容器2与外容器3之间的间隔变窄0.05mm以上(上限为约6mm)，隔离物10也不会破坏，能够抑制内容器2和/或外容器3的破损。

隔离物10优选的是，如图3所示，在与内容器2和外容器3接触的面之中的至少一个面的接触面10s被形成为凹凸面。

可以制成如下隔离物10：研磨硅酸钙板而赋予凹凸后，通过切削加工或冲切加工而形成凹凸面。也可以将硅酸钙板切削加工或冲切加工后进行研磨。研磨可以使用砂纸(例如120号、80号、优选为30号)等，可以将接触面10s设定成所期望的粗糙度的凹凸面。

也可以在将硅酸钙系材料成型为板状时，通过用模具等转印凹凸形状来形成凹凸面。

接触面10s的表面粗糙度以算术平均高度Sa计更优选为20～50μm、进一步优选为20～45μm。

接触面10s的表面粗糙度以算术平均高度Sa计如果为上述的范围，则在绝热容器的制造时，在内容器上粘接的隔离物与外容器接触时可发挥充分的缓冲功能。

算术平均高度Sa是指将二维的粗糙度参数即算术平均粗糙度Ra扩展到三维而得到的参数，是三维粗糙度参数(三维高度方向参数)。算术平均高度可以从使用激光显微镜等测定的表面形状的数据按照ISO标准(ISO 25178)记载的方法来算出。

在隔离物10上，与内容器2或外容器3接触的接触面10s的至少一个的表面粗糙度Ra优选为20～200μm、更优选为25～50μm。

表面粗糙度Ra是根据JIS B0601：2013来求出的算术平均粗糙度。

另外，最大高度Rz优选为70～250μm、更优选为130～230μm。

最大峰高度Rp优选为30～200μm、更优选为35～150μm、进一步优选为45～120μm。

最大谷深度Rv优选为30～200μm、更优选为35～170μm、进一步优选为40～150μm。

平均高度Rt优选为60～300μm、更优选为100～250μm、进一步优选为130～230μm。

十点平均粗糙度RzJIS优选为50～150μm、更优选为60～120μm。

最大高度Sz优选为150～300μm、更优选为170～300μm。

表面性状的纵横比Str优选为0.1～0.35、更优选为0.1～0.3。

峰顶点的算术平均曲率即Spc优选为4.0～7.0(1/mm)、更优选为5.0～6.5(1/mm)。

界面的展开面积比Sdr优选为0.01～0.1、更优选为0.02～0.05。

最大高度Rz、最大峰高度Rp、最大谷深度Rv、平均高度Rt、十点平均粗糙度RzJIS都根据JIS B0601：2013来求出。另外，最大高度Sz、表面性状的纵横比Str、峰顶点的算术平均曲率即Spc和界面的展开面积比Sdr可以根据ISO 25178来求出。

这样一来，在隔离物10上，与内容器2或外容器3接触的接触面10s被形成为凹凸面，由此内容器2或外容器3与接触面10s的接触状态成为无数个点接触(参照图3(a))。其结果是，可推测对缓冲功能产生良好的影响。这是因为：在隔离物10上，当施加冲击时(图3(b)所示的箭头方向的冲击)，例如与内容器2进行点接触的凸部分的顶部11t如图3(b)所示那样，凸部分发生压瘪现象。其结果是，利用凸部分的破损而发挥缓冲功能。另一方面，由于隔离物本身是较硬的材质，所以不会发生大的变形，不会发生开口部1h的连接部6破损之类的变形，可以发挥有效的缓冲效果。

隔离物10在压缩速度为0.1mm/分钟下压缩0.5mm所需要的载荷优选为1500N以上、更优选为1800N～2200N。通过将在压缩速度为0.1mm/分钟下压缩0.5mm所需要的载荷设定为1500N以上，能够制成冲击强度更加优良的绝热容器。当对绝热容器施加掉落等大的冲击时，内容器2与外容器3的连接部不会发生大的变形就能够吸收冲击，其结果是，例如可发挥防止内容器2与外容器3的连接部6破损的效果。

