合成树脂制隔热容器以及合成树脂制隔热盖 【技术领域】
本发明涉及热水瓶、冷却器外壳、冰箱、饭碗、汤碗、保温杯、保温盒饭等使用的隔热容器以及隔热盖，具体地说，是涉及可减少容器口边部或盖子边缘的导热损失的合成树脂制隔热容器以及合成树脂制隔热盖。
本说明书以在日本的特许申请(特开平8-312360号)为基础，且该日本申请的内容作为本说明书的一部分。
技术背景
一直以来，用在热水瓶、保温饭盒等上的隔热容器，一直在进行合成树脂制隔热容器的开发，合成树脂制隔热容器具有重量轻、成形容易、制造成本低的优点。这样的合成树脂制隔热容器，通常是设计为由具有以下结构的容器体和与之配合的盖体构成的带盖容器。即，隔热容器的构成是：容器体用合成树脂形成内容器和外容器，组合内容器与比其尺寸大的外容器，使内容器和外容器之间存在空隙，内、外容器在各口边部结合，制成双壁结构地容器，并最好在其内、外容器之间的空隙中充入由氙气、氪气、氩气中的至少一种气体构成的低导热气体；同样，隔热盖的构成是：盖体用合成树脂制形成下侧壁和上侧壁，组合下侧壁和上侧壁，使下侧壁和上侧壁之间存在空隙，下侧壁和上侧壁在各口边结合，制成双壁结构的盖子，且最好在其下侧壁与上侧壁之间的空隙中充入由氙气、氪气、氩气中的至少一种气体构成的低导热气体。
在这样的隔热容器或隔热盖上，为了提高隔热的效果，在隔热层内充入低导热气体，并且，至少在内容器或下侧壁的靠隔热层侧的面上设置金属箔，以防止辐射热损失。这些都是提高隔热层厚度方向上的隔热效果的方法。
但是，在这样的隔热容器内放入需要保温的内装物、并用盖子盖住进行保温的时候，会从接触内装物的部分沿内容器壁面向内容器口边部传热，从而产生从该内容器口边部向容器外部的热损失，这样的从内容器口边部向容器外部的传热损失也不能忽视。同样，面向内装物收容空间的下侧壁的边缘，其传热损失也必须考虑。这些从内容器口边部或下侧壁边缘的传热损失不能用增加各隔热层厚度、或向隔热层内充入低导热气体、再或在内容器或下侧壁的靠隔热层侧的面上设置金属箔等方法来降低。而且，特别是在将隔热容器设计成扩口形状的时候，从内容器口边部的传热损失的比例增大，用传统型隔热容器保热或保冷，其性能恐怕都不理想。
发明概述
本发明的目的是提供能降低容器口边部传热损失的合成树脂制隔热容器和能降低盖子边缘传热损失的合成树脂制隔热盖。
本发明的合成树脂制隔热容器，其特征在于：合成树脂制的内容器和外容器利用各自的口边部进行连接，且内容器和外容器之间隔着一定的空间，将上述内容器与外容器之间的空间作为隔热层，在这样构成的合成树脂制隔热容器上，在内容器的口边部附近形成传热减低部，该传热减低部设有厚度变薄的壁。
上述隔热层中，也可充入导热系数比空气小的低导热气体。
也可在上述内容器的面向隔热层的表面上，除传热减低部以外的部分设计金属箔。
本发明的合成树脂制隔热盖，其特征在于：合成树脂制的上侧壁和下侧壁利用各自的边缘部进行连接，且上侧壁和下侧壁之间具有一定的空间，将上述上侧壁与下侧壁之间的空间作为隔热层，在这样的合成树脂制隔热盖上，在下侧壁的边缘部附近形成传热减低部，该传热减低部设有厚度变薄的壁。
上述隔热层中，也可充入导热系数比空气小的低导热气体。也可在上述下侧壁的面向隔热层的表面上，除传热减低部以外的部分设计金属箔。
图面的简单说明
图1表现本发明的合成树脂制隔热容器一实施例的局部剖面图。
图2表现本发明的合成树脂制隔热容器的口边部附近的剖面图。
图3表现本发明的合成树脂制隔热盖一实施例的局部剖面图。
图4表现本发明的合成树脂制隔热盖一实施例边缘附近的剖面图。
实施发明的最佳形式
本发明的合成树脂制隔热容器(以下称隔热容器)以及合成树脂制隔热盖(以下称隔热盖)，在接触内装物的内容器的口边部附近或面向容器内部空间的下侧壁的边缘附近，设计传热减低部，传热减低部具有厚度变薄的壁，这样，可降低向内容器口边部或下侧壁边缘的单位时间的传热量(传热速度)。
