JP2013224687A - 真空断熱材 - Google Patents

Abstract

【課題】減圧密封状態の確認が容易な気体吸着デバイスを提供する。
【解決手段】気体吸着デバイス５は、少なくとも、銅イオン交換されたＺＳＭ−５型ゼオライトからなり窒素を吸着する気体吸着物質９と、細長い扁平な筒状で気体吸着物質９を減圧状態で収納する収納部１０の両側を封止したアルミニウム製の収納容器１１とを有し、収納容器１１の狭窄部１４を封止用ガラスで封止した側の封止部１２と収納部１０との間に、対向する収納容器１１の内面同士が密着する密着部１３を有する。この気体吸着デバイス５へ衝撃を加えたときに発生する音で、減圧密封状態の確認が容易に行える。
【選択図】図１

Description

本発明は、気体吸着物質を容器に収納した気体吸着デバイスおよび気体吸着デバイスを備えた真空断熱材に関するものである。

近年、地球環境問題である温暖化の対策として、省エネルギーを推進する動きが活発となっており、温冷熱利用機器に関しては、熱を有効活用するという観点から、優れた断熱性能を有する真空断熱材が普及しつつある。

真空断熱材とは、袋状に加工したガスバリア性を有するラミネートフィルム内へ、グラスウールのように気相容積比率が高く微細な空隙を構成する芯材を収納し、芯材収納空間を減圧して密封したものである。

芯材の空隙径を、減圧下における気体分子の平均自由行程よりも小さくすることで、気体熱伝導成分は小さくなり、また、１ｍｍ程度の微細な空隙では対流熱伝達成分の影響は無視できるようになる。

さらに、室温付近では輻射成分の影響は軽微であるため、真空断熱材における熱伝導は、芯材の固体熱伝導成分と僅かに残る気体熱伝導成分が支配的であるため、真空断熱材の熱伝導率は他の断熱材と比較して非常に小さいとされている。

しかしながら、ラミネートフィルムを介して真空断熱材中へ空気が徐々に侵入すると、気体熱伝導成分が増加するため、真空断熱材の熱伝導率は徐々に増加してゆくという課題を有していた。

そこで、上記課題を解決するために、気体難透過性容器内に気体吸着物質を減圧密封した気体吸着デバイスを、芯材と一緒に減圧密封した後に、気体難透過性容器を開封することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１０は、特許文献２に開示された従来の気体吸着デバイスを長手方向から見た断面図である。

図１０に示すように、気体吸着デバイス５は、一端が開口し他端が密封され一端から他端までの胴部の長さが端部の少なくとも最大幅である中空の有底筒状金属部材からなる気体難透過性容器６の開口部７より気体吸着物質９を充填した後に、開口部７近傍に気体難透過性容器６の内面同士が接近した狭窄部６ａを設けて、開口部７内の狭窄部６ａに封止材８を設置している。

国際公開第２０１０／１０９８４６号

しかしながら、従来技術に開示された従来の気体吸着デバイス５の構成では、気体吸着物質９が気体難透過性容器６と封止材８により密封されているため、気体吸着物質９を大気に暴露することなく、真空の維持を必要とする機器へ収納が可能となるが、破壊の際に
気体吸着物質９が外部に漏れやすくなる。これを真空断熱材に適用すると芯材に気体吸着物質９が付着するため、真空断熱材のリサイクルが困難であった。

本発明は、上記従来の課題に鑑み、熱伝導率が低くリサイクル性に富んだ真空断熱材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、本発明の真空断熱材は、少なくとも、窒素を吸着する気体吸着物質と、細長い扁平な筒状で前記気体吸着物質を減圧状態で収納する収納部の両側を封止した金属製の収納容器とを有し、前記収納容器の少なくともどちらか一方の封止部と前記収納部との間に、対向する前記収納容器の内面同士が密着する密着部を有する気体吸着デバイスと、芯材と、前記気体吸着デバイスと前記芯材とを覆うガスバリア性のラミネートフィルムからなり、前記気体吸着デバイスと前記芯材とを前記ラミネートフィルム内に減圧密封したものである。

これにより、真空断熱材の内部に備えられた気体吸着デバイスは気体吸着物質が収納容器内に減圧状態で収納されているため、収納容器によって気体吸着物質がある程度固化されている。これにより真空断熱材内で開封する際に気体吸着物質が飛散しにくくなるため、真空断熱材を解体する際に芯材と空気吸着デバイスを容易に分別することが可能となる。
さらに、収納容器のうち密着部を介して気体吸着物質の収納部と反対側に位置する封止部に亀裂を入れて空気吸着デバイスを開封すると、収納部よりも断面積の小さい密着部が気体吸着物質の飛散を抑えるため、真空断熱材を解体する際に芯材と気体吸着デバイスを容易に分別することが可能となる。