在绝热容器因掉落等冲击而破损的情况下，可以推测是起因于内容器2的支撑形态。即，在绝热容器1的掉落时等，由于容器内(内容器2的内侧)的内容物W的质量被内容器2支撑，而且，内容器2被其与外容器3的连接部6和与该连接部6相反的一侧的底部1b的隔离物10支撑，所以与掉落相伴随的应力容易集中于内容器2的与外容器3的连接部6。在这里，以往认为，隔离物10如果硬的话，则担心隔离物10与内容器2的接触部位的破损，因而优选比较具有柔软性的材料。可是，隔离物10如果是具有柔软性的材料，则制品掉落时弹性变形量变大，无法抑制连接部6的应力集中，在多数情况下认为连接部6会破损。本实施方式的隔离物10由于具有特定数值以上的硬度，所以能够抑制连接部6的应力集中，能够制成冲击强度优良的绝热容器。

如上所述，本实施方式的隔离物10通过使用以压缩试验确定的特定的数值为基准而优选的隔离物，则能够抑制绝热容器的制造时的破损，另外，能够提供使用时冲击强度也优良的绝热容器。

实施例

以下，根据实施例对本发明进一步具体说明，但本发明不限于以下的实施例。

〔表面粗糙度〕

将按照日本特开昭55-167167号公报中记载的方法制作的硅酸钙板用#24号的砂纸研磨后进行冲切加工，由此准备图2所示形状的硅酸钙系材料的隔离物(1)。尺寸设定为直径为6.8mm、厚度为3.8mm。对准备的硅酸钙系材料的隔离物(1)中的10个(样品1-1～1-10)测定表面粗糙度(根据JIS B0601：2013和ISO 25178，对图4的连接2个×印之间的箭头的区域，测定表面粗糙度Ra、最大高度Rz、最大峰高度Rp、最大谷深度Rv、平均高度Rt、十点平均粗糙度RzJIS；对图5的区域1测定算术平均高度Sa、最大高度Sz、表面性状的纵横比Str、峰顶点的算术平均曲率Spc和界面的展开面积比Sdr)，记载于表1中。

测定使用非接触式3D测定仪(Keyence公司制、VR-3000)。

除了将硅酸钙板不加以研磨就进行加工以外，与上述同样地准备硅酸钙系材料的隔离物(7)，对其中的10个(样品2-1～2-10)测定表面粗糙度，记载于表1中。

另外，将各样品的3D图像和轮廓曲线的测定数据示于图6～9中。

表1

〔实施例1〕

使用硅酸钙系材料的隔离物(1)制造玻璃制绝热容器。

使用的隔离物(1)是将按照日本特开昭55-167167号公报中记载的方法制作的硅酸钙板用#24号的砂纸研磨后进行冲切加工而得到的图2所示形状的隔离物，尺寸设定为直径为6.8mm、厚度为3.8mm。

隔离物(1)的压缩弹性试验(试验条件1)的结果是，在压缩速度为0.1mm/分钟下压缩0.1mm所需要的载荷为约100N。

(试验条件1)

试验机：Minebea株式会社制的Techno Graph TG-10kN

压缩速度：0.1mm/分钟

压缩距离：从接触试验样品压缩到0.2mm为止

接触位置：从对试验样品施加1N的位置开始试验

试验夹具：

负载传感器：5000N

夹具：直径100mm×25mm

另外，隔离物(1)的压缩弹性试验(试验条件2)的结果是，在压缩速度为0.1mm/分钟下压缩0.5mm所需要的载荷为1500N。

(压缩弹性试验装置和试验条件2)

试验机：Minebea株式会社制的Techno Graph TG-10kN

压缩速度：0.1mm/分钟

压缩距离：从接触试验样品压缩到1.0mm为止

接触位置：从对试验样品施加1N的位置开始试验

试验夹具：

负载传感器：5000N

夹具：直径100mm×25mm

绝热容器如图1所示，高度尺寸(H)为180mm、最大直径(D1)为160mm、开口部内径(D2)为45mm、开口部外径(D3)为65mm、容器玻璃厚度(D4)为1.5mm，制造了1319个。

将隔离物(1)的3个隔离物预先粘接设置于内容器的底面，将该内容器放入外容器中，在该状态下，以一边加热开口部一边连接、与此同时挤压该开口部的方式来进行成型，从排气部排气，将该排气部加热熔接，从而制造绝热容器。

