CN101223397A - 气体吸附装置、使用了气体吸附装置的真空绝热体及真空绝热体的制造方法 - Google Patents

气体吸附装置、使用了气体吸附装置的真空绝热体及真空绝热体的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及气体吸附装置和使用了气体吸附装置的真空绝热体及真空绝热体的制造方法。将插入了气体吸附装置和芯材的外封装材料在真空室内进行减压,在将开口部密封后导入大气。在大气压中对真空绝热体的外封装材料施加相当于内外的气压差的一个大气压程度的压力。由于外封装材料是塑料叠层膜,因此利用压力而变形,突起部扎穿容器而形成通孔,容器内的气体吸附材料与外封装材料的内部连通。这样一来,在保存时和用于真空绝热体时的任何情况下,气体吸附材料都可以不劣化地用于真空绝热体,可长期地维持真空度。

Description

气体吸附装置、使用了气体吸附装置的真空绝热体及真空绝热体的制造方法
技术领域
本发明涉及具有气体吸附材料并利用该气体吸附材料吸附气体的气体吸附装置、和具有气体吸附装置并通过由该气体吸附装置吸附内部气体而具有真空绝热性能的真空绝热体及真空绝热体的制造方法。
背景技术
近年来,对要求高真空的工业技术的期望正日益提高。例如,从防止地球变暖的观点来看,强烈地希望节能,对于家用电器产品要求节能也成为急待解决的问题。尤其是对于电冰箱、冷冻箱、自动售货机等的保温防热设备从有效地利用热的观点来看,要求具有优良的绝热性能的绝热体。
作为一般的绝热体可以使用玻璃棉等的纤维材料或聚氨甲酸乙酯泡沫等的泡沫体。但是,为了提高这些绝热体的绝热性能,有必要增加绝热体的厚度,但在可充填绝热体的空间受到限制,必须节省空间或者有效利用空间的情况无法适用。
因此,作为高性能的绝热体,提出了真空绝热体的方案。该真空绝热体是将具有衬垫作用的芯材插入到具有阻气性的外封装材料中并对内部进行减压密封而成的绝热体。
通过提高真空绝热体内部的真空度,虽可得到高性能的绝热性能,但真空绝热体内部存在的气体大致分为如下三类。一类是在真空绝热体制作时不能排出而残留的气体;另一类是减压密封后,从芯材或外封装材料中产生的气体(吸附于芯材或外封装材料中的气体、芯材的未反应成分因反应而产生的反应气体等);再一类是通过外封装材料而从外部进入来的气体。
为了吸附这些气体,提出了将气体吸附材料充填到真空绝热体内部的方法。
例如,在日本特表平9-512088号公报中记载了使用Ba-Li合金吸附真空绝热体内的气体的方案。
在真空绝热体内部的气体吸附材料应吸附的气体中,吸附困难的气体之一是氮气。这是因为,由于氮分子是具有约940KJ/mol这样大的结合能量的非极性分子,因而难于使其活化。因此,可通过使用Ba-Li合金来吸附氮气,维持真空绝热体内部的真空度。
然而,就日本特表平9-512088号公报所记载的现有真空绝热体所使用的气体吸附材料而言,如其中所述“不需要用于活性化的热处理,在常温下也能吸附氮气,在空气环境中可操作数分钟”,即在空气环境中可操作的时间限于数分钟。这是因为,若在空气环境中操作的时间长于数分钟,则气体吸附材料具有的吸附氮能力在与空气接触的制造工序中完全消耗掉。其结果,缺乏用于对使用气体吸附材料的真空绝热体进行长时间维持性能的空气吸附能力,其性能劣化及性能波动增大。为了防止这种气体吸附材料的吸附氮能力的劣化,而将在空气环境中的操作限定于数分钟。
然而,在使用气体吸附材料工业化地制造真空绝热体的步骤中,希望能在空气环境中操作更长时间。另外,即使在数分钟内,如果在空气环境中操作气体吸附材料,则也不能避免吸附氮的能力多少有所劣化。
气体吸附材料的活性高度、即在置于大气中的情况下吸附氮能力直到饱和的时间随该气体吸附材料的形态和材料规格而各不相同。例如,气体吸附材料若为丸状,则即使在大气中长时间放置也不会饱和。另一方面,气体吸附材料若为粉末状,由于比表面积增大,即使只在大气中放置短的时间,气体吸附能力也会饱和。
因此,在使用了比Ba-Li活性高的粉末状的气体吸附材料的场合,有可能使可与大气接触的时间变得非常短。
由于近年来对节能等的要求提高,因而要求更高的绝热性能。因此,为了进一步提高真空绝热体内部的真空度,希望比Ba-Li活性更高的气体吸附材料实现实用化。然而如上所述,对于活性更高的气体吸附材料来说,其操作变得更困难。
发明内容
本发明就是为解决这类问题而提出的,其目的在于提供一种技术,即、为了得到更高的绝热性能,即使在使用高活性且粉末状的气体吸附材料等的情况下,通过防止在制造工序中与空气激烈反应,不会引起气体吸附能力的劣化,并可在用于真空绝热体时在长时间内可持续地吸附内部气体,不会产生绝热性能的降低和波动,可在长时间内维持高真空度和高绝热性能。
本发明的气体吸附装置,至少具备:内部装有气体吸附材料的具有密闭性的容器;和与容器邻接的突起物,通过施加外力,从而利用突起物在容器上产生通孔而使气体吸附材料与外部连通。因此,在真空绝热体等采用气体吸附材料时,在气体吸附材料与吸附的气体接触的时刻,在真空减压后,处于将开口部密封了的状态。因此,气体吸附材料与压力比较高的空气完全不接触,可以将劣化抑制到非常小。
另外,本发明的气体吸附装置,通过借助于板状构件固定突起物,从而将突起物的突起部排列成二维的面状。由此,突起部可靠地与容器接触。因此,在施加外压的情况下,气体吸附材料可以可靠地与所要吸附的气体接触,在用于真空设备等时能可靠地进行转换,提高了真空设备等的成品率。此外,所谓“真空设备”是指,如真空绝热体那样通过将内部抽成真空而发挥功能的设备,所谓“转换”是指,解除了气体吸附装置容器的阻气性而使气体吸附材料可吸附容器外部的气体。
另外,本发明的气体吸附装置,具备:具有开口部的容器;堵住开口部的隔壁;和在由容器和隔壁围成的封闭空间内所具有的气体吸附材料和相对气体吸附材料为非吸附性的气体,该封闭空间内部的气体压力小于大气压。
这样,本发明的气体吸附装置通过在容器内部与气体吸附材料一起封入相对气体吸附材料为非吸附性的气体,从而可抑制气体吸附材料与大气的接触。另外,为了吸附真空设备内部的气体,容器内的气体吸附材料有必要与真空绝热体的内部等真空设备的内部空间连通。因此,利用如下的机理,可以使气体吸附材料不与一个大气压附近的大气接触而设置在真空设备的内部空间中。此外,所谓“真空设备”是指真空绝热体、布劳恩管、等离子体显示板、荧光灯之类通过抽成真空而实现功能的设备。
容器具有开口部,通过用隔壁覆盖容器的开口部从而形成封闭空间。容器内部的气体对容器的内壁和隔壁的内侧施加压力。另一方面,大气对容器的外壁及隔壁的外侧施加大气压。
通常,大气压为1013hPa,容器内部的压力不足1031hPa。因此,对隔壁施加的压力差为从大气压减去容器内部的压力的差值。由于该压力差,隔壁向容器开口部挤压,因而,容器内外的气体不通气,可防止气体吸附材料的劣化。
另一方面,在对容器外部减压时,在某个时刻容器内部与外部的压力则相等,进而,容器外部的压力变得比容器内部的压力更小。在容器内部的压力与容器外部的压力变得相等的时刻,隔壁对容器不作用挤压力,容器与隔壁分离。由于隔壁与容器分离,从而可使容器内外的气体通过容器的开口部通气。利用如上所述的机理,可以将气体吸附材料不与大气压下的空气接触地设置在真空设备的内部。
这样一来,本发明的气体吸附装置在大气压下可防止气体吸附材料与大气接触,在减压下气体吸附材料与气体吸附装置外部的气体介质接触。因此,在大气压下将气体吸附装置用于真空设备时,也不会引起因大气导致的气体吸附材料的劣化,在将气体吸附材料用于真空设备之后,便可以发挥原本的性能。
另外,本发明的气体吸附装置,具备:一端具有开口部且至少一部分是筒状的容器;和与容器的筒状部内壁相接的隔壁,在由容器和隔壁围成的封闭空间中封入有气体吸附材料和相对气体吸附材料为非吸附性的气体。
这样,本发明的气体吸附装置通过在容器内部与气体吸附材料一起封入相对气体吸附材料为非吸附性的气体,从而可抑制气体吸附材料与大气的接触。另外,为了吸附真空设备内部的气体,容器内的气体吸附材料有必要与真空绝热体的内部等真空设备的内部空间连通。因此,利用如下的机理,可以将气体吸附材料不与一个大气压附近的大气接触地设置在真空设备的内部空间中。
容器的至少一部分为筒状,在该筒状部具有开口部。在筒状部设有隔壁。该隔壁隔断容器筒状部的开口部而形成封闭空间,以便抑制空气进入到容器内部,并防止气体吸附材料与大气接触。在该封闭空间中,封入了相对气体吸附材料为非吸附性的气体。在将气体吸附装置置于大气压下的情况下,大气压与非吸附性气体的压力处于平衡状态,不会对隔壁产生有效作用力。
另一方面,在将气体吸附装置设置在真空绝热材料等的真空设备内部,并对该空间进行减压时,则由容器和隔壁形成的封闭空间内部的压力高于气体介质压力,非吸附性气体膨胀。因膨胀而产生的压力使隔壁向筒状部的开口部方向移动,容器的筒状部与隔壁分离。因此,气体吸附材料在减压之后与外部空间接触。利用如上所述的机理,可以将气体吸附材料不与大气压下的空气接触地设置在真空设备的内部。
这样一来,本发明的气体吸附装置在大气压下可防止气体吸附材料与大气接触,在减压下气体吸附材料则与气体吸附装置外部的气体介质接触。因此,在大气压下将气体吸附装置用于真空设备时,也不引起因大气导致的气体吸附材料的劣化,在将气体吸附材料用于真空设备之后,便可以发挥原本的性能。
另外,本发明的气体吸附装置,具备:具有包覆气体吸附材料的外壳;和在未施加外力时不使外壳的内外连通,而在施加规定的外力时使外壳的内外连通的连通部的容器,在该容器内装有气体吸附材料。
这样,本发明的气体吸附装置由于气体吸附材料在未施加外力时不与空气等外部空间的气体接触,因而,可不会消耗地保持气体吸附能力。另外,由于在施加外力时,该容器的内部空间和外部空间则可通气,发挥气体吸附能力,因而,可抑制直到发挥吸附能力的吸附性能的劣化,可最大限度地发挥气体吸附材料的吸附能力。
另外,对于采用了本发明的气体吸附装置的真空绝热体,气体吸附材料在真空绝热体的制造时不会因与大气的接触而失去活性,可以稳定地吸附随着时间的经过而渗透到真空绝热体中的微量的氮或氧等主要空气成分,可以长期维持真空度,可以提供优良的绝热性能。
另外,本发明的真空绝热体的制造方法是,将与非吸附性气体一起气体包装在吸附材料充填体中的空气成分吸附材料同多孔芯材一起设置在外封装容器的内部并进行减压,通过减压而使因压力差膨胀的吸附材料充填体的一部分破裂而形成了开口部,通过该开口部对吸附材料充填体中的非吸附性气体进行真空排气后,将外封装容器密封。
这样,由于空气成分吸附材料与非吸附性气体一起进行气体包装,并且在真空气体介质下使其破裂而与多孔芯材进行真空包装,因而,在制造工序中不会引起与大气中的空气接触,吸附材料不会劣化。因此,无论真空绝热体的制造时间的长短,都可以毫无问题地使用。也不会有因暴露在空气气体介质中而引起吸附性能波动,可以稳定地制造,可以得到长期可靠性也没有问题的真空绝热体。
另外,本发明的真空绝热体,至少具有气体吸附装置,该气体吸附装置具备设置在具有开口部的吸附材料充填体中的空气成分吸附材料;多孔芯材;和容纳它们的外封装容器,空气成分吸附材料在真空空间中通过开口部与真空绝热体内部连通。
由此,可以用在真空空间与多孔芯材相连的空气成分吸附材料对残留在多孔芯材中的残留微量空气或从外部渗透进来的微量空气进行吸附并予以固定,可以将内部压力维持在规定的真空度。这样一来,可以长期地维持优良的绝热性能。
另外,本发明的真空绝热体的制造方法是,在若充填容器外的压力比充填容器内的压力小规定值以上则开口的充填容器中封入空气成分吸附材料和不被空气成分吸附材料吸附的非吸附性气体,并将充填容器与多孔芯材一起置于外封装容器的内部,接着通过对外封装容器内进行减压,以使充填容器外的压力比充填容器内的压力小规定值以上,在将充填容器中的非吸附性气体与外封装容器内的空气一起通过可在充填容器上形成的开口部进行排气后,将外封装容器进行密封。
若采用这种真空绝热体的制造方法,由于将空气成分吸附材料与非吸附性气体一起封入到充填容器中,且在真空气体介质下将充填容器开口并与多孔芯材进行真空包装,因而,在制造工序中不会引起与大气中的空气接触,吸附材料不会劣化。因此,无论真空绝热体的制造时间的长短,都可以毫无问题地使用。也不会有因暴露在空气气体介质中而引起的吸附性能波动,可以稳定地制造,可以得到长期可靠性也没有问题的真空绝热体。
作为充填容器的构成为:以将一个容器的开口部用另一个容器的开口部封堵的方式将开口部大小不同的两个容器的开口部重合并接合,可用作若充填容器外的压力比充填容器内的压力小规定值以上,则可重合并接合后的部分脱离的容器。
这时,若对充填容器的重合并接合后的部分预先涂敷润滑剂,可以利用通过减压形成的压力差而容易地使充填容器的接合部脱离而形成开口部。
另外,本发明的真空绝热体,至少具备:在接合部脱离而形成开口部的充填容器中所设的空气成分吸附材料;多孔芯材;和容纳它们的外封装容器,空气成分吸附材料在连续空间中通过开口部与外封装容器内部连通。由此,可以用在连续空间与多孔芯材相连的空气成分吸附材料将残留在多孔芯材中的残留微量空气或从外部渗透进来的微量空气进行吸附并予以固定,可以将外封装容器的内部即真空绝热体的内部压力维持在规定的真空度。这样一来,可以长期地维持优良的绝热性能。这里所称的“充填容器”不限于其形状、大小,可利用医药品或保健食品所使用的胶囊。所谓胶囊是由主体和帽构成的硬胶囊,被定义为一端封闭了的可相互重合的一对有底圆筒体。
