专利名称：隔热容器及其制造方法
技术领域：
本发明为汤饮、茶碗等有关的陶瓷制的隔热容器，其陶瓷制的二重壁体构造的壁间有隔热空间层。
该隔热容器的制造方法为，先造内侧容器与外侧容器非接着状态的二重构造的陶器素材，在陶器素材的高台表面穿设小径的空气流出孔，内侧容器与外侧容器在非接着状态素烧后，在上述空气流入孔注入孔密闭剂，其后在高台表面涂布防止釉药附着用的防水剂，在内侧容器与外侧容器的接着沟及二重构造的陶器涂布釉药后，陶器的上端开口周缘向上，二重构造的陶器的高台表面向下，放置于表面成微小凹凸的棚板上面，进行本烧，利用高温溶解接着沟内的釉药，接合内侧容器与外侧容器，同时用高温下玻璃化的孔密闭剂封闭上述的空气流出孔。
隔热容器的别的例，尚有本专利申请人在日本专利特开平11-267044号提出的合成树脂制的隔热容器，为树脂制外容器与树脂制的内容器，隔着空隙部在碗口部一体化，空隙部内封入热传导率比空气小的低热传导率气体而成。
该隔热容器为，合成树脂制的内容器与外空器至少一方的隔热层侧，配设防止辐射用的铝箔等，内容器与外容器的口缘部以振动溶接等接合一体化后，再经外容器底部的开口部，把空气换成低热传导率的气体，用封止板及黏着剂封闭开口部，制造而成。
该合成树脂制的隔热容器，虽然很轻，但材质为合成树脂有目视不够温暖，难以亲近的问题。
另一方面，陶瓷制容器并为一般家庭使用，为容易接受的材质，但做成隔热容器，则陶瓷器为微细的多孔质材料，制造时空隙部成减压状态，以后空气会慢慢通过壁面流入空隙部。又因本烧是在高温下进行之故，辐射热防止膜不能在隔热空间层配置，有性能上不能满足的问题。
为达成上述的目的，本发明提供一种陶瓷制隔热容器，其特征为在陶瓷制的外容器内，将陶瓷制内容器，隔着空隙部一体化形成的陶瓷制隔热容器，其内外容器的空隙部全侧面，或内外容器的大气侧全面的至少一方配设玻璃层。
在该隔热容器的内外容器的空隙部，封入热传导率较空气小的低热传导率气体的构成亦可。或，内外容器的空隙部为真空封密的构成也好。
该隔热容器中，内容器的外面与外容器内面的至少一方，或在该空隙部内，设置辐射热防止膜层的构成亦可。
本发明提供一种隔热容器的制造方法，其特征为一将陶瓷制内容器，与底部有开口部的陶瓷制外容器；分别素烧；一其次，在该内容器的内外面与外容器内外面中，至少内容器的外面及外容器的内面涂布釉药。又，在该内容器的内外面与外容器的内外面中，内容器的内面、外容器的外面以及内外容器的隔热层面二者的至少一方涂布釉药；一接着，将外容器与内容器隔着空隙部一体化后，进行本烧；一再于内外容器的至少一方设辐射热防止膜层；一最后，于空隙部用低热传导率气体替换空气，或真空化后，封闭开口部。
再，本发明提供一种隔热容器的制造方法，其特征为一在底部有开口部的陶瓷制外容器内，把陶瓷制内容器隔着空隙部一体化后，进行素烧；一在该内容的内外面及外容器的内外面中，至少内容器的外面及外容器的内面，涂布釉药后，进行本烧；一在内外容器的至少一方设辐射热防止膜层；一将空隙部的空气换置低热传导率气体，或成真空化后，封闭开口部。
又，本发明提供一种隔热容器的制造方法，其特征为一将陶瓷制内容器与底部有开口部的陶瓷制外容器，分别素烧；一该内容器的内外面及外容器内外面中，至少内容器的外面及外容器的内面涂布釉药后。又，在该内容器的内外面及外容器的内外面中，内容器的内面、外容器的外面及内外容器的断热层二者的至少一方，涂布釉药后进行本烧；一在内外容器的至少一方，或于空隙部内设辐射热防止膜层；
