JP2006207701A - 断熱体、及び冷凍・冷蔵機器もしくは冷熱機器 - Google Patents

Abstract

【課題】窒素等活性の低い気体を吸着可能である吸着材を得ることにより、生産効率の向上、及び断熱性能のよい断熱体を提供する。
【解決手段】断熱体５は、吸着材６と、芯材７と、吸着材６と芯材７を覆う外被材８とからなり、外被材８内部を減圧している。吸着材６は、相互に金属間化合物をつくらず、混合のエンタルピーが０より大きい金属を用いている。従って、気体吸着活性が非常に高くなることにより、例えばある程度の真空度までは真空ポンプで排気し、後は吸着材６で残存気体を吸着して所定の真空度を得る等の方法により、生産効率の高い断熱体５を得ることができる。また、外被材８内部の活性の低い気体を吸着可能とし熱伝導率を低減することから、断熱性能の向上を図る。
【選択図】図３

Description

本発明は、断熱を必要とするもの、例えば冷蔵庫、保温保冷容器、自動販売機、電気湯沸かし器、自動車、鉄道車両、及び住宅等の断熱体として使用可能な断熱体に関するものである。

近年、地球温暖化防止の観点から省エネルギーが強く望まれており、家庭用電化製品についても省エネルギー化は緊急の課題となっている。特に、冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機等の保温保冷機器では熱を効率的に利用するという観点から、優れた断熱性能を有する断熱材が求められている。

一般的な断熱材として、グラスウールなどの繊維材やウレタンフォームなどの発泡体が用いられている。しかし、これらの断熱材の断熱性能を向上するためには断熱材の厚さを増す必要があり、断熱材を充填できる空間に制限があって省スペースや空間の有効利用が必要な場合には適用することができない。

そこで、高性能な断熱材として、真空断熱体が提案されている。これは、スペーサの役割を持つ芯材を、ガスバリア性を有する外被材中に挿入し内部を減圧にして封止した断熱体である。

真空断熱体内部の真空度を上げることにより、高性能な断熱性能を得ることができるが、真空断熱体内部に存在する気体には大きく分けて次の３つがある。一つは、真空断熱体作製時、排気できずに残存する気体、別の一つは、減圧封止後、芯材や外被材から発生する気体（芯材や外被材に吸着している気体や、芯材の未反応成分が反応することによって発生する反応ガス等）、残りの一つは、外被材を通過して外部から侵入してくる気体である。

これらの気体を吸着するため、吸着材を真空断熱体に充填する方法が考案されている。

例えば、真空断熱体内の二酸化炭素や水分を、汎用的な吸着材であるシリカアルミナ等で吸着するものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、真空断熱体内の気体を、Ｂａ−Ｌｉ合金を用いて吸着するものがある（例えば、特許文献２参照）。

ところで、真空断熱体内の吸着材が吸着すべき気体のうち、吸着困難な気体の一つが窒素である。これは、窒素分子が約９４０ｋＪ／ｍｏｌという大きい結合エネルギーを有する非極性分子であるから、活性化させるのが困難なためである。しかし、Ｂａ−Ｌｉ合金により窒素を吸着可能とし、真空断熱体内部の真空度を維持するのである。
特開昭６１−１０３０９０号公報 特表平９−５１２０８８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の上記従来の構成では、窒素等活性の低い気体は吸着することができない。

また、特許文献２に記載の上記従来の構成では、活性化のための熱処理を必要とせず常温で窒素吸着可能であるが、窒素吸着に対するさらなる高活性化、大容量化が望まれていると共に、Ｂａは劇物指定物質であるため、工業的に使用するには環境や人体に対して問題のないものが望まれている。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、窒素等活性度の低い気体を吸着可能である吸着材を得ることにより、断熱性能のよい断熱体を提供することを目的とする。

さらには、環境や人体に対して問題のないものを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の断熱体は、少なくとも、気体を吸着可能な吸着材と、前記吸着剤を覆うガスバリア性の外被材とを備え、前記吸着材が、少なくとも相互に金属間化合物をつくらない少なくとも２種の金属からなる気体吸着合金であり、かつ前記２種の金属の混合のエンタルピーが０より大きいことを特徴とする。