如以上的说明,本发明的气体吸附装置防止在大气压下气体吸附材料与大气的接触,而在减压下与气体吸附装置外部的气体介质接触。因此,即使在大气压下将气体吸附装置用于真空设备时,由于也不会引起因大气导致的气体吸附材料的劣化,因而在将气体吸附材料用于真空设备中后,也可以发挥原本的性能。并且,本发明的真空绝热体可以稳定地实现高的绝热性能,可以确保长期可靠性,对解决地球变暖等环境问题可发挥显著效果。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的气体吸附装置的剖视图。
图2是本发明的实施方式1的真空绝热体的剖视图。
图3是本发明的实施方式1的气体吸附装置转换后的剖视图。
图4是本发明的实施方式2的气体吸附装置的剖视图。
图5是本发明的实施方式2的气体吸附装置转换后的剖视图。
图6是本发明的实施方式3的气体吸附装置的剖视图。
图7是本发明的实施方式3的气体吸附装置转换后的剖视图。
图8是本发明的实施方式4的气体吸附装置的剖视图。
图9是本发明的实施方式4的气体吸附装置转换后的剖视图。
图10是本发明的实施方式5的在大气压下的气体吸附装置的剖视图。
图11是本发明的实施方式5的采用了气体吸附装置的真空绝热体的剖视图。
图12是本发明的实施方式5的在减压下的气体吸附装置的剖视图。
图13是本发明的实施方式6的气体吸附装置的剖视图。
图14是本发明的实施方式7的气体吸附装置的剖视图。
图15是本发明的实施方式8的在大气压下的气体吸附装置的剖视图。
图16是本发明的实施方式8的采用了气体吸附装置的真空绝热体的剖视图。
图17是本发明的实施方式8的在减压下的气体吸附装置的剖视图。
图18是本发明的实施方式9的气体吸附装置的剖视图。
图19是本发明的实施方式10的气体吸附装置的剖视图。
图20是本发明的实施方式11的表示构成气体吸附装置的容器的密封状态的立体图。
图21是本发明的实施方式11的表示构成气体吸附装置的容器的内外连通状态的立体图。
图22是本发明的实施方式12的表示构成气体吸附装置的容器的密封状态的立体图。
图23是本发明的实施方式12的表示构成气体吸附装置的容器的内外连通状态的立体图。
图24是本发明的实施方式13的表示构成气体吸附装置的容器的密封状态的立体图。
图25是本发明的实施方式13的表示构成气体吸附装置的容器的内外连通状态的立体图。
图26是本发明的实施方式14的真空绝热体在真空包装前的简要剖视图。
图27是本发明的实施方式14的在真空包装后的在大气中的真空绝热体的简要剖视图。
图28是表示本发明的实施方式15的真空绝热体的制造方法的真空排气前的真空包装机内部的剖视图。
图29是表示本发明的实施方式15的真空绝热体的制造方法的真空排气中的真空包装机内部的剖视图。
图30是表示本发明的实施方式15的真空绝热体的制造方法的真空排气将要结束之前的真空包装机内部的剖视图。
图31是表示本发明的实施方式15的真空绝热体的制造方法的真空包装后的真空绝热体的剖视图。
图32是表示本发明的实施方式17的真空绝热体的制造方法的真空排气前状态的剖视图。
图33是表示本发明的实施方式17的用于真空绝热体的充填容器的放大剖视图。
图34是表示本发明的实施方式17的真空绝热体的制造方法的真空排气将要结束之前时刻的状态的剖视图。
图35是表示本发明的实施方式17的真空绝热体的制造方法的真空包装后的真空绝热体的剖视图。
图中:
101、201、301、422-气体吸附装置,102、205、305、402-气体吸附材料,103、203、401、409、41 5-容器,104-突起物,105-突起物,106-板状构件,107、207、307-真空绝热体,108、208、308-芯材,109、209、309-外封装材料,110、202、302-开口部,111-橡胶塞,112-膜,204、304-隔壁,206、306-非吸附性气体,210、310-容纳材料,211、311-包覆材料,212、312-间壁,303-筒状容器,313-密封件。
具体实施方式
本发明的气体吸附装置至少具备:内部装有气体吸附材料的具有密闭性的容器和与容器邻接的突起物,通过施加外力并利用突起物在容器上产生通孔而使气体吸附材料与外部连通。
气体吸附材料的活性越高、比面积越大,则操作条件越严格。即,可与空气接触的时间越短,可接触的压力越小。因此,这种气体吸附材料不仅在保存时,在设置于真空设备中时的劣化也成为问题。因此,在将气体吸附材料设置于真空设备中时,在真空室内的压力下降尽后有必要使其与外部连通。
作为真空设备的一个例子,在将气体吸附材料应用于真空绝热体时,在将芯材和气体吸附材料插入到阻气性的外封装材料中的组件设置在真空室内后,对真空室内进行减压,在对外封装材料内部减压后,将外封装材料的开口部密封。
这时,真空室内的减压用真空泵进行。在高压区域,即在真空区域,用泵、吸附材料任一种都能进行减压。另一方面,在低压区域、即在真空密封后的外封装材料内部,存在用真空泵而未减压尽的气体、真空密封后通过外封装材料进入的气体以及由芯材产生的气体,这些气体只能用气体吸附材料吸附。因此,为了在真空密封后的外封装材料内部充分地发挥气体吸附材料的能力,需要在真空密封后进行连通。
再有,作为使气体吸附材料与外部连通的方法之一,如下所述,采用在真空密封后对外封装材料施加大气压的方法是适当的。
在对外封装材料真空密封后,对外封装材料施加相当于内外压力差的压力,即大致一个大气压的压力。当对外封装材料施加大气压时,则以该大小的压力将外封装材料内的突起物向容器挤压,在容器上产生通孔而使气体吸附材料与外部连通。
另外,作为外封装材料的机械性能,除了阻气性外,只要能通过施加大气压而变形,并可将大气压传递给突起物和容器即可。再有,希望以大气压以下的压力并利用突起物在容器上产生通孔即可。
本发明的容器有必要具有密封性,即阻气性,并具有能经得起保存时的操作的机械强度。另一方面,希望突起物的硬度大。作为容器和突起物的机械强度的相对关系,只要突起物的硬度比容器的硬度大,在将突起物向容器挤压时,在容器上产生通孔即可。容器和突起物都可以使用塑料、金属等,也可以使用它们的复合物。
另外,本发明的气体吸附装置的容器是将具有阻气性的膜或片材做成袋状的容器。
由于作为容器使用的膜具有阻气性,因而,可以将高活性的气体吸附材料长时间地保存在大气中。另外,由于容器是膜,因而,通过挤压突起物便能够很容易地产生通孔,可使吸附材料与外部更可靠地连通。
这里,所谓具有阻气性的膜或片材是指,气体透过率为104[cm3/m2·day·atm]以下,更优选为103[cm3/m2·day·atm]以下。具体地说,将乙烯-乙烯醇共聚物、尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯等的塑料膜或片材做成袋状,但并不限定于这些材料。再有,最好使用在塑料膜上叠层有金属箔,或者在塑料膜上蒸镀金属而使阻气性更高的材料。金属箔或可适用于蒸镀的金属虽可使用金、铜、铝等,但并不限定于这些材料。
另外,本发明的气体吸附装置的容器是具有阻气性的塑料的成形体。
由于容器是具有阻气性的塑料的成形体,因而,可以将高活性的气体吸附材料长时间地保存在大气中。另外,对于微小的力来说其变形较小,在保存时的操作中的损坏的可能性则很小。
这里,具有阻气性的塑料的成形体是指,气体透过率为104[cm3/m2·day·atm]以下,更优选103[cm3/m2·day·atm]以下。具体地说,将乙烯-乙烯醇共聚物、尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯等的塑料成形体,但并不限定于这些。再有,为了提高阻气性,还可以对成形体进行蒸镀。另外,也可以嵌入金属箔。
另外,本发明的气体吸附装置在容器的一部分具有开口部,并以弹性体的隔壁覆盖该开口部,而突起物与该隔壁邻接。
通过将容器的一部分做成弹性体的隔壁,可以利用突起物在隔壁上产生通孔,可使气体吸附材料与外部连通。因此,对于除隔壁部分以外所要求的机械条件则不严格。即,隔壁以外的部分不必利用突起物产生通孔,可以进行重视了阻气性的容器设计,因此,容器可使用金属的成形体、玻璃的成形体等。
这里,所谓“弹性体,,是指,通过施加应力而变形,在应力消除后变形则恢复的材料。金属或塑料等变形量极少,且变形返回到原状,所以在广义意义上是弹性体。但是,为了确保密封性,为了能随着容器的开口部的形状而变形,而希望以微小的力产生大的变形。因此,最好使用橡胶之类以微小的应力便产生较大变形的材料。
另外,本发明的气体吸附装置在容器的一部分具有开口部,并以具有阻气性的膜覆盖该开口部,而突起物与该隔壁邻接。
通过将容器的一部分做成阻气性的膜,可以利用突起物在膜上产生通孔,并可使气体吸附材料与外部连通。因此,对于除隔壁部分以外所要求的机械条件则不严格。即,膜以外的部分不必利用突起物产生通孔,可以进行重视了阻气性的容器设计,因此,容器可使用金属的成形体、玻璃的成形体等。
另外,本发明的气体吸附装置,通过借助于板状构件固定突起物,从而可将该突起物的突起部排列成二维的面状。
这里的所谓“突起部”是指,在突起物上表面的曲率与其它部分比较急剧变大的部分。在突起部的前后所引的切线,若将平行设为0度,则为60度以上的角度,但优选90度以上,更优选120度以上。
在真空设备内部,为了利用突起物在容器上产生通孔,有必要在突起部与容器接触的状态下对突起物施加力。真空设备的外封装材料与容器之间的突起物因其形状对它们带来的影响不同。
为了解决这个问题,将多个突起物固定在板状构件上,将突起部排列成二维的面状。这样一来,通过以与容器接触的状态设置排列成面状的突起部,从而在对外封装材料施加压力时,能可靠地将突起部挤压在容器上,并且能防止与容器以外的部分接触。
这里,板状构件虽然可以使用金属、无机物、塑料等的结构材料,但只要是气体发生少的材料即可,没有特别限定。
另外,将突起物固定在板状构件上的方法虽有利用粘接剂粘接、焊接、一体成形等,但并没有特别限定。
对外封装材料整体均匀地施加大气压。从而,利用大气压将突起物向容器挤压的力与固定在板状构件上的每单位面积的突起物数量的倒数成比例。因此,为了在容器上可靠地产生通孔并使吸附材料与外部连通,每单位面积的突起物数量以较少为好,一般为100个/cm2以下,优选50个/cm2以下,更优选25/cm2以下。
另外,本发明的气体吸附装置是从突起物的突起部到板状构件的距离比容器的厚度更短的装置。
从突起物的突起部到板状构件的距离等于突起物的长度、即突起物能产生通孔的物体的厚度。在真空设备是真空绝热体、容器的厚度比突起物的长度薄的情况下,使容器产生通孔的突起物有可能使真空绝热体的外封装材料产生通孔。另一方面,在突起物的长度比容器的厚度短的情况下,由于突起物的前端留在容器内部,则在外封装材料上不会产生通孔。
另外,本发明的气体吸附装置所使用的气体吸附材料是CuZSM-5。
CuZSM-5的活性非常高,即使是低压力的气体也具有优良的吸附特性。若用在本发明的气体吸附装置中,由于不接触到高压力的气体介质,气体吸附材料不会劣化,因而可以在低压区域发挥吸附特性。
下面,参照附图对本发明的这些实施方式进行说明。另外,本发明不受这些实施方式的限定。
实施方式1
图1是本发明实施方式1的气体吸附装置的剖视图。
图1中,气体吸附装置101在容器103内部装有气体吸附材料102,突起物104与容器103接触。气体吸附材料102是粉末状的CuZSM-5。
容器103是在将按低密度聚乙烯、铝箔、聚对苯二甲酸乙二醇酯的顺序叠层而成的膜的低密度聚乙烯彼此进行热熔而制成的袋中放入气体吸附材料102后进行真空密封而制成。突起物104借助于突起部105与容器103接触。突起物104固定在板状构件106上,突起部105排列成二维平面状。
图2是本发明实施方式1的真空绝热体的剖视图。
图2中,真空绝热体107是在将气体吸附装置101、芯材108插入到外封装材料109中后减压密封制成。
图3是本发明的实施方式1的气体吸附装置101转换后的剖视图。
下面,根据图1-图3对如上构成的气体吸附装置101的动作、作用进行说明。
首先,气体吸附材料102由于真空密封在具有铝箔的叠层膜中,因而,即使将气体吸附装置101长时间放置在大气中,由于气体吸附材料102不接触到气体,因而,可以不劣化地长时间保存在大气中。
另外,为了使气体吸附材料102吸附外封装材料109中的气体,有必要在容器103上产生通孔。这通过以下所示的机构实现。
在制作真空绝热体107的阶段,将插入了气体吸附装置101和芯材108的外封装材料109在真空室内进行减压,在将开口部密封后导入大气。在大气中,对真空绝热体107的外封装材料109的内外,施加了相当于内外之间的压力差为一个大气压的压力。由于外封装材料109是塑料叠层膜而具有柔软性,受到压力而变形并将压力传递到邻接的板状构件106。进而,对固定在板状构件106上的突起物104施加压力,突起部105便对容器103施加扎入力而在容器103上产生通孔,气体吸附材料102便与外封装材料109的内部连通。
这时,由于突起物104固定在板状构件106上,由于容器103和突起部105以面彼此接触,因而方向不容易偏离。再有,由于突起物104处于一个高度,朝向与容器大致垂直方向,因而可在容器103上可靠地产生通孔。
再有,由于从突起物104的突起部105到板状构件106的距离比容器103的厚度短,因而,突起部105便留在容器103内部。因此,不会由突起物104对真空绝热体107的外封装材料109施加扎入力,不会在外封装材料109上产生通孔。
采用以上的机构,无论在保存时或用于真空绝热体107时的任何情况下,气体吸附材料102都不会劣化而可以应用于真空绝热体107,可进行内压的降低及可维持长期的真空度。
