KR20020091189A

KR20020091189A - 단열용기

Info

Publication number: KR20020091189A
Application number: KR1020027013511A
Authority: KR
Inventors: 후지이타카후미; 오트슈카이지
Original assignee: 닛폰산소 가부시키가이샤
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2002-12-05
Also published as: CA2405786C; WO2001076431A1; CN100420412C; TW529921B; US20030146224A1; CA2405786A1; CN1422133A

Abstract

본 발명은 보온병, 쿨러 박스, 아이스박스, 단열 컵, 보온도시락, 수납용 단열 보온 용기 등의 단열용기에 관한 것이다.

단열용기는 단열효과를 높이기 위해, 외관이 비교적 크고 이용 용적 공간이 협소하며, 또한 금속제품의 경우에는 내식성에 관한 문제가 있으며, 합성수지 제품의 경우에는 세척 시 수면에 떠올라 세척을 효율적으로 수행할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 금속제의 용기 형상의 내용기2와 금속제의 용기 형상의 외용기3을 공극부4 만큼 간격을 두고 배치하여, 각각의 개구단부2a, 3a를 접합 일체화하고, 상기의 공극부4가 진공으로 형성되는 단열층체1의 내외면 중 적어도 하나의 면을 합성수지제 내용기11, 또는 외용기12 등으로 덮어서 일체화하여 비중을 높인 외면이 합성수지로 된 단열용기에 관한 것이다.

Description

단열용기{HEAT INSULATING CONTAINER}

종래부터, 보온병, 쿨러박스, 아이스박스, 보온도시락, 수납용 단열 보온 용기에 있어서, 경량화, 성형가공의 용이성, 재료·제조 단가가 낮다는 등의 이유 때문에, 금속제와 합성수지제의 단열용기의 개발, 제품화가 이루어지고 있다.

이 중, 합성수지제 단열용기는 합성수지제 내용기를, 이것 보다 약간 큰 거의 동일한 형태의 합성수지제 외용기와 공간을 두어 수납하고, 이들의 개구부 단을 접합 일체화하여 이중벽 구조의 용기로 하고, 상기 공간에 단열매체를 배치하여 단열층으로 한다. 그 단열매체로는 공기, 크립톤 가스, 크세논 가스 및 아르곤 가스 등의 공기보다 열전도율이 작은 저열전도율 가스, 그리고 우레탄 발포제 등이, 그 단열용기의 필요한 단열성능에 따라, 적절히 선택되어 사용될 수 있다.

이와 같은 합성수지제 단열용기에 있어서는, 강도상, 내·외용기의 두께가 2mm이상을 필요로 하고 있다. 따라서 우수한 단열성능을 유지하기 위해서는, 내·외용기 사이의 공극부의 단열층의 두께는, 10~20mm가 필요하며, 이용 용적 효율이 낮다(외관의 크기에 비해 수용 가능한 공간 용적이 적다)는 저감이 생기는 문제점이 있다.

또한, 상기 합성수지제 단열용기를 따듯한 물 등을 사용하여 세척하는 경우에, 단열층의 공간에 공기와 저열전도율 가스등을 단열매체로 하여 삽입한 경우에는, 이들 공기, 가스 등이 열에 의해 팽창하여, 내외용기가 변형되어, 사용할 수 없게 되는 문제점이 발생하여 왔다. 특히 업무용의 단열용기를 세척 시에는 고온의 물을 이용하여 세척 시, 더욱이 고온에서 소독 건조하는 경우에는, 상기 변형이 현저하게 발생되는 문제가 있다.

또한, 대량을 세척하는 경우에는, 세탁용조에 세척해야 할 단열용기를 담가 놓는 경우가 있는데, 이들 단열용기는 비중이 1보다도 작기 때문에 수면에 떠오르게 되어 버리고, 용기 벽에 부착되어 있는 음식물 등의 찌꺼기를 녹일 수 없고, 이 때문에 세척용조 안에서 한 개씩 손 세척 한 후, 자동세척기에서 세척을 행할 필요가 있으며, 세척효율을 저하시키는 것이 되어 왔다. 그 때문에 욕조 전체를 뒤덮도록 한 금속제 망을 덮어서, 이 망의 윗부분에 추를 싣거나, 추를 장착시킨 금속제의 뚜껑이 부착된 바구니에 단열 용기를 수납 시킨 후에, 이를 세척 용조에 강제적으로 침투하도록 하여 세척하는 것이, 이러한 합성 수지제의 단열 용기의 세척에 있어서 필요했다.

한편, 내·외용기에 스테인리스 강 같은 금속 재료를 이용한 금속제 단열 용기에 있어서는, 상기의 합성수지제 단열 용기와 같은 모양으로, 금속제의 내용기와, 이것 보다 약간 큰 거의 동일한 형상의 금속제의 외용기에 공간을 두고 수납하여 배치하고, 이들의 개구부 단부를 접합 등에 의해 일체화 시켜 이중벽 구조의 용기로 하여, 상기 공극부에 단열 매체를 배치하여 단열층으로 한 단열용기이다. 그리고, 단열매체로는, 단열재를 이용하거나, 저열전도율가스를 삽입하거나, 진공공간으로 하거나, 그 단열 용기에 필요한 단열 성능에 따라 적절히 선택하여 사용한다. 특히 공극부를 진공으로 하여 단열층을 형성한 진공단열용기에 있어서는, 공간의 두께를 2mm에서 3mm로 할 수 있기 때문에 콤팩트한 단열용기의 구조로 제조될 수 있다는 특징을 가지고 있어서, 공극부를 진공단열층으로 하는 구조가 가장 선호되어 사용되고 있다.

