JP5297436B2

JP5297436B2 - 真空断熱二重容器の製造方法

Info

Publication number: JP5297436B2
Application number: JP2010244847A
Authority: JP
Inventors: 収一澁木
Original assignee: 株式会社セブン・セブン
Priority date: 2010-10-30
Filing date: 2010-10-30
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2030-10-30
Also published as: JP2012097311A; CN102530401A; CN102530401B

Description

本発明は、真空断熱二重容器の製造方法に関するものである。

ビール等の飲料を注ぐ容器として、これまで、ガラス製、陶製等の種々の素材のものが提案されており、本出願人は特開２００３−１２９２９１号に開示される金属製（チタン製）の真空断熱二重容器を提案している。

特開２００３−１２９２９１号公報

本出願人は、この金属製の真空断熱二重容器について更なる研究開発を進めた結果、極めて商品価値の高い真空断熱二重容器を提供し得る画期的な製造方法を開発した。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

チタン製の外筒１内に空間部Ｓを介してチタン製の内筒２を配設し、前記外筒１と前記内筒２との間の空間部Ｓを真空断熱空間部とする真空断熱二重容器の製造方法であって、前記外筒１及び前記内筒２から成る被処理体３を真空加熱炉６で加熱しながら該被処理体３の前記空間部Ｓを脱気し且つ脱気孔を真空封止し、その後、前記真空加熱炉６内に窒素ガスＴを導入して前記被処理体３の表面に窒化部10を形成し、続いて、前記窒化部10を加熱処理することを特徴とする真空断熱二重容器の製造方法に係るものである。

また、チタン製の外筒１内に空間部Ｓを介してチタン製の内筒２を配設し、前記外筒１と前記内筒２との間の空間部Ｓを真空断熱空間部とする真空断熱二重容器の製造方法であって、前記外筒１及び前記内筒２から成る被処理体３を真空加熱炉６で加熱しながら該被処理体３の前記空間部Ｓを脱気し且つ脱気孔を真空封止し、その後、前記被処理体３を冷却し、続いて、前記被処理体３を前記真空加熱炉６で加熱し、その後、前記真空加熱炉６内に窒素ガスＴを導入して前記被処理体３の表面に窒化部10を形成し、続いて、前記窒化部10を加熱処理することを特徴とする真空断熱二重容器の製造方法に係るものである。

また、請求項１，２いずれか１項に記載の真空断熱二重容器の製造方法において、前記窒化部10の加熱処理は前記真空加熱炉６で行うことを特徴とする真空断熱二重容器の製造方法に係るものである。

また、請求項１〜３いずれか１項に記載の真空断熱二重容器の製造方法において、前記真空加熱炉６内の温度が７００℃以下になった時点で該真空加熱炉６内に窒素ガスＴを導入することを特徴とする真空断熱二重容器の製造方法に係るものである。

また、請求項１〜４いずれか１項に記載の真空断熱二重容器の製造方法において、前記被処理体３の開口部３ａを閉塞した状態で前記真空加熱炉６内へ窒素ガスＴを導入することを特徴とする真空断熱二重容器の製造方法に係るものである。

また、請求項１〜５いずれか１項に記載の真空断熱二重容器の製造方法において、前記窒素ガスＴの導入による昇圧により前記外筒１及び前記内筒２の表面に凹凸部４，５を設けることを特徴とする真空断熱二重容器の製造方法に係るものである。

本発明により得られる真空断熱二重容器は、金属表面に形成された窒化部を加熱処理して変色せしめることで得られる従来にない独特な質感を呈する極めて高品位な真空断熱二重容器となり、しかも、この真空断熱二重容器の表面に設けられる独特な質感が、該真空断熱二重容器を製造する際の真空加熱炉内の冷却に用いられる窒素ガスによる窒化を利用したものであるから、確実に実現できるものであり、前述した高品位な真空断熱二重容器を確実且つ効率良く製造することができるなど従来にない作用効果を発揮する画期的な真空断熱二重容器の製造方法となる。