相互に金属間化合物をつくらない金属であり、かつ前記２種の金属の混合のエンタルピーが０より大きい金属で、通常では相互作用をもたないような金属を用いることにより、その中に含まれる金属の活性を向上させることが可能である。従って、金属と気体との反応性が向上し気体吸着活性が高くなるのである。

このような気体吸着合金を断熱体に用いることにより、断熱体中の窒素等の気体を吸着可能とし、生産性の向上及び断熱性能の向上を図ることができる。

すなわち、例えば工業的に到達容易な真空度まで外被材中を真空ポンプで排気し、その後の残存気体は気体吸着合金で吸着することにより、効率よく断熱体を生産することができる。また、特に排気抵抗が大きく真空排気しにくい断熱体では、このような生産方法が特に効率がよい。

このとき、通常の吸着材では外被材中の残存気体、特に窒素を吸着することができないが、本気体吸着合金を使用することによりこのような生産方法が可能となる。さらに、高活性であることから気体を速やかに吸着することができるため、生産スピードが速く、生産効率のよい断熱体を得ることができる。

また、断熱体作製時、排気できずに残存する気体等を吸着可能とすることから初期熱伝導率を低減し、また、外被材を通過して外部から侵入してくる気体等を経時的に吸着可能とすることから経時的な信頼性を向上させるのである。

また、前記２種の金属の間で少なくとも一部は相溶が起こるほど混合することにより、金属間の反発力をさらに高め、その中に含まれる金属の活性を向上させることができる。従って、気体との反応性が向上し、気体吸着活性が高くなることにより、初期熱伝導率の低減、経時信頼性の向上が可能となり、断熱性能を向上することができる。

また、少なくともＬｉと、Ｌｉと金属間化合物をつくらない遷移金属とからなり、かつ前記２種の金属の混合のエンタルピーが０より大きいことを特徴とする気体吸着合金を用いたことを特徴とする。

これにより、窒素を吸着可能なＬｉの活性を向上させることができる。従って、一般的には吸着が難しい気体である窒素に対する気体吸着活性が非常に高い合金を得ることができるのである。

また、このような合金を得るために、メカニカルアロイングにより混合したことを特徴とする。

相互に金属間化合物をつくらない、また、混合エンタルピーが０より大きい金属同士を合金化し、活性を向上するために、メカニカルアロイングで混合することが最適な方法なのである。

また、気体吸着合金と共に、前記気体吸着合金とは別の、水分もしくは酸素を吸着可能な吸着材を併用したことを特徴とする断熱体である。

本発明の気体吸着合金は水分もしくは酸素等も吸着可能であるが、窒素等に対する吸着活性を維持するには、水分もしくは酸素が少ない雰囲気の方が好ましい。従って、吸着目的物が窒素等の場合は、水分もしくは酸素を吸着可能な吸着材を用いる方が好ましい。

また、外被材で覆われた空間内に、多孔質体からなる芯材を有することを特徴とする。

これにより、例えば外被材として薄い金属板やプラスチック等のラミネートフィルムを用いても、中の芯材がスペーサとなり大気圧縮に耐えることができるため、外被材を伝わるヒートリークを減少させることができる断熱体となる。

また、従来、魔法瓶は大気圧縮に耐えるため円筒形のものが多かったが、本発明は芯材を有しているため、円筒形を始めとして、平板状のもの、あるいは直方体や箱形のような任意の様々な形の断熱体を得ることができる。

また、上記のように芯材を有しているため真空排気の際の排気抵抗が大きくなり、真空排気に時間がかかる、もしくは所定真空度に達しにくいことが考えられる。しかし、本発明のように高活性な気体吸着合金を用いることにより残存窒素等を吸着可能となるため、例えばある程度の真空度までは真空ポンプで排気し、後は本発明の吸着材で残存気体を吸着して所定の真空度を得る等、生産効率の高い断熱体を得ることができるのである。

