專利名稱：隔熱容器及其制造方法
技術領域：
本發明為湯飲、茶碗等有關的陶瓷制的隔熱容器，其陶瓷制的二重壁體構造的壁間有隔熱空間層。
該隔熱容器的制造方法為，先造內側容器與外側容器非接著狀態的二重構造的陶器素材，在陶器素材的高臺表面穿設小徑的空氣流出孔，內側容器與外側容器在非接著狀態素燒后，在上述空氣流入孔注入孔密閉劑，其后在高臺表面涂布防止釉藥附著用的防水劑，在內側容器與外側容器的接著溝及二重構造的陶器涂布釉藥后，陶器的上端開口周緣向上，二重構造的陶器的高臺表面向下，放置于表面成微小凹凸的棚板上面，進行本燒，利用高溫溶解接著溝內的釉藥，接合內側容器與外側容器，同時用高溫下玻璃化的孔密閉劑封閉上述的空氣流出孔。
隔熱容器的別的例，尚有本專利申請人在日本專利特開平11-267044號提出的合成樹脂制的隔熱容器，為樹脂制外容器與樹脂制的內容器，隔著空隙部在碗口部一體化，空隙部內封入熱傳導率比空氣小的低熱傳導率氣體而成。
該隔熱容器為，合成樹脂制的內容器與外空器至少一方的隔熱層側，配設防止輻射用的鋁箔等，內容器與外容器的口緣部以振動溶接等接合一體化后，再經外容器底部的開口部，把空氣換成低熱傳導率的氣體，用封止板及黏著劑封閉開口部，制造而成。
該合成樹脂制的隔熱容器，雖然很輕，但材質為合成樹脂有目視不夠溫暖，難以親近的問題。
另一方面，陶瓷制容器并為一般家庭使用，為容易接受的材質，但做成隔熱容器，則陶瓷器為微細的多孔質材料，制造時空隙部成減壓狀態，以后空氣會慢慢通過壁面流入空隙部。又因本燒是在高溫下進行之故，輻射熱防止膜不能在隔熱空間層配置，有性能上不能滿足的問題。
為達成上述的目的，本發明提供一種陶瓷制隔熱容器，其特征為在陶瓷制的外容器內，將陶瓷制內容器，隔著空隙部一體化形成的陶瓷制隔熱容器，其內外容器的空隙部全側面，或內外容器的大氣側全面的至少一方配設玻璃層。
在該隔熱容器的內外容器的空隙部，封入熱傳導率較空氣小的低熱傳導率氣體的構成亦可。或，內外容器的空隙部為真空封密的構成也好。
該隔熱容器中，內容器的外面與外容器內面的至少一方，或在該空隙部內，設置輻射熱防止膜層的構成亦可。
本發明提供一種隔熱容器的制造方法，其特征為一將陶瓷制內容器，與底部有開口部的陶瓷制外容器；分別素燒；一其次，在該內容器的內外面與外容器內外面中，至少內容器的外面及外容器的內面涂布釉藥。又，在該內容器的內外面與外容器的內外面中，內容器的內面、外容器的外面以及內外容器的隔熱層面二者的至少一方涂布釉藥；一接著，將外容器與內容器隔著空隙部一體化后，進行本燒；一再于內外容器的至少一方設輻射熱防止膜層；一最后，于空隙部用低熱傳導率氣體替換空氣，或真空化后，封閉開口部。
再，本發明提供一種隔熱容器的制造方法，其特征為一在底部有開口部的陶瓷制外容器內，把陶瓷制內容器隔著空隙部一體化后，進行素燒；一在該內容的內外面及外容器的內外面中，至少內容器的外面及外容器的內面，涂布釉藥后，進行本燒；一在內外容器的至少一方設輻射熱防止膜層；一將空隙部的空氣換置低熱傳導率氣體，或成真空化后，封閉開口部。
又，本發明提供一種隔熱容器的制造方法，其特征為一將陶瓷制內容器與底部有開口部的陶瓷制外容器，分別素燒；一該內容器的內外面及外容器內外面中，至少內容器的外面及外容器的內面涂布釉藥后。又，在該內容器的內外面及外容器的內外面中，內容器的內面、外容器的外面及內外容器的斷熱層二者的至少一方，涂布釉藥后進行本燒；一在內外容器的至少一方，或于空隙部內設輻射熱防止膜層；