一将外容器与内容器配置空隙部一体化。
一将空隙部的空气用低热传导率气体换置，或成真空化后，封闭开口部。
图2为
图1的主要部扩大断面图。
1隔热容器2外容器3内容器4空隙部5辐射热防止膜层6开口7封止板8凹部9玻璃质层10脚部设于内外容器2、3间的空隙部4，封入较气空(0℃的热传导率＝2.41×10-2w.m.k-1)热传率小的气体，最好为无毒性、不活性的气体，最好选择氪气、氙气、氩气或该些的混合气等的低热传导率气体，在大气压下封入隔热层4a。或使空隙部4成气压10托里(Torr)以下，最好为10-2托里以下的真空封闭状态的隔热层4b。
内容器3及外容器2，为以粘土为主原料，配合碱性金属、碱性土金属等的氧化矿物原料烧制的陶瓷，最好用稠度大，几无吸水性的陶器、石器或瓷器。内容器3与外容器2的壁厚为1～7mm程度，以2～5mm左右较佳。该些内容器3与外容器2的材料，可用周知的粘土等为陶瓷器原料，又其成形法也可用公知的陶瓷器制造法。而且，形成玻璃质层9的釉药，也可使用公用制造陶瓷食器所用的釉药。
在外容器2的底部形成的开口6的大小或形状虽无限定，但以直径1～3mm的圆孔状较佳。封塞该开口6的封止板7，可用陶瓷板，玻璃板或金属板(含珐琅板)。该封止板7可用如釉药的可在外容器底面烧结的接合剂，或者可熔接外容器底面与封止板7的封止玻璃、金属焊料、合成树脂制接着剂、气密接合。再者，该封止板7，如图1所示为在外容器2底部形成封止板配置用的凹部8，在该凹部8插入封止板7，再以接着剂密接着封闭开口6的构成，但不设凹部8也可以，或以脚部10代用为凹部8，使用加大的封止板7封闭开口6也好。
设于内容器3外面的辐射热防止膜层5，为热反射率高的金属，如银(Ag)或钖(Al)及铜(Cu)的薄膜形成。该辐射热防止膜层5，可用如银的非电解(化学)镀法，喷镀法、铝的真空蒸着法或铝箔的接着等方法形成。
该隔热容器1的内外容器2、3用热传导率小的陶瓷形成，该内外容器间的空隙部4，为封入低热传导率气体的隔热层4a，或为真空隔热层4b，且在面对空隙部4的内容器3的外面设辐射热防止膜层5，与公用有空气隔热层的隔热容器相比，隔热效能格外提升，装入内容器3的饮料或食物能长时间保温。
又，该隔热器1，其内外容器2、3用陶瓷制成，外观良好，手触或口触感觉均良好，与合成檥脂制容器相比，可提升容器的使用感。
该陶瓷制隔热容器1，可用下述三个方法的任一方法制造一先第一制造方法制造内外容器2、3的原型成形体，例如用粘土等灌入成形加工的型模。此时，外容器2的底部设有烧制后成直径1～3mm的圆孔状开口6；一制成的内外容器2、3干燥后，进行素烧，其温度在800～1100℃，最好850～1000℃，时间3～15小时，以5～8小时较佳；一素烧后，在内外容器2、3与空隙部4接触的而全部涂布釉药，再使成一体化的形状进行本烧。釉药使用在约900℃可熔解玻璃化的釉药。本烧的处理条件，虽因内外容器2、3的材料不同，通常在1000～1400℃烧制10～30小时，上述釉2具接着剂的机能，将内外容器2、3的口缘部气密地一体化，同时釉药在内外容器2、3的空隙部4侧的面玻璃化固着；一其次，用非电解镀法(化学镀法)形成辐射热防止膜层。经设于外容器3低面的开口6灌入空隙部4，氨基硝酸银液及，葡萄糖等的还原剂与氢氧化钠的混合液。混合液灌入的同时，就产生银镜反应在空隙部形成具辐射热防止膜层5作用的银膜层。反应后，取出空隙部4的残液，放置加热一定时间，使空隙部成干燥状态；一再于开口6连接导入真空泵及低热传导率气体的导入部。在空隙部4的空气排除后，切换到低热传导率气体导入部，以大约大气压的压力导引低热传导率气体进入空隙部4。然后，取下导入部，在开口周边涂接着剂，配置封止板，将低热传导率气体封存于空隙部4，就制成了空隙部封存低热传导率气体的隔热容器1。此处使用的封止板7可用与内外容器2、3同样的陶瓷材料，用金属制，树脂制的封止板亦可。