在本发明的隔热容器的传热减低部上，所谓“厚度变薄”是指传热减低部中心附近的厚度比传热减低部形成处两侧(上侧以及下侧)或者下侧的厚度薄。同样，在本发明的隔热盖的传热减低部上，所谓“厚度变薄”是指传热减低部中心附近的厚度比传热减低部形成处两侧(中心侧以及边缘侧)或者中心侧的厚度薄。
下面参照图面对本发明做更详细的说明。
图1及图2所示是本发明的隔热容器1的优选实施例，图3及图4所示是本发明的隔热盖2的优选实施例，可将隔热盖2扣合在隔热容器1上将隔热容器1密封。
该容器1由外容器3和内容器4构成，外容器3和内容器4采用树脂等注射成形等方法形成，所采用树脂最好是耐热耐水的聚碳酸脂树脂、聚丙烯树脂、聚脂树脂、或ABS树脂，更好一些是聚碳酸脂与脂聚按7∶3的比例混合的混合树脂。并且，该容器1是在内、外容器间的空间部5内设隔热层6的双壁结构，并呈中式碗或木制碗的形状。
在隔热容器1的成形上，如果采用聚碳酸脂与脂聚按7∶3的比例混合的混合树脂，由于耐化学性强，可防止裂缝(由于形成金属镀膜时的涂料中所含的溶剂分解而引起的、或因一般使用时的内装物、洗涤剂、漂白剂等引起的)的产生，因而较理想。由于该树脂的阻气性也好，所以，在隔热层内6充入低导热气体时特别理想。在此，聚脂包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丁烯对苯二酸脂、聚萘二甲酸乙二醇酯。
在外容器3底部的中心形成透孔7，在透孔7周围的外容器3的外表面侧，以透孔7为中心形成同心圆状凹部8。该凹部8是与密封板9嵌合连接的部位，所以，形成时使凹部8的深度与密封板9的厚度相同，而密封板9是用与内、外容器同样的树脂形成的。利用这样的构成，组装容器1时，可使容器1底部的透孔7的部位平滑，有利于改善外观或方便使用，清洗也容易。
上述透孔7设在外容器3底部，是在容器1的制造工序中，在连接内、外容器成双壁结构的容器之后，用于置换充入低导热气体的排出和导入口，并在充入低导热气体之后用粘接剂封堵。图1所示的例子是将中心形成透孔7的凹部8设在外容器3上，也可改设在内容器4上。但从制造工序的方便以及美观的角度来讲通常还是设在外容器3的底部中心。
上述外容器3和内容器4，以各自的口边部11、12用旋转焊接或振动焊接等方法结合，形成双壁结构的容器。由于利用旋转焊接或振动焊接连接，内、外容器结合部的密封程度高，其结合强度也大。
在外容器3与内容器4之间形成的隔热层6中，最好充入氙气、氪气、氩气中至少一种低导热气体。这些气体的导热系数分别是氙气(k=0.52×10-2W·m-1·K-1,0℃)、氪气(k=0.87×10-2W·m-1·K-1,0℃)、氩气(k=1.63×10-2W·m-1·K-1,0℃)，比空气(k=2.41×10-2W·m-1·K-1,0℃)小，可将它们单独使用或两种以上混合使用。利用这些低导热气体，可得到隔热性强的容器。
上述透孔7的封堵是利用密封板9嵌装在外容器3的凹部8上来进行的。即，先用氰基丙烯酸脂类粘接剂封住透孔7，之后再将密封板9抹上氰基丙烯酸脂类粘接剂嵌装在外容器3的凹部8上，这样从外部保护粘接部。并且，由于密封板9嵌装并密封在凹部8上，所以，在进行双壁结构的容器的制造时，容易确定密封板9的位置，密封板9也不会错位。
在内容器4与外容器3的面向空间部5的表面上，最好至少在内容器4的表面上设置金属箔13作为防热辐射材料。这样，可抑制隔热容器的辐射传热。如果进而在外容器3的内表面上也设金属箔(图中未示)，可进一步减少辐射传热。
上述金属箔，可采用铝箔、铜箔、银箔等，可利用粘接剂或双面胶带进行粘贴，既便宜又简单。或者也可采用金属蒸镀带。