隔离物的固定使用粘接剂，在隔离物的单面各涂布0.015g。

在1319个制造的绝热容器中，破损的为3个。

使用以上述方式制造的5个绝热容器在下述的条件下进行掉落试验。

外包装壳为金属制的，在用盖关闭开口部的状态下、并且在加入2.2升水作为内容物的状态下，从0.5m的高度让完成品容器的底朝着地板，使其掉落到在水泥地板上铺设的厚度为30mm的柳安木板上。

本发明的5个绝热容器中，因掉落试验而破损的为0个。

〔实施例2、3、比较例1～4〕

将隔离物变更为表2所记载的隔离物，除此以外与实施例1同样地制造实施例2、3、比较例1～4的绝热容器，进行掉落试验。

表2

此外，上述实施方式对使用了由硅酸钙系材料制成的隔离物的绝热容器进行了说明，但即使将硅酸钙系材料替换为硅藻土系材料也能够起到同样的效果。

以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明不限于此，可以适当变更。隔离物如果是具有特定的硬度，只要不对绝热性产生影响，则尺寸和形状、设置的个数和位置等就没有特别限制。例如，在前述的实施方式中，将隔离物设定为圆柱了，但也可以不是圆柱。另外，绝热容器的形状也并不受图1所示形状的任何限制。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供可抑制制造时的容器破损，使用时的冲击强度优良的绝热容器。

以上对本发明详细地并且参照特定的实施方式进行了说明，但对于本领域技术人员来说显然的是，可以在不超出本发明的精神和范围的情况下加入各种变更或修正。

本申请是在2016年9月26日申请的日本专利申请(特愿2016-187513)的基础上完成的，其内容在这里被引入作为参考。

符号说明

1 绝热容器

2 内容器

3 外容器

4 空间

6 连接部

10 隔离物

10s 接触面

CL 中心轴

W 内容物

Claims

1.一种绝热容器，其具备：玻璃制内容器；包围所述内容器的外侧并在开口部处与所述内容器连接的玻璃制外容器；和在所述内容器与所述外容器之间以与两容器接触的方式配置的隔离物，其中，由所述内容器和所述外容器围成的空间被设定成真空，

所述隔离物由硅酸钙系材料制成，所述隔离物的与所述内容器和所述外容器接触的面之中的至少一个面被形成为凹凸面，所述隔离物在压缩速度为0.1mm/分钟下压缩0.1mm所需要的载荷为175N以下。

2.根据权利要求1所述的绝热容器，其中，所述隔离物的与所述内容器和所述外容器接触的面之中的至少一个面的表面粗糙度以算术平均高度Sa计为20～50μm。

3.根据权利要求1或2所述的绝热容器，其中，所述隔离物在压缩速度为0.1mm/分钟下压缩0.5mm所需要的载荷为1500N以上。

4.根据权利要求1或2所述的绝热容器，其中，所述硅酸钙系材料是以如下的方式得到的：将由下述(A)～(D)的均匀混合物制成的浆料进行脱水成型，将得到的成型物在6kg/cm²以上的加压水蒸气下进行蒸热处理而使硅酸原料和石灰原料反应，然后在大气压下加热至330℃以上而除去从成型物脱离的水，

(A)CaO/SiO₂摩尔比为0.6～1.2的石灰原料和硅酸原料的混合物100重量份

(B)通过水热合成而得到的硬硅钙石 50～170重量份

(C)纤维状硅灰石 15～150重量份

(D)水全部固形物的2～8倍量。

5.根据权利要求3所述的绝热容器，其中，所述硅酸钙系材料是以如下的方式得到的：将由下述(A)～(D)的均匀混合物制成的浆料进行脱水成型，将得到的成型物在6kg/cm²以上的加压水蒸气下进行蒸热处理而使硅酸原料和石灰原料反应，然后在大气压下加热至330℃以上而除去从成型物脱离的水，

(B)通过水热合成而得到的硬硅钙石 50～170重量份

(C)纤维状硅灰石 15～150重量份

(D)水全部固形物的2～8倍量。