專利名稱：隔熱性合成樹脂制器具及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包括用作保溫瓶、保溫飯盒及冷藏箱等的隔熱容器在內(nèi)的隔熱性合成樹脂制器具及其制造方法。
過去，作為隔熱容器，已知一種隔熱容器的結構如下把合成樹脂制的內(nèi)層容器與外層容器套在一起，構成雙層壁結構的隔熱容器，并在內(nèi)層容器與外層容器之間形成的空間部分填充硬質(zhì)聚氨酯泡沫體或發(fā)泡聚苯乙烯等有機發(fā)泡體或成形體，或者填充珍珠巖等無機物粉末。
而且，還已知一種真空隔熱容器，其結構為把金屬(主要是不銹鋼)制成的內(nèi)層容器與外層容器套在一起，構成雙層壁結構的容器，并對內(nèi)層容器與外層容器之間形成的空間部分進行真空抽氣而使其成為真空隔熱層。
上述的先有隔熱容器中，前者的合成樹脂制隔熱容器由于所填充材料的熱導率大，在此情況下，要想提高其隔熱性能，就必須使隔熱層的厚度(內(nèi)層容器與外層容器之間的距離)增大到某一程度以上。另外，在向隔熱層內(nèi)填充填充物的時候，為了提高填充操作的效率，也必須將隔熱層的厚度提高到某一程度，這樣，就存在著隔熱層厚度相當于先有真空隔熱容器的5～10倍的問題。因此，這種先有隔熱容器的容積利用率低，作為攜帶用器具不能令人十分滿意。
另一方面，對于后者的金屬制真空隔熱容器的情況，即使隔熱層的厚度較小，也可獲得良好的隔熱性能，作為攜帶用器具能夠令人非常滿意，但是，由于制造方法復雜，所以不得不提高價格。而且，由于在內(nèi)層容器和外層容器之間具有真空隔熱層的結構，該部分受到大氣壓的壓力，因此存在著制品形狀受到很大限制的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種制造成本低且具有優(yōu)良的隔熱性能，同時容積利用率良好的隔熱性合成樹脂制器具及其制造方法。
本發(fā)明的隔熱性合成樹脂制器具具有合成樹脂制成的內(nèi)壁和合成樹脂制成的外壁以及上述內(nèi)壁與外壁之間形成的空間部分，在上述空間部分充有氬氣、氙氣或氪氣中的至少一種氣體而形成密封中空層。
本發(fā)明的隔熱性合成樹脂制器具的其它形式是將合成樹脂制的內(nèi)層容器和外層容器整體成型，在上述的內(nèi)層容器與外層容器之間設置有空間部分，由此構成合成樹脂制的雙層壁容器，在上述空間部分充有氬氣、氙氣及氪氣中的至少一種氣體而形成密封中空層。
本發(fā)明的隔熱性合成樹脂制器具中，內(nèi)壁與外壁之間的距離可以在5mm以下。
本發(fā)明的隔熱性合成樹脂制器具的制造方法如下將成形材料以管狀形式擠出而形成型坯，向該型坯的內(nèi)部吹入氬氣、氙氣或氪氣中的至少一種氣體，同時將該型坯夾在一對模具之間并將其密封，從而形成由內(nèi)壁與外壁及在它們之間形成的上述氣體的密封中空層構成的雙層壁結構的合成樹脂制器具。
在本發(fā)明的方法中，也可以在向成形模具內(nèi)注入熔融的合成樹脂的同時，向熔融的合成樹脂中吹入氬氣、氙氣或氪氣中的至少一種氣體，并將其密封，使其冷卻，從而形成由內(nèi)壁與外壁及在它們之間形成的上述氣體的密封中空層構成的雙層壁結構的合成樹脂制器具。
根據(jù)本發(fā)明，由于在具有合成樹脂制內(nèi)壁和外壁的雙層壁結構的空間部分設有由熱導率低的氬氣、氙氣、氪氣或它們的混合氣體構成的密封中空層，因此，與先有的將聚氨酯樹脂用于隔熱層的合成樹脂器具相比，本發(fā)明可得到具有優(yōu)良隔熱效果的隔熱器具。而且，在將隔熱器具作為容器的場合下，與先有的合成樹脂隔熱容器相比，由于可以在同等以上隔熱性能的條件下將隔熱層的厚度減至一半以下，因此本發(fā)明可提供容積利用率大的隔熱容器。
