专利名称：绝热容器与绝热材料及绝热容器的制造方法
技术领域：
本发明涉及冷藏箱、保温瓶、保温饭盒等器具使用的绝热容器与用于这些绝热容器的绝热材料及其绝热容器的制造方法，并详细地介绍在由内容器和外容器组合为一体的夹层容器的气密夹层的气袋内，封入热导率低于空气的气体。因此本发明涉及作为绝热材料制成的绝热容器，以及所用绝热材料和该绝热容器的制造方法。
以前，上述冷藏箱等绝热容器，其内容器与外容器均由合成树脂制成，在内外容器间的夹层中充填硬质聚氨酯泡沫体、聚苯乙烯泡沫等有机泡沫材料，或者填充珍珠岩等无机材料，作为绝热容器的绝热层。
而用金属材料制成的内容器与外容器，在其内容器与外容器的夹层间形成真空绝热层而制成绝热容器。
但是，使用发泡材料作绝热体填充的绝热容器，由于绝热材料的导热率大，为了提高绝热容器的绝热性能，需要增大绝热层的厚度。再者，在内外容器的夹层间填充发泡体时，为了提高充填工序的效率，绝热层必须有一定的厚度，结果是，绝热容器填充层的厚度约为真空绝热层厚度的5-10倍。由此，充填绝热材料的绝热容器，其容积效率即绝热容器在闭盖的状态下内容器的有效容积对全容积的比例变小，因此不能完全满足携带使用的要求。
对于有真空绝热层的绝热容器，虽然绝热层的厚度很薄，但绝热性能优良，便于携带使用，但制造方法复杂，成本高。另外，为了增加内容器与外容器对大气压力的承受能力，内容器与外容器要能承受大气压力而限止了容器的形状，使用易制造的方形容器的工艺就较困难。
本发明的目的在于提供一种造价低廉、绝热性能优良、容积效率高的绝热容器及适合于这种绝热容器的绝热材料和这种绝热容积的制造方法。
本发明的第一式样是由内、外容器组合为一体的夹层容器的夹层内形成绝热层的绝热容器，在内外容器间的夹层的气袋内封入氙、氪、氩之中至少一种的低导热性气体作为绝热材料而制成的绝热容器。
在适合于这种绝热容器的具体式样中，可选择下列材料之一制作气袋，即合成树脂薄膜、金属薄片覆盖的合成树脂薄膜以及金属真空镀层合成树脂薄膜等。绝热材料的厚度以5mm以下为好。在这个夹层里可以将多个厚度为5mm以下的绝热材料层叠而成更佳。夹层容器的内外容器间与绝热材料间的空隙最好填充具有柔软性能的发泡绝热材料。
本发明的第二式样是在由气密封性薄膜构成的气袋内，至少封入氙、氪、氩中的一种低导热性气体以作为绝热材料。
在适合于这种绝热材料的实施式样中，可选择下列材料之一制作气袋，这些材料包括合成树脂、薄膜、金属薄片覆盖的合成树脂薄膜以及金属真空镀层合成树脂薄膜等，为防止气体对流，气袋的内表面最好制成波纹形。由许多气袋层叠起来，并在每个气袋内封入低导热性的气体。每层的厚度小于5mm这样的绝热材料最佳。再者，配制有夹层结构夹壁的气袋，应从夹层结构与气袋之间填充软质发泡绝热材料的结构最佳。
本发明的第3种式样是内容器与外容器接合为一体的夹层容器作为内外容器间的绝热层这样一种绝热容器的制造方法，在内容器与外容器间的夹层里预先装配上气袋的状态下，将内容器与外容器组合为一体，接着，在上述的气袋内填充氙、氪、氩中至少一种低导热性气体，然后将该气袋密封以制成绝热层。
在适合于这个方法的实施式样中，气袋由下列材料之一构成，这些材料包括合成树脂薄膜、金属薄片覆盖合成树脂薄模以及金属真空镀层合成树脂薄膜等。绝热层的厚度以小于5mm为好。在内容器与外容器间的夹层里叠层配置多个气袋，将这些分别封有低导热性气体的多个气袋，层叠装配最佳。
在更适合这种方法的具体式样中，气袋设有管状气体导入口，而在夹层容器上设有该气体导入口的出口，当在夹层容器的内外容器的夹层间装配气袋时，要从夹层容器的开口处把这个气体导入口引出来，从气体导入口向配置有气袋的夹层容器内充填低导热性气体，然后将气体导入口封住，把封住气体导入口的管装入开口内，最好再将这个开口(出口)塞住。