本実施例により製造された真空断熱二重容器である。本実施例により製造された真空断熱二重容器の平断面図である。本実施例に係る真空断熱二重容器の製造工程説明図である。被処理体３の説明断面図である。被処理体３の説明断面図である。本実施例に係る真空断熱二重容器の製造工程説明図である。本実施例に係る真空断熱二重容器の製造工程説明図である。本実施例に係る真空断熱二重容器の製造工程説明図である。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

本発明は、外筒１及び内筒２から成る被処理体３を真空加熱炉６で加熱しながら該被処理体３の空間部Ｓを脱気し且つ脱気孔を真空封止し、その後、真空加熱炉６内に窒素ガスＴを導入して被処理体３の表面に窒化部10を形成し、続いて、この窒化部10を加熱処理すると、この被処理体３の表面は、白色に近いつや消し調に変色して独特な質感を呈する。

従って、簡易な方法により、表面が白色に近いつや消し調の独特な質感を呈する今までに無い全く新しいデザインの容器を製造することができる。

本発明の具体的な一実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、外筒１内に空間部Ｓを介して内筒２を配設し、外筒１と内筒２との間の空間部Ｓを真空断熱空間部とする真空断熱二重容器の製造方法である。尚、本実施例では、真空断熱二重容器を、ワインやウイスキーなどのアルコール飲料を飲む際に使用するタンブラーとして構成しているが、これに限るものではない。

また、本実施例に係る外筒１及び内筒２は、図１，２に図示したように金属製（チタン製）の有底筒状体であり、内筒２は外筒１に比して径小で高さが低く設定され、また、夫々の開口部１ａ，２ａは略同一径に設定されている。尚、外筒１及び内筒２を構成する素材はステンレスなどその他の金属でも良い。

従って、外筒１内に内筒２を配して開口部１ａ，２ａ同士を接合して、外筒１と内筒２との間に空間部Ｓが形成される。

尚、本明細書におけるチタンとは、純チタン及びチタン合金を示す。また、外筒１及び内筒２夫々の素材（成分）や板厚や大きさ（形状）は、後述する真空断熱二重容器として製造した際に、該真空断熱二重容器の機能（特に断熱機能）を低下させない程度に凹凸部４，５が形成されることを考慮して適宜選択される。

また、外筒１の底部中央には凹部１ｂが設けられ、この凹部１ｂの中央位置には真空封止する際の脱気孔１ｂ’が設けられる。

また、外筒１及び内筒２には、図１，２に図示したように後述する製造過程においてその表面に凹凸部４，５が無数に設けられている。

従って、この外筒１と内筒２とから成る真空断熱二重容器の表面に設けられる凹凸部４，５により、チタン製（金属製）でありながら、あたかも陶器のようなデコボコ感のあるデザインを呈することになる。

以上の外筒１及び内筒２を用いた真空断熱二重容器の製造方法について説明する。

先ず、外筒１内に内筒２を配して互いに開口部１ａ，２ａ同士を溶接（アルゴン溶接）により接合し、被処理体３を設ける。この被処理体３を構成する外筒１の内面と内筒２の外面との間には空間部Ｓが形成される。この空間部Ｓは後に真空処理されることで真空断熱空間部となる。

続いて、外筒１と内筒２との空間部Ｓを脱気し且つ脱気孔１ｂ’を真空封止する。

具体的には、図３，４に図示したように被処理体３を真空加熱炉６内に配する。この際、被処理体３は開口部３ａが閉塞されるように平坦な載置面６ａに逆さ状態に配され、この状態で外筒１の底部に設けた脱気孔１ｂ’の周囲にロウ材７（チタンロウ）を配するとともに、このロウ材７の上に封止板８を載せる。

この状態で真空加熱炉６内の温度を約８００℃以上とするとともに、徐々に脱気して真空状態（１０^-3〜１０^-4Ｔｏｒｒ）とし、更に、温度を約１０５０℃まで上げる。

この際、ロウ材７が熔融して外筒１と封止板８が一体化して脱気孔１ｂ’が閉塞され、外筒１と内筒２との間の空間部Ｓが真空状態のまま封止されて真空断熱空間部が形成される（図５参照）。