그러나 금속제 단열 용기는, 낙하와 외적 충격 등을 고려하는 경우, 내·외용기의 두께를 0.6mm 전후로 하는 것이 필요하다. 특히 진공단열층의 단열용기의 경우에는, 용기 벽에 항시 대기압의 부하가 걸려 있기 때문에, 0.6mm이상의 두께를 확보하여 두지 않는다면, 낙하 시 좌굴(座屈)이 생기기 쉽게 되고, 실사용 시 견디어 내지 못하는 문제점이 있다. 게다가 용기에는 금속의 열전도율이 높은 재료를 사용하고 있기 때문에, 합성수지제 단열 용기에 비해, 단열용기 내부의 열이 외부로 노출되는 단열용기의 입구로부터 많이 도산하는 문제가 있으며, 이러한 까닭에 강도를 얻기 위하여 두께를 두껍게 하는 경우에는, 두께가 두꺼워져서 열손실량이 커지게 되고, 단열성능이 안 좋게 된다. 따라서 일반적으로 개구부가 큰 단열용기를 진공단열을 이용하여 금속제 단열용기를 형성하여도, 단열성능에 비해 단가가 높고, 성능과 단가의 균형이 맞지 않아, 상품의 가치가 없게 되는 상황이었다.

특히, 금속제의 단열용기에 뜨거운 음식물을 넣어 사용하는 경우에는, 단열용기의 입구도 뜨겁게 되어, 입을 직접 단열용기에 대고 먹는 것이 불가능한 문제점이 있다.

또한, 염분이 많은 된장즙 등을 항상, 장기에 걸쳐 사용하는 경우에는, 된장즙과 접합하는 내용기 표면에 녹이 발생하는 등의 문제점이 있다.

특히 또한, 사용 후에 세척하는 경우에, 온수 등을 사용하는 경우에, 단열용기 전체가 축열(蓄熱)되어, 세척 후 취급이 매우 불편하게 되는 문제점도 있다.

또한, 상기의 금속단열용기로 된, 밥그릇과 같은 식기를 제조하는 경우에는, 일반적으로 사용되는 식기와 비교하여 볼 때, 외관상 좋지 않기 때문에 일반적으로 사용되어 지기 어렵다.

본 발명은 보온병, 쿨러박스, 아이스박스, 보온도시락, 수납용 단열 보온 용기 등에 사용되는 단열 용기에 관한 것이다.

본 명세서는 일본에 특허출원(특원2000-110828호)에 기초한 것으로서, 당해 일본출원에 기재된 내용은 본 명세서의 일부로서 취급되는 것으로 한다.

도1은, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 나타내는 단열용기의 부분단면도이다.

도2는, 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타내는 컵 형상의 단열용기의 부분단면도이다.

도3은, 실시예4에 따른 수납용 단열 보온 용기를 설명하는 단면도이다.

본 발명은, 상기 사정을 감안한 것으로, 단열용기로서의 단열성능 및 이용 용적 효율이 우수하고, 세척에 있어서 세척용조 등을 이용하여 세척할 때에도 떠오르지 않아서, 효율이 좋은 세척작업을 행하는 것이 가능하게 하는 단열용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 단열용기는, 금속제의 용기 형상 내벽체와 금속제의 용기 형상 외벽체를 공극을 두어 배치하고 각각의 단부를 접합 일체화하여 상기 공극부를 진공으로 형성하여 된 단열층체의 내외면의 적어도 한쪽을, 합성수지로 덮어 일체화한 면이 되는 것을 특징으로 하는 것이다.

그리고 본 발명에 의한 단열용기는, 상기의 특징을 가지는 구조의 단열용기에 있어서, 상기의 금속제의 단열층체의 내외면의 적어도 한쪽에 덮어 일체화된 합성수지는, 금속제 단열층체의 내외면의 양면을 각각 덮어서, 각각의 단부를 기밀(氣密)하게 결합 일체화시켜 형성하는 것이 좋다.

또한, 본 발명의 단열용기는, 상기의 특징을 가지는 구조의 단열용기에 있어서, 상기의 금속제 단열층체의 내외면의 적어도 한쪽을 덮어서 일체화한 합성수지는, 상기 단열층체의 내외면의 적어도 한쪽에, 인서트성형에 의하여 일체화하여 형성하도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명의 단열용기는, 상기의 특징의 구성을 가지는 단열용기에 있어서, 그 비중을 1이상으로 하는 구성이 보다 바람직하다.

또한, 본 발명의 단열용기는, 상기의 구조의 단열용기에 있어서, 금속제 용기 형상 내벽체와 금속제 용기 형상 외벽체의 공극을 두고 배치하여 각각의 단부를 접합일체화하고, 상기 공극부를 진공으로 형성하여 된 단열층체의 공극부의 공극 폭을 4mm이하로 하는 것이 바람직하다.

특히, 본 발명의 단열용기는, 상기의 구조로 된 단열용기에 있어서, 상기 단열층체의 내벽체 입구의 두께는 0.3mm 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 단열용기는, 상기의 구조로 된 단열용기에 있어서, 단열용기의 내용기 개구부에 면하는 단열층체의 내벽체에, 다중 절곡한 단부를 형성시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 단열용기는, 상기의 구조로 된 단열용기에 있어서, 상기의 내용기 개구부에 면하는 단열층체의 내벽체에 형성된 다중절곡한 단부의 벽의 길이를 20mm 이상으로 하는 것이 좋다.