而且，根據(jù)本發(fā)明的結構，由于不會受到真空隔熱方式那樣的大氣壓力，因此，本發(fā)明可以提供方形等各種形狀的隔熱器具及隔熱容器。
而且，由于內(nèi)壁與外壁之間的距離在5mm以下，即使向內(nèi)壁與外壁之間的空間部分充入氬氣、氙氣、氪氣或它們的混合氣體，也可以防止這些氣體的對流，因此可以極大地防止由氣體對流造成的對流傳熱，因此本發(fā)明可提供隔熱性能優(yōu)良的合成樹脂制器具。
根據(jù)本發(fā)明的方法，由于向管狀的型坯內(nèi)部或向注入成形模具內(nèi)的熔融樹脂中吹入熱導率低的氬氣、氙氣、氪氣或它們的混合氣體，從而形成具有密封中空層的雙層壁結構的隔熱器具，因此，與先有的將聚氨酯樹脂用于隔熱層的樹脂隔熱容器相比，本發(fā)明的隔熱容器可發(fā)揮優(yōu)良的隔熱性能。因此，在與先有的樹脂隔熱容器同等以上性能的條件下可使隔熱層的厚度減至一半以下，從而在形成作為與本發(fā)明有關的隔熱器具的容器時，容積利用率得到提高。
而且，在構成隔熱容器的場合下，與先有的真空隔熱容器相比，由于其制法簡單，因此，可廉價地制造產(chǎn)品，可提供廉價的隔熱容器，同時，與填充無機物粉末的先有的隔熱容器相比，本發(fā)明可廉價提供重量輕的隔熱容器。另外，由于不會受到真空隔熱方式那樣的大氣壓的壓力，本發(fā)明可提供方形等各種各樣形狀的隔熱器具或隔熱容器。
附圖的簡要說明

圖1為表示型坯放置在一對金屬模具間的狀態(tài)的剖面圖。
圖2為表示使圖1示出的型坯膨脹的狀態(tài)的剖面圖。
圖3為表示使圖2示出的型坯進一步膨脹的狀態(tài)的剖面圖。
圖4為表示將膨脹的型坯夾在金屬模具中的狀態(tài)的剖面圖。
圖5為將得到的合成樹脂制隔熱容器的局部剖開的側(cè)視圖。
圖6為表示將熔融的合成樹脂注入注射成形模具中的狀態(tài)的剖面圖。
圖7為表示向注射成形模具中注入氣體的狀態(tài)的剖面圖。
下面，以采用吹塑成形法制造隔熱性合成樹脂制雙層壁容器的情況為例，詳細地說明本發(fā)明。
采用本發(fā)明方法制造合成樹脂制隔熱容器時，首先，如圖1所示，使用具有對應于目的制品形狀的成形模具的一對金屬模1、2，以及可以將成形材料樹脂以管狀形式擠出至這兩個金屬模之間的擠出機。圖1中，僅示出了擠出機前端部位的口模3，省略了擠出機主體。上述的金屬模1由金屬模主體4和安裝模主體4的安裝板5、以及與安裝板5連接的推頂桿6所構成；金屬模2由金屬模主體7和安裝模主體7的安裝板8、以及與安裝板8連接的推頂桿9所構成。
首先，將合成樹脂成形材料由擠出機口模3擠成管狀而形成型坯10。此處所用的樹脂可以是聚縮醛樹脂，也可以適宜地選用硬PVC(聚氯乙烯)、聚碳酸酯、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、纖維素塑料等樹脂。
其次，使金屬模2沿著圖1的箭頭a的方向移動，同時向型坯10中吹入氬氣、氙氣、氪氣或它們的混合氣體，由此使型坯10膨脹起來，如圖2所示，順著一側(cè)的金屬模2的金屬模主體7的模具工作面將膨脹的型坯10擠到上面。
將上述膨脹的型坯10吹得更大，同時逐漸移動金屬模2，如圖3所示，當金屬模1的推頂桿6與金屬模2的推頂桿9的軸心位置對準時，停止移動金屬模2。在此狀態(tài)下，口模3由金屬模1、2之間退出。
接著，如圖4所示，使推頂桿6、9伸長，將兩個金屬模的金屬模本體推擠到一起，從而將型坯10夾在其中。由此，被擠在金屬模1、2之間的型坯10變形，形成所規(guī)定形狀的合成樹脂制隔熱容器12，使金屬模1、2開啟，由金屬模1、2中取出成形體，由此得到圖5所示的合成樹脂制隔熱容器12。