本発明の気体吸着デバイスは、熱伝導率が低くリサイクル性に富んだ真空断熱材を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態１における真空断熱材の概略構成を表す平面図 本発明の実施の形態１における気体吸着デバイスの概略構成を示す平面図 図１のＡ−Ａ線断面図 同実施の形態の気体吸着デバイスへ衝撃を加えたときに発生する音の特性を示す特性図 本発明の実施の形態２における真空断熱材の概略構成を表す平面図 本発明の実施の形態２における気体吸着デバイスの概略構成を示す平面図 図６のＢ−Ｂ線断面図 図６のＣ−Ｃ線断面図 同実施の形態の気体吸着デバイスへ衝撃を加えたときに発生する音の特性を示す特性図 特許文献１に開示された従来の気体吸着デバイスを長手方向から見た断面図

第１の発明は、少なくとも、窒素を吸着する気体吸着物質と、細長い扁平な筒状で前記気体吸着物質を減圧状態で収納する収納部の両側を封止した金属製の収納容器とを有し、前記収納容器の少なくともどちらか一方の封止部と前記収納部との間に、対向する前記収納容器の内面同士が密着する密着部を有する気体吸着デバイスと、芯材と、前記気体吸着デバイスと前記芯材とを覆うガスバリア性のラミネートフィルムからなり、前記気体吸着
デバイスと前記芯材とを前記ラミネートフィルム内に減圧密封した真空断熱材である。

これにより、真空断熱材の内部に備えられた気体吸着デバイスは気体吸着物質が収納容器内に減圧状態で収納されているため、収納容器によって気体吸着物質がある程度固化されている。これにより真空断熱材内で開封する際に気体吸着物質が飛散しにくくなるため、真空断熱材を解体する際に芯材と空気吸着デバイスを容易に分別することが可能となる。
さらに、収納容器のうち密着部を介して気体吸着物質の収納部と反対側に位置する封止部に亀裂を入れて空気吸着デバイスを開封すると、収納部よりも断面積の小さい密着部が気体吸着物質の飛散を抑えるため、真空断熱材を解体する際に芯材と気体吸着デバイスを容易に分別することが可能となる。

また、気体吸着物質は収納容器の内面に密着した状態で収納されることになり、気体吸着デバイスへ衝撃を加えると、気体吸着物質の振動が抑制されて、気体吸着物質が収納容器の内面に密着しない状態で収納される気体吸着デバイスに比べて固有振動数が変化し、固有振動数の変化に応じた音が発生するので、気体吸着デバイスへ衝撃を加えたときに発生する音で、減圧密封状態の確認が容易に行える。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記収納容器の対向する２つの扁平な面の少なくともどちらか一方が窪んでいることを特徴とするものである。

収納容器の対向する２つの扁平な面に窪みを設けることで、第１の発明の作用に加えて、音が響きやすくなるという作用を有する。

なお、収納容器の対向する２つの扁平な面に窪みは、気体吸着物質を窪んだ形状に成形し、収納容器を気体吸着物質の形状に沿うよう減圧密封する方法や、あらかじめ収納容器に窪みを設けても良いが、略均一な厚さを有する収納容器を用いて密着部を形成し、密着部を窪みとして利用する方法が簡便である。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記収納容器の長手方向に垂直な面で前記密着部を切断した切断面が窪んでいることを特徴とするものである。

密着部に窪みを設けることで、第１または第２の発明の作用に加えて、音が響きやすくなるという作用を有する。

第４の発明は、特に、第１から第３の発明において、前記収納容器の内部空間を前記収納容器の外部と連通させると前記密着部が膨らむことを特徴とするものである。

収納容器の内部空間を収納容器の外部と連通させると密着部が膨らむように気体吸着デバイスを構成することにより、封止材による封止が完全である場合と不完全である場合とで、気体吸着デバイスへ衝撃を加えときに発生する音の違いが、より明確になる。

第５の発明は、特に、少なくとも第１から第４の発明の気体吸着デバイスと、芯材と、前記気体吸着デバイスと前記芯材とを覆うガスバリア性のラミネートフィルムからなり、前記気体吸着デバイスと前記芯材とを前記ラミネートフィルム内に減圧密封した真空断熱材である。