在内容器4的口边部12附近，如图1及图2所示那样，形成传热减低部14，传热减低部14具有厚度减薄的壁。在该实施例中，是在内容器4上形成一个阶梯部，在该阶梯部上表面15处，使斜度减小且内容器厚度变薄，从而形成传热减低部14，再向上内侧壁形成凹曲面(隔热层侧为凸曲面)，斜度再次增大，直至作为容器边缘的口边部12，该口边部12与外容器3的口边部11连接。
内容器4的传热减低部14以外部分的厚度a，根据隔热容器所要求的隔热性能、重量、尺寸而定，最好在1.5～4.0mm的范围，更好一些是在2.0～3.0mm的范围。而传热减低部14的最小厚度b，要综合考虑其强度和降低传热的效果而定，最好在0.5～2.0mm的范围，更好一些是在1.0～2.0mm的范围。如果传热减低部14的最小厚度b小于0.5mm，恐怕会破坏作为容器1所必需的强度。
由于该传热减低部14可在内容器4注射成形时形成，所以它容易形成且不会增加工序。另外，由于减少了内容器4形成时所必需的合成树脂量，所以，传热减低部14的形成不会使制造成本上升。
另外，通过使传热减低部14与容器盖底面周边的凸曲面相配，可使隔热容器1与隔热盖2进行面对面接触，因此，可使与隔热盖2的啮合稳定，提高隔热容器1与隔热盖2之间的密封性。
另外，在隔热容器1使用时，阶梯部的角部16成为内装物的上限标记，所以，盖盖子的时候内装物不会从隔热容器1中溢出，且可防止由于传热减低部14与内装物接触而降低隔热效果。
并且，当在内容器4的隔热层6侧的表面粘贴金属箔13作为防热辐射的材料时，如果将金属箔13的粘贴位置确定在传热减低部14的隔热层6侧的凸曲面的下端附近，则容易固定金属箔13，并可防止通过金属箔从口边部12导出的传热损失。
图3及图4所示是可与上述隔热容器1的开口部配合盖在开口部上的隔热盖2的优选的实施例。该隔热盖2由上侧壁21和下侧壁22构成，上侧壁21和下侧壁22采用树脂等利用注射成形等方法形成，而树脂最好是耐热耐水的聚碳酸脂树脂、聚丙烯树脂、聚脂树脂、或ABS树脂，更好一些是聚碳酸脂与脂聚按7∶3的比例混合的混合树脂，并且，该隔热盖2是将上、下壁之间的空间部23设为隔热层24的双壁结构并呈帽子形状。
在隔热盖2成形时，如果采用聚碳酸脂与脂聚按7∶3的比例混合的混合树脂，由于耐化学性强，可防止裂缝(由于形成金属镀膜时的涂料中所含的溶剂分解而引起的、或因使用时的内装物、洗涤剂、漂白剂等引起的)的产生，因而较理想。由于该树脂的阻气性也好，所以，在隔热层24内充入低导热气体时特别理想。在此，聚脂包含聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丁烯对苯二甲酸脂、聚萘二甲酸乙二醇酯。
在上侧壁21的中心形成透孔25，在透孔25周围的上侧壁21的上表面侧，以透孔25为中心形成同心圆状凹部26。该凹部26是用于嵌装密封板27的，凹部26的深度与密封板27的厚度相同，而密封板27是用与上、下侧壁同样的树脂形成的。利用这样的构成，可使隔热盖2的上侧壁21的透孔25周围平滑，有利于改善外观或方便使用，清洗也容易。
上述透孔25，是在隔热盖2的制造工序中，连接上、下侧壁成双层壁结构的盖子之后，用作置换充入低导热气体的排出或导入口，并在充入低导热气体之后用粘接剂封堵。图3所示的例子是将中心形成透孔25的凹部26设在上侧壁21上，但也可改设在下侧壁22上。
而且，用旋转焊接或振动焊接等方法将上、下侧壁21、22的边缘部29、30连成一体，并使隔热盖2的上侧壁21和下侧壁22中间隔着空间部23，从而构成双壁结构的盖子。由于利用旋转焊接或振动焊接连接，结合部的密封程度高，其结合强度也大。
在上侧壁21和下侧壁22之间形成的隔热层24内，最好充入氙气、氪气、氩气中至少一种低导热气体。这些气体的导热系数比空气小，可将它们单独使用或两种以上混合使用。利用这些低导热气体，可得到隔热性能好的隔热盖2。