如上所述，在空隙部4配置釉药，以可玻璃化的温度烧制，使空隙部4被玻璃质层9包围成气密状态。空隙部4有细微的凹凸的陶瓷表面，被平滑的玻璃质层覆盖，可使银镜反应的银膜空易形成，同时也可提高辐射效率，也提升保温性能。
开口6的口径，考虑溶液的注入，取出需约10mm左右，但溶液的取出时，如用吸管插入空隙部4，用吸出法取出的场合，有吸管出入可能的程度(约1～3mm)即可。
在第一制造方法，虽在内外容器2、3的隔热层4a侧的面涂布釉药，如在内外容器2、3的靠大气侧的面涂布釉药也可维持空隙部4的气密性，所以隔热层4a侧的釉药，只在内容器3的外面，或外容器2的内面的一方涂布就可以。
除了空隙部4侧的面，面对大气侧的面也配设玻璃层，故形成二重的气密壁，封入空隙部的低热传导率气体更难以漏出外部。
在第一制造方法中，封入低热传导率气体的隔热层4a，代之以将该空隙部4换成10托里以下，最好10-2托里以下的真空密闭的隔热层4b亦可。该真空隔热层4b的形成作业为，把本烧及银膜形成后的容器，底部向上置于真空加热炉内，在开口6的周围置釉药或低融点玻璃、金属焊材等的接着剂，再于其上面放置封止板7，在真空加热炉内排气真空的同时，对容器加热熔解接着剂，真空排气完后冷却使接着剂固化，完成真空隔热层4b的制作。第二制造方法以下说明隔热容器1的第二制造方法。
一先制作内外容器2、3的原型的成形体，例如用石膏等灌入加工的成形模型制作。此时，外容器2的底部设有烧制后，形成直径1～3mm的圆孔状开口6。制成的内外容器2、3的口缘部，用与内外容器同样材质粘土熔解作成的接着剂涂布，内外容器一体化后，在温度800～1100℃，以850～1000℃较佳，进行3～15小时，以5～8小时较适的素烧；一在一体化成形的内外容器间的空隙部4注入釉药。此处，使用在900℃右会融解玻璃化的釉药。使空隙部全体付着釉药后，进行1000～1400℃高温10～30小时的本烧，使釉药在内外容器的空隙部侧表面形成玻璃质层9固着；一其次，混合氨基硝酸银液及葡萄糖与氢氧化钠的混合液，经设于外容器底面的开口6灌入空隙部4。混合液灌入的同时即进行银镜反应，在容隙部形成具辐射热防止膜层5作用的银膜。反应后，取出空隙部4的残液，放置加热一定时间，使空隙部成干燥状态；一再于开口6连接导入真空泵及低热传导率气体的导入部。在空隙部4的空气排除后，切换至低热传导率气体导入部，以大约大气压的压力导入低热传导率气体至空隙部4。然后，取下导入部，在开口部周导涂布UV接着剂，并固着的。如此，完成了在空隙部密封低热传导率气体的隔热容器1的制造。
如上所述，在空隙部4配置釉药，以可玻璃化的温度烧制，使空隙部4为玻璃质层9包围成气密状态。空隙部4的有微细凹凸的陶瓷表面，被平滑的玻璃质层覆盖，可使银镜反应的银膜容易形成，同时亦提高辐射效率，也提升保温性能。
在第二制造法中，涂布釉药的面，只在空隙部4侧的面，但面对大气的面涂布釉药亦无问题。如在面对大气侧的面也加设玻璃层，可使封入空隙部的低热传导率气体更难以漏出外部。