また、前記外被材が金属を含む箱体であることを特徴とする断熱体である。

平面状の断熱体と異なり、面を複数もつ箱体内部の空間を均一に減圧化することは困難である。さらに、箱体内部の壁間距離が小さい場合、特に厚みが３０ｍｍ以下である場合、均一に減圧化することは困難である。

しかし、本発明のように高活性な気体吸着合金を用いることにより残存窒素等を吸着可能となるため、箱体内部の気体を吸着し均一に減圧化できるため、断熱性能が高く、生産効率の高い箱体の断熱体を得ることができるのである。

また、内箱と外箱とを備え、前記外箱と内箱によって形成される空間に断熱体を配置し、前記断熱体以外の前記空間に発泡断熱体を充填した冷凍・冷蔵機器もしくは冷熱機器である。

内箱と外箱とからなる空間に、本発明の断熱性能に優れた断熱体を配置し、それ以外の空間に発泡断熱体を充填することにより、断熱性能に優れた冷凍・冷蔵機器もしくは冷熱機器を得ることができる。

本発明の断熱体は、相互に金属間化合物をつくらない２種の金属からなり、２種の金属の混合のエンタルピーが０より大きいこと、また、少なくとも一部は相溶が起こっていることにより、断熱体中の窒素、酸素、水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水分等の気体、中でも特に窒素等の気体を吸着可能とし、断熱性能を向上することができる。

すなわち、真空断熱体作製時、排気できずに残存する気体等を吸着可能とすることから初期熱伝導率を低減し、また、外被材を通過して外部から侵入してくる気体等を経時的に吸着可能とすることから経時的な信頼性を向上させるのである。

さらには、例えばある程度の真空度までは真空ポンプで排気し、後は本発明の吸着材で残存気体を吸着して所定の真空度を得る等の方法により、生産効率の高い断熱体を得ることができるのである。

請求項１に記載の発明は、少なくとも、気体を吸着可能な吸着材と、前記吸着剤を覆うガスバリア性の外被材とを備え、前記吸着材が、少なくとも相互に金属間化合物をつくらない少なくとも２種の金属からなる気体吸着合金であり、かつ前記２種の金属の混合のエンタルピーが０より大きいことを特徴とする断熱体である。

ここでいう合金とは、２種以上の金属によって構成される物質のことをいう。

また、金属同士が金属間化合物をつくらないことは、例えばＸ線回折から確認できる。

また、少なくとも２種の金属が金属間化合物をつくらなければよく、例えばもう１成分以上元素を添加することも可能であり、またその元素が前記金属と化合物をつくることも可能である。

混合のエンタルピーが０より大きいことは、例えば相図から確認でき、例えば図２に示すように温度をある程度上昇させても線が交わらないこと等から確認できる。

混合のエンタルピーが０より大きい金属種の相図には、図２に示すような非固溶型、あるいは共晶型といったことを表す相図が含まれる。

また、吸着可能な気体としては、窒素、酸素、水素、水蒸気、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素酸化物、硫黄酸化物、炭化水素等があげられるが、特に指定するものではない。

また、本報でいう吸着とは、表面への吸着の他に内部への吸収も含むものとする。

また、本発明に記載の吸着材は高活性であるため、常温、あるいは約８０℃以下の雰囲気にて常圧以下、特に低圧領域での吸着が可能である。

また、合金の使用形態としては、粉体、圧縮成型、ペレット化、シート状、薄膜状、あるいは別容器への収容、他物質への蒸着といった使用方法をあげられるが、特に指定するものではない。

また、外被材としては、少なくとも熱融着層、ガスバリア層、保護層を有するラミネートフィルム、あるいは金属やプラスチック、ガラス等の容器等、あるいはそれらの組み合わせ等、ガスバリア性を有するものを利用できる。