특히, 본 발명의 단열용기는, 상기의 구조로 된 단열용기에 있어서, 해당 단열용기의 내용기 개구부에, 단열층 측에 움푹 팬 홈부를 형성하도록 하여도 좋다.

이하 본 발명의 단열용기의 실시의 형태에 관하여 도면을 참조하여 설명한다. 도1은 본 발명의 단열용기의 하나의 예를 나타내는 부분단면도이다.

본 발명의 단열용기10은, 금속제의 이중벽구조의 용기 형상의 단열층체1(이하 '단열층체'라 칭한다)의 내면과 외면을 각각 덮도록 한 합성수지제의 내·외용기 11, 12를 배치하여 각각의 입구 11a, 12a를 기밀하게 결합 일체화하여 형성되어 있다.

또한, 다른 태양으로는, 미리 제작된 금속제의 단열층체1을, 희망하는 형상으로 된 합성수지 금형의 소정 위치에 배치하여, 단열층체 1의 내외면의 적어도 한편에 합성수지를 흐르도록 하여, 합성수지를 단열층체1에 밀착하도록 하여, 단열층체1과 합성수지를 일체화 한, 이른바 인서트 성형을 적용한 것도 가능하다.

그리고 상기의 단열층체1은, 예를 들어 스테인리스강과 같은 금속제의 용기 형상의 내벽체2(이하 '내벽체'라 칭한다)와 스테인리스강과 같은 금속제 용기 형상의 외벽체3(이하 '외벽체'라 칭한다)과, 공극부4를 간격을 두고 배치하여, 각각의 입구 2a와 3a를 용접 등에 의해 접합일체화 시키고, 그리고 상기의 공극부4를 배기시켜 진공 공간5를 형성한다. 또한, 상기 용기 형상의 내벽체2와 용기 형상의 외벽체3의 두께는, 개구단부 2a, 3a로부터의 전열 손실을 낮추는 것을 고려하여, 0.3mm 이하로 진공 상태에 있어서 대기하중을 견딜 수 있는 두께로 하는 것이 적당하고, 또한 그 두께로 된 단열층체1을 뒤덮어 내용기11 및 외용기12를 배치하여 결합 일체화하는 때에, 조합시키는 작업에서 부하되는 외력을 일시적으로 흡수하는 것이 가능하여, 작업성을 현저히 향상시킬 수 있도록 한다.

그리고 또한, 상기 진공 공간5를 형성한 공극부4의 폭은, 약 4mm이하로 하는 것으로 충분한 단열효과를 나타내고, 또한, 단열층이 얇게 되어 이용용적 효율이 향상된다.

또한, 내벽체2의 개구부 2b는, 이를 뒤덮는 내용기11의 개구부 11b를 닫기 위해 확경하여, 단열층 측으로 움푹 파서 형성한 홈부11c에 의해 상부 측에 위치한 개구부 11b의 벽면에 면하는 위치에 두고, 상하방향에 따른 다중 절곡한 단부6을 형성하고 있다. 그리고 이것에 의해, 열이 출입하는 내벽체2의 개구부2b의 전열 길이를 길게 하여 전열 손실을 낮추고, 단열용기10의 보온 성능을 향상시킨다. 상기 전열 길이를 길게 하는 단부6은 단열용기 10의 개구부10b에 덮어씌운 뚜껑 등의 접촉부 및 그 위 부분에 위치하여 배치하여, 그 전열 길이가 약 20mm 정도 되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 그 단부6의 구조는, 열의 이동거리를 길게 하는 것으로 하고, 결합일체화의 용착 시에 부하되는 외력에 대하여, 이를 흡수하는 작용도 겸하도록 한다.

다음에, 상기의 단열층체1의 내벽체2를 뒤덮는 내용기 11과 외벽체3을 뒤덮는 외용기12는, 내열·내습성(내투습도) 및 기계적 강도가 우수한 합성수지를 사용하는 경우가 바람직하다. 투습도는 'JIS Z 0280'에 근거하여, 온도 40℃, 상대습도 90%의 조건에서 50g/ m²/ 24hr 이하인 것으로 하고, 휨 탄성률은 'ASTM M D790'에 준거하여, 1000kg/ cm²이상, 및/ 또는 아이조드 충격강도(노치 있음)가 20J/m 이상의 합성수지인 것이 좋다. 이러한 조건을 갖춘, 본 발명에서 사용되는 합성수지는, 폴리프로필렌, ABS, 폴리카보네이트 등을 들 수 있다.

이들 합성수지는, 흡착성이 낮고, 내약품성에도 우수하기 때문에, 식기, 쿨러박스, 머그컵 등에 사용하는 경우에도 악취의 문제를 대폭 저하시킨다. 또한 외표면은 합성수지이기 때문에, 용이하게 인쇄 등에 의해 간단히 모양을 넣을 수 있다.

상기의 본 발명의 단열용기10은, 금속제의 진공 단열층체1을 구비하고 있고, 이 단열층체1을 뒤덮어 일체화시킨 합성수지제의 내용기11과 합성수지제 외용기12로 구성되어 있기 때문에, 단열층체1로서는 열전도율이 큰 금속을, 그 두께를 얇게 하여 사용하여도 강도가 적어지지 않는다. 따라서 단열층체1을 형성하는 단열층5의공극부4를 작게 하도록 이용용적 효율을 크게 하고, 보온성능을 향상시키는 것이 가능하다.