加熱を停止して自然冷却により真空加熱炉６内の温度が７００℃よりも低い温度（約６３０℃〜６７０℃）に下がった時点で真空加熱炉６内に窒素ガスＴを導入して常圧に戻し（この時点で凹凸部４，５が形成される）、一気に常温まで温度を下げて被処理体３を冷却して真空封止作業は完了する。

具体的には、真空加熱炉６内の温度をチタンの再結晶温度以上、且つチタンの変態点８８０℃（α組織からβ組織の変わる温度）を超える約１，０５０℃とするとともに、真空状態（１０^-3〜１０^-4Ｔｏｒｒ）とし、この状態を１５分〜２０分保持する。これにより、被処理体３の外筒１及び内筒２は再結晶し（β組織となり）、延性が増加する（再結晶しない部分は結晶粒が粗大化した状態となっている。）。その後、加熱を停止し、自然冷却により真空加熱炉６内の温度が約７００℃以下になった時点で、真空加熱炉６内に窒素ガスＴを導入して一気に常圧常温まで戻して被処理体３を急速冷却する。この加熱冷却常圧処理において、外筒１及び内筒２には凹凸部４，５が生じる。

大気圧状況下に戻す（窒素ガスを導入する）処理を７００℃よりも低い温度で行なうのは、約７００℃以上の高温下においては素材が柔らか過ぎてしまい、この状態で大気圧環境下（常圧下）に戻すと外筒１及び内筒２に大きく凹む部分が生じて外筒１と内筒２とが当接してしまう部位ができてしまい、これを防止するためである。ただ、あまりにも低い温度で常圧下に戻しても凹凸は形成されにくく且つ時間がかかり過ぎてしまい、生産性が悪くなる。

この大気圧環境下の真空加熱炉６内におかれた外筒１及び内筒２は、その表面にはくっきりとした大きな凹凸部４，５が無数に形成され（図５参照）、窒素ガスＴの導入により常温に戻ってこの凹凸部４，５は固定される。

また、図示していないが、この真空封止作業の際には、予め各被処理体３にはカバー体が被嵌されており、窒素ガスＴを用いた急速冷却の際には、各被処理体３が窒素ガスＴに触れないようにしている。この真空封止作業の際に被処理体３にカバー体を被嵌するのは、ロウ材７としてチタンロウを採用した場合、高温化で窒素ガスＴに触れるとロウ材としての性能が急激に低下してしまうからであり、ロウ材７が窒素ガスＴに触れないようにする為である。尚、被処理体３に窒化部10を形成しないように冷却する場合にはアルゴンガスを用いても良い。

続いて、真空封止作業が済んだ被処理体３の表面に窒化部10（窒化層・窒化皮膜）を形成する。

具体的には、真空加熱炉６内で、被処理体３をカバー体で被嵌されない状態とし、この状態で前述と同様に加熱するとともに窒素ガスＴを用いて急速冷却すると、被処理体３の表面には、窒素ガスＴに触れることで窒化部10が形成される（図６参照）。この窒化部10は黒色でつや消し状態である。尚、被処理体３の内面（内筒２の内面）は、窒素ガスＴに触れない為に窒化せず、素材（チタン）が持つ色に輝く質感を呈する（図１参照）。

続いて、被処理体３の窒化部10を加熱処理して完成する。

具体的には、被処理体３を真空加熱炉６内に配した状態とする。この際、被処理体３は開口部３ａが閉塞されるように平坦な載置面６ａに逆さ状態に配され、更に、被処理体３にはカバー体11が被嵌されている。

この状態で真空加熱炉６内の温度を約１０５０℃まで上げると、窒化部10は加熱されて白色（灰色）になる（図７参照）。

加熱を停止して自然冷却により真空加熱炉６内の温度が７００℃よりも低い温度（約６３０℃〜６７０℃）に下がった時点で真空加熱炉６内に窒素ガスＴを導入して常圧に戻し（この時点で凹凸部４，５が形成される）、一気に常温まで温度を下げて被処理体３を冷却して窒化部10の加熱処理は完了する（図８参照）。この際、被処理体３にはカバー体11が被嵌されているため、再び黒色の窒化部10が形成されることが防止される。