また、このような断熱体は、外被材中に気体吸着合金を挿入して外被材中を真空排気し、その後外被材を密閉化することにより真空断熱空間を作りだし、気体吸着合金にて外被材中の真空度を維持すること、あるいは外被材中を工業的に到達容易な程度の真空排気をし、その後外被材を密閉化し、その際に残存する外被材中の気体を気体吸着合金で吸着することにより、二段減圧のような働きをすること、あるいは気体吸着合金は別容器に密閉しておき外被材内を所定圧に真空排気後、気体吸着合金を何らかの方法で外被材内と通じることを可能とすることにより、気体吸着合金をより高活性に保ったまま二段減圧のような働きをさせることも可能であるが、使用方法については特に指定するものではない。

また、請求項２に記載の発明は、少なくとも、気体を吸着可能な吸着材と、前記吸着剤を覆うガスバリア性の外被材とを備え、前記吸着材が、少なくとも２９８Ｋでの窒化物生成エンタルピーが０より小さい金属と、前記金属と金属間化合物をつくらない第２の金属とからなる気体吸着合金であり、かつ前記２種の金属の混合のエンタルピーが０より大きいことを特徴とする断熱体である。

窒化物生成エンタルピーが０より小さい金属としては、Ｌｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｓｉ等がある。

また、請求項３に記載の発明は、少なくとも、気体を吸着可能な吸着材と、前記吸着剤を覆うガスバリア性の外被材とを備え、前記吸着材が、少なくともＬｉと、Ｌｉと金属間化合物をつくらない遷移金属とからなる気体吸着合金であり、かつ前記２種の金属の混合のエンタルピーが０より大きいことを特徴とする断熱体である。

Ｌｉとの混合エンタルピーが０より大きい遷移金属としては、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｚｒ等がある。

また、遷移金属の含有率は５ｍｏｌ％以上９５ｍｏｌ％以下であることが望ましい。

合金１００ｍｏｌ％に対し、遷移金属が５ｍｏｌ％よりも少なくなると、延性の高いＬｉが多くなることにより、遷移金属と均一に混合しにくくなり、また、９５ｍｏｌ％より多くなると活性の高いＬｉが減少し気体吸着活性が小さくなるためである。

また、請求項４に記載の発明は、前記気体吸着合金において、２種の金属の間で少なくとも一部は相溶が起こっていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の断熱体である。

少なくとも一部は相溶が起こっているとは、少なくとも一部が物理的に２種の金属を分離できない状態のことをいう。例えば２種の金属の境界面の一部が原子レベルで金属同士が混合している等の状態をいうが、これに限定するものではない。

また、請求項５に記載の発明は、前記気体吸着合金が、少なくとも２種の金属をメカニカルアロイングにより混合したものであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の断熱体である。

メカニカルアロイングで混合するとは、機械的に混合する方法を指し、特に指定するものではない。また、高活性な気体吸着合金を作製するため、不活性気体中、例えばＡｒ、Ｈｅ等の雰囲気中でメカニカルアロイングを行うことが好ましい。

また、請求項６に記載の発明は、前記気体吸着合金の窒素吸着量が、常温、常圧にて１０ｃｍ³／ｇ以上であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の断熱体である。

窒素吸着は減圧下でも起こるが、２５℃付近の常温、常圧条件での測定にて１０ｃｍ³／ｇ以上を吸着すればよい。

また、測定方法は特に指定するものではなく、吸着容量法、重量法等、公知のものを利用できる。

また、このような気体吸着合金を用いることにより、窒素吸着量が大きいことから、例えば工業的に到達容易な真空度まで外被材中を真空ポンプで排気し、その後の残存気体は気体吸着合金で吸着することが、より効率的に行える。

また、請求項７に記載の発明は、前記気体吸着合金と共に、前記気体吸着合金とは別の、水分もしくは酸素を吸着可能な吸着材を併用したことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の断熱体である。

水分もしくは酸素を吸着可能な吸着材とは、例えば酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、ゼオライト、シリカゲル、不飽和脂肪酸、鉄や鉄化合物等があげられるが、特に指定するものではない。また、複数使用することも可能である。

水分もしくは酸素を吸着可能な吸着材を気体吸着合金と共に使用する際、外被材中の空間にこれらを別々もしくは混合して、粉末あるいは成形体として配設したり、あるいは通気性のある容器等の中にこれらを別々もしくは混合して封入したりして使用することが考えられるが、特に指定するものではない。