实施方式2
图4是本发明实施方式2的气体吸附装置101的剖视图。
图4中,容器103具有开口部110,开口部110用橡胶塞111覆盖从而确保整体的气密性。容器103以聚乙烯类材料制作,橡胶塞111用异丁橡胶制成,利用橡胶的弹性以确保与容器103的密封性。另外,突起物104的突起部105设置成与橡胶塞111接触。
图5是本发明实施方式2的气体吸附装置101转换后的剖视图。
下面,对如上构成的气体吸附装置101的动作、作用进行说明。
首先,由于气体吸附材料102用橡胶塞与聚乙烯进行密封,因而,即使将气体吸附装置101长时间放置在大气中,由于气体吸附材料102不与气体接触,因而,可以不劣化地长期保存在大气中。
在将该气体吸附装置101用于真空绝热体时,利用大气压在橡胶塞111上产生通孔,使气体吸附材料102与外封装材料内部的空间连通。
此外,在本实施方式中,在制作真空绝热体时的气体吸附装置101的动作与实施方式1相同。
实施方式3
图6是本发明实施方式3的气体吸附装置101的剖视图。
图6中,容器103具有开口部110,开口部110用具有阻气性的膜112覆盖而确保整体的气密性。容器103用聚乙烯制成,膜112是按低密度聚乙烯、铝箔、聚对苯二甲酸乙二醇酯的顺序叠层而成的膜,用公知的方法粘结。另外,突起物104的突起部105设置成与膜接触。
图7是本发明实施方式3的气体吸附装置101转换后的剖视图。
下面,对如上构成的气体吸附装置101的动作、作用进行说明。
首先,由于气体吸附材料102用具有阻气性的膜与聚乙烯进行密封,因而,即使将气体吸附装置101长时间放置在大气中,由于气体吸附材料102不与气体接触,因而,可以不劣化地长期保存在大气中。
在将该气体吸附装置101用于真空绝热体时,在膜112上产生通孔,使气体吸附材料102与外封装材料内部的空间连通。
此外,在本实施方式中,在制作真空绝热体时的气体吸附装置101的动作与实施方式1相同。
实施方式4
图8是本发明实施方式4的气体吸附装置101的剖视图。
图8中,容器103至少一部分是筒状,一方为开口部110,开口部110的断面朝向相对于容器103的长度方向倾斜的方向。另外,开口部110用具有阻气性的膜112覆盖而确保整体的气密性。容器103用聚乙烯制成,膜112是按低密度聚乙烯、铝箔、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的顺序叠层而成的膜,用公知的方法粘结。另外,突起物104的突起部105设置成与膜112接触。
图9是本发明实施方式4的气体吸附装置101转换后的剖视图。
下面,对如上构成的气体吸附装置101的动作、作用进行说明。
首先,由于气体吸附材料102用具有阻气性的膜与聚乙烯进行密封,因而,即使将气体吸附装置101长时间放置在大气中,由于气体吸附材料102不与气体接触,因而,可以不劣化地长期保存在大气中。
在将该气体吸附装置101用于真空绝热体时,在膜112上产生通孔,使气体吸附材料102与真空绝热体的外封装材料内部的空间连通。
此外,在本实施方式中,在制作真空绝热体时的气体吸附装置101的动作与实施方式1相同。
本实施方式的容器103,因其形状加工容易,可降低成本。
将这些实施方式所示的气体吸附装置101的具体内容作为实施例1-3表示如下。
另外,作为比较例表示以条件不同的规格得到的结果。
实施例1
作为气体吸附材料102使用了粉末状的CuZSM-5。
作为容器103使用了将厚度为50μm的低密度聚乙烯膜、厚度为7μm的铝箔、厚度为25μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜叠层而成的膜,将低密度聚乙烯膜彼此间熔敷而成的袋状容器。
突起物104和板状构件106是通过一体成形制作的铁制件。板状构件106的形状为每边为1cm的正方形。突起物104的个数为25个,形状是圆锥形,圆锥的底面与板状构件106的表面一致。另外,突起部105的前端与板状构件106的距离为5mm。
容器103在封入气体吸附材料102后进行减压密封,从叠层膜的表面到对面的叠层膜的距离为10mm。
将以上构成的气体吸附装置101用于真空绝热体并进行了评价。
作为芯材,使用将玻璃短纤维的聚合体进行热成形而做成板状的芯材,与气体吸附装置101一起插入到预先将三边密封了的外封装材料中,放置到真空室中减压到100Pa后密封。当将大气导入到真空室内时,气体吸附装置101利用大气压转换便可吸附外封装材料内部的气体。当测量真空绝热体内部的压力时,可知压力为5Pa,由气体吸附材料得到的吸附结果为降低了外封装材料内部的压力。另外,由于突起物的长度比容器的厚度短,因而判断为对外封装材料未导致破坏。
再有,将该真空绝热体在大气中保存一个月后的内部压力为5Pa,表明吸附着通过外封装材料进入的气体。
实施例2
作为气体吸附材料102,使用了粉末状的CuZSM-5。
容器103是聚乙烯性的箱体,尺寸为宽度30mm、进深20mm、高度10mm,缺少30mm×20mm的一面。具有阻气性的膜112是将厚度501μm的低密度聚乙烯膜、厚度7μm的铝箔、厚度25μm的尼龙膜叠层而成的膜。
突起物104和板状构件106是一体成形制作的铁制件。板状构件106的形状为每边1cm的正方形。突起物104的个数为25个,形状是圆锥形,圆锥的底面与板状构件106的表面一致。另外,突起部105的前端与板状构件106的距离为5mm。
在氩气气体介质的真空室中,将粉末状的CuZSM-5充填到该容器103中并进行减压后,使用具有阻气性的膜103覆盖缺损部分,通过热熔密封。
在将大气导入真空室中后,由于被大气压压缩,膜112的部分变薄,最薄部分为7mm。
将以上构成的气体吸附装置101用于真空绝热体并进行了评价。
作为芯材,使用将玻璃短纤维的聚合体进行热成形而做成板状的芯材,与气体吸附装置101一起插入到预先将三边密封了的外封装材料中,放置到真空室中减压到100Pa后密封。当将大气导入到真空室内时,气体吸附装置101利用大气压转换,便可吸附真空绝热体的外封装材料内部的气体,当测量真空绝热体内部的压力时,可知压力为5Pa,由气体吸附材料102得到的吸附结果为降低了外封装材料内部的压力。另外,由于突起物104的长度比容器103的厚度短,因而判断为对外封装材料未导致破坏。
再有,将该真空绝热体在大气中保存一个月后的内部压力为5Pa,表明吸附着通过外封装材料进入的气体。
实施例3
作为气体吸附材料102,使用了粉末状的CuZSM-5。
容器103是聚乙烯性的箱体,尺寸为宽度30mm、进深20mm、高度10mm,在30mm×20mm的一面上存在直径为10mm的开口部110。
突起物104和板状构件106是一体成形制作的铁制件。板状构件106的形状为每边1cm的正方形。突起物104的个数为25个,形状是圆锥形,圆锥的底面与板状构件106的表面一致。另外,突起部105的前端与板状构件106的距离为5mm。
在氩气气体介质的真空室中,将粉末状的CuZSM-5充填到该容器103中并进行减压后,使用异丁橡胶塞111密封开口部110。
在将大气导入真空室中后,由于被大气压压缩,包含异丁橡胶塞111的容器103的最薄部分为8mm。
将以上构成的气体吸附装置101用于真空绝热体并进行了评价。
作为芯材,使用将玻璃短纤维的聚合体进行热成形而做成板状的芯材,与气体吸附装置101一起插入到预先将三边密封了的外封装材料中,放置到真空室中减压到100Pa后密封。当将大气导入到真空室内时,气体吸附装置101利用大气压转换,便可吸附真空绝热体的外封装材料内部的气体,当测量真空绝热体内部的压力时,可知压力为5Pa,由气体吸附材料102得到的吸附结果为降低了外封装材料内部的压力。另外,由于突起物104的长度比容器103的厚度短,因而判断为对外封装材料未导致破坏。
再有,将该真空绝热体在大气中保存一个月后的内部压力为5Pa,表明吸附着通过外封装材料进入的气体。
比较例1
使用日本特表平9-512088号公报记载的气体吸附装置制作了真空绝热体。制作真空绝热体的条件与实施例1相同。日本特表平9-512088号公报记载的气体吸附装置是将Ba-Li封入到具有开口部的金属制的容器中,再用氧化钙覆盖开口部的结构。当测定制作成的真空绝热体内部的压力时,为100Pa。从该结果可知,Ba-Li并未吸附真空绝热体内部的气体。这可以认为是因为就本比较例1所用的气体吸附装置而言,氧化钙的阻气性不足,所以在制作真空绝热体时,Ba-Li吸附气体而劣化。
比较例2
预先使用将CuZSM-5封入了无纺布制袋中的气体吸附装置制作了真空绝热体。制作真空绝热体的条件与实施例1相同。测定真空绝热体内部的压力时为100Pa。从该结果可知,CuZSM-5并未吸附真空绝热体内部的气体。这可以认为是因为无纺布的气体透过率大,在制作真空绝热体时,CuZSM-5吸附气体而劣化。
另外,本发明的气体吸附装置具备:具有开口部的容器;堵塞该开口部的隔壁;在被该容器和该隔壁包围的封闭空间内所具有气体吸附材料和相对于该气体吸附材料为非吸附性的非吸附性气体,该封闭空间内部的气体压力比大气压小。
在此,所谓“大气压”是指,保管气体吸附装置时的气体介质,或者进行将气体吸附装置向真空设备设置的作业的气体介质的气体压力。该大气压在海拔0米附近虽为1013hPa左右,但可以认为在海拔高的环境或者飞机等内部则小于1013hPa。另外,即使在海拔0米附近,也随低气压、高气压等气象条件而多少有些变动。
封闭空间内部的气体压力若只要比大气压稍小,则可作为气体吸附装置使用。但是,在保存时或者向真空设备设置的作业时,若从外部对其施加冲击,则在大气中隔壁从容器脱离而使气体吸附材料劣化。
因此,期望将隔壁挤压到容器中的力要较强,封闭空间内的气体压力优选500hPa以下,更优选300hPa以下。
所谓“封闭空间”是指,如球形壳体的内部那样不让具有一定形状的物体通过而与其它空间不连通的空间。
隔壁与容器的开口部的大小和形状相同,或者做成在隔壁和容器的开口部之间不出现间隙,或者通过将隔壁作得比容器的开口部大,通过隔壁完全覆盖开口部而形成封闭空间。
对与气体接触的物质表面施加气体的压力。由于压力从多个方向施加,因而在置于均匀压力的气体介质中的场合,从气体受到的力的总和为零,对物质不作用有效的力。
另一方面,在物质所接触的气体压力不均匀的场合,从气体受到的力的总和则不为零,对物质作用有效的力。例如,与板状物质的一方的面和另一方的面接触的气体的压力不同的场合,对板状物质则产生从高压力的面向低压力的面方向的力。
根据以上的物理机理,在气体吸附装置中进行从气体吸附材料与外部空间的不连续向连续的转换。下面,对将气体吸附装置设置在真空设备中时,从气体吸附材料与外部空间的不连续向连续的转换的详细情况进行说明。
首先,在气体吸附装置中,封闭空间内被充满了相对于气体吸附材料为非吸附性气体,该气体压力小于大气压。
因此,由于隔壁受到由大气对容器开口部挤压的力,因而抑制了容器内外的气体的通气。
接着,对设置了气体吸附装置的真空设备内部进行减压,若气体吸附装置的封闭空间内外的压力达到相同,则隔壁不再对容器作用挤压力,隔壁从容器脱离。这样一来,气体吸附材料与气体吸附装置的外部空间连续,可以使气体吸附材料发挥作用。
另外,本发明的气体吸附装置的容器和隔壁都是气体难透过性的部件。
在此,所谓“气体难透过性”是指,由于作为物质固有的性质即气体透过率小,所以以该物质制作成的容器、隔壁的气体透过率为104[cm3/m2·day·atm]以下,优选为103[cm3/m2·day·atm]以下。
具体地说,钢、铁、铝等金属类,乙烯-乙烯醇共聚物、聚丙烯腈、尼龙6、尼龙66、尼龙12、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯、乙烯-四氟合乙烯共聚物、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚乙酸酯、聚苯乙烯、ABS、聚丙烯、聚乙烯等可塑类等虽与其相当,但不限于这些。
由于容器、隔壁都是气体难透过性的,所以即使气体吸附装置处在包含气体吸附材料所吸附的气体的气体介质中,由于通过容器进入的气体吸附材料所吸附的气体很少,也可以抑制气体吸附材料的劣化。
另外,本发明的气体吸附装置的容器或隔壁的至少任何一方的至少一部分是弹性体。
所谓“弹性体”是指,变形与来自外部的应力大致成比例,当不作用有应力作用时,则恢复到未施加应力的原有状态,橡胶等与之相当。
由于容器或隔壁的至少任何一方的至少一部分是弹性体,因而,在不施加压力的状态下,即使容器的开口部和隔壁的形状不同的场合,若施加压力则产生变形而提高密闭性。
因此,气体吸附装置即使处在包含气体吸附材料所吸附的气体的气体介质中,也可以抑制由于气体吸附装置外部的气体进入所导致的气体吸附材料的劣化。
由于金属、塑料等也以微小的应变进行弹性变形,因而虽可以认为是广义的弹性体,但更优选对应力应变的比例大的材料。
再有,直到将气体吸附装置设置到真空设备中,在操作过程中都受到外力作用。因此,希望容器因应变而产生的变形小,更优选隔壁是弹性体。
另外,本发明的气体吸附装置的气体吸附材料以透气性的容纳材料包覆。
这里所谓的“透气性”是指,气体透过率为108[cm3/m2·day·atm]以上,优选1010[cm3/m2·day·atm]以上。
所谓“容纳材料”是指,将纤维编织并用粘结剂集积而做成膜状或片状的材料,从宏观的观点来看虽是连续体,但从微观观点来看则开有无数通孔。