在第二制造方法中，封密低热传导率气体的隔热层4a，可代之以将该空隙部4换成10托里以下，最好为10-2托里以下的真空密闭的隔热层4b。该真空隔热层4b的形成作业为，把本烧及银膜形成后的容器，底部向上置于真空加热炉内，在开口6的周围置釉药或低融点玻璃、金属焊材等的接着剂，再于基上面放置封止板7，在真空加热炉内排气真空的同时，对容器加热熔化接着剂，真空排气后冷却使接着剂固化，完成真空隔热层4b的制作。第三制造方法下面说明隔热容器1的第三种制造方法。
一先制造内外容器原型的成形体，即将陶瓷材料灌入成形加工的模型。此时，外容器2的低部设有烧制后成真径1～3mm的圆孔状开口6；一制成的内外容器分别进行素烧，其素烧温度800～1100℃，以850～1000℃左右较佳，素烧时间3～15小时，以5～8小时较佳；一在素烧后的内外容器2、3的与空隙部4接触的面全部涂布釉药，再个别进行本烧。釉药使用900℃左右可融解玻璃化的釉药，在1000～1400℃温度经10～30小时烧制后，釉药在内外容器的靠空隙部4侧的面玻璃化固着，形成玻璃质层9；一其次，在内容器3贴着铝箔的辐射防止膜层5后，在空隙部4侧的内外容器2、3的有玻璃层的开口部的最少一方涂布接着剂，固着内外容器使气密的一体化；一再于开口6连接导入真空泵及低热传导气体的导入部。空隙部4的空气排除后，切换至低热传导率气体导入部，以大气压的压力导入低热传导率气体至空隙部4。最后取下导入部，在开口6周导涂布接着剂，配置封止板7，就可制成在空隙部4封存低热传导率气体的隔热容器1。此处使用的封止板7，可用与内外容器同样的陶瓷器，但金属制、树脂制的封止板亦可。
如上所述，在空隙部4配置釉药，以可玻璃化的温度烧制，空隙部4为玻璃质层包围，可使空隙部4成气密状态。有细微凹凸的空隙部4的陶瓷器表面，由平滑的玻璃层覆盖，故银镜反应的银膜容易形成，同时可提升辐射效率，也可提高保温性能。又辐射热防止膜层5也可使用铝箔。铝箔并无必要贴付在内容器的外面或外容器的内面，可以浮悬在内外容器构成的空隙部。
开口6的口径，考虑及液体的注入取出则约10mm左右较佳，如在液体取出是用管插入空隙部，用吸出取出的场合，则吸管可进出的程度的口径(1～3mm左右)就可。
在第三制造方法中，在内外容器2、3的隔热层侧涂布釉药，如在内外容器2、3的大气侧涂布釉药，也能维持空隙部的气密性，故隔热层侧的釉药，只在内容器3外面或外容器2内面的一方涂布就可以。
又除了空隙部4侧的面，面对大气的侧面也配置玻璃层，故形成二重的气密壁，使空隙部密封的低热传导率气体更难以漏出。
在第三制造方法中，封密低热传导率气体的隔热层4a，可代之以将该空隙部换成10托里以下，最好为10-2托里以下的真空密闭的隔热层4b。该真空隔热层4b的制造方法为，将本烧及银膜形成后的容器，底部向上置于真空加热炉内，在开口6的周围置釉药或低融点玻璃、金属焊材等的接着剂，再于其上面放置封止板7，在真容加热炉内排气真空的同时，对容器加热熔化接着剂，真空排气后冷却使接着剂固化，完成真空隔热层4b的制作。
上述的第一至第三制造方法中，内外容器2、3的壁厚，可应容器的用途适当选择，从强度应力的观点厚度1～3mm较佳。
由外面加饰、涂布釉药，可提升创意性。
至于空隙部4的空隙距离，隔热构造上以2～10mm左右较佳。
依第一制造方法，制成空隙部封入氪(Kr)气体，开口部直径140mm的隔热容器1。又依第二制造方法，制成了空隙部真空，开口部直径140mm的隔热容器2。