本发明的绝热容器，由于在内容器与外容器的夹层里，其中封入配置有氙、氪、氩中至少一种低导热性气体的气袋作为绝热材料，和以前使用发泡体作绝热材料的绝热容器相比，其绝热层变薄，因此绝热容器的容积效率有了提高。也就是说和使用发泡体等作绝热材料的绝热容器相比，在具有同等绝热性能的情况下，绝热层的厚度可降低一半以上，因此可增加它的有效内容积。另外，以聚氨酯泡沫体作绝热材料的绝热容器，由于聚氨酯本身的耐热性差，即使内容器与外容器使用耐热性良好的合成树脂，也不能当作可加入热汤的保温瓶等使用，然而本发明的绝热容器，其内容器与外容器及气袋均是用耐热性良好的合成树脂或金属制作的，因此可用作保温容器。另外由于使用充填气体作为气袋的绝热材料，从而使绝热容器轻量化。
另外，和带真空绝热层的绝热容器相比，其内容器与外容器不额外承受大气压负荷，绝热容器勿须制成耐压形状，因此绝热容器能变薄，而使其整体轻量化，并可制成有平面的矩形等各种形状的箱体。
还有，由于在内外容器间及内外容器与气袋间均填充有柔软性的绝热材料，使气袋的厚度会变薄的转角部位的绝热性能也因使用这些绝热材料而得以补偿，从而可提高绝热容器的绝热性能。
假若采用本发明的绝热容器的制造法，在内容器与外容器的夹层内预先装配气袋的状态下，将内容器与外容器组合为一体，然后往气袋内充填低导热性气体并随后密封之，使气袋在收缩状态下将其装入夹层内，这样即使很狭小的夹层也能装入气袋。和填充发泡体操作或真空密封操作相比，往气袋内充填气体，仅需简单地密封操作即可制造绝热容器，因此可提高绝热容器的制造效率，进而使制造绝热容器的操作简单化，又因不需要发泡体及真空装置，因而又降低了绝热容器的制造成本。
附图的简单说明
图1是本发明绝热容器之一的纵剖面图。
图2是上述同样的绝热容器的横剖面图。
图3是气袋的展开图。
图4是上图中绝热容器的制造说明图，以及向气袋内充填气体之前时的纵剖面图。
图5是作为本发明绝热材料之一的绝热板的剖面图。
最佳实施式样的说明以下，以实施例为基础对本发明进行详细描述，但本发明的范围不局限于实施例所记载的范围。这些实施例仅仅是一个简单的示例，可能有各种变化或变形就勿须细说了。第1实施例图1和图2绘出了本发明绝热容器的一个示例。该绝热容器1由下述部件所构成，即内容器2、在该内容器2四周装配的外容器3、在内容器2和外容器3之间的夹层4内设置的气袋5(绝热材料)。在气袋5内充填一个大气压的氩、氙、氪之一种气体或其混合气体所组成的低导热率气体，然后密封之。内容器2与外容器3接合为一体而组成夹层结构。在此内容器2与外容器3之间的夹层4内装配上述的气袋5形成绝热层8，该绝热层8的厚度应使气袋5内的气体难以进行对流，这样以5mm以下为宜。
导热率低的气体其导热率k比空气(2.41×102W·m-1·K-1；0℃)的小，可用惰性气体氙(k＝0.52×102W·m-1·K-1；0℃)、氪(k＝0.87×102W·m-1·K-1；0℃)、氩(k＝1.63×102W·m-1·K-1；0℃)等各气体或它们的混合物。氙、氪、氩这些气体的导热率小，而使用时又不产生环境安全上的问题，因此特别适合。
内容器2和外容器3可用下述材料制作，这些材料包括ABS树脂、聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸二乙酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、丙烯酸类树脂、硬质PVC等合成树脂材料。容器2，3的材料也不局限于合成树脂，用不锈钢等金属材料制作的也很好，或一个用合成树脂而另一个用金属制作也可以。