再有,也可以将容纳材料成形为袋状,将气体吸附材料装于其中。这时,袋的形态虽可以使用枕头袋、挎包袋(ガゼツト袋)等,但并不限定于这些。另外,容纳材料也不必将所有的边封闭,也可以有敞开的边。
容器内外的气体通过的速度根据气体吸附装置的制造条件,将气体吸附装置设置于真空设备中时的减压条件等变化。该速度大的场合,如果气体吸附材料是粉末,则由于急剧流入的气体,有可能使气体吸附材料飞散。但是,通过将容纳材料的通孔做得比气体吸附材料的粒径小,则可抑制气体吸附材料的飞散。此外,在容纳材料有敞开的边的场合,最好使敞开着的边置于与容器的开口部相反的方向。
另一方面,如上所述,由于容纳材料的气体透过率非常大,因而,不会妨碍气体透过的空间的连续性,气体吸附装置的吸附特性不会劣化。
作为透气性的容纳材料虽有无纺布、纱布、金属网等,但并不限于这些,只要是从宏观观点看是连续体、从微观观点看开有许多通孔者即可。
另外,本发明的气体吸附装置在容器的开口部和气体吸附材料之间具有透气性的间壁。
这里的所谓“透气性”是指气体透过率为108[cm3/m2·day·atm]以上,优选1010[cm3/m2·day·atm]以上。
所谓“间壁”是指,从宏观观点看将空间分为多个,而从微观观点看在空间上连续并具有气体透过性。
间壁设置在气体吸附材料和容器的开口部之间并与容器内壁接触。
隔壁从容器分离时的容器内外的气体的通气速度根据气体吸附装置的制造条件、将气体吸附装置设置在真空设备中的减压条件进行变化。气体的通气速度较大的场合,在气体吸附装置的容器内部产生剧烈的气流。如果气体吸附材料是粉末状,由于急剧流入的气体而存在飞散的可能性。但是,通过将间壁的通孔做成比气体吸附材料的粒径小,可抑制气体吸附材料的飞散。
另一方面,如上所述,由于间壁的气体透过率非常大,不会妨碍气体透过的空间的连续性,气体吸附装置的吸附特性不会劣化。
作为透气性的间壁虽有玻璃棉、塑料的泡沫体、无纺布、金属网等,但并不限定于这些,只要是从宏观观点看为连续体,从微观观点看为许多打开的通孔则可。
另外,本发明的气体吸附装置的容器用气体难透过性的被覆材料被覆。
通过用相对气体吸附材料为非吸附性气体充满被覆材料内部,则容器的外部空间被相对气体吸附材料为非吸附性气体充满。因此,容器的内壁和隔壁之间存在一点间隙,由它们形成的封闭空间与容器的外部空间的气体即使通气,气体吸附材料也不会劣化。因此,可以将气体吸附装置长时间放置在大气中。
这里的气体难透过性被覆材料是气体透过率为104[cm3/m2·day·atm]以下的被覆材料,但更优选为102[cm3/m2·day·atm]以下的材料。
具体的是,将乙烯-乙烯醇共聚物、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯等的塑料膜或片制成的袋状物,但并不限定于这些。再有,最好在塑料膜上叠层金属箔或蒸镀金属进一步提高阻气性。金属箔或可用于蒸镀的金属可以使用金、铜、铝等,但并不限定于这些。此外,由于气体透过率是物质固有的值,由于作为被覆材料存在不满足上述条件的情况,因而,通过使厚度适应要求的性质而满足作为被覆材料的上述条件。
下面,参照附图说明本发明的这些实施方式,但本发明并不受这些实施方式的限定。
实施方式5
图10是本发明的实施方式5的在大气压下的气体吸附装置201的剖视图。图11是采用了本发明的实施方式5的气体吸附装置201的真空绝热体207的剖视图。图12是本发明的实施方式5的在减压下的气体吸附装置201的剖视图。
如图10所示,气体吸附装置201具备;具有开口部202的容器203;堵塞开口部202的橡胶制的隔壁204,在被容器203和隔壁204围成的封闭空间内由CUZSM-5型沸石构成的气体吸附材料205;以及相对气体吸附材料205为非吸附性的非吸附性气体206,封闭空间内部的气体压力比大气压小。
如图11所示,真空绝热体7是用外封装材料209覆盖气体吸附装置201和芯材208并对外封装材料209内部减压密封而成。
下面,对将如上所述构成的气体吸附装置201用于真空绝热体207的场合的动作、作用进行说明。
如图10所示,在由容器203和隔壁204形成的封闭空间中封入有非吸附气体206,且非吸附气体206的压力小于大气压。由于大气压比容器203内部的压力大,因而,隔壁204以相当于大气压与容器203内部的压力差的压力挤压容器203的开口部202。由于隔壁204是橡胶制成的,因而在挤压开口部202时变形并紧密贴合。这样一来,由容器203和隔壁204形成封闭空间,抑制了空气向容器203内部的进入,抑制了气体吸附装置201在保存时的气体吸附材料205的劣化。
另一方面,在将其放置在真空绝热体207内部时,为了让气体吸附材料205吸附真空绝热体207内部的气体,气体吸附材料205有必要与容器203的外部空间连续。这通过以下所述的过程来实现。
首先,在将气体吸附装置201置于大气压下的情况下,由于容器203内部的压力比大气压小,因而,隔壁204从外侧向容器203进行挤压。
在将气体吸附装置201设置在真空绝热体207的外封装材料209的内部后,通过对外封装材料209内部进行减压,从而减小容器203内部的压力与容器203外部的压力差。当进一步进行减压时,则容器203内部的压力与容器外部的压力消失,不作用隔壁204对容器203挤压的力。因此,隔壁204从容器203脱离。
如图12所示,通过容器203与隔壁204分离,气体吸附装置201的外部空间与气体吸附材料205通过开口部202连通,便可进行气体吸附。
如上那样,容器203与隔壁204分离之时就是容器203内部的压力与容器203外部的压力变成相同的时刻。因此,在制作气体吸附装置201时,通过控制封入到容器203内部的非吸附气体的压力,则可任意控制容器203与隔壁204分离的压力。
真空绝热体207的制作如下:即、将气体吸附装置201和芯材208插入到预先将三方密封而制成的袋状外封装材料209中,在设置在真空室内进行减压后,将外封装材料209的未密封部分通过热熔密封而成。
实施方式6
图13是本发明的实施方式6的气体吸附装置201的剖视图。
如图13所示,在气体吸附装置201中,气体吸附材料205用容纳材料210包覆,容器203被包覆材料211包覆。图13中,容纳材料210是无纺布,包覆材料211由将塑料叠层膜热熔而成,使按照低密度聚乙烯、铝箔、尼龙的顺序叠层的膜的低密度聚乙烯层彼此相对,并将四边热熔而分隔包覆材料211的内外空间。
由于包覆材料211包含铝箔,因而其气体透过率非常小,进入包覆材料211内部的气体极少。因此,即使将气体吸附装置201长时间放置在大气中,气体吸附材料205的劣化也极小,可得到原本的吸附特性。
再有,若对容器203内部进行减压,气体吸附材料205周围的气体则通过容纳材料210排出到容器203的内部。在该排出速度快的情况下,虽担心气体吸附材料205的飞散,但因气体吸附材料205留在容纳材料210内部,所以不会飞散。
若将这种气体吸附装置201用于真空绝热体207中,则气体吸附材料205在容纳材料210内部不会飞散,可以很容易地进行真空绝热体207的再循环。
此外,为了发挥本实施方式的气体吸附装置201的功能,在使用时使包覆材料211破裂并取出后使用。另外,减压下的气体吸附装置201的动作与实施方式5相同。
实施方式7
图14是本发明的实施方式7的气体吸附装置201的剖视图。
如图14所示,在气体吸附装置201中,在气体吸附材料205和隔壁204之间设有间壁212。图14中,间壁212是玻璃棉。
若对容器203内部进行减压,则气体吸附材料205周围的气体通过间壁212向容器203的外部排出。在该排出速度快的情况下,虽担心气体吸附材料205的飞散,但因气体吸附材料205留在间壁212的内部,所以不会飞散。
若将这种气体吸附装置201用于真空绝热体207中,则气体吸附材料205在容器203内部不会飞散,可以很容易地进行真空绝热体207的再循环。
此外,减压下的气体吸附装置201的动作与实施方式5相同。
将这些实施方式所述的气体吸附装置201的具体内容作为实施例4-6表示如下。
实施例4
作为容器203使用了内容积为10ml的玻璃瓶。作为隔壁204使用了圆形的橡胶板。作为气体吸附材料205使用CuZSM-5型沸石,作为非吸附性气体使用了Ar气。这里,玻璃瓶的开口部的直径为10mm,橡胶板的直径为15mm。将容器203的开口部202的中心与橡胶板的中心对齐,进行了气体吸附装置201的制作。充填了Ar气并使压力为500hPa。将这样制作成的气体吸附装置201置于真空室内确认其动作。
在对真空室内部进行减压并达到500hpa时,则隔壁204从容器203分离。如此地,隔壁204从容器203脱离的压力与容器203内部的压力相等。因此,通过调整容器203内部的压力,从而了任意控制气体吸附材料205和外部气体介质连通的压力。
另外,在将气体吸附材料205保存在大气中时,为了评价挤压隔壁204和容器203的力,在大气压下进行了容器203和隔壁204的抗拉强度的测定。在此,拉力的方向为垂直于隔壁204的面方向的方向。
容器203和隔壁204的抗拉强度为4.08N。该值是对开口部202的面积施加了容器203内外的压力差的值。
实施例5
进行了容器203内部的压力为300hPa的气体吸附装置201的动作的确认。将气体吸附装置201置于真空室内部,并进行了减压。其结果是,当真空室内部达到300hPa时,隔壁204从容器203脱离。
实施例6
本实施例中,将容器203用按尼龙-铝箔-聚对苯二甲酸乙二醇酯的顺序叠层而成的包覆材料211包覆。从气体吸附装置201制作起经一个月后,评价气体吸附材料205的吸附特性的结果,未见到吸附能力的劣化。这是因为,在用包覆材料211包覆后气体未进入到容器203中。
另外,本发明的气体吸附装置,具备:一端具有开口部的至少一部分是筒状容器;和与该容器的筒状部内壁相接的隔壁,在由该容器和该隔壁围成的封闭空间中封入有气体吸附材料和相对该气体吸附材料为非吸附性的气体。
这里所谓筒状是指在多个位置的断面积、断面的形状大体相同的形状,例如圆柱、三角柱、四角柱等与之相当。此外,断面形状并不限定于这些,也可以是菱形、平行四边形、梯形、五边形、椭圆形等形状。
所谓对气体吸附材料为非吸附性的气体是指,气体吸附材料不能吸附或者难于吸附的气体,对于只能吸附氮、氧的气体吸附材料,氩气等隋性气体就是非吸附性气体。
在至少一部分是筒状的容器的筒状部的内壁上连接有隔壁,由容器和隔壁形成了封闭空间。
所谓“封闭空间”是指,如球形壳体的内部那样不让具有一定形状的物体通过而与其它空间不连通的空间。
隔壁的尺寸和形状与容器的筒状部的内壁相同,最好以在容器的筒状部的内壁和隔壁之间不产生间隙的方式进行制作。但是,在工业化生产中,要使隔壁的尺寸和形状与容器的筒状部的内壁完全相同是困难的。因此,最好将隔壁做得比容器的筒状部的内壁稍大,通过使这两者中的任何一方变形,从而使容器的筒状部的内壁和隔壁紧密贴合,以确保封闭空间的密闭性。
由于在该封闭空间中封入了相对气体吸附材料为非吸附性的气体,因而,可抑制放置有气体吸附装置的气体介质的混入。因此,由于气体吸附材料不与放置有气体吸附装置的气体介质接触,因而,即使在一个大气压附近的大气下进行将气体吸附装置设置于真空设备中的作业,气体吸附材料也不会劣化。另一方面,在真空设备内部,气体吸附材料有必要与放置有气体吸附装置的气体介质接触,这通过下述的机理实现。
若将气体吸附装置设置在真空设备中后,对真空设备内部进行减压,则在由容器和隔壁形成的封闭空间内部所存在的非吸附性气体膨胀。由于膨胀产生的压力使隔壁向筒状部的开口部方向移动,容器的筒状部和隔壁分离,气体吸附材料和真空设备的内部空间连通。在筒状容器和隔壁分离的时刻对真空设备内部进行减压,气体吸附材料不会与一个大气压附近的气体介质接触,可以对真空设备内部的残留气体进行吸附。
另外,本发明的气体吸附装置,其容器的筒状部和非筒状部都是气体难透过性的。
在此,所谓“气体难透过性”是指,由于作为物质固有性质的气体透过率小,以该物质制作成的容器的气体透过率为104[cm3/m2·day·atm]以下,优选为103[cm3/m2·day·atm]以下。
具体地说,钢、铁、铝等金属类,乙烯-乙烯醇共聚物、聚丙烯腈、尼龙6、尼龙66、尼龙12、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚乙酸酯、聚苯乙烯、ABS、聚丙烯、聚乙烯等塑料类等虽与其相当,但不限于这些。
由于容器的筒状部和非筒状部都是气体难透过性的,即使气体吸附装置处在包含气体吸附材料所吸附的气体的气体介质中,由于通过容器进入的气体吸附材料吸附的气体很少,可以抑制气体吸附材料的劣化。
另外,本发明的气体吸附装置的隔壁是气体难透过性的。
在此,所谓“气体难透过性”是指,由于作为物质固有的性质的气体透过率小,以该物质制作成的隔壁的气体透过率为104[cm3/m2·day·atm]以下,优选为103[cm3/m2·day·atm]以下。
具体地说,钢、铁、铝等金属类,乙烯-乙烯醇共聚物、聚丙烯腈、尼龙6、尼龙66、尼龙12、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚乙酸酯、聚苯乙烯、ABS、聚丙烯、聚乙烯等塑料类等虽与其相当,但不限于这些。
由于隔壁是气体难透过性的,即使气体吸附装置处在包含气体吸附材料所吸附的气体的气体介质中,由于通过隔壁进入的气体吸附材料吸附的气体很少,可以抑制气体吸附材料的劣化。