また、請求項８に記載の発明は、成形した前記気体吸着合金の少なくとも一面を、前記水分もしくは酸素を吸着可能な吸着材で被覆したことを特徴とする請求項７に記載の断熱体である。

成形した気体吸着合金とは、気体吸着合金を圧縮成型、錠剤化、ペレット化、あるいは別容器に粉体を入れた状態での使用もしくはそれを圧縮成型したもの等が考えられるが、それらの少なくとも一面を水分もしくは酸素を吸着可能な吸着材で覆っていればよく、少なくとも一面の一部、もしくは数面、全面を覆っていてもよい。

このような構成にすることにより、水分等は汎用的な吸着材で吸着した後、より吸着しにくい気体を気体吸着合金で吸着する等、効率的に気体を吸着可能と思われる仕様にすることができる。

また、請求項９に記載の発明は、前記外被材で覆われた空間内に、気体を吸着可能な吸着材の他に、多孔質体からなる芯材を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の断熱体である。

多孔質体からなる芯材とは、繊維、粉体、発泡樹脂、薄膜積層体等、あるいはそれらの混合物等、特に指定するものではないが、気体による熱伝導率の悪化が起こりやすい繊維状の芯材と気体吸着合金を用いるとより効果がある。

また、請求項１０に記載の発明は、前記外被材が金属を含む箱体であることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の断熱体である。

金属を含む箱体とは、ステンレス、鉄、アルミニウム等の板、あるいは金属を蒸着したプラスチック等の板等のことであり、これらを少なくとも一部に使用して箱体としている。

また、請求項１１に記載の発明は、前記箱体内部の少なくとも一部の壁間距離が３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１０に記載の断熱体である。

また、請求項１２に記載の発明は、請求項１０もしくは１１に記載の断熱体を、冷凍・冷蔵もしくは冷熱用断熱箱体として用いたことを特徴とする冷凍・冷蔵機器もしくは冷熱機器である。

また、請求項１３に記載の発明は、内箱と外箱とを備え、前記外箱と内箱によって形成される空間に断熱体を配置し、前記断熱体以外の前記空間に発泡断熱体を充填し、前記断熱体が請求項１から９のいずれか一項に記載の断熱体を有することを特徴とする冷凍・冷蔵機器もしくは冷熱機器である。

例えば冷蔵庫に適用した場合、冷蔵庫の外箱と内箱の間の空間の外箱側または内箱側に真空断熱材を貼付しその他の空間に樹脂発泡体を充填する、あるいは真空断熱体と発泡樹脂体とを一体発泡した断熱体を冷蔵庫の外箱と内箱の間の空間に配設する、あるいはドア部に同様に使用する、あるいは仕切り板に使用する等特に指定するものではない。

また、冷凍機器及び冷温機器は、動作温度帯である−３０℃から常温で断熱を必要とする機器の代表として示したものであり、例えば保冷車や電子冷却を利用した冷蔵庫等にも使用できる。また、自動販売機などの、より高温までの範囲で温冷熱を利用した冷・温機器を指す。また、ガス機器、あるいはクーラーボックス等の動力を必要としない機器も含むものである。

さらには、パソコン、ジャーポット、炊飯器、あるいは自動車エンジンの保温・蓄熱の外装材等、保温・蓄熱・断熱を目的とするさらに温度の高い領域でも使用することも可能である。

また、請求項１４に記載の発明は、前記冷凍・冷蔵機器もしくは冷熱機器が圧縮機を有し、前記圧縮機付近に前記吸着材を配置し、圧縮機からの熱により吸着材の活性を向上可能とすることを特徴とする請求項１２もしくは１３に記載の冷凍・冷蔵機器もしくは冷熱機器である。

圧縮機付近に吸着材を配置するとは、同一空間にあって接近させるだけではなく、緩衝物を挟んでいたり、壁面を挟んで配置したりと、特に指定するものではない。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における、断熱体を示す模式図である。