将内容器2的上部做成开口，形成有底的箱状，在其上端做成法兰盘2a。将外容器3做成方筒形，在其侧壁3a下端接有底板3b。侧壁3a装配在内容器2外部，侧壁3a的上端与内容器2的法兰盘2a顶端的下部接为一体。侧壁3a的上端与内容器2的法兰盘2a的顶端下部的接合、以及侧壁3a的下端与底板3b的接合，接合方法可选用粘接剂接合、加热融合、趋声波溶合等方法。在外容器3的底板3b中心部位开有一个圆口3c，最好做成能用封板或盖封闭的结构。
在内容器2的外表面和外容器3的内表面最好附设有防止热辐射的金属膜，金属膜可选用真空喷镀法，化学法或电镀法等法之一或其两种方法组合起来将铜、银、铝、铬等金属或合金镀膜而成。
在内容器2和外容器3之间的夹层4内插入的气袋5，如图3的展开图所示，其结构包括长方形的底部5b、和5b四周连起来的侧边5a。在底部5b下面的中央部位开一个延伸出来的管状气体导入口5c。气袋5可选用合成树脂薄膜、金属薄片覆盖合成树脂膜或金属喷镀的合成树脂薄片等制成。合成树脂薄片的材料以其气体释放量和气体通透量小而刚性高的材料为好，例如聚丙烯、聚对苯二甲酸二乙酯、聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、硬质PVC、聚酰胺等。合成树脂薄膜的厚度最好为0.05～1.0mm。金属覆盖薄膜是用铝箔等金属箔与上述合成树脂薄膜叠合而成，而金属喷镀的合成树脂薄膜则是将铝等金属真空喷镀到上述合成树脂薄膜上制成的。
将上述导热率低的惰性气体氩、氙、氪中的一种或其混合气体组成的低导热率气体通过气体导入口5c引入气袋5，并随后密封之，再把4个侧边5a竖立起来，置于内容器2与外容器3之间的夹层中，制成为大尺寸的有底箱状。
在内容器2和外容器3的夹层内，在内封有气体的气袋没有连接到的拐角处填充有柔软性的发泡绝热材料7，如软质聚氨酯泡沫体等。
关于绝热容器1的制造方法，兹举一例，以图说明之。
用合成树脂分别制成内容器2和外容器3，并准备好气袋5。事先将气袋5的端部固定在内容器2的法兰盘下面。将内容器2的法兰盘2a顶端的下面与外容器3侧壁板3a的上端用粘接剂(如环氧树脂粘合剂)接合好，然后在内容器2与外容器3之间的夹层4的拐角处用泡沫绝热材料塞满。如图4所示，在内容器2的外容器3的夹层4内装入未充气的气袋5，用粘接剂(如环氧树脂粘接剂)把底板3b接合在外容器3的侧壁板3a下端，这时气袋5的气体导入口5c从底板3b的开口3c处伸出来。然后将氩、氙、氪之一或其混合气体组成的低导热率气体从气袋5的气体导入口5c处充填到气袋5内，随之用热封或粘胶将气体导入口5c封配。密封好的气体导入口5c放入底板3的开口3c里，并用封板或盖将开口3c塞住。
若采用这样的绝热容器1，在内容器2和外容器3的夹层4里装配有气袋5(绝热材料)，其中由于内充导热率比空气小的气体，和使用发泡体的绝热容器相比，绝热层8变薄，因此绝热容器1的容积效率提高了，换言之，和使用发泡体等绝热材料的绝热容器相比，在具有相同绝热性能的情况下，绝热层8的厚度可减少一半以下，而有效内容积却增加了。另外，使用聚氨酯泡沫体作绝热材料的绝热容器1，由于聚氨酯自身的耐热性差，即使内容器2与外容器3使用耐热性良好的合成树脂材料，也不能把它作为可倒入热汤的保温瓶使用。而本实施例中的绝热容器1，其内容器2、外容器3及气袋都是用耐热性良好的合成树脂制造的，因此可把它当作保温瓶使用。另由于用作绝热材料的气袋5内充填的是气体，因此使绝热容器轻量化了。
再者，和带真空绝热层的绝热容器相比，没有增加内容器2和外容器3的大气压负荷，也没必要将绝热容器1制造成耐压结构，这不仅使绝热容器变薄并轻量化，还可制造成带平面板的矩形箱状体等各种形状的绝热容器。
还有，由于在内外容器间及其与气袋5之间，充填有柔软性的绝热材料7，在拐角处气袋5厚薄不均的地方其绝热性能用加填绝热材料7加以补偿，从而提高了绝热容器1的绝热性能。