为测定该些隔热容器的性能，另制造一个同形状的比较容器，其空隙部保持原来的空气，亦未设辐射膜层。在隔热容器1、隔热容器2及比较容器的内容器各注入95℃的开水，盖碗盖后放置于定温20℃的恒温室，测定一小时后的温度。
一小时以后，测得本发明的隔热容器1的水温为61℃，隔热容器2的水温为64℃，另比较容器的水温为56℃。实际证明隔热容器1，隔热容器2较比较容器有较好的保温性能。
此次用图1的碗状容器的结果比较，如将容器的开口部缩小，做成热水瓶或磁柸的形状比较，其结果将有更大的差异。
本发明的陶瓷制隔热容器，因玻璃质层的保持气密性，在内外容器间的空隙部封入低热传导率气体，或封密成真空状态，更配置以前的陶瓷制隔热容器未有的辐射热防止膜层，故成为有优良保温性能的隔热容器。在内外容器的空隙部侧及大气侧全面设玻璃层，更提高其气密性。因此，本发明用大众熟悉公用的陶瓷器，制成隔热性能优越的隔热容器。
权利要求
1.一种陶瓷制隔热容器，其特征为一在陶瓷制的外容器内，将陶瓷制的内容器，隔着空隙部一体化，形成陶瓷制隔热容器；一内外容器的空隙部侧全面，或内外容器的大气侧全面的至少一方配设玻璃质层。
2.如权利要求1所述的陶瓷制隔热容器，其特征为在内外容器的空隙部封入热传导率较空气小的低热传导率气体。
3.如权利要求1所述的陶瓷制隔热容器，其特征为内外容器的空隙部为真空封闭。
4.如权利要求1至3中任一项所述的陶瓷制隔热容器，其特征为在内容器的外面与外容器内面的至少一方，或在该空隙部内设辐射热防止膜层。
5.一种隔热容器的制造方法，其特征为一首先，将陶瓷制的内容器与底部有开口的陶瓷制外容器，各别素烧；一其次，在该内容器的内外面及外容器的内外面中，至少内容器的外面及外容器的内面涂布釉药；或在前述的内容器的内外面与外容器的内外面中，内容器的内面、外容器的外面及内外容器的隔热层面的至少一方涂布釉药；一再将外容器与内容器隔着空隙部一体化后，进行本烧；一再于内外容器的至少一方设辐射热防止膜层；一最后，将空隙部的空气换置为低热传导率气体，或成真空后，再封闭开口。
6.一种隔热容器的制造方法，其特征为一先在底部有开口的陶瓷制外容器，将陶瓷制内容器隔着空隙部一体化后，进行素烧；一再于该内容器的内外面与外容器的内外面中，至少在内容器的外面及外容器的内面涂布釉药后，进行本烧；一其次，在内外容器的至少一方设辐射热防止膜层；一最后，将空隙部的空气换置为低热传导率气体，或成真空后，再封闭开口。
7.一种隔热容器的制造方法，其特征为一先将陶瓷制内容器与底部有开口的陶瓷制外容器，各别素烧；一接着，在该内容器的内外面与外容器的内外面中，至少在内容器的外面及外容器的内面涂布釉药后；或在该内容器的内外面与外容器的内外面中的内容器内面、外容器的外面及内外容器的隔热层面的至少一方涂布釉药后，进行本烧；一再于内外容器的至少一方，或空隙部内设辐射热防止膜层；一再次，将内容器与外容器配成有空隙部，一体化的；一最后，将空隙部的空气换置为低热传导率气体，或成真空后，再封闭开口。
全文摘要
本发明提供一种陶瓷制的隔热容器,具备优良的保温性能,适合于一般家庭使用。其特征在于该陶瓷制隔热容器(1),是在陶瓷制的外容器(2)内,隔着空隙部(4)配置陶瓷制的内容器(3),一体化后构成,并在内外容器的空隙部侧,及内外容器的大气侧的至少一方,配设玻璃质层。
文档编号B01D53/04GK1388051SQ0212192
公开日2003年1月1日 申请日期2002年5月24日 优先权日2001年5月28日
发明者松田州央, 大塚荣二 申请人:日本酸素株式会社