一將外容器與內容器配置空隙部一體化。
一將空隙部的空氣用低熱傳導率氣體換置，或成真空化后，封閉開口部。
圖2為
圖1的主要部擴大斷面圖。
1隔熱容器2外容器3內容器4空隙部5輻射熱防止膜層6開口7封止板8凹部9玻璃質層10腳部設于內外容器2、3間的空隙部4，封入較氣空(0℃的熱傳導率＝2.41×10-2w.m.k-1)熱傳率小的氣體，最好為無毒性、不活性的氣體，最好選擇氪氣、氙氣、氬氣或該些的混合氣等的低熱傳導率氣體，在大氣壓下封入隔熱層4a。或使空隙部4成氣壓10托里(Torr)以下，最好為10-2托里以下的真空封閉狀態的隔熱層4b。
內容器3及外容器2，為以粘土為主原料，配合堿性金屬、堿性土金屬等的氧化礦物原料燒制的陶瓷，最好用稠度大，幾無吸水性的陶器、石器或瓷器。內容器3與外容器2的壁厚為1～7mm程度，以2～5mm左右較佳。該些內容器3與外容器2的材料，可用周知的粘土等為陶瓷器原料，又其成形法也可用公知的陶瓷器制造法。而且，形成玻璃質層9的釉藥，也可使用公用制造陶瓷食器所用的釉藥。
在外容器2的底部形成的開口6的大小或形狀雖無限定，但以直徑1～3mm的圓孔狀較佳。封塞該開口6的封止板7，可用陶瓷板，玻璃板或金屬板(含琺瑯板)。該封止板7可用如釉藥的可在外容器底面燒結的接合劑，或者可熔接外容器底面與封止板7的封止玻璃、金屬焊料、合成樹脂制接著劑、氣密接合。再者，該封止板7，如圖1所示為在外容器2底部形成封止板配置用的凹部8，在該凹部8插入封止板7，再以接著劑密接著封閉開口6的構成，但不設凹部8也可以，或以腳部10代用為凹部8，使用加大的封止板7封閉開口6也好。
設于內容器3外面的輻射熱防止膜層5，為熱反射率高的金屬，如銀(Ag)或钖(Al)及銅(Cu)的薄膜形成。該輻射熱防止膜層5，可用如銀的非電解(化學)鍍法，噴鍍法、鋁的真空蒸著法或鋁箔的接著等方法形成。
該隔熱容器1的內外容器2、3用熱傳導率小的陶瓷形成，該內外容器間的空隙部4，為封入低熱傳導率氣體的隔熱層4a，或為真空隔熱層4b，且在面對空隙部4的內容器3的外面設輻射熱防止膜層5，與公用有空氣隔熱層的隔熱容器相比，隔熱效能格外提升，裝入內容器3的飲料或食物能長時間保溫。
又，該隔熱器1，其內外容器2、3用陶瓷制成，外觀良好，手觸或口觸感覺均良好，與合成檥脂制容器相比，可提升容器的使用感。
該陶瓷制隔熱容器1，可用下述三個方法的任一方法制造一先第一制造方法制造內外容器2、3的原型成形體，例如用粘土等灌入成形加工的型模。此時，外容器2的底部設有燒制后成直徑1～3mm的圓孔狀開口6；一制成的內外容器2、3干燥后，進行素燒，其溫度在800～1100℃，最好850～1000℃，時間3～15小時，以5～8小時較佳；一素燒后，在內外容器2、3與空隙部4接觸的而全部涂布釉藥，再使成一體化的形狀進行本燒。釉藥使用在約900℃可熔解玻璃化的釉藥。本燒的處理條件，雖因內外容器2、3的材料不同，通常在1000～1400℃燒制10～30小時，上述釉2具接著劑的機能，將內外容器2、3的口緣部氣密地一體化，同時釉藥在內外容器2、3的空隙部4側的面玻璃化固著；一其次，用非電解鍍法(化學鍍法)形成輻射熱防止膜層。經設于外容器3低面的開口6灌入空隙部4，氨基硝酸銀液及，葡萄糖等的還原劑與氫氧化鈉的混合液。混合液灌入的同時，就產生銀鏡反應在空隙部形成具輻射熱防止膜層5作用的銀膜層。反應后，取出空隙部4的殘液，放置加熱一定時間，使空隙部成干燥狀態；一再于開口6連接導入真空泵及低熱傳導率氣體的導入部。在空隙部4的空氣排除后，切換到低熱傳導率氣體導入部，以大約大氣壓的壓力導引低熱傳導率氣體進入空隙部4。然后，取下導入部，在開口周邊涂接著劑，配置封止板，將低熱傳導率氣體封存于空隙部4，就制成了空隙部封存低熱傳導率氣體的隔熱容器1。此處使用的封止板7可用與內外容器2、3同樣的陶瓷材料，用金屬制，樹脂制的封止板亦可。
