JPH0811097B2 - チタン製魔法瓶の製造方法 - Google Patents

チタン製魔法瓶の製造方法

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JPH0811097B2 JP9741688A JP9741688A JPH0811097B2 JP H0811097 B2 JPH0811097 B2 JP H0811097B2 JP 9741688 A JP9741688 A JP 9741688A JP 9741688 A JP9741688 A JP 9741688A JP H0811097 B2 JPH0811097 B2 JP H0811097B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、軽量で保温性能に優れたチタン製魔法瓶
を製造する方法に関する。
〔従来の技術〕 現在、ステンレス鋼製魔法瓶が広く普及している。こ
のものは、保温性能が優れ、破損することがないが重量
が重く、持ち運びに不便である欠点がある。また、ステ
ンレス鋼は耐食性が不十分であり、塩分を含んだ食物や
飲物を収容する場合には腐食の恐れもある。
このような理由により、軽量、高強度、高耐食性のチ
タンまたはチタン合金からなる魔法瓶が提案されてい
る。
このようなチタン製魔法瓶においては、ステンレス鋼
製魔法瓶と同様に保温性を高めるため、魔法瓶の内瓶ま
たは外瓶の真空断熱層に面する表面に輻射率の小さな金
属、たとえば銅または銀からなるメッキ層を形成し、輻
射による伝熱を低減する必要がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、魔法瓶の真空断熱層を形成する際に、
真空排気の促進、金属からの脱ガスのために加熱しなが
ら真空排気するが、チタンやチタン合金が化学活性に富
んだ金属であるため、この加熱の際に銅や銀からなるメ
ッキ層がチタンまたはチタン合金と反応して拡散合金化
し、このメッキ層が消失してしまい、保温性能を十分高
めることができない問題があった。
〔課題を解決するための手段〕
この発明では、銅または銀などの輻射率の低い金属か
らなる輻射メッキ層を形成する以前に、予めスズ、アン
チモン、アルミニウム、ジルコニウムなどからなるバリ
ヤメッキ層を形成することあるいはニッケル、鉄、銅、
コバルト、クロムなどからなる前処理メッキ層を形成し
加熱処理することをその解決手段とした。
〔作 用〕
輻射メッキ層とチタンまたはチタン合金との間に形成
されたバリヤメッキ層もしくは前処理メッキ層の存在に
よって真空封止時の加熱処理においても輻射メッキ層が
チタンまたはチタン合金とに拡散してゆくことが抑制さ
れる。
以下、図面を参照して詳細に説明する。
はじめに、請求項1に記載の発明の製法について述べ
る。
まず、チタンまたはチタン合金材を有底筒状に成形し
て、第1図に示すような内瓶1および外瓶を形成する。
外瓶2の底部には排気孔3が形成されている。ついで、
この内瓶1の外面および外瓶2の内面のいずれか一方も
しくは両方の全面または一部表面に、第2図に拡大して
示すようにバリヤメッキ層4を形成する。このバリヤメ
ッキ層4は、後述の真空排気時の加熱処理温度において
チタンまたはチタン合金に対する拡散速度の小さい金
属、すなわちスズ(Sn)、アンチモン(Sb)、アルミニ
ウム(Al)、ジルコニウム(Zr)からなる群から選択さ
れた金属からなるメッキ層であって、その厚さが0.1〜1
0μm程度のものである。バリヤメッキ層4は、通常の
電気メッキなどの方法によって形成される。
ついで、第2図に示すようにこのバリヤメッキ層4の
表面に輻射メッキ層5を形成する。この輻射メッキ層5
は、少なくともチタンまたはチタン合金の輻射率よりも
低い輻射率を有する金属、すなわち銀(Ag)または銅
(Cu)からなる厚さが1〜30μmのものである。輻射メ
ッキ層5の形成方法としては銀からなるものでは化学メ
ッキ(無電解メッキ)が好ましく、銅からなるものでは
通常の電気メッキが用いられる。
次に、このような二層のメッキ層4,5が形成された内
瓶1と外瓶2とを第1図に示すようにそれらの口部で接
合し、二重構造とする。接合にはスポット溶接やTIG溶
接(アルゴン溶接)などの溶接手段が用いられる。
つづいて、この二重構造の瓶の外瓶2の底部の排気孔
3の周辺に固形ロウ材を置き、この上にチタンなどから