上述透孔25的封堵是利用密封板27嵌装在上侧壁21的凹部26上来进行的。即，先用氰基丙烯酸脂类粘接剂封堵透孔25，之后再将密封板27抹上氰基丙烯酸脂类粘接剂嵌装在上侧壁21的凹部26上，这样从外部保护粘接部。并且，由于密封板27嵌装在凹部26上，所以在进行双壁结构的盖子的制造时容易确定密封板27的位置，密封板27也不会错位。
在上侧壁21和下侧壁22的面向空间部23的表面上，最好在至少下侧壁22的表面上设置金属箔31作为防热辐射材料。这样，可抑制隔热盖的辐射传热。如果进而在上侧壁21的表面上也设金属箔(图中未示)，可进一步减少的辐射传热。
上述金属箔31，可采用铝箔、铜箔、银箔等，可利用粘接剂或双面胶带粘接，既便宜又简单。或者也可采用金属蒸镀带。
在下侧壁22的边缘部30附近，如图3及图4所示那样，形成传热减低部32，传热减低部32由厚度变薄的壁构成。在该例中，是在相应于隔热盖边缘部下角的部分，使下侧壁22的厚度变薄且为凹部，以形成传热减低部32。从此处再向上延伸，形成下侧壁22的边缘部30，该下侧壁22的边缘部30与上侧壁21的边缘部29接合。
下侧壁22的传热减低部32以外部分的厚度c，根据隔热盖所要求的隔热性能、重量、尺寸而定，最好在1.5～4.0m的范围，更好一些是在2.0～3.0mm的范围。而传热减低部32的最小厚度d，要综合考虑其强度和降低传热的效果而定，最好在0.5～2.0mm的范围，更好一些是在1.0～2.0mm的范围。如果传热减低部32的厚度d小于0.5mm恐怕会破坏作为隔热盖2所必需的强度。
该传热减低部32可在下侧壁22注射成形时形成，所以，容易形成且不会增加工序。另外，可减少下侧壁22形成时所必需的合成树脂量，所以，传热减低部32的形成不会使制造成本上升。
另外，如果将下侧壁22的从传热减低部32至边缘部30的凸面33设计成可嵌合在内容器4的口边部附近的形状，例如设计成嵌和在上述隔热容器1的传热减低部14的内壁侧凹面上的形状，则隔热容器1与隔热盖2之间可面对面接触，因此，可使隔热盖2的配合稳定，提高隔热容器1与隔热盖2的密封性。
并且，当在下侧壁22的靠隔热层24侧的表面上粘贴金属箔31作为防热辐射的材料时，可使金属箔31不接触传热减低部32的在隔热层24侧的表面，则可防止通过金属箔31从盖子周边部分导出的传热损失。例如，可调节传热减低部32的直径使其接触不到金属箔31，或粘贴时使金属箔31的边缘与下侧壁22的表面隔开。
[实施例1]
制造图1所示的隔热容器1。
内容器4和外容器3，采用聚碳酸与聚丁烯对苯二酸脂按7∶3的比例混合的混合树脂，利用注射成形法制成(口径为130mm)。内容器4的传热减低部14的厚度为1mm，其它部分的厚度均为2.5mm。然后，在内容器4的外表面(面向空间部5的一面)上，利用双面胶带粘贴15μm厚的铝箔，并使铝箔的端部位于传热减低部14的下端部。
接下来，用振动焊接机(图中未示)将内、外容器3、4接合成一体构成双壁结构的容器。将该双壁结构的容器倒置在一个气体置换充入封堵装置(图中未示)上，使双壁间的空隙内的空气排出，形成真空，之后在其中充入氙气，并使空隙中的氙气压力等于大气压力，然后，用氰基丙烯酸脂类粘接剂和密封板9将透孔7封住，制成隔热容器1。
另外，用同样的方法制造图3所示的隔热盖2。
上侧壁21和下侧壁22，采用聚碳酸脂与聚丁烯对苯二酸脂按7∶3的比例混合的混合树脂，利用注射成形法制成。下侧壁22的薄壁部分的厚度为1mm，其它部分的厚度均为2.5mm。然后，在下侧壁22的上表面(面向空间部23的一面)上，利用双面胶带粘贴15μm厚的铝箔，并使铝箔的端部不触及下侧壁22。
接下来，用振动焊接机将上、下侧壁21、22的端部接合成一体。利用气体置换充入封堵装置首先将该双壁结构的盖子的双壁间的空间部23内的空气排出，形成真空，之后在该空间部23中充入氙气，并使氙气压力等于大气压力，然后，用氰基丙烯酸脂类粘接剂并利用密封板27将透孔25封住，制成充入了上述氙气的隔热盖2。