気体吸着デバイスを真空断熱材へ適用することにより、真空断熱材の内部に微量に残った空気を除去することが可能となり、真空断熱材製作直後の熱伝導率を低く抑えられるという作用を有する。

本発明において、芯材とは真空断熱材の骨格となり真空空間を形成する役割を果たすものである。なお、芯材の種類に関して特に指定するものではないが、ガラス繊維やロックウール、アルミナ繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維やポリプロピレン繊維などの繊維体や、パーライトや乾式シリカなどの粉末体や、ポリウレタンやポリスチレンなどの発泡体など従来公知の材料が利用できる。

その中でも繊維自体の弾性が高く、また繊維自体の熱伝導率が低く、なおかつ工業的に安価なガラス繊維を用いることが望ましい。さらに、繊維の繊維径は小さいほど真空断熱材の熱伝導率が低下する傾向にあるため、より小さい繊維径の繊維を用いることが望ましいが、汎用的でないため繊維のコストアップが予想される。したがって、真空断熱材用の繊維として一般的に使用されている比較的安価な平均繊維径が３μｍ〜６μｍ程度の集合体からなるグラスウールやガラス繊維を抄造したガラスペーパーがより望ましい。

また、本発明において、また、ラミネートフィルムとは、真空断熱材の真空度を維持する役割を果たすものであり、最内層の熱溶着フィルムと、中間層としてのガスバリアフィルムとして金属箔や金属原子を蒸着した樹脂フィルムと、最外層として表面保護フィルムを、それぞれラミネートしたものである。

なお、熱溶着フィルムとしては特に指定するものではないが、低密度ポリエチレンフィルム、直鎖低密度ポリエチレンフィルム、高密度ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム等の熱可塑性樹脂、或いはそれらの混合体が使用できる。

また、ガスバリアフィルムとしては、アルミニウム箔や銅箔などの金属箔や、ポリエチレンテレフタレートフィルムやエチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムやポリビニルアルコールフィルムなどの基材へアルミニウムや銅等の金属や金属酸化物を蒸着したフィルム等が使用できる。

また、表面保護フィルムとしては、ナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム等従来公知の材料が使用できる。

また、真空断熱材の製造方法に関しては特に指定するものではないが、一枚のラミネートフィルムを折り返し、対向するラミネートフィルムの端部に位置する熱溶着フィルム同士を熱溶着することで得た袋状のラミネートフィルム内へ芯材を挿入し、減圧下にて袋状ラミネートフィルムの開口部に位置する熱溶着フィルム同士を熱溶着する方法や、熱溶着フィルム同士が対向するよう二枚のラミネートフィルムを配置し、各ラミネートフィルムの端部に位置する熱溶着フィルム同士を熱溶着することで得た袋状のラミネートフィルム内に芯材を挿入し、減圧下にて袋状ラミネートフィルムの開口部付近に位置する熱溶着フィルム同士を熱溶着する方法が利用できる。

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が、先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの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３における真空断熱材の概略構成を示す平面図であり、図２は本発明の実施の形態１における気体吸着デバイスの概略構成を示す平面図である。図３は図１のＡ−Ａ線断面図である。

図１に示すように、本実施の形態の真空断熱材１５は、本発明の実施の形態１に示す気体吸着デバイス５と、ガラス繊維で構成される芯材１６とをラミネートフィルム１７で覆い、気体吸着デバイス５と芯材１６とをラミネートフィルム１７で減圧密封したものである。

また、気体吸着デバイス５は、銅イオン交換されたＺＳＭ−５型ゼオライトからなり窒素を吸着する気体吸着物質９と、細長い扁平な筒状で気体吸着物質９を減圧状態で収納する収納部１０の両側を封止したアルミニウム製の収納容器１１とを有する。

なお、収納部１０の両端に位置する封止部１２の一方は、収納容器１１を深絞り成形して有底筒状とすることで得られた底であり、他方の封止部１２は、対向する収納容器１１の内面を接近させた狭窄部１４を封止用ガラスにて封止したものである。

また、狭窄部１４を封止用ガラスにて封止した封止部１２と収納部１０との間に、対向する収納容器１１の内面同士が密着する密着部１３を有している。

また、本実施の形態の気体吸着デバイス５は、収納容器１１の対向する二つの扁平な面の両方が窪んでいる。

また、本実施の形態の気体吸着デバイス５は、収納容器１１の内部空間を収納容器１１の外部と連通させる（気体吸着デバイス５を開封する）と、密着部１３が膨らむように構成されている。