なる封止板6を置いた状態で真空炉内に入れ、温度500
〜800℃で加熱しつつ真空排気を行い、内外瓶間を空隙
を真空するとともに固形ロウ材を溶融し、封止板6を外
瓶2にロウ付けして真空諷刺する。上記固形ロウ材とし
てはAg−Cu系、Cu−P系、Ag系、Al系のロウ材が適して
いる。真空排気時の加熱温度が500℃未満では内外瓶表
面に吸着されているガスや内部に吸蔵されているガス
(特に水素)を十分に放出させることができず、高い真
空度が得られない。また、800℃を越えるとバリヤメッ
キ層4のチタンまたはチタン合金への拡散が激しくな
り、バリヤメッキ層4が消失し、目的とする効果が得ら
れなくなる。
このような製造方法によれば、真空排気時の加熱の
際、バリヤメッキ層4の一部がチタンまたはチタン合金
内に拡散するが、拡散速度が小さいため完全には拡散せ
ずに残り、このため輻射メッキ層5がチタンまたはチタ
ン合金中に拡散することが防止される。
次に、請求項1に記載の製造方法の他の例を説明す
る。
この例の製造方法は、第3図に示すように、内瓶1の
外面あるいは外瓶2の内面の全面または一部にニッケル
メッキ層7を形成し、この上にバリヤメッキ層4を形成
し、さらに輻射メッキ層5を形成したのち、先の例と同
様に口部を接合し、ついで真空炉で加熱しつつ真空排気
するものである。この例でのニッケルメッキ層7は、素
地のチタンまたはチタン合金とバリヤメッキ層4との密
着不良を防止するためのもので、その厚みは0.1〜20μ
m程度とされる。このニッケルメッキ層7の存在によ
り、バリヤメッキ層4および輻射メッキ層5の素地への
密着性が高まり、製造中にバリヤメッキ層4および輻射
メッキ層5が剥離することが防止される。ニッケルメッ
キ層7は真空排気時の加熱の際にバリヤメッキ層4およ
びチタンまたはチタン合金と完全に拡散してゆくが、バ
リヤメッキ層4の成分は濃く残るため、先の例と同様の
効果が得られる。
請求項2に記載の製造方法は、内瓶1の外面および外
瓶2の内面のいずれか一方もしくは両方の全面または一
部表面に、第4図に示すようにまず、前処理メッキ層8
を形成する。この前処理メッキ層8はチタンまたはチタ
ン合金に対する拡散率の大きな金属、すなわちニッケル
(Ni)、鉄(Fe)、銅(Cu)、コバルト(Co)、クロム
(Cr)からなる群から選ばれた1種の金属からなる厚さ
が0.1〜20μmのものである。前処理メッキ層8の形成
には、通常の電気メッキの他に必要に応じ化学メッキな
どの方法が採用できる。
ついで、この前処理メッキ層8を形成した内瓶1また
は外瓶2を真空加熱炉に入れ、真空下(約10-3トール程
度で十分である。)で、温度400〜800℃で5〜60分間加
熱し、前処理メッキ層8を素地のチタンまたはチタン合
金中に拡散せしめ、拡散合金層を形成する。この加熱処
理時の温度が400℃未満では、前処理メッキ層8の拡散
が十分に行われず、また800℃を超えると拡散が進行し
すぎて表面の拡散合金層がうすくなり、所期の目的を達
し得ない。
ついで、この加熱処理の終了した内瓶1または外瓶2
の拡散合金層上に先の例と同様の銀または銅からなる輻
射メッキ層5を形成したのち、内瓶1と外瓶2とをそれ
らの口部で接合して二重構造とし、さらに真空加熱炉に
て真空排気するとともに500〜800℃で加熱し、外瓶2を
封止板6で封止する。ここでの加熱温度が500℃未満で
は表面吸着ガスや吸蔵ガスを十分に脱ガスすることがで
きず、800℃を超えると拡散合金層が存在しても輻射メ
ッキ層5の拡散が大きくなり、消失の危険性がある。
この製造方法にあっては、予め前処理メッキ層8を形
成し、これを加熱処理して拡散合金層を形成し、ついで
輻射メッキ層5を形成してたいるので真空封止の際の加
熱時に輻射メッキ層5が素地のチタンまたはチタン合金
へ拡散してゆくことが拡散合金層の存在によって抑制さ
れる。
次に、請求項2に記載の製造方法の他の例を示す。こ
の例の製造方法は、第5図に示すように前処理メッキ層
8を形成し、これを加熱処理して拡散合金層を形成した
のち、この上にニッケルメッキ層9を形成し、さらに輻
射メッキ層5を形成するものである。ここでのニッケル
メッキ層9は輻射メッキ層5と素地のチタンまたはチタ
ン合金の拡散合金層との密着性を高めるためのものであ
り、その厚みは0.1〜20μm程度とされる。このニッケ
ルメッキ層9は後工程の真空封止の際の加熱において、