如上所述，在空隙部4配置釉藥，以可玻璃化的溫度燒制，使空隙部4被玻璃質層9包圍成氣密狀態。空隙部4有細微的凹凸的陶瓷表面，被平滑的玻璃質層覆蓋，可使銀鏡反應的銀膜空易形成，同時也可提高輻射效率，也提升保溫性能。
開口6的口徑，考慮溶液的注入，取出需約10mm左右，但溶液的取出時，如用吸管插入空隙部4，用吸出法取出的場合，有吸管出入可能的程度(約1～3mm)即可。
在第一制造方法，雖在內外容器2、3的隔熱層4a側的面涂布釉藥，如在內外容器2、3的靠大氣側的面涂布釉藥也可維持空隙部4的氣密性，所以隔熱層4a側的釉藥，只在內容器3的外面，或外容器2的內面的一方涂布就可以。
除了空隙部4側的面，面對大氣側的面也配設玻璃層，故形成二重的氣密壁，封入空隙部的低熱傳導率氣體更難以漏出外部。
在第一制造方法中，封入低熱傳導率氣體的隔熱層4a，代之以將該空隙部4換成10托里以下，最好10-2托里以下的真空密閉的隔熱層4b亦可。該真空隔熱層4b的形成作業為，把本燒及銀膜形成后的容器，底部向上置于真空加熱爐內，在開口6的周圍置釉藥或低融點玻璃、金屬焊材等的接著劑，再于其上面放置封止板7，在真空加熱爐內排氣真空的同時，對容器加熱熔解接著劑，真空排氣完后冷卻使接著劑固化，完成真空隔熱層4b的制作。第二制造方法以下說明隔熱容器1的第二制造方法。
一先制作內外容器2、3的原型的成形體，例如用石膏等灌入加工的成形模型制作。此時，外容器2的底部設有燒制后，形成直徑1～3mm的圓孔狀開口6。制成的內外容器2、3的口緣部，用與內外容器同樣材質粘土熔解作成的接著劑涂布，內外容器一體化后，在溫度800～1100℃，以850～1000℃較佳，進行3～15小時，以5～8小時較適的素燒；一在一體化成形的內外容器間的空隙部4注入釉藥。此處，使用在900℃右會融解玻璃化的釉藥。使空隙部全體付著釉藥后，進行1000～1400℃高溫10～30小時的本燒，使釉藥在內外容器的空隙部側表面形成玻璃質層9固著；一其次，混合氨基硝酸銀液及葡萄糖與氫氧化鈉的混合液，經設于外容器底面的開口6灌入空隙部4。混合液灌入的同時即進行銀鏡反應，在容隙部形成具輻射熱防止膜層5作用的銀膜。反應后，取出空隙部4的殘液，放置加熱一定時間，使空隙部成干燥狀態；一再于開口6連接導入真空泵及低熱傳導率氣體的導入部。在空隙部4的空氣排除后，切換至低熱傳導率氣體導入部，以大約大氣壓的壓力導入低熱傳導率氣體至空隙部4。然后，取下導入部，在開口部周導涂布UV接著劑，并固著的。如此，完成了在空隙部密封低熱傳導率氣體的隔熱容器1的制造。
如上所述，在空隙部4配置釉藥，以可玻璃化的溫度燒制，使空隙部4為玻璃質層9包圍成氣密狀態。空隙部4的有微細凹凸的陶瓷表面，被平滑的玻璃質層覆蓋，可使銀鏡反應的銀膜容易形成，同時亦提高輻射效率，也提升保溫性能。
在第二制造法中，涂布釉藥的面，只在空隙部4側的面，但面對大氣的面涂布釉藥亦無問題。如在面對大氣側的面也加設玻璃層，可使封入空隙部的低熱傳導率氣體更難以漏出外部。