若按照本实施例绝热容器1的制造方法，在内容器2与外容器3的夹层4内预先装配有气袋5的情况下，将内容器2与外容器3接合为一体，然后在气袋5内充填并封入低导热率的气体，使气袋5在收缩状态下装入夹层4内，这样即使夹层狭小也可将气袋5安放进去。和充填发泡体及真空密封操作相比，往气袋5内充填气体，操作简单，易密封，由此制造绝热容器1，其制造效率可能提高。由于绝热容器1的制造工艺简单，又不需要发泡体及真空装置，因此绝热容器1的制造成本可降低。
该实施例的绝热容器1，在其内容器2与外容器3之间的夹层4内装有一个气袋5，最好气袋5制成多层叠压结构，由于使用多个具有这种层叠结构的气袋5，气袋内气体的对流及热辐射能受到遏制，由此提高了气袋的绝热性能。装配多个气袋时，可将气体从每个气袋5的单独气体导入口5c导入。同时为阻止气体对流，各层气袋的厚度最好设置在5mm以下。另外，为防止袋内对流发生，气袋5内表面可采用波纹状的绝热材料。
第2实施例图5是本发明绝热材料的一个示例，符号11是绝热板。
绝热板11是由用合成树脂制造的有夹层结构的内壁12，插入用气密性薄膜做成的气袋13，并向气袋内注入热传导率比空气小的气体14一类绝热材料15等三部分组成。绝热板11内的绝热材料15与夹层结构体12的内表面之间的间隙里填充聚氨酯泡沫体16。同时绝热材料15的气袋13的内表面制成以防止对流发生的波纹状。
气袋13可由合成树脂薄膜、金属覆薄片合成树脂薄片或金属镀层合成树脂薄膜来制造，合成树脂薄膜材料以其气体释放量和穿透量小并且刚性高的材料为好，例如聚丙烯、聚对苯二甲酸二乙酯、聚酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、硬质PVC、聚酰胺等，合成树脂薄膜的厚度以0.05～1.0mm为好。金属覆盖膜是将铝箔等金属箔与上述合成树脂薄膜经叠合而成。金属镀层合成树脂薄膜是将铝等金属真空喷镀到上述合成树薄膜上而制成。
气袋13内封入的气体14，其导热率k比空气(2.41×102W·m-1·K-1；0℃)的小，因而可用惰性气体氙(k＝0.52×102W·m-1·K-1；0℃)、氪(k＝0.87×102W·m-1·K-1；0℃)、氩(k＝1.63×102W·m-1·K-1；0℃)中之一或其混合气体，因氙、氪、氩的导热率小，使用时没有环境保护上的问题，特别适合。
绝热材料15的厚度在15mm以下，若厚度大于5mm时，内部气体14易发生对流，绝热材料15在其横向的传热量会增大，而降低绝热效率，绝热材料15的容积效率就得不到有效的提高。
另外，该绝热材料15并不局限于1个，可用多个叠合使用，也可以和以前的聚氨酯泡沫或聚苯乙烯泡沫体结合使用。
关于绝热板11的制造方法，首先用喷射成型等合适的方法制造出合成树脂板材12a、12b，然后在将它们的端部接合起来制成夹层结构体12时，将另制成的绝热材料15插入，或者仅将来封入气体的气袋13插入两壁间再将板材12a和12b相互接合为一体后，将氙等气体通过预先设计好的气体导入口注入气袋13中并密封之。
气袋13的制造方法是先将合成树脂薄片的一个面胶粘上褶皱板17，然后将两个薄膜有褶纹17的面对合起来，再将其周边热封起来即可。
这样制成的绝热板11，除了可用作冷藏箱、保温饭盒等各种保温、保冷容器的绝热材料外，还可用作一般住宅、大楼等各种建筑物上所用的绝热材料等。
这种绝热板11，当所封入的气体为氙等导热率特别小的气体时，和使用聚氨酯泡沫体作的绝热材料相比，在具有相同绝热性能的情况下，其厚度降低一半，绝热部分的厚度缩小、变薄，从而实现轻量化。
由于绝热材料的厚度加工成5mm以下，气袋的薄膜内表面做成防止对流的波纹状，可防止气袋内的气体发生对流，因而提高了绝热性能。