특히 단열층체1에 금속을 이용하기 때문에 단열용기10의 비중을 1이상으로 하는 것이 가능하고, 세척 시에는 세척 용조 등에 넣어도 떠오르지 않으며, 희망하는 만큼 침지시키는 것이 가능하다. 따라서 자동세척기 등을 이용하여 세척하는 것이 가능하다.

또한, 상기 단열층체1을 뒤덮는 합성수지제의 내용기2와 외용기12의 각각의 단부에서의 결합일체화는, 용착에 의한 방법과, 나사 결합에 의한 방법으로 행하여 질 수 있다.

다음에, 상기의 본 발명의 단열용기의 제조방법에 관하여 설명한다.

[성형가공공정]

우선, 희망하는 용기형상 및 치수에 맞는, 스테인리스강과 같은 금속제의 내벽체2와 외벽체3, 및 합성수지제의 내용기11과 외용기12를 성형 가공한다. 이 때, 금속제의 외벽체3에는 진공 배기 구멍(도시하지 않음)을 천공하여 둔다. 또한 금속제의 내벽체2에는 개구부2b에 전열 길이가 길게 하기 위하여, 다중 절곡한 단부6을 형성하여 둔다. 또한, 내벽체2 및 외벽체3의 공극4측 면 중 적어도 내벽체2의 면에 구리와 알루미늄 같은 금속을 도금 또는 얇게 펴서 배치한 복사방지막층7을 형성시킨다.

[단열층체1의 형성가공]

다음으로, 내벽체2와 외벽체3을 형상에 맞게, 내벽체2가 외벽체3에 수용되도록 하는 공극부4를 간격을 두고 배치하고, 이들의 개구단부 2a와 3a를 용접에 의해 결합하여 일체화하여, 공극을 둔 이중벽 구조 용기로 된다. 그리고, 내벽체2와 외벽체3의 사이에 형성시킨 공극부4를 진공 배기 시, 소정의 진공도 1.332X10^-1Pa 이하가 되도록 한 후, 진공 배기 공을 봉지(封止)하고, 희망하는 금속제 진공 단열층체1을 얻는다. 이 진공배기와 진공봉지는, 예를 들면, 진공가열로 내에 상기의 결합일체화한 이중벽 구조용기를 넣어, 진공가열처리하고 공극부4를 소정의 진공도로 한 후에, 외벽체3에 설치한 진공배기구멍을 봉지하거나, 외벽체3에 설치한 진공배기구멍에 진공배기 장치를 연결하여 진공배기하고, 소정의 진공도에 이르면 진공배기구멍을 봉지하는 등의 일반적인 진공 공간 형성의 방법에 의해 쉽게 얻어질 수 있다.

[단열용체10의 조립공정]

이어서, 상기의 단열층체1을, 상기에서 성형하여 둔 합성수지제의 내용기11과, 동일한 합성수지제의 외용기12의 사이에, 형상에 맞게 사이에 삽입 배치하고 집합조립한 후, 내용기 11의 개구단부11a와 외용기12의 개구단부12a를 용착 등의 결합수단에 의해 결합일체화하고 희망하는 본 발명에 따른 단열 용기 10을 얻는다.

또한, 용착에 의한 결합수단과 다른 수단으로서는, 나사를 삽입하는 방법에 의해 결합 일체화하는 것이 가능하다.

또한, 다른 조립방법으로는, 미리 제작해 둔 금속제 단열층체1을, 희망하는 형상으로 된 합성수지 금형의 소정 위치에 배치하고, 단열층체1의 내외면의 적어도한편에 합성수지를 흐르게 하여, 합성수지를 단열층체1에 밀착하도록 하여, 단열층체1과 합성수지를 일체화하는, 이른바 인서트 성형을 적용하여 조립하는 것도 가능하다.

다음에, 본 발명의 단열용기의 물리적, 화학적 성능을 확인하기 위하여, 도1에 나타낸 구조의 본 발명에 따른 단열용기를 실시예와 같이 제작하고, 이것의 형상, 치수를 공통으로 하는 종래의 금속제 단열용기와 합성수지의 단열용기를 비교례로 하여 제작하여, 이들에 관하여, 이하와 같이 성능시험을 행하여 비교하였다.

[실시예1]

본 발명의 단열용기의 실시예1로서 이하에 나타낸 사양제원(仕樣諸元)을 가지는 단열용기(A)를 제작하였다.

<단열용기(A)의 사양제원>

·내용기11의 개구단부11a의 내경: 약 118.4mm

·내용기11의 개구단부11a부터의 깊이: 약 63mm

·수용용적: 약 300cc

·내용기11: 폴리프로필렌(칫소(주)제:CL5138), 두께 1.5mm

·외용기12: 폴리프로필렌(칫소(주)제:CL5138), 두께 1.5mm

·내벽체2: 스테인리스 강 SUS 304, 두께 0.2mm

·외벽체3: 스테인리스 강 SUS 304, 두께 0.3mm

·단열층체1: 공극4의 폭(내치수) 3.0mm, 진공단열(1.332X10^-1Pa)

·복사방지막7: 동박

·단열용기(A)의 벽 총 두께: 6.5mm

[비교예1]

비교예1의 단열용기로서, 이하의 사양제원을 갖는, 종래의 금속제의 이중벽구조의 진공 단열로 된 단열용기(가)를 제작하였다.