圖5所示的隔熱容器12由容器主體15和蓋體16構成，容器主體15為由容器內(nèi)壁17和容器外壁18構成的雙層壁結構，容器內(nèi)壁17和容器外壁18之間形成密封中空層19，同時，蓋體16為由蓋內(nèi)壁20和蓋外壁21構成的雙層壁結構，在蓋內(nèi)壁20和蓋外壁21之間形成密封中空層22。這些密封中空層19、22的厚度大約在5mm以下。
上述密封中空層19、22由氬氣、氙氣、氪克或它們的混合氣體構成，其中，氙氣的熱導率為0.52×102W·m-1·K-1(0℃)，氪氣的熱導率為0.87×102W·m-1·K-1(0℃)，熱導率都很小，因此可得到優(yōu)良的隔熱性能?？諝獾臒釋蕿?.41×102W·m-1·K-1(0℃)，氮氣的熱導率為2.40×102W·m-1·K-1(0℃)，氬氣的熱導率為1.63×102W·m-1·K-1(0℃)，顯然，上述的氙氣或氪氣以及氬氣的熱導率比其它的氣體或空氣的熱導率都低。由于采用上述熱導率低的氣體，與先有的聚氨酯隔熱容器相比，可在同等以上性能的條件下使隔熱層的厚度減至一半以下，因此可提高容積利用率。
而且，由于密封中空層19、22的厚度在5mm以下，不易發(fā)生內(nèi)部的氣體對流現(xiàn)象，因此隔熱性能提高。
采用以上的制造方法制造的隔熱容器12，由于可通過一個成形工序制造出來，因此，這樣制成的合成樹脂制隔熱容器的制造成本極低，并且顯示出比空氣隔熱層優(yōu)良得多的隔熱性，同時，與隔熱層采用聚氨酯樹脂等的樹脂隔熱容器相比，容積利用率高得多，重量大大減輕。而且，由于密封中空層19、22中充入了氣體，與先有的真空隔熱方式不同，不會受到大氣壓的壓力，因此增大了形狀設計的自由度，可以制成方形等各種形狀的隔熱容器。
以上，用上述的實施例說明了成形為容器形狀的合成樹脂制器具的情況，采用本發(fā)明的方法，也可以很容易地制成合成樹脂制隔熱板。在這種情況下，使用一對具有對應于形成板體的成形模具的金屬模，用這一對金屬模實施上述方法即可。
上述實施例對向型坯10中吹入各種氣體而成形的吹塑法進行了說明。但也可以采用將熔融樹脂注射成形的方法來制造隔熱容器，因此，也可以將本發(fā)明的方法應用于注塑法中。
即，在該方法中，如圖6和圖7所示，預先將模具30閉合，由注射口32向該模具內(nèi)的型腔31中注射熔融的合成樹脂，接著，注入氬氣、氙氣、氪氣或它們的混合氣體，進行保壓并冷卻，這樣，沿著型腔31內(nèi)的模面形成合成樹脂壁33，將注射口32密封，則在空間34中形成充入了上述氣體的所需形狀的器具，開模后就可以取出隔熱器具成品。符號35為用于向注射口32內(nèi)供入熔融的合成樹脂和氣體的噴嘴。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于在具有樹脂制的內(nèi)壁和外壁的雙層壁結構的空間部分設置由熱導率低的氬氣、氙氣、氪氣或它們的混合氣體構成的密封中空層，因此與先有的將聚氨酯樹脂用于隔熱層的樹脂隔熱器具相比，可獲得具有優(yōu)良隔熱效果的隔熱器具。而且，在用隔熱器具作為容器的情況下，與先有的樹脂隔熱容器相比，可以在同等以上隔熱性能的條件下使隔熱層的厚度減至一半以下，因此，本發(fā)明可以提供容積利用率大的隔熱容器。
而且，根據(jù)本發(fā)明的結構，由于不會受到真空隔熱方式那樣的大氣壓的壓力，因此可以提供方形等各種形狀的隔熱器具和隔熱容器。
另外，由于內(nèi)壁與外壁之間的距離在5mm以下，可以防止填充于內(nèi)壁和外壁之間的空間部分的氬氣、氙氣、氪氣或它們的混合氣體的氣體對流，因此可以極大地防止密封中空層處的對流傳熱，由此可以提供隔熱性能優(yōu)良的樹脂制器具或隔熱容器。