この窒化部10を加熱処理した後の被処理体３の表面は、白色に近いつや消し調（灰色）に変色して独特な質感を呈する。

本実施例は上述のように構成したから、金属表面に形成された窒化部10を加熱処理して変色せしめることで得られる従来にない独特な質感を呈する極めて高品位な真空断熱二重容器が得られることになり、しかも、この真空断熱二重容器の表面に設けられる独特な質感が、該真空断熱二重容器を製造する際の真空加熱炉内を冷却する際の窒素ガスによる窒化を利用したものであるから、確実に実現できるものであり、前述した高品位な真空断熱二重容器を確実且つ効率良く製造することができる。

また、本実施例は、チタン製でありながら、その表面に設けられる凹凸部４，５から成る凹凸感からあたかも陶器のようなデザインを呈する極めて高品位な（芸術性の高い）高品位で且つ同じものが二つとないという付加価値を有する真空断熱二重容器が得られることになり、しかも、この真空断熱二重容器の表面に設けられる凹凸部がチタンの再結晶を利用したものであるから、確実に実現できるものであり、前述した高品位で且つ同じものが二つとない真空断熱二重容器を確実且つ効率良く製造することができることになる。

また、本実施例は、被処理体３の外筒１及び内筒２を加熱することで結晶粒の大きな独特な風合いのデザイン（チタン結晶模様）が得られ、しかも、このチタン結晶模様の大きさや形状や配置等がランダムとなり、よって、前述した凹凸部４，５だけでなく様々な模様のものを意図せずとも製造することができる。実際の製造工程において再結晶しない部分も生じることになり、これがかえってオリジナルな模様として現れることになり、しかも、本実施例は加熱して常温に戻す工程を複数回繰り返し行なうから、その都度異なった部位に凹凸が形成されることになり、このことによってもオリジナルな模様が形成されることになる。

また、本実施例は、外筒１だけでなく内筒２もチタン製としたから、オールチタン製とすることでより一層高級感を増すことができる。

尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

Ｓ空間部
Ｔ窒素ガス
１外筒
２内筒
３被処理体
３ａ開口部
４凹凸部
５凹凸部
６真空加熱炉
10 窒化部

Claims

チタン製の外筒内に空間部を介してチタン製の内筒を配設し、前記外筒と前記内筒との間の空間部を真空断熱空間部とする真空断熱二重容器の製造方法であって、前記外筒及び前記内筒から成る被処理体を真空加熱炉で加熱しながら該被処理体の前記空間部を脱気し且つ脱気孔を真空封止し、その後、前記真空加熱炉内に窒素ガスを導入して前記被処理体の表面に窒化部を形成し、続いて、前記窒化部を加熱処理することを特徴とする真空断熱二重容器の製造方法。
チタン製の外筒内に空間部を介してチタン製の内筒を配設し、前記外筒と前記内筒との間の空間部を真空断熱空間部とする真空断熱二重容器の製造方法であって、前記外筒及び前記内筒から成る被処理体を真空加熱炉で加熱しながら該被処理体の前記空間部を脱気し且つ脱気孔を真空封止し、その後、前記被処理体を冷却し、続いて、前記被処理体を前記真空加熱炉で加熱し、その後、前記真空加熱炉内に窒素ガスを導入して前記被処理体の表面に窒化部を形成し、続いて、前記窒化部を加熱処理することを特徴とする真空断熱二重容器の製造方法。
請求項１，２いずれか１項に記載の真空断熱二重容器の製造方法において、前記窒化部の加熱処理は前記真空加熱炉で行うことを特徴とする真空断熱二重容器の製造方法。
請求項１〜３いずれか１項に記載の真空断熱二重容器の製造方法において、前記真空加熱炉内の温度が７００℃以下になった時点で該真空加熱炉内に窒素ガスを導入することを特徴とする真空断熱二重容器の製造方法。
請求項１〜４いずれか１項に記載の真空断熱二重容器の製造方法において、前記被処理体の開口部を閉塞した状態で前記真空加熱炉内へ窒素ガスを導入することを特徴とする真空断熱二重容器の製造方法。
請求項１〜５いずれか１項に記載の真空断熱二重容器の製造方法において、前記窒素ガスの導入による昇圧により前記外筒及び前記内筒の表面に凹凸部を設けることを特徴とする真空断熱二重容器の製造方法。