<단열용기(가)의 사양제원>

·내용기의 개구단부의 내경: 약 118.4mm

·내용기의 개구단부로부터의 깊이: 약 63mm

·수용용적: 약 300cc

·단열매체: 진공단열(1.332X10^-1Pa)

이상의 사양은, 상기의 본 발명의 실시예1의 단열용기(A)와 동일한 사양으로 하였다.

·내용기: 스테인리스 강 SUS 304, 두께 0.7mm

·외용기: 스테인리스 강 SUS 304, 두께 0.8mm

·금속제 내·외 이중벽 구조의 단열용기(가)의 벽 총 두께: 4mm

[비교예2]

비교예2의 단열용기로서, 이하의 사양제원을 갖는, 종래의 합성수지재료를 단열재로한 단열용기(나)를 제작하였다.

<단열용기(나)의 사양제원>

·내용기의 개구단부의 내경: 약 118.4mm

·내용기의 개구단부로부터의 깊이: 약 63mm

·수용용적: 약 300cc

이상의 사양은, 상기의 본 발명의 실시예1의 단열용기(A) 및 비교예1의 단열용기(나)와 동일한 사양으로 하였다.

·내용기: 폴리카보네이트, 두께 2.0mm

·외용기12: 폴리카보네이트, 두께 2.5mm

·합성수지제 내·외 이중벽 구조의 단열용기(나)의 벽 총 두께: 12.5mm

·단열매체: 우레탄 발포단열

이상과 같이 실시예1의 단열용기(A)와 비교예1의 단열용기(가) 및 비교예2의 단열용기(나)에 관하여, 이하의 성능 확인 시험을 행하였다.

시험은, 상기 실시예1의 본 발명에 따른 단열용기(A)와 비교예1 및 비교예2의 종래의 단열용기(가) 및 (나) 3종류의 단열용기에 관하여 각각의 총 중량을 측정하여, 낙하시험(시험1), 100℃의 환경방치시험(시험2), 내식성 시험(시험3), 보온성능(시험4)에 관하여 행하였다. 그 결과를 표1에 비교하여 나타내었다.

(시험1): 시험1에서의 낙하시험은, 낙하시험기를 이용하여 70cm의 높이에 설치하고, 내용물로서는 물 300cc를 넣어, 정립상태에서 낙하시켰다. 각 단열용기는파손된 것이 없고, 그 후의 사용에 있어서도 특히 문제가 생기는 것은 없었다.

(시험2): 다음 시험2에서의 100℃에서의 환경방치시험은, 각 단열용기를 100℃의 항온조에 넣고, 1.5시간 방치하였다. 본 발명의 단열용기(A) 및 비교예1의 단열용기(가)는, 특별히 부푸는 등의 문제가 발생되지 않았다. 그러나 비교예2의 우레탄을 단열재로 한 합성수지제 단열용기(나)는, 그 내용기가 안쪽 방향으로 팽창하여, 항온조로부터 꺼내어 냉각하여도 원상태로 돌아가지 않았다.

[표1]

	실시예1	비교예1	비교예2
	본 발명의 단열용기(A)	금속제단열용기(가)	합성수지제단열용기(나)
중량(g)	180	○	250	x	160	○
낙하시험	파손 없음	○	파손 없음	○	파손 없음	○
100℃환경방치시험	팽창하지 않음	○	팽창하지 않음	○	팽창함	x
내식성 시험	양호	○	일부 녹 발생	x	양호	○
세척 시	뜨지 않음	○	뜨지 않음	○	떠오름	x
보온성능(℃)	70℃	○	64℃	x	68℃	△
단열매체	진공단열	진공단열	우레탄 발포단열

○: 우수 △: 보통 x:나쁨

(시험3): 시험3에서의 내식성시험은, 어묵 원료 1/60 wt %의 용액(염분 농도 약1.3%) 중에 단열용기 전체가 잠기도록 하여, 1주일간 방치하였다. 평가는, 각각 3개의 단열용기를 이용하여 행하였다. 비교예1의 금속제 단열용기(가)는, 연마가 거친 부분 가운데에 연마 잔재가 채워져 있고, 녹이 발생하였다. 또한 입구의 용접부분에는, 용접부분의 처리가 좋지 않아서 녹이 약간 남아 있던 부분으로부터도 적은 양의 녹이 발생하였다. 한편 실시예1의 본 발명에 따른 단열용기(A) 및 비교예2의 합성수지 단열용기(나)에 있어서는 별다른 문제가 발생하지 않았다.

(시험4): 마지막으로 시험4의 보온성능 시험에 있어서는, 보온 성능은 20℃로 설정해 놓은 항온조 내에 1시간 이상 각 단열용기를 넣어 방치한 후, 단열용기 내에 95±1℃의 더운 물을 넣고, 발포 스티롤 제 단열 뚜껑을 상기 20℃의 항온조에 다시 넣고, 1시간 후 더운 물의 온도를 측정하였다. 본 발명의 단열용기(A)는 70℃, 금속제 단열용기(가)는 64℃, 합성수지제 단열용기(나)는 68℃이고, 본 발명의 단열용기(A)가 제일 우수한 보온 성능을 가진 것으로 판정되었다.

[실시예2]

다음에, 실시예2로서는, 도1에 나타난 본 발명의 단열용기를, 하기와 같이 사양 수치를 변화시켜 3종류의 단열용기(B), (C) 및 (D)를 제조하여, 그 부력을 확인하였다. 또한 내벽체 2와 외벽체3은 스테인리스 강 SUS 304를 이용하고, 내용기 11과 외용기12는 합성수지로서 ABS (전기화학공업(주)제 SR-H-35)를 이용하였다. 또한 복사방지막층7로서는 동박을 이용하였다.