図１において、断熱体１は、気体吸着合金２と、気体吸着合金２を収納する容器３と、気体吸着合金２と容器３を覆う金属の２重の円筒容器で構成された外被材４とからなり、外被材４の内部（２重の円筒容器の間の空間）は減圧している。

気体吸着合金２として、Ｌｉ及びＦｅを使用した。ＬｉとＦｅをＡｒ雰囲気中ボールミルにてメカニカルアロイングを行い混合した。

また、図２のＬｉ−Ｆｅの相図より混合エンタルピーが０より大きいことを確認した。

このような金属同士は通常温度をあげても相互作用をもつものは得られないが、メカニカルアロイングにより混合することにより相互に混合することができる。ここで相互に混合することができるのは、２種の金属の境界面の一部がナノレベルで金属同士が混合しており、２種の金属同士の境界面で相溶が生じているためと考える。

断熱体１における気体吸着の評価結果を以下に示す。評価は、円筒容器からなる外被材４中に、密閉された容器３に封入した気体吸着合金を静置し、外被材４内を約１ｋＰａまで真空排気した後、気体吸着合金２を封入した密閉容器３に通気性をもたせて外被材４内の残存気体を吸着できるようにした。その外被材内の圧力変化を観察すると、雰囲気圧力は１ｋＰａから１５Ｐａとなった。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における、断熱体を示す模式図である。

図３において、断熱体５は、吸着材６と、芯材７と、吸着材６と芯材７を覆う外被材８とからなり、外被材８内部を減圧している。

芯材７として無機繊維集合体を、外被材８として熱融着層、ガスバリア層、表面保護層からなるラミネートフィルムを使用している。

また、図４、図５、図６は、本実施の形態の吸着材６を示す模式図である。

実施例１は、図４に示すように、気体吸着合金２を袋材９内に入れた吸着材６Ａを用いており、実施例２は、図５に示すように、気体吸着合金２と水分吸着材１０とを容器１１に入れた吸着材６Ｂを用いており、実施例３は、図６に示すように、気体吸着合金２を水分吸着材１０で覆った吸着材６Ｃを用いている。

また、図７は実施の形態２における実施例４での断熱体１２を示す模式図である。

吸着材の種類を変えた断熱体における気体吸着の評価結果を実施例１から実施例４に示す。評価は、いずれも吸着材を静置した外被材内を約１ｋＰａまで真空排気し密閉した後、外被材内の圧力変化を観察した。

また、外被材内の圧力が極小になった後所定時間放置し、外被材内の気体吸着合金２を外気と触れないように取り出した。その気体吸着合金２を窒素雰囲気とした密閉系内に静置し、その系内の圧力変化を観察することにより、それぞれの気体吸着合金２の窒素吸着に対する残存能力を評価した。

（実施例１）
吸着材６Ａとして、図４に示すように、通気性のある袋材９中に気体吸着合金２を封入したものを用いている。気体吸着合金２は実施の形態１で示したものと同様のものを使用している。

吸着材６Ａを外被材内に配設したとき、雰囲気圧力は約１ｋＰａから１５Ｐａとなった。

また、１５Ｐａとなった断熱体５を所定時間放置後、気体吸着合金２の窒素吸着に対する残存能力の評価を行うと、窒素をわずかに吸着することを確認した。

（実施例２）
吸着材６Ｂとして、図５に示すように、上面を開口部とした容器１１の底部に気体吸着合金２を入れ、その上を酸化カルシウムからなる水分吸着材１０で覆い、圧縮成型したものを用いた。