另外,本发明的气体吸附装置的容器的筒状部或隔壁的至少任何一方的至少一部分是弹性体。
所谓“弹性体”是指,变形与来自外部的应力大致成比例,当不作用应力时,则恢复到未施加应力的常态,橡胶等与之相当。
由于容器的筒状部或隔壁的至少任何一方的至少一部分是弹性体,因而,若在筒状部的内壁上设置比筒状部内壁的断面积稍大的隔壁,则容器的筒状部或隔壁的任何一方进行变形而使容器的筒状部的内壁和隔壁之间的间隙消失,可以获得优良的密封性。
因此,即使气体吸附装置处在包含气体吸附材料所吸附的气体的气体介质中,也可以抑制由于气体吸附装置外部的气体进入所导致的气体吸附材料的劣化。
由于金属、塑料等也以微小的应变进行弹性变形,因而虽可以认为是广义的弹性体,但更优选对应力应变的比例大的材料。
再有,气体吸附装置直到设置到真空设备中,在操作过程中都受到外力作用。因此,希望容器因应变而产生的变形小,更优选隔壁是弹性体。
另外,本发明的气体吸附装置的气体吸附材料用透气性的容纳材料包覆。
这里所谓的“透气性”是指,气体透过率为108[cm3/m2·day·atm]以上,优选1010[cm3/m2·day·atm]以上。
所谓“容纳材料”是指,将纤维编织并用粘结剂集积而做成膜状或片状的材料,从宏观的观点来看虽是连续体,但从微观的观点来看则开有无数的通孔。
再有,也可以将容纳材料成形为袋状,将气体吸附材料装于其中。这时,袋的形态虽可以使用枕头袋、挎包袋等,但并不限定于这些。另外,容纳材料也不必将所有的边封闭,也可以有敞开的边。
隔壁从容器的筒状部分离的压力根据气体吸附装置的制造条件、将气体吸附装置设置于真空设备中时的减压条件等变化。该压力大的场合,气体在气体吸附装置的外部空间和筒状容器之间急剧地合流。若气体吸附材料是粉末状,由于急剧合流的气体有可能飞散。但是,通过将容纳材料的通孔做得比气体吸附材料的粒径小,则可抑制气体吸附材料的飞散。此外,在容纳材料有敞开的边的场合,最好使敞开着的边置于与筒状容器的开口部相反的方向。
另一方面,如上所述,由于容纳材料的气体透过率非常大,因而,不会妨碍气体透过的空间的连续性,气体吸附装置的吸附特性不会劣化。
作为透气性的容纳材料虽有无纺布、纱布、金属网等,但并不限于这些,只要是从宏观观点看是连续体、从微观观点看开有许多通孔的材料均可。
另外,本发明的气体吸附装置在隔壁和气体吸附材料之间还具有透气性的间壁。
这里的所谓“透气性”是指气体透过率为108[cm3/m2·day·atm]以上,优选1010[cm3/m2·day·atm]以上。
所谓“间壁”是指,从宏观观点看将空间分为多个,而从微观观点看在空间上连续并具有气体穿透性。
间壁设置在气体吸附材料和筒状容器的开口部之间并与筒状容器内壁接触。
隔壁从容器的筒状部分离时的气体介质的压力根据气体吸附装置的制造条件、将气体吸附装置设置于真空设备中时的减压条件而变化。该压力大的场合,气体在气体吸附装置的的外部空间和筒状容器之间急剧地合流。若气体吸附材料是粉末状,则由于急剧合流的气体有可能飞散。但是,通过将间壁的通孔做得比气体吸附材料的粒径小,可抑制气体吸附材料的飞散。
另一方面,如上所述,由于间壁的气体透过率非常大,不会妨碍气体透过的空间的连续性,气体吸附装置的吸附特性不会劣化。
作为透气性的间壁虽有玻璃棉、塑料的泡沫体、无纺布、金属网等,但并不限定于这些,只要是从宏观观点看为连续体,从微观观点看为许多打开的通孔的部件则可。
另外,本发明的气体吸附装置的容器用气体难透过性的包覆材料包覆。
通过用相对气体吸附材料为非吸附性气体充满包覆材料内部,从而容器的筒状部的外部空间被相对气体吸附材料为非吸附性气体充满。因此,容器的筒状部内壁和隔壁之间存在一点间隙,即使气体在由它们形成的封闭空间与容器的筒状部的外部空间进行交换,气体吸附材料也不会劣化。因此,可以将气体吸附装置长时间放置在大气中。
这里所谓的气体难透过性包覆材料是气体透过率为104[cm3/m2·day·atm]以下的包覆材料,但更优选为102[cm3/m2·day·atm]以下的材料。
具体的是,将乙烯-乙烯醇共聚物、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯等的塑料膜或片制成的袋状物,但并不限定于这些。再有,最好在塑料膜上叠层金属箔或蒸镀金属而进一步提高阻气性。金属箔或可用于蒸镀的金属可以使用金、铜、铝等,但并不限定于这些。此外,由于气体透过率是物质固有的值,作为包覆材料存在不满足上述条件的情况,在这种时候,通过使厚度适应要求的性质而满足作为包覆材料的上述条件。
另外,本发明的气体吸附装置用气体难透过性的膜密封容器的开口部。
通过用相对气体吸附材料为非吸附性的气体充满膜和隔壁之间,从而隔壁的外部空间被相对气体吸附材料为非吸附性气体充满。因此,容器的筒状部内壁和隔壁存在微小的间隙,即使气体在由它们形成的封闭空间与隔壁和膜之间的空间进行交换,气体吸附材料也不会劣化。因此,可以将气体吸附装置长期放置在大气中。
在此,所谓气体难透过性的膜是指将金属、塑料等成形得较薄的膜,气体透过率为104[cm3/m2·day·atm]以下的包覆材料,优选为102[cm3/m2·day·atm]以下。
具体的是指乙烯-乙烯醇共聚物、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯等的塑料,但并不限定于这些。再有,最好在塑料膜上叠层金属箔或蒸镀金属从而进一步提高阻气性。金属箔或可用于蒸镀的金属可以使用金、铜、铝等,但并不限定于这些。此外,由于气体透过率是物质固有的值,作为密封材料存在不满足上述条件的情况,这时,通过使厚度适应要求的性质而满足作为密封材料的上述条件。
此外,容器的筒状部与膜的密封虽可以进行超声波熔敷,用环氧树脂粘结等,但对此并无限定,只要能在密封部分抑制气体的透过即可。
再有,由于仅仅覆盖容器开口部,因而,必须的气体难透过性膜的量很少,可降低成本。
下面,参照附图说明本发明的这些实施方式。并且,本发明不限于这些实施方式。
实施方式8
图15是本发明的实施方式8的在大气压下的气体吸附装置301的剖视图。图16是采用了本发明的实施方式8的气体吸附装置301的真空绝热体307的剖视图。图17是本发明的实施方式8的在减压下的气体吸附装置301的剖视图。
如图15所示,气体吸附装置301具备;一端具有开口部302的至少一部分是筒状的筒状容器303;与筒状容器303的筒状部内壁接触的橡胶制隔壁304,在由筒状容器303和隔壁304围成的封闭空间内封入由CUZSM-5型沸石构成的气体吸附材料305以及相对气体吸附材料305为非吸附性的非吸附性气体306。
如图16所示,真空绝热体307用外封装材料309包覆气体吸附装置301和芯材308并对外封装材料309内部减压密封而成。
下面,对将如上所述构成的气体吸附装置301用于真空绝热体307的场合的动作、作用进行说明。
如图15所示,在由筒状容器303和隔壁304形成的封闭空间中封入非吸附性气体306,在非吸附性气体306的压力与大气压平衡的条件下决定了封闭空间的容积。另外,由于隔壁304是橡胶制的,因而,隔壁304变形成为与容器内壁的形状相同的形状,可以确保筒状容器303与隔壁304的密封性。因此,即使在大气压下气体也不会进入到封闭空间中,可抑制气体吸附材料305的劣化。再有,筒状容器303和隔壁304的相对位置不予固定,在对隔壁304施加筒状容器303长度方向的力的场合,隔壁304沿筒状容器303的长度方向移动。
由于筒状容器303中的气体吸附材料305在减压下吸附存在于筒状容器303外部空间中的气体,因而,有必要与筒状容器303外部的空间连通。这通过以下所述的过程来实现。
首先,在将气体吸附装置301置于大气压下的场合,由筒状容器303和隔壁304围成的封闭空间内的非吸附气体306的压力和大气压力处于平衡状态。在对放置有气体吸附装置301的气体介质进行减压的情况下,封闭空间内部的非吸附气体306的压力比封闭空间外部的压力大,在对隔壁304的封闭空间一侧的面施加的压力和对隔壁304的外部空间一侧的面施加的压力产生了压力差。由于该压力差,隔壁304沿着筒状容器303向外部空间一侧、即向开口部302一侧移动,封闭空间的体积变大。在封闭空间内的物质量为一定的情况下,隔壁304一直移动到使封闭空间内外的压力变成相同的位置。若进一步减压,则隔壁304进一步向筒状容器303的开口部302方向移动,筒状容器303和隔壁304分离。
如图17所示,通过分离筒状容器303和隔壁304,从而气体吸附装置301的外部空间与气体吸附材料305通过开口部302连通,则可吸附气体。
真空绝热体307是通过将气体吸附装置301、芯材308插入到预先将三方密封制成袋状的外封装材料309中并设置到真空室内进行减压后,再将外封装材料309的未密封部分热熔密封而制成的。
在减压下,由筒状容器303和隔壁304围成的封闭空间的体积如下计算。
根据波义耳-查理定律,由于封闭空间内气体体积与压力的乘积为定值,则「在大气压下的封闭空间体积×大气压=在减压下的封闭空间体积×减压下的压力」。因此,在减压下的封闭空间体积如下。
「在减压下的封闭空间体积=在大气压下的封闭空间体积/(在减压下的压力/大气压)」
在静态条件下,隔壁304到达开口部302时的压力为气体吸附材料305与外部气体介质连通的压力。因此,如下关系成立。
「筒状容器303的体积/在大气压下的封闭空间体积=大气压/气体吸附材料305与外部环境气体连通的压力」,因此,则为:
「气体吸附材料305与外部环境气体连通的压力=大气压×在大气压下的封闭空间的体积/筒状容器303的体积」。
该结果的结论如下。气体吸附材料305与外部环境气体连通的压力与在大气压下的封闭空间的体积和筒状容器的303的体积之比成正比。这些值在设计气体吸附装置301时是可以控制的,通过适当选用这些值,则可控制气体吸附材料305与外部气体介质连通的压力。
实施方式9
图18是本发明的实施方式9的气体吸附装置301的剖视图。
如图18所示,在气体吸附装置301中,气体吸附材料305用容纳材料310包覆,筒状容器303被包覆材料311包覆。图18中,容纳材料310是无纺布,包覆材料311由将塑料叠层膜热熔而成,使按照低密度聚乙烯、铝箔、尼龙的顺序叠层的膜的低密度聚乙烯层彼此相对,并将四边热熔而分隔包覆材料311的内外空间。
由于包覆材料311包含铝箔,因而气体透过率非常小,进入包覆材料311内部的气体极少。因此,即使将气体吸附装置301长时间放置在大气中,气体吸附材料305的劣化也极小,可得到原本的吸附特性。
再有,若对筒状容器303周围进行减压,则气体吸附材料305周围的气体通过容纳材料310排出到筒状容器303的外部。在该排出速度快的情况下,虽担心气体吸附材料305的飞散,但因气体吸附材料305留在容纳材料310内部而不会飞散。
若将该气体吸附装置301用于真空绝热体307中,则气体吸附材料305在容纳材料310内部不会飞散,可以很容易地进行真空绝热体307的再循环。
此外,为了发挥本实施方式的气体吸附装置301的功能,在使用时使包覆材料311破裂并取出后使用。另外,减压下的气体吸附装置301的动作与实施方式8相同。
实施方式10
图19是本发明的实施方式10的气体吸附装置301的剖视图。
如图19所示,在气体吸附装置301中,在气体吸附材料305和隔壁304之间设有间壁312,开口部302用密封件313抑制气体的透过。间壁312由玻璃棉构成。密封件313是塑料叠层膜,按照尼龙、铝箔、尼龙的顺序叠层的膜。密封件313利用环氧树脂粘贴在筒状容器303上,分隔筒状容器303内外的空间。
由于密封件313包含铝箔,因而其气体透过率非常小,进入筒状容器303内部的气体极少。因此,即使将气体吸附装置301长时间放置在大气中,气体吸附材料305的劣化也极小,可得到原本的吸附特性。
再有,若对筒状容器303周围进行减压,气体吸附材料305周围的气体通过间壁312排出到筒状容器303的外部。在该排出速度快的情况下,虽担心气体吸附材料305的飞散,但因气体吸附材料305利用间壁312留在内部而不会飞散。
若将该气体吸附装置301用于真空绝热体307中,则气体吸附材料305在筒状容器303内部不会飞散,可以很容易地进行真空绝热体307的再循环。
此外,为了发挥本发明的实施方式的气体吸附装置301的功能,在使用时去除密封件313后使用。另外,减压下的气体吸附装置301的动作与实施方式8相同。
将这些实施方式所述的气体吸附装置301的具体内容作为实施例7-9表示如下。
实施例7
将制作成筒状容器的体积为10ml,在大气压下的封闭空间的体积为1ml的气体吸附装置301设置在真空室中并确认了其动作。对真空室内部用3分钟从大气压减压到100hPa。
虽然气体吸附材料305与外部气体介质连通的压力在静态条件下减压后为101.3hPa,但由于以有限的速度进行减压,因而气体吸附材料305与外部气体介质连通的压力比该值小为300Pa。
这样,在以有限的速度进行减压的场合,与静态条件的理论值产生乖离,产生该乖离的机理如下。由于筒状容器303与隔壁304紧密贴合,即使对隔壁304施加筒状容器303长度方向的力,但直到隔壁304开始移动也需要时间。因此,在隔壁304到达圆筒状容器303的开口部302时,从已经达到300hPa经过了一定时间之后,由于在该期间减压步骤仍继续进行,因而,压力比300hPa进一步降低。在此所谓“静态条件”是指,通过使压力极缓慢地变化,封闭空间的体积与外部气体介质压力的关系与理论一致的条件。