■ 단열용기(B)

·내벽체2의 내경: 약 121.0mm, 두께 0.3mm

·외벽체3의 외경: 약 136.0mm, 두께 0.3mm

·내용기11의 내경: 119.4mm, 두께 1.5mm

·외용기12의 외경: 142.0mm, 두께 1.5mm

·단열층체1의 공극부4의 폭: 4.0mm(내치수)

·내용기11의 깊이: 약 63mm

·총중량: 227.5g

·단열용기(B)의 체적: 223.0cc

·[총중량]/[단열용기(B)의 체적]: 1.02g/cc

■ 단열용기(C)

·내벽체2의 내경: 약 121.0mm, 두께 0.2mm

·외벽체3의 외경: 약 136.0mm, 두께 0.3mm

·내용기11의 내경: 119.4mm, 두께 1.5mm

·외용기12의 외경: 142.0mm, 두께 1.5mm

·단열층체1의 공극부4의 폭: 4.0mm(내치수)

·내용기11의 깊이: 약 63mm

·총중량: 208.4g

·단열용기(C)의 체적: 220.5cc

·[총중량]/[단열용기(C)의 체적]: 0.94g/cc

이 단열용기(C)는, 상기의 단열용기(B)의 구성 사양 중에서 내벽체2의 두께를 0.1mm 얇게 한 것이다. 그 외의 사양은 동일하다. 그 결과 체적의 감소에 비해서 총중량의 감소가 크고, 비중이 1g/cc 이하로 되어, 물에 담그면 침강시킬 수 없게 되었다.

■ 단열용기(D)

·내벽체2의 내경: 약 122.0mm, 두께 0.2mm

·외벽체3의 외경: 약 136.0mm, 두께 0.3mm

·내용기11의 내경: 118.4mm, 두께 1.5mm

·외용기12의 외경: 142.0mm, 두께 1.5mm

·단열층체1의 공극부4의 폭: 2.5mm(내치수)

·내용기11의 깊이: 약 63mm

·총중량: 203.6g

·단열용기(D)의 체적: 177.6cc

·[총중량]/[단열용기(D)의 체적]: 1.15g/cc

이 단열용기(D)는, 상기의 단열용기(C)의 구성 사양 중에서 단열층체1의 공극부4의 폭을 2.5mm로 1.5mm 얇게 한 것이다. 그 결과 단열용기의 체적의 감소에 따라서, 비중이 1g/cc 이상으로 되고, 물에 담가 침강시키는 것이 가능하게 되었다.

이상에서, 실시예2에서는, 본 발명에 따른 단열용기와 단열용기의 사양에 따라 그 부력이 변하나, 금속제 단열층체1의 내벽체2의 두께와 단열층체1의 두께를 적절히 조절하는 것에 의해, 비중을 1이상으로 하는 것이 가능하다. 그리고 금속제 내벽체11의 개구단부11b의 두께를 0.3mm이하로 하는 것에 의해, 보온성능을 악화시키지 않으면서 비중을 조정할 수 있음이 확인되었다.

[실시예3]

또한, 실시예3에서는, 도2에 나타낸 부분단면도와 같이, 스테인리스 강 등의금속제로 된 컵 형상의 내벽체22와 외벽체23을 공극부24를 두고 일체화시키고, 당해 공극부 24를 진공배기 시키고 진공 공간5를 형성한 컵 형상의 단열층체 21의 주위를 둘러싸도록 하여, 합성수지제의 내용기31과 외용기22를 배설시킨 컵 형상의 단열용기20을, 금속제의 내벽체22 및 외벽체의 사양을 변화시켜, 단열용기(E), (F) 및 (G)의 3종류를 같은 모양으로 제조하고, 그 부력의 변화에 관하여 확인하였다. 또한, 내벽체22 및 외벽체23은 SUS 304를 이용하고, 또한, 내용기31, 외용기32는 폴리카보네이트(제인(주)제 판라이드 L-1225T)를 이용하였다. 또한, 복사방지막층7로서는 내벽체22의 내면에 동박을 배치하였다.

■ 컵 형상의 단열용기(E)

·내벽체22의 내경: 약 54mm, 두께 0.3mm

·외벽체23의 외경: 약 62.2mm, 두께 0.3mm

·내용기31의 내경: 50.0mm, 두께 1.5mm

·외용기32의 외경: 66.2mm, 두께 1.5mm

·단열층체21의 공극부24의 폭: 4.0mm(내치수)

·내·외용기와 단열층체21과의 클리어런스 합계: 0.5mm

·내용기11의 깊이: 80mm

·총중량: 135.4g

·컵 형상의 단열용기(E)의 체적: 129.6cc

·[총중량]/[단열용기(E)의 체적]: 1.04g/cc

■ 컵 형상의 단열용기(F)

·내벽체22의 내경: 약 54mm, 두께 0.2mm

·외벽체23의 외경: 약 62.2mm, 두께 0.3mm

·내용기31의 내경: 50.0mm, 두께 1.5mm

·외용기32의 외경: 66.0mm, 두께 1.5mm

·단열층체21의 공극부24의 폭: 4.0mm(내치수)

·내·외용기와 단열층체21과의 클리어런스 합계: 0.5mm

·내용기11의 깊이: 80mm

·총중량: 122.9g

·컵 형상의 단열용기(F)의 체적: 127.8cc

·[총중량]/[단열용기(F)의 체적]: 0.96g/cc

이 컵 형상의 단열용기(F)는, 상기의 컵 형상의 단열용기(E)의 구성 사양 중에서 금속제 내벽체의 두께를 0.1mm 얇게 한 것이다. 그 외의 사양은 동일하다. 그 결과 총중량의 감소에 따라, 비중이 1g/cc 이하로 되고, 물에 담가도 침강시킬 수 없게 되었다.