吸着材６Ｂを外被材内に配設したとき、雰囲気圧力は約１ｋＰａから１５Ｐａとなった。

また、１５Ｐａとなった断熱体５を所定時間放置後、気体吸着合金２の窒素吸着に対する残存能力の評価を行うと、窒素を吸着することを確認した。

これは、実施例１に比べて周囲を水分吸着材１０及び容器１１で覆われており、水分等は水分吸着材で吸着するため、気体吸着合金２への負荷が小さくなったためと考えられる。

（実施例３）
吸着材６Ｃとして、図６に示すように、圧縮成型した気体吸着合金２の周囲を、さらに酸化カルシウムからなる水分吸着材１０で覆い圧縮成型したものである。

吸着材６Ｃを外被材内に配設したとき、雰囲気圧力は約１ｋＰａから１５Ｐａとなった。

また、１５Ｐａとなった断熱体５を所定時間放置後、気体吸着合金２の窒素吸着に対する残存能力の評価を行うと、窒素を吸着することを確認した。

これは、実施例１に比べて周囲を水分吸着材１０で覆われており、水分等は水分吸着材で吸着するため、気体吸着合金２への負荷が小さくなったためと考えられる。

（実施例４）
断熱体１２として、図７に示すように、外被材８中に気体吸着合金２を袋材９に封入したもの、及び水分吸着材１０を袋材９に封入したものを別々に用いている。

これらの吸着材を外被材内に配設したとき、雰囲気圧力は約１ｋＰａから１５Ｐａとなった。

また、１５Ｐａとなった断熱体１２を所定時間放置後、気体吸着合金２の窒素吸着に対する残存能力の評価を行うと、窒素を吸着することを確認したが、吸着量は実施例２、３と比較すると劣る。

次に本発明の断熱体に対する比較例を示す。評価方法は実施例１に準じるものとする。

（比較例１）
本発明の断熱体に対する比較例を示す。図３において、吸着材６ａとして、Ｎｉ−Ｔｉ合金を用いた。ＮｉとＴｉをＡｒ雰囲気中ボールミルにてメカニカルアロイングを行い混合した結果、Ｎｉ−Ｔｉ合金は金属間化合物をつくった。

吸着材６ａを外被材内に配設したとき、雰囲気圧力は約１ｋＰａからほとんど減少しなかった。

（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３における、断熱体を示す模式図である。

図８において、本実施の形態は、断熱体１３と断熱体１４とを組み合わせたものである。吸着材６Ｂ、及び芯材７は実施の形態２の実施例２で示したものと同様の構成である。

断熱体１３は、ステンレスからなる複数枚の板状材を加工して内部を中空とした箱体１５を用いている。また、断熱体１４はドア体として用いている。

断熱体１３，１４を形成する際、無機繊維集合体からなる芯材７、及び吸着材６Ｂを箱体内部に配設した後、箱体内部を真空排気し密閉化する。

このように構成された断熱体１３の内部圧力が５０Ｐａに達するのに要する時間は、真空排気だけで５０Ｐａに達するのに要する時間に比べて、５分の１以下であり、生産効率を向上させることが可能であることを確認した。

（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４における、冷蔵庫を示す模式図である。

図９において、冷蔵庫１６は、実施の形態２で示したものと同様の構成の断熱体５を断熱材に用いた断熱箱体１７を備える。

断熱箱体１７は、鉄板からなる外箱１８とプラスチックからなる内箱１９とからなる箱体内部に、断熱体５を外箱１８側に配設し、断熱体５以外の空間部を、硬質ウレタンフォーム２０にて発泡充填したものである。

冷蔵庫１６内には蒸発器２１が配置され、圧縮機２２、凝縮器２３、キャピラリチューブ２４とを環状に接続し、冷凍サイクルを形成する。

また、冷蔵庫１６にはドア体２５が取り付けられており、ドア体２５の内部に断熱体５が配設され、断熱体５以外の空間部は硬質ウレタンフォーム２０にて発泡充填されている。

このように構成された冷蔵庫１６の消費電力量を測定したところ、断熱体５を装着しない冷蔵庫よりも３０％低下しており、断熱効果を確認した。

以上のように、本発明にかかる断熱体は、断熱体中の気体、その中でも特により活性の低い気体を吸着可能とすることにより、生産効率の向上、及び断熱性能の向上を図ることができ、優れた断熱性能を発現可能なものであり、冷凍冷蔵庫および冷凍機器をはじめとした温冷熱機器や、熱や寒さから保護したい物象などのあらゆる断熱用途に適用できる。