如上所述在以有限的速度进行减压的场合,气体吸附材料305与外部空间连通的压力比静态条件场合的理论值更低。因此,可以进一步减小气体吸附材料305的劣化。
实施例8
将制作成筒状容器303的体积为10ml,在大气压下的封闭空间的体积为1ml的气体吸附装置301设置在真空室中并确认了其动作。对真空室内部用60分钟从大气压减压到100Pa。这时,气体吸附材料305与外部气体介质连通的压力为101.1hPa,基本上如理论值。这是由于减压速度非常小,实现了依据静态减压步骤的条件。
实施例9
本实施例中,将筒状容器303用按尼龙-铝箔-尼龙的顺序叠层而成的包覆材料311包覆。从气体吸附装置301制作起经一个月后,评价气体吸附材料305的吸附特性的结果,未见到吸附能力的劣化。这是因为,由于用包覆材料311包覆,因而气体未进入到筒状容器303中。
另外,本发明的气体吸附装置,具备:具有包覆气体吸附材料的外壳和在未施加外力时不使上述外壳的内外连通,而在施加预定外力时使上述外壳的内外连通的连通部的容器,在该容器内装有气体吸附材料。在施加外力时内部空间与外部空间便可通气,虽然气体吸附材料可发挥气体吸附能力,但由于在未施加外力时空气等与外部空间的气体不接触,因而能抑制气体吸附材料的劣化。
因此,可以抑制气体吸附性能因暴露在空气气氛下的降低或波动,可以稳定地发挥气体吸附性能。
另外,气体吸附材料最好是真空封入到容器外壳内。或者,也可以与微量的氩或氙等非吸附性气体一起进行减压封入。
气体吸附材料虽可根据被吸附气体来选择,但在用于真空绝热体中的情况下,选择可吸附空气成分的气体吸附材料。例如,是由BA-LI合金(SAES社制コンボゲッタ-)或铜离子交换后的CuZSM-5型沸石组成的空气成分吸附材料等。
本发明的所谓“规定的外力”是指,大气压或水压等的压力、磁力、由人或装置施加的物理力等并无特别限定,但在用于真空绝热体时,在将绝热材料进行真空包装后,利用大气压对真空绝热体施加力是最简便的。
另外,为了不让容器使气体吸附材料劣化,最好选择气体难透过性的材料。例如铝、铜、不锈钢等的金属容器或气体透过性低的叠层膜容器,将铝箔叠层了的树脂容器,玻璃容器等。
另外,本发明的气体吸附装置,其内部装有气体吸附材料的容器由两个以上的构件构成,并在其构件的至少一个以上的构件上设有任意的缺损部而形成连通部,该容器的内部空间和外部空间可利用外力并通过该缺损部通气。由于容器仅仅通过施加外力就可以使内部空间和外部空间通气,因而,直到施加规定的外力之前都不会引起与大气中的空气接触,气体吸附材料不会劣化。因此,可以抑制因暴露在空气气氛中而引起的气体吸附性能的波动,可稳定地发挥气体吸附性能。
另外,本发明的气体吸附装置,其内部装有气体吸附材料的容器由两个以上的构件构成,在一个构件和另一个构件上各具有任意的缺损部,利用外力可使两者的该缺损部吻合而使内部空间和外部空间通气。由于容器仅仅通过施加外力就可以使内部空间和外部空间通气,因而,直到施加规定外力之前都不会引起与大气中的空气接触,气体吸附材料不会劣化。因此,可以抑制因暴露在空气气氛中而引起的气体吸附性能的波动,可稳定地发挥气体吸附性能。
另外,本发明的气体吸附装置,由于其构件具有阻气性,至少两个以上的构件的接合部分利用脂类物质屏蔽气体透过并具有可动性。通过使用具有阻气性的构件和构件的接合部利用脂类物质来屏蔽气体透过,从而可进一步抑制空气的进入而提高可靠性。另外,通过应用脂类物质,可更为顺利地进行利用外力得到的可动性。
另外,本发明的气体吸附装置,其缺损部是通孔。通过施加外力,内部空间和外部空间可通过通孔通气,可迅速地发挥气体吸附性能。
另外,本发明的气体吸附装置,其缺损部是狭缝。通过施加外力,内部空间和外部空间可通过狭缝通气,可迅速地发挥气体吸附性能。
另外,本发明的气体吸附装置,其规定的外力是指大气压。在将具有内部装有气体吸附材料的容器的气体吸附装置用于真空绝热体时,在对真空绝热体进行真空包装后取出到大气中时,对真空绝热体施加的大气压作为外力作用,可使内部空间和外部空间通气,可迅速地发挥气体吸附性能。因此,气体吸附材料不与大气接触,就只与进行了真空密封的真空绝热体的内部空间连通。因此,不会因与大气接触而劣化,可稳定地吸收随着时间的经过而进入到真空绝热体内的微量的氮和氧等的主要空气成分,可长期维持真空度,可提供优良的绝热性能。
另外,本发明的气体吸附装置,其气体吸附材料可吸附空气所包含的成分的至少任一种。在将该气体吸附装置用于真空绝热体时,可吸附真空绝热体内部的残留空气而提高真空度。另外,也可以吸附通过外封装材料从外部进来的空气成分。
另外,本发明的气体吸附装置用外封装材料包覆气体吸附装置和芯材并对该外封装材料内部进行减压,该气体吸附装置和芯材处于通气状态。
本发明的真空绝热体在将具有内部装有气体吸附材料的容器的气体吸附装置与芯材一起设置在外封装材料内部并进行减压密封之后,包含取出到大气压下之中的工序,该已被减压密封后的真空绝热体由于大气压而受到了垂直方向的力。该垂直方向的力作为外力作用,该容器的内部空间和外部空间可通过缺损部通气,气体吸附材料立即吸附真空绝热体内部的残留气体。
由于气体吸附材料直到外力作用都与外部空间隔离,因而,在制造工序中不会引起与大气中的空气接触,气体吸附性能不会劣化。因此,无论真空绝热体的制造时间的长短,都可无问题地使用。因此,没有因暴露在空气气氛中所致的吸附性能的波动,可稳定地制造并可得到长期可靠性能都没有问题的真空绝热体。
另外,如果在将真空绝热体设置在大气中时对真空绝热体施加的大气压作为外力,则可简易地作为发挥气体吸附能力的开关功能而进行利用。
本发明的气体吸附材料最好减压封入到容器中,并且,可以与微量的氩或氦等非吸附性气体一起封入。氩和氦由于气体导热率小,只要是微量,对绝热性能没有大的影响。
另外,作为本发明的芯材,可以使用聚苯乙烯或聚氨酯等聚合物材料的连通性发泡体或无机材料的连通性发泡体、无机和有机粉末、无机和有机纤维材料等。并且,也可以使用它们的混合物。
另外,本发明的外封装材料可以使用具有阻气性的材料,金属容器或玻璃容器,树脂和金属叠层而成的阻气性容器,还有由表面保护层、阻气层和热熔层构成的叠层膜等的可阻止气体进入的各种材料和复合材料。
下面,参照附图说明本发明的这些实施方式。并且,本发明不受这些实施方式的限制。
实施方式11
图20是表示本发明的实施方式11的构成气体吸附装置的、内部装有气体吸附材料402的容器401的密封状态的立体图。图21是表示该实施方式的内部装有气体吸附材料402的容器401的内外连通状态的立体图。
如图20和图21所示,内部装有气体吸附材料402的容器401由以下三部分构成:气体吸附材料402;两端开口的圆筒管和一端开口而另一端封闭的有底圆筒状容器垂直交差而成的三方开口了的十字状的分支管形部件403;侧面的一部分与部件403的两端开口的圆筒管部分的内表面接触的大致圆柱状部件404。
部件403包括:有底圆筒状容器的底侧部分即内部装有气体吸附材料402的容器部405;和两端开口的圆筒管状且内面与部件404接触的管部分406。部件404是具有作为通孔的缺损部407的带旋塞408的圆柱状件。缺损部407的通孔的两端用部件403的管部分406的内表面堵塞,部件403的有底圆筒状容器开口部分和内部装有气体吸附材料402的容器部405用部件404隔断,通过以外力旋转旋塞408可以在以下两种状态间进行转换:将内部装有气体吸附材料402的容器部405予以密封的状态以及通过缺损部407的通孔将部件403的有底圆筒状容器开口部分与内部装有气体吸附材料402的容器部405连通的状态。另外,在部件403的管部分406的内表面和部件404的外表面接触的部分涂覆有真空脂。
图20所示的状态由于是未施加外力的状态,因而,缺损部407的通孔的两端被部件403的内表面堵塞,部件403的有底圆筒状容器开口部分与内部装有气体吸附材料402的容器部405被部件404隔断。因此,容器401的内外(容器部405的内外)未连通,容器401的(容器部405的)内部空间保持真空。
如图21所示,当对旋塞408施加外力时,则部件404的缺损部407的通孔变成与部件403的有底圆筒状容器的管方向平行,容器401的(容器部405的)内部空间和外部空间可通过缺损部407通气。由此,装在容器405内的气体吸附材料402便可吸附外部空间的气体。
实施方式11的内部装有气体吸附材料402的容器401,具有:包覆气体吸附材料402的外壳(部件403和部件404);以及在未施加外力时不使外壳的内外连通,而在施加规定的外力时则使外壳的内外连通的连通部(缺损部407)。因此,在施加外力时,内部空间与外部空间则可通气,气体吸附材料402便可发挥气体吸附能力,但在未施加外力时,由于不与空气等外部空间的气体接触,因而可抑制气体吸附材料402的劣化。
因此,可抑制气体吸附性能因暴露在空气气体介质中所致的降低或波动,可稳定地发挥气体吸附性能。
另外,气体吸附材料402虽然最好真空封入到容器401内,但也可以与微量的氩或氦等非吸附性气体一起进行减压封入。
气体吸附材料402可根据被吸附气体进行选择,在用于真空绝热体的场合,选择可吸附空气成分的吸附材料。例如,Ba-Li合金(SAES社制コンボゲッタ-)或铜离子交换后的CuZSM-5型沸石构成的空气成分吸附材料等。
所谓“规定的外力”是指,大气压或水压等的压力、磁力、由人或装置施加的物理力等并无特别限定,但在用于真空绝热体时,在将绝热材料进行真空包装后,利用大气压对真空绝热体施加力是最简便的。
另外,为了不让容器使气体吸附材料402劣化,最好选择气体难透过性的材料。例如铝、铜、不锈钢等的金属容器或气体透过性低的叠层膜容器,将铝箔叠层了的树脂容器,玻璃容器等。
另外,内部装有气体吸附材料402的容器401的特征是,部件403和部件404具有阻气性,部件403和部件404的接合部分用真空脂屏蔽气体透过,并具有可动性。具有阻气性的部件403和部件404的接合部通过用脂类物质屏蔽气体透过,从而可进一步抑制空气的进入,提高了可靠性。另外,通过使用脂类物质,外力作用下的可动性变得更加顺畅。
另外,实施方式11的内部装有气体吸附材料402的容器401的特征是缺损部407为通孔,通过施加外力,内部空间和外部空间可通过该贯通孔通气,可迅速地发挥气体吸附功能。
实施方式12
图22是表示本发明的实施方式12的构成气体吸附装置的、内部装有气体吸附材料402的容器409的密封状态的立体图。图23是表示该实施方式的内部装有气体吸附材料402的容器409的内外连通状态的立体图。
如图22和图23所示,内部装有气体吸附材料402的容器409由以下三部分构成:气体吸附材料402;一端开口而另一端封闭的有底圆筒状容器形状的部件410;一端开口而另一端封闭的有底圆筒状容器形状且以内表面与部件410的外表面接触的形式覆盖部件410的开口部的部件411。
部件410在有底圆筒状容器的底侧部分内部装有气体吸附材料402,并且在由部件411覆盖外表面的部分具有由通孔构成的缺损部412。另外,部件411是在覆盖部件410的外表面的部分并转动到规定位置时则与部件410的缺损部412重合位置具有由通孔构成的缺损部413并带旋塞414的盖部。在部件410和部件411接触的部分涂覆了真空脂。
图22所示的状态由于是未施加外力时,因而,部件410的缺损部412被部件411的内表面堵塞,容器409的内外不连通,容器409的内部空间保持真空。
如图23所示,当对旋塞414施加外力后,部件410的缺损部412与部件411的的缺损部413一致,容器409的内部空间和外部空间可通过缺损部412和缺损部413通气,气体吸附材料402便可吸附外部空间的气体。
实施方式12的内部装有气体吸附材料402的容器409,具有:包覆气体吸附材料402的外壳(部件410和部件411);以及在未施加外力时不使外壳的内外连通,而在施加规定的外力时则使外壳的内外连通的连通部(缺损部412和缺损部413)。在施加外力时,内部空间与外部空间则可通气,气体吸附材料402便可发挥气体吸附能力。另一方面,气体吸附材料402在未施加外力时,由于不与空气等外部空间的气体接触,因而可抑制气体吸附能力的劣化。
因此,可抑制气体吸附性能因暴露在空气气体介质中所致的降低或波动,可稳定地发挥气体吸附性能。
另外,气体吸附材料402虽然最好真空封入到容器409内,但也可以与微量的氩或氙等非吸附性气体一起进行减压封入。
气体吸附材料402可根据被吸附气体进行选择,但在用于真空绝热体的场合,选择可吸附空气成分的吸附材料。例如,Ba-Li合金(SAES社制コンボゲツタ-)或铜离子交换后的CuZSM-5型沸石构成的空气成分吸附材料等。
所谓“规定的外力”是指,大气压或水压等的压力、磁力、由人或装置施加的物理力等并无特别限定,但在用于真空绝热体时,在将绝热材料进行真空包装后,利用大气压对真空绝热体施加力是最简便的。
另外,为了不让容器409使气体吸附材料402劣化,最好选择气体难透过性的材料。例如铝、铜、不锈钢等的金属容器或气体透过性低的叠层膜容器,将铝箔叠层了的树脂容器,玻璃容器等。
另外,实施方式12的内部装有气体吸附材料402的容器409的特征是,部件410和部件411具有阻气性,部件410和部件411的接合部分用真空脂屏蔽气体透过,并具有可动性。具有阻气性的部件410和部件411的接合部通过用脂类物质屏蔽气体透过,从而可进一步抑制空气的进入,提高了可靠性。另外,通过使用脂类物质,外力作用下的可动性变得更加顺畅。
另外,实施方式12的内部装有气体吸附材料402的容器409的特征是缺损部412和缺损部413为通孔,通过施加外力,内部空间和外部空间可通过该通孔通气,可迅速地发挥气体吸附功能。