[实施例2]
如表1所示那样，除不设作为防止热辐射的材料的铝箔以外，制造与实施例1同样形式的隔热容器和隔热盖。
[实施例3]
如表1所示那样，除不进行气体置换、保持隔热层内的空气不变以外，制造与实施例1同样形式的隔热容器和隔热盖。
[实施例4]
如表1所示那样，采用实施例3的形式，并且不设作为防止热辐射的材料的铝箔，制成这样的隔热容器和隔热盖。
[比较例1～4]
如表1所示那样，制造不设传热减低部，而其它条件分别与实施例1～4的各实施例相同的隔热容器和隔热盖，将它们作为与实施例1～4对应的比较例1～4。
分别在这些实施例1～4和比较例1～4的隔热容器内装入约95℃的热水300cc，用各隔热盖将上述隔热容器的开口封住，在该状态下，在20℃的环境温度下放置1小时，之后测定热水的温度。其结果均示于表1中。
我们了解到，如表1所示那样，设有传热减低部14、32的实施例1～4的隔热容器和隔热盖，隔热效果优于各对应的没设传热减低部14、32的比较例1-4的隔热容器和隔热盖。
并且，实施例1与比较例1的温度差(4℃)和实施例2与比较例2的温度差(3℃)超过了实施例3与比较例3的温度差(1℃)和实施例4与比较例4的温度差(1℃)。从这里可了解到：与在隔热容器和隔热盖的隔热层内充入空气的形式(实施例3及实施例4和与它们对应的比较例3及比较例4)相比，在隔热层内充入氙气的形式(实施例1及实施例2和与它们对应的比较例1及比较例2)，对有无本发明的传热减低部14、32的降低传热损失的效果有明显的影响。
特别是隔热层6、24内充入氙气、并设有作为防止热辐射的材料的铝箔，且在此基础上还形成了传热减低部14、32的实施例1,1小时后的热水温度是77℃，具有良好的保温性能，显示出主体部分的传热损失的降低程度，表明本发明的效果明显。
[产业上利用的可能性]
本发明的合成树脂制隔热容器和合成树脂制隔热盖，在内容器的口边部附近或下侧壁边缘附近，形成厚度较薄的传热减低部，所以，可降低内容器口边部或下侧壁边缘部分的传热损失。因此，即使是扩口形的隔热容器，也可赋予其良好的隔热性能。
上述构成的传热减低部，可在内容器或下侧壁注射成形时同时形成，形成容易不会增加工序，且减少了内容器形成所需的合成树脂量，所以，不会因形成传热减低部而使制造成本上升。
并且，传热减低部的厚度薄，所以，可增大内容器的口边部附近或下侧壁的边缘附近的柔软性，这会给制造和使用带来以下的好处。
一直以来，在焊接内容器和外容器，或者上侧壁和下侧壁时，如果它们的重合位置不对，则会导致焊接不良，所以必须进行严格的重合位置的管理，但在本申请中发明的隔热容器上，内容器和外容器，或者上侧壁和下侧壁的重合位置即使发生一些错位，也可利用传热减低部的弹性将其吸收，所以，焊接工序的管理容易。
另外，隔热容器在利用餐具清洗机清洗等受到高温作用时，由于传热减低部存在弹性，从而可利用传热减低部的弹性吸收因隔热层的内压上升而引起的变形。
在隔热容器和隔热盖的隔热层内，如果采用充入导热系数比空气低的气体的形式，可进一步提高本发明的传热减低部降低传热损失的效果。
并且，如果在内容器或下侧壁的面向隔热层的表面上，除传热减低部以外的部分设置金属箔，则可利用金属箔防止辐射热损失，并且，还可获得下面的效果：防止通过金属箔从内容器口边部或下侧壁边缘导出的热损失。
表1 隔热容器 隔热盖1小时后热水温度 ℃温度差 ℃传热减低部充入的气体 铝箔传热减低部充入的气体铝箔实施例1 有 氙气 有 有 氙气 有 77 4比較例1 無 氙气 有 無 氙气 有 73实施例2 有 氙气 無 有 氙气 無 69 3比較例2 無 氙气 無 無 氙气 無 66实施例3 有 空气 有 有 空气 有 64 1比較例3 無 空气 有 無 空气 有 63实施例4 有 空气 無 有 空气 無 60 1比較例4 無 空气 無 無 空气 無 59