本発明の実施の形態１における断熱体を示す概略斜視図 Ｌｉ−Ｆｅの相図 本発明の実施の形態２における断熱体を示す概略断面図 本発明の実施の形態２における断熱材に使用する吸着材の一例を示す概略断面図 本発明の実施の形態２における断熱材に使用する吸着材の別の例を示す概略断面図 本発明の実施の形態２における断熱材に使用する吸着材のさらに別の例を示す概略断面図 本発明の実施の形態２における断熱体を示す概略断面図 本発明の実施の形態３における断熱体を示す概略断面図 本発明の実施の形態４における冷蔵庫を示す概略断面図

符号の説明

１ 断熱体
２ 気体吸着合金
３ 容器
４ 外被材
５ 断熱体
６ 吸着材
７ 芯材
８ 外被材
９ 袋材
１０ 水分吸着材
１１ 容器
１２ 断熱体
１３ 断熱体
１４ 断熱体
１５ 箱体
１６ 冷蔵庫
１７ 断熱箱体
１８ 外箱
１９ 内箱
２０ 硬質ウレタンフォーム
２２ 圧縮機
２５ ドア体

Claims (14)

1. 少なくとも、気体を吸着可能な吸着材と、前記吸着剤を覆うガスバリア性の外被材とを備え、前記吸着材が、少なくとも相互に金属間化合物をつくらない少なくとも２種の金属からなる気体吸着合金であり、かつ前記２種の金属の混合のエンタルピーが０より大きいことを特徴とする断熱体。
2. 少なくとも、気体を吸着可能な吸着材と、前記吸着剤を覆うガスバリア性の外被材とを備え、前記吸着材が、少なくとも２９８Ｋでの窒化物生成エンタルピーが０より小さい金属と、前記金属と金属間化合物をつくらない第２の金属とからなる気体吸着合金であり、かつ前記２種の金属の混合のエンタルピーが０より大きいことを特徴とする断熱体。
3. 少なくとも、気体を吸着可能な吸着材と、前記吸着剤を覆うガスバリア性の外被材とを備え、前記吸着材が、少なくともＬｉと、Ｌｉと金属間化合物をつくらない遷移金属とからなる気体吸着合金であり、かつ前記２種の金属の混合のエンタルピーが０より大きいことを特徴とする断熱体。
4. 前記気体吸着合金において、２種の金属の間で少なくとも一部は相溶が起こっていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の断熱体。
5. 前記気体吸着合金は、少なくとも２種の金属をメカニカルアロイングにより混合したものであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の断熱体。
6. 前記気体吸着合金の窒素吸着量が、常温、常圧にて１０ｃｍ³／ｇ以上であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の断熱体。
7. 前記気体吸着合金と共に、前記気体吸着合金とは別の、水分もしくは酸素を吸着可能な吸着材を併用したことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の断熱体。
8. 成形した前記気体吸着合金の少なくとも一面を、前記水分もしくは酸素を吸着可能な吸着材で被覆したことを特徴とする請求項７に記載の断熱体。
9. 前記外被材で覆われた空間内に、気体を吸着可能な吸着材の他に、多孔質体からなる芯材を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の断熱体。
10. 前記外被材が金属を含む箱体であることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の断熱体。
11. 前記箱体内部の少なくとも一部の壁間距離が３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１０に記載の断熱体。
12. 請求項１０もしくは１１に記載の断熱体を、冷凍・冷蔵もしくは冷熱用断熱箱体として用いたことを特徴とする冷凍・冷蔵機器もしくは冷熱機器。
13. 内箱と外箱とを備え、前記外箱と内箱によって形成される空間に断熱体を配置し、前記断熱体以外の前記空間に発泡断熱体を充填し、前記断熱体が請求項１から９のいずれか一項に記載の断熱体を有することを特徴とする冷凍・冷蔵機器もしくは冷熱機器。
14. 前記冷凍・冷蔵機器もしくは冷熱機器が圧縮機を有し、前記圧縮機付近に前記吸着材を配置し、圧縮機からの熱により吸着材の活性を向上可能とすることを特徴とする請求項１２もしくは１３に記載の冷凍・冷蔵機器もしくは冷熱機器。

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