另外，在本实施例中，在用合成树脂制的夹层结构体12内插入绝热材料15，将绝热板11制成板条状，但又不局限于这种形状，也适用于做成各种形状的夹层结构体或多层墙结构体。而气袋13或绝热板11可将两层以上层叠起来用，这样一来，厚度虽然增加了，但其绝热性能却更高了。
权利要求
1.一种绝热容器，其特征在于，内容器与外容器接合为一体而形成夹层容器和内外容器间具有绝热层而构成绝热容器，内、外容器的夹层内装配有绝热材料，该绝热材料是由内封入氙、氪、氩之中至少一种低导热性气体的气袋构成的。
2.在权利要求1中所说的绝热容器，其特征在于，气袋是由合成树脂薄膜、金属覆盖薄片合成树脂薄膜以及金属镀层的合成树脂薄膜之中的一种材料制成的。
3.在权利要求2中所说的绝热容器，其特征在于，为防止气体对流，将气袋的内表面制成波纹状。
4.在权利要求1中所说的绝热容器，其特征在于，绝热材料的厚度在5mm以下。
5.在权利要求1中所说的绝热容器，其特征在于，将多个绝热材料层叠配置。
6.在权利要求1中所说的绝热容器，其特征在于，在夹层容器的内外容器间及与绝热材料间的间隙里填充柔软性的发泡绝热材料。
7.在由气密性薄膜制成的气袋内，封入氙、氪、氩之中至少一种低导热性气体作为绝热材料。
8.在权利要求7中所说的绝热材料，其特征在于，气袋是选用下述材料制成的，这些材料包括合成树脂薄膜、金属覆盖薄片合成树脂薄膜以及金属镀层合成树脂薄膜。
9.在权利要求8中所说的绝热材料，其特征在于，为防止气体对流，气袋的内表面制成波纹状。
10.在权利要求7中所说的绝热材料，其特征在于，将多个气袋层叠起来，每个气袋内封入低导热性气体，而各层的厚度约在5mm以下。
11.在权利要求7中所说的绝热材料，其特征在于，气袋装配在夹层结构的两壁之间，而该夹层结构体与气袋之间设置充填软质发泡绝热材料。
12.绝热容器的制造方法，其特征在于，将内容器与外容器接合成夹层容器，在该容器的内外容器间形成绝热层而制成绝热容器，即将气袋预先装配在内容器与外容器的夹层中的情况下，先将内容器与外容器接合为一体，然后在上述的气袋内充填氙、氪、氩之中至少一种低导热性气体，将此气袋密封便形成绝热层。
13.在权利要求12中所说的绝热容器的制造方法，其特征在于，气袋是选用下述材料之一制成的，包括合成树脂薄膜、金属覆盖薄片合成树脂薄膜以及金属镀层的合成树脂薄膜。
14.在权利要求13中所说的绝热容器的制造方法，其特征在于，为防止气体对流，气袋的内表面制成波纹状。
15.在权利要求12中所说的绝热容器的制造方法，其特征在于，绝热层的厚度在5mm以下。
16.在权利要求12中所说的绝热容器的制造方法，其特征在于，在内容器与外容器的夹层内层叠配置多个气袋，每个气袋内都分别封入低导热性气体，再将封入气体的气袋层叠起来。
17.在权利要求12中所说的绝热容器的制造方法，其特征在于，气袋上设有管状气体导入口，而在夹层容器上开有将该气体导入口引出的开口，当把这个气袋配置到夹层容器的内外容器的夹层中时，将这个气体导入口从夹层容器的开口处引伸出来，从这个气体导入口向配置在夹层容器里的气袋内充填低导热性气体，最后将气体导入口封住。
18.在权利要求17中所说的绝热容器的制造方法，其特征在于，将气体导入口封住后置入开口里面，然后将开口塞住。
全文摘要
本发明涉及用于冷藏箱、保温瓶、保温饭盒等器具的绝热容器、制绝热容器的绝热材料及绝热容器的制法。该绝热容器是内外容器接合为一体的夹层容器，内外容器间形成绝热层，在内外容器之间的夹层里，装配有氙、氪、氩之中至少一种低导热性气体的气袋来作为绝热材料。绝热容器的制法是将气袋插入夹层内，向气袋充填低导热性气体并将该气袋随之密封。
文档编号A47G23/04GK1132167SQ95103769
公开日1996年10月2日 申请日期1995年3月29日 优先权日1995年3月29日
发明者山田雅司, 伊藤精一, 小宫泰彦 申请人:日本酸素株式会社