在第二制造方法中，封密低熱傳導率氣體的隔熱層4a，可代之以將該空隙部4換成10托里以下，最好為10-2托里以下的真空密閉的隔熱層4b。該真空隔熱層4b的形成作業為，把本燒及銀膜形成后的容器，底部向上置于真空加熱爐內，在開口6的周圍置釉藥或低融點玻璃、金屬焊材等的接著劑，再于基上面放置封止板7，在真空加熱爐內排氣真空的同時，對容器加熱熔化接著劑，真空排氣后冷卻使接著劑固化，完成真空隔熱層4b的制作。第三制造方法下面說明隔熱容器1的第三種制造方法。
一先制造內外容器原型的成形體，即將陶瓷材料灌入成形加工的模型。此時，外容器2的低部設有燒制后成真徑1～3mm的圓孔狀開口6；一制成的內外容器分別進行素燒，其素燒溫度800～1100℃，以850～1000℃左右較佳，素燒時間3～15小時，以5～8小時較佳；一在素燒后的內外容器2、3的與空隙部4接觸的面全部涂布釉藥，再個別進行本燒。釉藥使用900℃左右可融解玻璃化的釉藥，在1000～1400℃溫度經10～30小時燒制后，釉藥在內外容器的靠空隙部4側的面玻璃化固著，形成玻璃質層9；一其次，在內容器3貼著鋁箔的輻射防止膜層5后，在空隙部4側的內外容器2、3的有玻璃層的開口部的最少一方涂布接著劑，固著內外容器使氣密的一體化；一再于開口6連接導入真空泵及低熱傳導氣體的導入部。空隙部4的空氣排除后，切換至低熱傳導率氣體導入部，以大氣壓的壓力導入低熱傳導率氣體至空隙部4。最后取下導入部，在開口6周導涂布接著劑，配置封止板7，就可制成在空隙部4封存低熱傳導率氣體的隔熱容器1。此處使用的封止板7，可用與內外容器同樣的陶瓷器，但金屬制、樹脂制的封止板亦可。
如上所述，在空隙部4配置釉藥，以可玻璃化的溫度燒制，空隙部4為玻璃質層包圍，可使空隙部4成氣密狀態。有細微凹凸的空隙部4的陶瓷器表面，由平滑的玻璃層覆蓋，故銀鏡反應的銀膜容易形成，同時可提升輻射效率，也可提高保溫性能。又輻射熱防止膜層5也可使用鋁箔。鋁箔并無必要貼付在內容器的外面或外容器的內面，可以浮懸在內外容器構成的空隙部。
開口6的口徑，考慮及液體的注入取出則約10mm左右較佳，如在液體取出是用管插入空隙部，用吸出取出的場合，則吸管可進出的程度的口徑(1～3mm左右)就可。
在第三制造方法中，在內外容器2、3的隔熱層側涂布釉藥，如在內外容器2、3的大氣側涂布釉藥，也能維持空隙部的氣密性，故隔熱層側的釉藥，只在內容器3外面或外容器2內面的一方涂布就可以。
又除了空隙部4側的面，面對大氣的側面也配置玻璃層，故形成二重的氣密壁，使空隙部密封的低熱傳導率氣體更難以漏出。
在第三制造方法中，封密低熱傳導率氣體的隔熱層4a，可代之以將該空隙部換成10托里以下，最好為10-2托里以下的真空密閉的隔熱層4b。該真空隔熱層4b的制造方法為，將本燒及銀膜形成后的容器，底部向上置于真空加熱爐內，在開口6的周圍置釉藥或低融點玻璃、金屬焊材等的接著劑，再于其上面放置封止板7，在真容加熱爐內排氣真空的同時，對容器加熱熔化接著劑，真空排氣后冷卻使接著劑固化，完成真空隔熱層4b的制作。
上述的第一至第三制造方法中，內外容器2、3的壁厚，可應容器的用途適當選擇，從強度應力的觀點厚度1～3mm較佳。
由外面加飾、涂布釉藥，可提升創意性。
至于空隙部4的空隙距離，隔熱構造上以2～10mm左右較佳。
依第一制造方法，制成空隙部封入氪(Kr)氣體，開口部直徑140mm的隔熱容器1。又依第二制造方法，制成了空隙部真空，開口部直徑140mm的隔熱容器2。