その一部がチタンまたはチタン合金に拡散してゆくが、
前処理メッキ層9が拡散した拡散合金層の存在により、
その程度は微かであり、拡散合金層ともども輻射メッキ
層5の拡散を防止する。
なお、真空封止の例として真空炉内での封止板による
封止を採用して説明したが、チップ管による大気中での
封止でもよいことは勿論である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、請求項1に記載の発明は、チタ
ンまたはチタン合金からなる内瓶と外瓶とをその口部で
接合して二重構造とし、これら内瓶と外瓶との間の空隙
を真空排気してなるチタン製魔法瓶を製造する際に、上
記内瓶および外瓶のいずれか一方もしくは両方の上記空
隙に面する表面の一部または全部に、スズ、アンチモ
ン、アルミニウム、ジルコニウムからなる群より選ばれ
た1種の金属からなるバリヤメッキ層を形成し、ついで
このバリヤメッキ層上に銀、銅のいずれかからなる輻射
メッキ層を形成し、500〜800℃の温度で外瓶と内瓶との
空隙を真空排気し封止するものであり、また請求項2に
記載の発明は、チタンまたはチタン合金からなる内瓶と
外瓶とをその口部で接合して二重構造とし、これら内瓶
と外瓶との間の空隙を真空排気してなるチタン製魔法瓶
を製造する際に、上記内瓶および外瓶のいずれか一方も
しくは両方の上記空隙に面する表面の一部または全部
に、ニッケル、鉄、銅、コバルト、クロムからなる群よ
り選ばれた1種の金属からなる前処理メッキ層を形成
し、ついでこれを加熱処理したのち、銀、銅のいずれか
からなる輻射メッキ層を形成し、500〜800℃の温度で外
瓶と内瓶との空隙を真空排気し封止するものである。よ
って、内瓶と外瓶との真空封止の際の加熱によって輻射
メッキ層がチタンまたはチタン合金中に拡散して消失す
ることが、バリヤメッキ層または前処理メッキ層からの
拡散合金層によって防止される。このため、この製造方
法によれば輻射メッキ層を有する保温性の優れたチタン
製魔法瓶を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係わるチタン製魔法瓶の一例を示す
概略断面図、第2図ないし第5図はいずれもこの発明の
製造方法における各メッキ層の配置状態を示す概略断面
図である。 1……内瓶、 2……外瓶、 4……バリヤメッキ層、 5……輻射メッキ層、 8……前処理メッキ層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋田 章司 東京都港区西新橋1丁目16番7号 日本酸 素株式会社内 (72)発明者 土屋 茂 東京都港区西新橋1丁目16番7号 日本酸 素株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】チタンまたはチタン合金からなる内瓶と外
    瓶とをその口部で接合して二重構造とし、これら内瓶と
    外瓶との間の空隙を真空排気してなるチタン製魔法瓶を
    製造する際に、 上記内瓶および外瓶のいずれか一方もしくは両方の上記
    空隙に面する表面の一部または全部に、スズ、アンチモ
    ン、アルミニウム、ジルコニウムからなる群より選ばれ
    た1種の金属からなるバリヤメッキ層を形成し、ついで
    このバリヤメッキ層上に銀、銅のいずれかからなる輻射
    メッキ層を形成し、500〜800℃の温度で外瓶と内瓶との
    空隙を真空排気し封止することを特徴とするチタン製魔
    法瓶の製造方法。
  2. 【請求項2】チタンまたはチタン合金からなる内瓶と外
    瓶とをその口部で接合して二重構造とし、これら内瓶と
    外瓶との間の空隙を真空排気してなるチタン製魔法瓶を
    製造する際に、 上記内瓶および外瓶のいずれか一方もしくは両方の上記
    空隙に面する表面の一部または全部に、ニッケル、鉄、
    銅、コバルト、クロムからなる群より選ばれた1種の金
    属からなる前処理メッキ層を形成し、ついでこれを加熱
    処理したのち、銀、銅のいずれかからなる輻射メッキ層
    を形成し、500〜800℃の温度で外瓶と内瓶との空隙を真
    空排気し封止することを特徴とするチタン製魔法瓶の製
    造方法。
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