■ 컵 형상의 단열용기(G)

·내벽체22의 내경: 약 54mm, 두께 0.2mm

·외벽체23의 외경: 약 59.0mm, 두께 0.3mm

·내용기31의 내경: 50.0mm, 두께 1.5mm

·외용기32의 외경: 63.0mm, 두께 1.5mm

·단열층체의 공극부의 폭: 2.5mm(내치수)

·내·외용기와 단열층체21과의 클리어런스 합계: 0.5mm

·내용기11의 깊이: 80mm

·총중량: 117.9g

·컵 형상의 단열용기(G)의 체적: 103.0cc

·[총중량]/[단열용기(F)의 체적]: 1.14g/cc

이 컵 형상의 단열용기(G)는, 상기의 컵 형상의 단열용기(F)의 구성 사양 중에서 단열층체의 공극부의 폭을 2.5mm로 1.5mm 얇게 한 것이다. 그 결과 단열층체의 체적의 감소에 따라, 비중이 1g/cc 이상으로 되고, 물에 담가 침강시킬 수 있게 되었다.

이상에서와 같이 6종류의 본 발명의 단열용기에 관하여, 물에 담갔을 때 단열용기(B), 단열용기(D), 컵 형상의 단열용기(E), 및 컵 형상의 단열용기(G) 각각을 물에 침강시킬 수 있음을 확인하였다.

그리고 상기에 나타난 것과 같이 내벽체의 두께를 0.3mm이하로 설정하고, 단열층체의 공극부의 폭을 4mm이하로 적절히 좁게 한 본 발명의 단열용기는 물에 떠오르지 않고 수중에 침강시킬 수 있어, 세척시의 작업성을 향상시키는 용기가 가능하다.

[실시예4]

다음에, 본 발명의 단열용기의 실시예4에 있어서, 도3의 단면도에 나타난 것과 같이, 단열되지 않는 일반의 식품 등의 용기 V에 음식을 넣고 운반하기 적절한, 수납용 단열보온용기100을 인서트 성형을 이용하여 제작하였다. 또한 도3 중에, 도1과 공통하는 부분은, 동일 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

이 수납용 단열보온용기100은, 식기 등의 용기V를 수납 배치한, 윗부분이 개방된 수납용기 40과, 개구40a를 덮는 뚜껑50으로 되어 있다.

수납용기40은, 스테인리스강등의 금속제로 된 용기 형상의 내벽체42와, 이것과 거의 유사하며 약간 큰 동일한 용기 형상의 금속제 외벽체43을 공극부44를 두어 배치하고, 각각의 개구단부 42a와 43a를 용착시켜 일체화하고, 상기 공극부44를 진공 배기하여 진공 공간 45를 형성한 단열층체41을 덮도록 하여, 그 내·외면에 합성수지층 46a, 46b를 일체로 형성시켜 된 것이다.

그리고 제조에 있어서는, 미리 금속제 용기 형상의 단열층체41을 실시예1과 동일한 방법으로 제작한 후, 이 단열층체41을 희망하는 형상의 합성수지 거푸집 금형의 소정 위치에 배치하여, 여기에 합성수지를 흐르게 하는 인서트 성형에 의하여, 단열층체1의 내·외면에 희망하는 합성수지층 46a, 46b를 형성시켰다. 또한, 인서트 성형에 있어서는, 먼저 단열층체41의 외면에 합성수지46을 흐르게 하여 외면의 합성수지층46b를 형성하고, 뒤이어 단열층체41의 내면에 합성수지46을 흐르게 하여, 단열층체41의 내면에 소망하는 합성수지층46a를 형성시켰다.

또한, 뚜껑50은, 상기 수납용기40의 개구40a에 계합(係合)하도록 형성된, 금속제 내·외벽체 52, 53을 공극부 54를 두어 배치하고, 일체로 한 이중벽 구조체의 상기 공극부54를 진공층55로 한 단열층체51의 외면을 합성수지층 56으로 덮도록 일체화하여 구성시키고 있다. 또한, 뚜껑50은 내면에는 하중이 부하되지 않기 때문에, 단열층체51의 내면에는 합성수지층을 형성하지 않고, 금속제 내벽체52가 드러나는 형태로 하였다.

그리고 뚜껑의 제조에 있어서는, 상기 수납용기40의 제조에 있어서와 마찬가지로, 소망하는 형상의 금속제 단열층체51을 제작한 후, 이 금속제 단열층체51의 외면에, 인서트성형에 의한 합성수지층56을 형성시켰다.

또한, 이 단열보온용기100에 사용한 합성수지46 및 56은 폴리카보네이트이고, 수납용기40 및 뚜껑의 합성수지층 46, 56의 두께는, 외면 합성수지층 46b 및 56을 2.3mm, 내면의 합성수지층 46a를 2.2mm로 하였다.

또한, 금속제 단열층체 41, 51의 재료는 스테인레스강이고, 내벽체42, 및 52의 두께는 0.3mm, 외벽체43, 및 53의 두께로 0.3mm로 하였다.