また、この気体吸着デバイス５は、収納容器１１内に気体吸着物質９を収納した後に他方の封止部１２を形成するための狭窄部１４を設け、封止部１２となる収納容器１１の内面に封止用ガラスを配置したものを真空加熱炉に入れ熱処理を行うことで得られる。具体的には、気体吸着物質９を活性化する工程と、減圧下で封止用ガラスを溶融させる工程と、加熱炉を徐冷しながら封止用ガラスを固化させる工程と、収納容器を焼きなます工程を経て気体吸着デバイスを得た。

本実施の形態では、収納容器１１内外の気圧差により、収納部１０と狭窄部１４側の封止部１２との間に密着部１３ができるように、深絞り成形時の収納容器１１の扁平度合いと収納容器１１の厚みを調整すると共に、収納容器１１内に入れる気体吸着物質９の分量（体積）に対して、狭窄部１４封止前における深絞り成形によって形成された側の封止部１２と狭窄部１４との間の収納容器１１の容積を十分大きくし、さらに、真空加熱炉に入れてから、封止用ガラスを固化させ収納容器１１の外圧を大気圧に戻して気体吸着デバイス５が完成するまで、収納容器１１の長手方向が鉛直方向で狭窄部１４側の封止部１２が深絞り成形によって形成された側の封止部１２より上になるように収納容器１１を縦置きして気体吸着デバイス５を製作した。

この気体吸着デバイス５に衝撃を加えたところ、約４８０Ｈｚの固有振動数を得た。一方、封止用ガラスの封止部１２に小さな孔を開けて製作した気体吸着デバイス５の固有振動数を測定したところ、約１３００Ｈｚとなった。

収納容器１１や封止用ガラスを充填する部分の気密性の確保が困難な状態で気体吸着デバイス５を製作すると、収納容器１１内には振動の媒体となる空気が流入し、また収納部１０では気体吸着物質９が振動しやすくなるため、気体吸着デバイス５の固有振動数が変化したと考える。

一方で、気体吸着デバイス５に衝撃を加えたときの音を解析した１／３オクターブバン
ド分析の結果を図４に示す。図４から、気密性が確保された気体吸着デバイス５では６０００Ｈｚ付近でピークを確認できたが、気密性が確保されていない気体吸着デバイス５では６０００Ｈｚ付近で明確なピークが存在しないことがわかる。

以上のように本実施の形態の気体吸着デバイス５は、少なくとも、銅イオン交換されたＺＳＭ−５型ゼオライトからなり窒素を吸着する気体吸着物質９と、細長い扁平な筒状で気体吸着物質９を減圧状態で収納する収納部１０の両側を封止した金属（アルミニウム）製の収納容器１１とを有し、収納容器１１の狭窄部１４を封止用ガラスで封止した側の封止部１２と収納部１０との間に、対向する収納容器１１の内面同士が密着する密着部１３を有するものである。

上記構成により、気体吸着物質９は収納容器１１の内面に密着した状態で収納されることになり、気体吸着デバイス５へ衝撃を加えると、気体吸着物質９の振動が抑制されて、気体吸着物質９が収納容器１１の内面に密着しない状態で収納される気体吸着デバイス５に比べて固有振動数が変化し、固有振動数の変化に応じた音が発生する。また、密着部１３が気体吸着デバイス５の窪みとなり、窪みで音が増幅される。

また、封止用ガラスの封止材による封止が不完全である場合は、収納容器１１の内外の気圧差がほとんどないため、収納容器１１の内外の気圧差による気体吸着物質９と収納容器１１との密着力と収納容器１１の内外の気圧差による密着部１３の収納容器１１の内面同士の密着力がなくなるため、気体吸着デバイス５へ衝撃を加えときに発生する音が、封止用ガラスの封止材による封止が完全である場合の音と、明確に異なる。

したがって、本実施の形態の気体吸着デバイス５は、気体吸着デバイス５へ衝撃を加えたときに発生する音で、減圧密封状態の確認が容易に行える。

また、本実施の形態の気体吸着デバイス５は、収納容器１１の対向する２つの扁平な面に窪みを設けることで、音が響きやすくなっている。

また、収納容器１１の内部空間を収納容器１１の外部と連通させると密着部１３が膨らむように気体吸着デバイス５を構成することにより、封止材による封止が完全である場合と不完全である場合とで、気体吸着デバイス５へ衝撃を加えときに発生する音の違いが、より明確になる。

このように、密着部１３を備えることで、封止材による封止を破壊した場合において、気体吸着物質９が収納容器１１の外部へ放出することを抑えることに加え、封止材による封止が完全であるか否かを容易に判断することができ、確実に封止された気体吸着デバイス５を搭載した高性能で、リサイクル性の高い真空断熱材を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態における実施例を実施例１から実施例４に示す。