為測定該些隔熱容器的性能，另制造一個同形狀的比較容器，其空隙部保持原來的空氣，亦未設輻射膜層。在隔熱容器1、隔熱容器2及比較容器的內容器各注入95℃的開水，蓋碗蓋后放置于定溫20℃的恒溫室，測定一小時后的溫度。
一小時以后，測得本發明的隔熱容器1的水溫為61℃，隔熱容器2的水溫為64℃，另比較容器的水溫為56℃。實際證明隔熱容器1，隔熱容器2較比較容器有較好的保溫性能。
此次用圖1的碗狀容器的結果比較，如將容器的開口部縮小，做成熱水瓶或磁柸的形狀比較，其結果將有更大的差異。
本發明的陶瓷制隔熱容器，因玻璃質層的保持氣密性，在內外容器間的空隙部封入低熱傳導率氣體，或封密成真空狀態，更配置以前的陶瓷制隔熱容器未有的輻射熱防止膜層，故成為有優良保溫性能的隔熱容器。在內外容器的空隙部側及大氣側全面設玻璃層，更提高其氣密性。因此，本發明用大眾熟悉公用的陶瓷器，制成隔熱性能優越的隔熱容器。
權利要求
1.一種陶瓷制隔熱容器，其特征為一在陶瓷制的外容器內，將陶瓷制的內容器，隔著空隙部一體化，形成陶瓷制隔熱容器；一內外容器的空隙部側全面，或內外容器的大氣側全面的至少一方配設玻璃質層。
2.如權利要求1所述的陶瓷制隔熱容器，其特征為在內外容器的空隙部封入熱傳導率較空氣小的低熱傳導率氣體。
3.如權利要求1所述的陶瓷制隔熱容器，其特征為內外容器的空隙部為真空封閉。
4.如權利要求1至3中任一項所述的陶瓷制隔熱容器，其特征為在內容器的外面與外容器內面的至少一方，或在該空隙部內設輻射熱防止膜層。
5.一種隔熱容器的制造方法，其特征為一首先，將陶瓷制的內容器與底部有開口的陶瓷制外容器，各別素燒；一其次，在該內容器的內外面及外容器的內外面中，至少內容器的外面及外容器的內面涂布釉藥；或在前述的內容器的內外面與外容器的內外面中，內容器的內面、外容器的外面及內外容器的隔熱層面的至少一方涂布釉藥；一再將外容器與內容器隔著空隙部一體化后，進行本燒；一再于內外容器的至少一方設輻射熱防止膜層；一最后，將空隙部的空氣換置為低熱傳導率氣體，或成真空后，再封閉開口。
6.一種隔熱容器的制造方法，其特征為一先在底部有開口的陶瓷制外容器，將陶瓷制內容器隔著空隙部一體化后，進行素燒；一再于該內容器的內外面與外容器的內外面中，至少在內容器的外面及外容器的內面涂布釉藥后，進行本燒；一其次，在內外容器的至少一方設輻射熱防止膜層；一最后，將空隙部的空氣換置為低熱傳導率氣體，或成真空后，再封閉開口。
7.一種隔熱容器的制造方法，其特征為一先將陶瓷制內容器與底部有開口的陶瓷制外容器，各別素燒；一接著，在該內容器的內外面與外容器的內外面中，至少在內容器的外面及外容器的內面涂布釉藥后；或在該內容器的內外面與外容器的內外面中的內容器內面、外容器的外面及內外容器的隔熱層面的至少一方涂布釉藥后，進行本燒；一再于內外容器的至少一方，或空隙部內設輻射熱防止膜層；一再次，將內容器與外容器配成有空隙部，一體化的；一最后，將空隙部的空氣換置為低熱傳導率氣體，或成真空后，再封閉開口。
全文摘要
本發明提供一種陶瓷制的隔熱容器,具備優良的保溫性能,適合于一般家庭使用。其特征在于該陶瓷制隔熱容器(1),是在陶瓷制的外容器(2)內,隔著空隙部(4)配置陶瓷制的內容器(3),一體化后構成,并在內外容器的空隙部側,及內外容器的大氣側的至少一方,配設玻璃質層。
文檔編號B01D53/04GK1388051SQ0212192
公開日2003年1月1日 申請日期2002年5月24日 優先權日2001年5月28日
發明者松田州央, 大塚榮二 申請人:日本酸素株式會社