특히, 진공 단열층 공극부 44, 또는 54의 공극부는 2.0mm로 하였다.

그리고 이 실시예4에서 제조한 수납용 단열보온용기100은 도3에 나타낸 형상으로, 수납용기40과 뚜껑50의 사양제원은 아래와 같다.

<수납용기40의 사양제원>

·수납용기40의 윗부분 개구: 외경 164.4mm

: 내경 150.0mm

·수납용기40의 단부 개구: 외경 124.0mm

: 내경 114.2mm

·수납용기40의 저부: 외경 89.9mm

: 내경 80.0mm

·수납용기40의 높이: 전체높이 69.8mm

·수납용기40의 깊이: 윗부분~단부 20.0mm

: 단부~저부 42.8mm

·수납용기40 본체 중량: 386g

체적: 290cm³

비중: 1.33

<뚜껑50의 사양제원>

·뚜껑50의 치수: 외경 144.0mm

: 내경 134.0mm

: 전체높이 58.2mm

: 내면 높이 53.2mm

·뚜껑50 본체 중량: 276g

체적: 192cm³

비중: 1.43

이상과 같은 실시예4에서 제작된 수납용 단열 보온 용기100에서는, 수납용기40, 뚜껑50도 비중이 1이상으로 제작되어 지고, 세척 시 수중에 침강하여, 세척이 용이하게 되고, 세척 효율이 향상된다.

또한, 상기 실시예4에서는, 진공 단열층45, 및 55에, 실시예1과 같은 복사열차단용의, 알루미늄 등의 금속박과 금속 층으로 된 복사방지막층을 설계하면, 단열성능을 보다 한층 향상 시킬 수 있다.

또한, 이 실시예4에서는, 1개의 식기 등의 용기V를 수납한 단열보온 용기에 관하여 예시하였으나, 이러한 수납용 보온 단열용기는, 각종의 식물을 각각 담은 여러 종류의 그릇을 세트로 하여 수납하도록 형성된 것과, 급식의 반찬배치용과, 배달용 단열보온용기에서도 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명의 단열용기는, 금속제 진공 단열층체를 가지고, 이 단열층체를 덮도록 한 합성수지제의 내용기와 외용기를 배치 설계하여 일체화하여 구성되어 있는 것으로, 강도적인 면에서도 약하지 않고, 단열층체를 열전도율이 큰 금속으로 형성시키고, 그 두께를 얇게 하는 것에 의하여 충분한 단열성능을 보유한 단열용기를 얻을 수 있다. 그러나 단열층체 공극을 작게 하기 때문에, 이용용적효율을 크게 하고, 보온성능을 향상시키는 가능하다.

또한, 세척 시 단열층체에 금속을 이용하기 때문에 단열용기의 비중을 1이상으로 하는 것이 가능하고, 세척 시 세척용조 등에 넣어도 떠오르지 않고, 수중에 침강시킬 수 있기 때문에, 자동세척기 등을 이용하여 효율적으로 세척할 수 있다.

특히, 내용기·외용기는 합성수지이기 때문에, 용기 내에 뜨거운 음식을 넣을 때에도, 용기 외면은 뜨겁게 되지 않으며, 음식을 따를 때에도 용기의 개구부에 입을 갖다 대어도, 입술을 데이지 않고 먹을 수 있다. 또한, 외표면에 인쇄 등의 방법으로 모양을 낼 수 있어서 외관상으로도 우수한 단열용기가 가능하다.

Claims

금속제 용기 형상 내벽체와 금속제 용기 형상 외벽체를 공극을 두어 배치시켜 각각의 단부를 접합일체화하고, 상기의 공극부가 진공으로 형성된 단열층체의 내외면의 적어도 한쪽을, 합성수지로 덮어 일체화한 면으로 된 것을 특징으로 하는 단열용기.
제1항에 있어서, 상기의 금속제 단열층체의 내외면의 적어도 한쪽을 덮어서 일체화한 합성수지는, 상기의 금속제 단열층체의 내외면의 양면을 각각 덮어서, 각각의 단부를 기밀하게 결합 일체화하여 된 것을 특징으로 하는 단열용기.
제1항에 있어서, 상기의 금속제 단열층체의 내외면의 적어도 한쪽을 덮어서 일체화한 합성수지는, 상기 단열층체의 내외면의 적어도 한쪽에, 인서트 성형에 의해 일체화하여 형성시킨 것을 특징으로 하는 단열용기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기의 단열용기의 비중이 1이상인 것을 특징으로 하는 단열용기.
제1항에 있어서, 상기 단열층체 공극부의 공극 폭이 4mm 이하인 것을 특징으로 하는 단열용기.
제1항에 있어서, 상기 단열층체의 내벽체 개구부의 두께를 0.3mm 이하로 한 것을 특징으로 하는 단열용기.
제1항에 있어서, 상기 단열용기의 내용기 개구부에 면하는 단열층체의 내벽체에, 다중 절곡한 단부를 형성한 것을 특징으로 하는 단열용기.
제7항에 있어서, 상기 단열용기의 내용기 개구부에 면하는 단열층체의 내벽체의 단부를 형성하는 벽의 길이를 20mm 이상으로 한 것을 특징으로 하는 단열용기.
제1항에 있어서, 상기 단열용기의 내용기 개구부에 단열층 측에 움푹패인 홈부가 있는 것을 특징으로 하는 단열용기.