实施方式13
图24是表示本发明的实施方式13的构成气体吸附装置的、内部装有气体吸附材料402的容器415的密封状态的立体图。图25是表示该实施方式的内部装有气体吸附材料402的容器415的内外连通状态的立体图。
如图24和图25所示,内部装有气体吸附材料402的容器415由以下三部分构成:气体吸附材料402;一端开口而另一端封闭的有底圆筒状容器形状的部件416;一端开口而另一端封闭的有底圆筒状容器形状且以内表面与部件416的外表面接触的形式覆盖部件416的开口部的部件417。
部件416在有底圆筒状容器的底侧部分内部装有气体吸附材料402,并且在外表面具有未达到部件416的开口部而从由部件417覆盖的部分到未被部件417覆盖的部分的有底圆筒状容器的管方向的狭缝状(未贯通部件416的内外表面的槽状)的缺损部418。另外,部件417是在其内表面具有未达到部件417的开口部而从覆盖部件416的外表面部分到未覆盖部件416的外表面部分的有底圆筒状容器的管方向的狭缝状(未贯通部件417的内外表面的槽状)的缺损部419并带旋塞420的盖部。在部件416和部件417接触的部分涂覆了真空脂。
此外,当将部件417转动到规定位置时,缺损部418的部件416的开口部一侧部分与缺损部419的部件417的开口部一侧部分相对,容器415的内外连通。另外,在将部件417转动到除此以外的位置时,缺损部418的部件416的开口部一侧部分与缺损部419的部件417的开口部一侧部分不相对,容器415的内外未连通。
图24所示的状态由于是未施加外力时,因而,部件416的缺损部418的位置相对部件417的缺损部419的位置在部件417的转动方向上偏离,容器415的内外未连通,容器415的内部空间保持真空。
如图25所示,当对旋塞420施加外力后,缺损部418的部件416的开口部一侧部分与缺损部419的部件417的开口部一侧部分重合。并且,可在部件417的缺损部419和部件416的外表面之间形成的间隙与可在部件416的缺损部418和部件417的内表面之间形成的间隙相通,容器415的内部空间和外部空间可通气。由此,气体吸附材料402可吸附容器415的外部空间的气体。
实施方式13的内部装有气体吸附材料402的容器415,具有:包覆气体吸附材料402的外壳(部件416和部件417);以及在未施加外力时不使外壳的内外连通,而在施加规定的外力时则使外壳的内外连通的连通部(缺损部418和缺损部419)。在施加外力时,内部空间与外部空间可通气,气体吸附材料402便可发挥气体吸附能力,而在未施加外力时,由于不与空气等外部空间的气体接触,因而可抑制气体吸附材料402的劣化。
因此,可抑制气体吸附性能因暴露在空气气体介质中所致的降低或波动,可稳定地发挥气体吸附性能。
另外,气体吸附材料402虽然最好真空封入到容器415内,但也可以与微量的氩或氙等非吸附性气体一起进行减压封入。
气体吸附材料402可根据被吸附气体进行选择,但在用于真空绝热体的场合,选择可吸附空气成分的吸附材料。例如,Ba-Li合金(SAES社制コンボゲッタ-)或铜离子交换后的CuZSM-5型沸石构成的空气成分吸附材料等。
所谓“规定的外力”是指,大气压或水压等的压力、磁力、由人或装置施加的物理力等并无特别限定,但在用于真空绝热体时,在将绝热材料进行真空包装后,利用大气压对真空绝热体施加力是最简便的。
另外,为了不让容器415使气体吸附材料402劣化,最好选择气体难透过性的材料。例如铝、铜、不锈钢等的金属容器或气体透过性低的叠层膜容器,将铝箔叠层了的树脂容器,玻璃容器等。
另外,实施方式13的内部装有气体吸附材料的容器415的特征是,部件416和部件417具有阻气性,部件416和部件417的接合部分用真空脂屏蔽气体透过,并具有可动性。具有阻气性的部件416和部件417的接合部通过用脂类物质屏蔽气体透过,从而可进一步抑制空气的进入,提高了可靠性。另外,通过使用脂类物质,外力作用下的可动性变得更加顺畅。
另外,实施方式13的内部装有气体吸附材料402的容器415的特征是缺损部418和缺损部419为狭缝,通过施加外力内部空间和外部空间可通过该狭缝通气,可迅速地发挥气体吸附功能。
实施方式14
图26是本发明的实施方式14的真空绝热体421在真空包装前的简要剖视图。图27是该实施方式的真空包装后在大气中的真空绝热体421的简要剖视图。
实施方式14的真空绝热体421是用气体难透过性的叠层膜构成的外封装材料424包覆具有内部装有气体吸附材料402的容器(从实施方式11-实施方式13中的任何一种内部装有气体吸附材料402的容器)的气体吸附装置(从实施方式11至实施方式13中的任何一种气体吸附装置)422和芯材423,并对外封装材料424内部减压而成。
内部装有构成气体吸附装置422的气体吸附材料402的容器内部装有铜离子交换后的CuZSM一5型沸石构成的空气成分吸附材料(气体吸附材料402),该容器内部空间利用微量的氩气减压。由于处于未施加外力时,容器内外不连通。
图26所示状态的真空绝热体421使用真空包装机在减压室内利用真空泵进行规定的真空排气之后,进行开口部425的热熔,然后取出到大气中。
如图27所示,真空包装后在大气中的真空绝热体421,大气压作为外力作用于内部装有气体吸附材料的容器的旋塞426,由于容器的内部空间和外部空间通过缺损部连通而可与外部空间通气,因而,气体吸附材料在真空空间中与包含芯材423的真空绝热体421的内部连通。
由此,芯材423中残留的残留微量空气和从外部渗透进来的微量空气可由在真空空间中与芯材423连通的空气成分吸附材料(气体吸附材料402)吸附并固定,可使内部压力维持在规定以下的真空度。
为了评价随时间而变化的特性,作为加速试验在80℃将真空绝热体421在空气中静置3个月,导热率的变化为1-2%,也表明了可以毫无问题地维持其性能。
另外,本实施方式中,在对真空绝热体421进行真空包装后取出到大气中时,施加到真空绝热体421的大气压作为外力起作用,容器的内部空间和外部空间可通气,能迅速地发挥气体吸附性能。因此,由于气体吸附材料402不会与大气接触,仅仅与已被真空密封的真空绝热体421的内部空间连通,因而,不会因与大气接触而劣化,可稳定地吸收因随着时间的经过而渗透进入到真空绝热体421中的微量的氮和氧等主要的空气成分,可长期维持真空度,可提供优良的绝热性能。
另外,本实施方式的特征是,气体吸附材料402可吸附空气中所包含的成分的至少任一种,在用于真空绝热体421的情况下,可吸附真空绝热体421内部的残留空气而提高真空度。另外,也可吸附通过外封装材料424从外部进来的空气成分。
另外,本实施方式的真空绝热体421的特征是,用外封装材料424包覆具备内部装有与实施方式11-实施方式13相同构成的气体吸附材料402的容器的气体吸附装置422和芯材423,对外封装材料424内部进行减压,则气体吸附材料402和芯材423便处于通气状态。
该真空绝热体421,在将具有内部装有气体吸附材料402的容器的气体吸附装置422与芯材423一起设置在外封装材料424内部并进行减压密封之后,包含取出到大气压下的工序,由于大气压而使已被减压密封的真空绝热体421受到了垂直方向的力。该垂直方向的力作为外力作用,容器的内部空间和外部空间可通过缺损部通气,气体吸附材料402立即吸附真空绝热体421内部的残留气体。
气体吸附材料402由于直到外力作用都与外部空间隔离,因而,在制造工序中不会引起与大气中的空气接触,气体吸附材料402的性能不会劣化。因此,无论真空绝热体421的制造时间的长短,都可无问题地使用。因此,没有因暴露在空气气体介质中所致的吸附性能的波动,可稳定地制造,可得到长期可靠性能都没有问题的真空绝热体421。
另外,如果在将真空绝热体421设置在大气中时对真空绝热体421施加的大气压作为外力,则可简易地作为发挥气体吸附能力的开关功能进行利用。
气体吸附材料402最好在减压下封入容器中,并且,可以与微量的氩或氙等非吸附性气体一起封入。氩和氙由于气体导热率小,只要是微量,对绝热性能没有大的影响。
作为芯材423,可以使用聚苯乙烯或聚氨酯等聚合物材料的连通性发泡体或无机材料的连通性发泡体、无机和有机粉末、无机和有机纤维材料等。并且,也可以使用它们的混合物。
外封装材料424可以使用具有阻气性的材料,金属容器或玻璃容器,树脂和金属叠层而成的阻气性容器,还有由表面保护层、阻气层和热熔层构成的叠层膜等可阻止气体进入的各种材料和复合材料。
另外,本发明的真空绝热体的制造方法是,将与非吸附性气体一起气体包装在吸附材料充填体中的空气成分吸附材料同多孔芯材一起设置在外封装容器的内部并进行减压,通过该减压而使因压力差膨胀的该吸附材料充填体的一部分破裂而形成了开口部,通过上述开口部对上述吸附材料充填体中的非吸附性气体进行真空排气后,将上述外封装容器进行密封。由于空气成分吸附材料与非吸附气体一起进行气体包装,并且在真空气氛下使其破裂后与多孔芯材进行真空包装,因而,在制造工序中不会引起与大气中的空气接触,空气成分吸附材料也不会劣化。
因此,无论真空绝热体制造时间的长短,都可以毫无问题地使用。由于没有吸附性能因暴露在空气气体介质中所致的波动,因而,可以稳定地制造,可以得到长期可靠性地没有问题的真空绝热体。
另外,本发明的真空绝热体的特征是,至少具有气体吸附装置,该气体吸附装置具备:设置在具有开口部的吸附材料充填体中的空气成分吸附材料、多孔芯材、和容纳它们的外封装容器,该空气成分吸附材料在真空空间中通过上述开口部与真空绝热体内部连通。由此,多孔芯材中残留的残留微量空气和从外部渗透进来的微量空气可以由在真空空间中与多孔芯材连通的空气成分吸附材料吸附并固定,可以将内部压力维持在规定以下的真空度。由此,可以长期维持优良的绝热性能。
下面,参照附图说明本发明的这些实施方式,但本发明不受这些实施方式的限定。
实施方式15
图28是表示本发明的实施方式15的真空绝热体的制造方法的在真空排气前的真空包装机内部的剖视图,图29是真空排气中的剖视图,图30是真空排气将要结束之前的时刻的剖视图,图31是真空包装后的真空绝热体的剖视图。
如图28所示,由叠层膜构成的外封装容器501内部包覆有多孔芯材502。
空气成分吸附材料503由Ba-Li合金(SAES社制コンボゲッタ-)或铜离子交换后的CuZSM-5型沸石构成,并至少吸附氮。
空气成分吸附材料503是与氩气等的非吸附性气体505一起气体充填包装到具有热密封强度为13.5N/15mm宽度的ト一セロ(株)制造的由易开膜构成的吸附材料充填体504中。已充填的非吸附性气体505的压力一个大气压的常压。
真空包装机506的主要部分由减压室507、真空泵508和在进行规定的真空排气后进行热熔的热密封机509构成。
图29中,真空包装机506工作,在将减压室507内抽真空到500Pa时,则吸附材料充填体504利用与内部包有的一个大气压的非吸附性气体505的压力差而膨胀增大成气球状直到破裂。
图30中,吸附材料充填体504由于具有密封强度为13.5N/15mm宽度的ト一セロ(株)制造的由易开膜构成,所以热熔层容易破裂并形成开口部510,非吸附性气体505便通过开口部510而排出到减压室507内。其后,在减压室507内的真空度达到了规定的10Pa的时刻,由热密封机509将外封装容器501热熔,得到图31的真空绝热体511。
如上所述,本实施方式的真空绝热体511的制造方法,由于空气成分吸附材料503是在真空气体介质中破裂后进行真空包装,因而在制造工序中与空气的接触为极小量,即使制造所花的时间较长也不会劣化,可以毫无问题地使用。由于吸附性能不会因暴露在空气气体介质中的时间而波动,因而可稳定地制造,可得到长期可靠性也无问题这样的效果。
其结果,可获得长期的高绝热性能而实现节能,对保护地球环境作出贡献。
实施方式16
下面,对本发明的实施方式16的真空绝热体进行说明,对于与实施方式15相同的结构标上相同的标号而省略其详细的说明。
图31中,真空绝热体511由外封装容器501、多孔芯材502和空气成分吸附材料503构成,空气成分吸附材料503通过吸附材料充填体504的开口部510在真空空间中与包含多孔芯材502的真空绝热体511的内部连通。
由此,多孔芯材502中残留的残留微量空气和从外部渗透进来的微量空气可由在真空空间中与多孔芯材502连通的空气成分吸附材料503吸附并固定,可使内部压力维持在规定以下的真空度。
为了评价随时间而变化的特性,作为加速试验在80℃将真空绝热体511在空气中静置3个月,导热率的变化为1-2%,也表明了可以毫无问题地维持其性能。
如上所述,本实施方式可均匀并稳定而长期地实现优良的真空绝热体的性能。
另外,本发明的真空绝热体的制造方法是,在若充填容器外的压力比充填容器内的压力小规定值以上则开口的充填容器中封入空气成分吸附材料和不被上述空气成分吸附材料吸附的非吸附性气体,并将该充填容器与多孔芯材一起置于外封装容器的内部,通过对该外封装容器内进行减压,以使该充填容器外的压力比该充填容器内的压力小规定值以上,在将该充填容器中的该非吸附性气体与该外封装容器内的空气一起通过可在上述充填容器上形成的开口部进行排气后,将该外封装容器进行密封。由于将空气成分吸附材料与非吸附气体一起封入到充填容器中,并且在真空气体介质中使充填容器开口后与多孔芯材一起进行真空包装,因而在制造工序中不会引起与大气中的空气接触,空气成分吸附材料也不会劣化。因此,即使制造所花的时间较长也不会劣化,可以毫无问题地使用。由于吸附性能不会因暴露在空气气体介质中而波动,因而可稳定地制造,可得到长期可靠性也无问题的真空绝热体。