另外，根據(jù)本發(fā)明的方法，向形成管狀的型坯內(nèi)部或向注入模具內(nèi)的熔融合成樹脂內(nèi)吹入熱導率低的氬氣、氙氣、氪氣或它們的混合氣體，在擠出型坯的情況下，將其夾在模具中，成形為具有密封中空層的雙層壁結構的隔熱器具；在注射熔融樹脂的情況下，吹入上述氣體并進行保壓、冷卻，由此形成隔熱器具，因此加工容易，而且與先有的將聚氨酯樹脂用于隔熱層的樹脂隔熱器具相比，可以獲得具有優(yōu)良隔熱效果的隔熱器具。而且，在將隔熱器具作為容器的情況下，與先有的樹脂隔熱容器相比，由于可以在同等以上隔熱性能的條件下使隔熱層的厚度減至一半以下，因此容積利用率提高。
而且，與先有的真空隔熱容器相比，由于制法簡單，因而可以廉價地制造產(chǎn)品，可以提供廉價的隔熱器具，同時，與填充無機物粉末的先有的隔熱容器相比，可以廉價提供重量輕的隔熱容器。
權利要求
1.一種隔熱性合成樹脂制器具，其特征在于，它具有合成樹脂制成的內(nèi)壁和合成樹脂制成的外壁以及在上述內(nèi)壁和外壁之間形成的空間部分，在上述空間部分充有氬氣、氙氣和氪氣中的至少一種氣體而形成密封中空層。
2.權利要求1所述的隔熱性合成樹脂制器具，其特征在于內(nèi)壁與外壁之間的距離在5mm以下。
3.一種隔熱性合成樹脂制器具，其特征在于，使合成樹脂制的內(nèi)層容器與外層容器整體成形，在上述的內(nèi)層容器與外層容器之間設置有空間部分，由此構成合成樹脂制的雙層壁容器，在上述的空間部分充有氬氣、氙氣和氪氣中的至少一種氣體而形成密封中空層。
4.權利要求3所述的隔熱性合成樹脂制器具，其特征在于內(nèi)層容器與外層容器之間的距離在5mm以下。
5.權利要求3所述的隔熱性合成樹脂制器具，其特征在于，上述的合成樹脂制雙層壁容器由選自聚縮醛樹脂、硬PVC、聚碳酸酯、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、纖維素塑料的一種塑料構成。
6.一種隔熱性合成樹脂制器具的制造方法，其特征在于，將成形材料以管狀形式擠出而形成型坯，向該型坯的內(nèi)部吹入氬氣、氙氣和氪氣中的至少一種氣體，同時將該型坯夾在一對模具之間并將其密封，由此形成由內(nèi)壁和外壁以及在內(nèi)、外壁之間形成的上述氣體的密封中空層構成的雙層壁結構的合成樹脂制器具。
7.一種隔熱性合成樹脂制器具的制造方法，其特征在于，向成形模具內(nèi)注入熔融的合成樹脂，同時向熔融的合成樹脂中吹入氬氣、氙氣和氪氣中的至少一種氣體，并將其密封，使其冷卻，由此形成由內(nèi)壁和外壁以及在內(nèi)、外壁之間形成的上述氣體的密封中空層構成的雙層壁結構的合成樹脂制器具。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括用作保溫瓶、保溫飯盒及冷藏箱等的隔熱容器在內(nèi)的隔熱性合成樹脂制器具及其制造方法。本發(fā)明的隔熱性合成樹脂制器具具有合成樹脂制成的內(nèi)壁和合成樹脂制成的外壁以及在上述內(nèi)壁與外壁之間形成的空間部分，在上述的空間部分充有氬氣、氙氣和氪氣中的至少一種氣體而形成密封中空層。這種隔熱性合成樹脂制器具采用例如向型坯中吹入上述氣體而成型的吹塑法或注塑法制造。
文檔編號B29D24/00GK1132684SQ95103770
公開日1996年10月9日 申請日期1995年3月29日 優(yōu)先權日1995年3月29日
發(fā)明者山田雅司, 伊藤精一, 小宮泰彥 申請人:日本酸素株式會社