另外,本发明的真空绝热体的制造方法是,充填容器的结构为,以将一个容器的开口部用另一个容器的开口部封堵的方式将该开口部大小不同的两个容器的开口部重合并接合,若该充填容器外的压力比该充填容器内的压力小规定值以上,则将重合并接合的部分脱离。作为这样的充填容器,可利用医药品或保健品所使用的胶囊。
另外,本发明的真空绝热体的制造方法是,对充填容器的重合并接合的部分预先涂敷了润滑剂。由此,利用减压形成的压力差可顺利地引起变形,便于形成开口。
另外,本发明的真空绝热体的特征是,至少具备:置于接合部脱离并形成开口部的充填容器中的空气成分吸附材料:多孔芯材;容纳它们的外封装容器,该空气成分吸附材料在连续空间中通过该开口部与该外封装容器内部连通。因此,多孔芯材中残留的微量空气或从外部渗透进来的微量空气可以由在连续空间中与多孔芯材连通的空气成分吸附材料吸附并固定,可以将内部压力维持在规定以下的真空度。由此,可维持长期且优良的绝热性能。
下面,参照附图对本发明的这些实施方式进行说明,但本发明不受这些实施方式的限定。
实施方式17
图32是表示本发明的实施方式17的真空绝热体的制造方法的在真空排气前状态的剖视图,图33是表示该实施方式的真空绝热体所用的充填容器的放大剖视图,图34是表示该实施方式的真空绝热体的制造方法的真空排气将要结束之前时刻的状态的剖视图,图35是该实施方式的真空绝热体的制造方法的真空包装后的真空绝热体的剖视图。
图32中,由叠层膜构成的外封装容器601内部包覆有多孔芯材602。空气成分吸附材料603是由Ba-Li合金(SAES社制コンボゲッタ-)或铜离子交换后的CuZSM-5型沸石构成的至少吸附氮的吸附材料并与氩气等不被空气吸附材料603吸附的非吸附性气体605一起封入到由广泛使用的医药品用的胶囊构成的充填容器604中。已被充填的非吸附性气体605的压力为一个大气压的常压。
如图33的放大图所示,由医药品用的胶囊构成的充填容器604没有透气性或者其透气性极小,由主体(一方的有底圆筒状容器)606和帽(另一方的有底圆筒状容器)607构成。并且,为了用帽607的开口部堵住主体606的开口部,将开口部的大小不同的两个容器(主体606和帽607)的开口部接合,将主体606的开口部推入到帽607的开口部之中而使开口部重合,用接合部608使其紧密贴合而形成充填容器604。
在接合部608涂敷真空用油等润滑剂609。其结构为,充填容器604外的压力与充填容器604内的压力相比若小于规定值以上,则重合并接合了的部分将脱离而形成开口。
图32中,真空包装机610的主要部分包括:减压室611;真空泵612;和在进行规定的真空排气后进行热熔的热密封机613。
图34中,真空包装机610工作,若将减压室611内抽真空到500Pa,则由胶囊构成的充填容器604由于与内部包有的一个大气压的非吸附性气体605的压力差而使主体606和帽607脱离而形成开口部614。并且,充填容器604内的非吸附性气体605通过开口部614排出到减压室611内。
其后,在减压室611内的真空度达到了规定的10Pa的时刻,由热密封机613将外封装容器601热熔,得到图35的真空绝热体615。
如上所述,本实施方式的真空绝热体的制造方法,由于空气成分吸附材料603是在真空气体介质中使充填容器604的主体606和帽607脱离,因而在制造工序中与空气的接触为极微量,即使制造所花的时间较长也不会劣化,可以毫无问题地使用。由于不存在因暴露在空气气体介质中的时间而引起的吸附性能波动,因而可稳定地制造,可得到长期可靠性也无问题这样的效果。
其结果,可获得长期的高绝热性能而实现节能,对保护地球环境作出贡献。
另外,由于在充填容器604的接合部608预先涂敷了真空用油等的润滑剂609,因而,当如图34所示进行抽真空时,由于压力差的力在接合部608很容易滑脱而形成开口部614。
如上所述,由于充填容器604的主体606和帽607利用润滑剂609能更可靠地脱离,因而,空气吸附材料603能通过开口部614有效地吸附并除去真空绝热体615内部的微量空气。
图35中,真空绝热体615由外封装容器601和多孔芯材602及空气成分吸附材料603构成,空气成分吸附材料603通过由胶囊构成的充填容器604的开口部614在真空的连续空间中与包含多孔芯材602的外封装容器601内部连通。
由此,多孔芯材602中残留的残留微量空气和从外部渗透进来的微量空气可由在连续空间中与多孔芯材602连通的空气成分吸附材料603吸附并固定,可使内部压力维持在规定以下的真空度。为了评价随时间而变化的特性,作为加速试验在80℃将真空绝热体615在空气中静置3个月,导热率的变化为1-2%,也表明了可以毫无问题地维持其性能。
如上所述,本实施方式可均匀并稳定而长期地实现优良的真空绝热体的性能。
产业上的可利用性
本发明的气体吸附装置在用于真空设备时,不会因大气引起气体吸附材料的劣化,在用于真空设备后,可发挥原本的性能,可高度维持真空设备的高真空度。
另外,本发明的真空绝热体可稳定地实现高的绝热性能,可确保长期可靠性,可广泛地用作例如冰箱、保温隔热容器、自动售货机、电热水器、汽车、铁道车辆及住宅等的绝热体,可以在节能和解决地球变暖等环境问题方面发挥显著的效果。
因此,本发明在产业上利用的可能性极高。

Claims (37)

1.一种气体吸附装置,其特征在于,
至少具备:内部装有气体吸附材料的具有密闭性的容器;和与上述容器邻接的突起物,通过施加外力,从而利用上述突起物在上述容器上产生通孔而使上述气体吸附材料与外部连通。
2.根据权利要求1所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述容器是将具有阻气性的膜或片材制成的袋状物。
3.根据权利要求1所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述容器是具有阻气性的塑料的成形体。
4.根据权利要求3所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述容器的一部分具有开口部,用弹性体的隔壁覆盖上述开口部,上述突起物与上述隔壁邻接。
5.根据权利要求3所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述容器的一部分具有开口部,用阻气性的膜覆盖上述开口部,上述突起物与上述膜邻接。
6.根据权利要求1所述的气体吸附装置,其特征在于,
通过借助于板状构件固定上述突起物,从而将上述突起物的突起部排列成二维的面状。
7.根据权利要求6所述的气体吸附装置,其特征在于,
从上述突起物的上述突起部到上述板状构件的距离比上述容器的厚度短。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述气体吸附材料是CuZSM-5。
9.一种气体吸附装置,其特征在于,
具备:具有开口部的容器;和堵塞上述开口部的隔壁,在由上述容器和上述隔壁围成的封闭空间内具有气体吸附材料和相对上述气体吸附材料为非吸附性的气体,上述封闭空间内部的气体压力小于大气压。
10.根据权利要求9所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述容器和上述隔壁都是气体难透过性的。
11.根据权利要求9所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述容器或上述隔壁的至少任一方的至少一部分是弹性体。
12.根据权利要求9所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述气体吸附材料用透气性的容纳材料包覆。
13.根据权利要求9所述的气体吸附装置,其特征在于,
在上述容器的上述开口部和上述气体吸附材料之间具有透气性的间壁。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述容器用气体难透过性的包覆材料包覆。
15.一种气体吸附装置,其特征在于,
具备:一端具有开口部且至少一部分是筒状的容器;和与上述容器的筒状部内壁相接的隔壁,在由上述容器和上述隔壁围成的封闭空间中封入有气体吸附材料和相对上述气体吸附材料为非吸附性的气体。
16.根据权利要求15所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述容器的筒状部和非筒状部都是气体难透过性的。
17.根据权利要求15所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述隔壁是气体难透过性的。
18.根据权利要求15所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述容器的上述筒状部或上述隔壁的至少任一方的至少一部分是弹性体。
19.根据权利要求15所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述气体吸附材料用透气性的容纳材料包覆。
20.根据权利要求15所述的气体吸附装置,其特征在于,
在上述隔壁和上述气体吸附材料之间具有透气性的间壁。
21.根据权利要求15所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述容器用气体难透过性的包覆材料包覆。
22.根据权利要求15-21中任一项所述的气体吸附装置,其特征在于,
将上述容器的上述开口部用气体难透过性的膜密封。
23.一种气体吸附装置,其特征在于,
具备容器,该容器:具有包覆气体吸附材料的外壳;和在未施加外力时不使上述外壳的内外连通,而在施加规定的外力时使上述外壳的内外连通的连通部,在上述容器内装有气体吸附材料。
24.根据权利要求23所述的气体吸附装置,其特征在于,
内部装有上述气体吸附材料的上述容器由两个以上的构件构成,在上述构件的至少一个构件上设有缺损部并形成连通部,利用外力可使上述容器的内部空间和外部空间通过上述缺损部通气。
25.根据权利要求23所述的气体吸附装置,其特征在于,
内部装有上述气体吸附材料的上述容器由两个以上的构件构成,一方的构件和另一方的构件分别具有缺损部,利用外力使两者的上述缺损部吻合从而可使上述容器的内部空间和外部空间通气。
26.根据权利要求24或25所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述构件具有阻气性,至少两个以上的构件的接合部分利用脂类物屏蔽气体透过,且具有可动性。
27.根据权利要求24或25所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述缺损部是通孔。
28.根据权利要求24或25所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述缺损部是狭缝。
29.根据权利要求23所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述规定的外力是大气压。
30.根据权利要求23所述的气体吸附装置,其特征在于,
上述气体吸附材料可吸附空气中所包含的成分的至少任一种。
31.一种真空绝热体,其特征在于,
用外封装材料包覆权利要求30所述的气体吸附装置和芯材,对上述外封装材料内部进行减压从而使上述气体吸附装置和芯材处于通气状态。
32.一种真空绝热体的制造方法,其特征在于,
将与非吸附性气体一起气体包装在吸附材料充填体中的空气成分吸附材料同多孔芯材一起设置在外封装容器的内部并进行减压,通过上述减压而使因压力差膨胀的上述吸附材料充填体的一部分破裂而形成了开口部,通过该开口部对上述吸附材料充填体中的非吸附性气体进行真空排气后,将上述外封装容器密封。
33.一种真空绝热体,其特征在于,
至少具有气体吸附装置,该气体吸附装置,具备:设置在具有开口部的吸附材料充填体中的空气成分吸附材料;多孔芯材;及容纳它们的外封装容器,上述空气成分吸附材料在真空空间中通过上述开口部与真空绝热体内部连通。
34.一种真空绝热体的制造方法,其特征在于,
在若充填容器外的压力比充填容器内的压力小规定值以上则开口的充填容器中封入空气成分吸附材料和不被上述空气成分吸附材料吸附的非吸附性气体,并将上述充填容器与多孔芯材一起置于外封装容器的内部,通过对上述外封装容器内进行减压,以使上述充填容器外的压力比上述充填容器内的压力小规定值以上,在将上述充填容器中的上述非吸附性气体与上述外封装容器内的空气一起通过可在上述充填容器上形成的开口部进行排气后,将上述外封装容器进行密封。
35.根据权利要求34所述的真空绝热体的制造方法,其特征在于,
上述充填容器的结构为,以将一个容器的开口部用另一个容器的开口部堵住的方式将上述开口部大小不同的两个容器的开口部重合并接合,若上述充填容器外的压力比上述充填容器内的压力小规定值以上,则重合并接合后的部分脱离。
36.根据权利要求35所述的真空绝热体的制造方法,其特征在于,
对上述充填容器的重合并接合后的部分预先涂敷润滑材料。
37.一种真空绝热体,其特征在于,
至少具备:在接合部脱离而形成开口部的充填容器中所设的空气成分吸附材料;多孔芯材;及容纳上述空气成分吸附材料和上述多孔芯材的外封装容器,上述空气成分吸附材料在连续空间中通过上述开口部与上述外封装容器内部连通。
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