（実施例１）
本実施の形態において、厚さ５０μｍの高密度ポリエチレンフィルムからなる熱溶着層と、厚さ１２μｍの二軸延伸エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムにアルミニウム原子を堆積させた蒸着フィルムと厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにアルミニウム原子を堆積させた蒸着フィルムとからなるガスバリア層と、厚さ１５μｍのナイロンフィルムからなる保護層をドライラミネート接着剤で複層しラミネートフィルムを手に入れた。次に、このラミネートフィルムを幅３５０ｍｍ長さ３８０ｍｍの寸法に２枚切り出し、熱溶着層同士が対向するようラミネートフィルムを重ねて熱溶着を施して三方袋を製作した。この袋を高湿環境に放置させた後、袋内に幅３００ｍｍ長さ３００ｍ
ｍ厚さ１０ｍｍのガラス繊維からなる芯材と、実施の形態１に示す気体吸着デバイスと、酸化カルシウムからなる水分吸着剤を挿入し、袋内を減圧密封することで真空断熱材を手に入れた。次に、この真空断熱材を雰囲気温度８０℃の炉内で３時間エージングを施し、真空断熱材内部に残留した水分を水分吸着剤で吸着させた。その後、英弘精機株式会社製の熱伝導率計（ＨＣ−０７４）で真空断熱材の熱伝導率を計測したところ、０．００３５Ｗ／ｍＫであった。これはガスバリア層として用いたエチレン−ビニルアルコール樹脂が吸湿していた水分が、真空断熱材の真空包装において放出されたために空気の排気効率が低下したために真空断熱材の気体熱伝導成分が増加した結果と考える。

次に、真空断熱材に外力を加えることで、真空断熱材内に設置した空気吸着デバイスの封止部に亀裂を入れて真空断熱材内の空気を吸着させた。その後、真空断熱材の熱伝導率を計測したところ、０．００２４Ｗ／ｍＫであった。これは、真空断熱材内に残留した空気が気体吸着デバイスによって吸着されたことで、気体熱伝導成分が減少した結果であると考える。

（実施例２）
本実施の形態において、厚さ３０μｍのポリアクリロニトリルフィルムからなる熱溶着層と、厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにアルミニウム原子を堆積させた蒸着フィルムからなるガスバリア層２枚と、厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる保護層をドライラミネート接着剤で複層しラミネートフィルムを手に入れた。次に、このラミネートフィルムを幅３５０ｍｍ長さ３８０ｍｍの寸法に２枚切り出し、熱溶着層同士が対向するようラミネートフィルムを重ねて熱溶着を施して三方袋を製作した。この袋を高湿環境に放置させた後、袋内に幅３００ｍｍ長さ３００ｍｍ厚さ１０ｍｍのガラス繊維からなる芯材と、実施の形態１に示す気体吸着デバイスと、酸化カルシウムからなる水分吸着剤を挿入し、袋内を減圧密封することで真空断熱材を手に入れた。次に、この真空断熱材を雰囲気温度８０℃の炉内で３時間エージングを施し、真空断熱材内部に残留した水分を水分吸着剤で吸着させた。その後、英弘精機株式会社製の熱伝導率計（ＨＣ−０７４）で真空断熱材の熱伝導率を計測したところ、０．００４０Ｗ／ｍＫであった。これは熱溶着層として用いたポリアクリロニトリル樹脂が吸湿していた水分が、真空断熱材の真空包装において放出されたために空気の排気効率が低下したために真空断熱材の気体熱伝導成分が増加した結果と考える。

次に、真空断熱材に外力を加えることで、真空断熱材内に設置した空気吸着デバイスの封止部に亀裂を入れて真空断熱材内の空気を吸着させた。その後、真空断熱材の熱伝導率を計測したところ、０．００２５Ｗ／ｍＫであった。これは、真空断熱材内に残留した空気が気体吸着デバイスによって吸着されたことで、気体熱伝導成分が減少した結果であると考える。

（実施例３）
本実施の形態において、厚さ２５μｍのエチレンビニルアルコール共重合体フィルムからなる熱溶着層と、厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにアルミニウム原子を堆積させた蒸着フィルムからなるガスバリア層２枚と、厚さ１５μｍのナイロンフィルムからなる保護層をドライラミネート接着剤で複層しラミネートフィルムを手に入れた。次に、このラミネートフィルムを幅３５０ｍｍ長さ３８０ｍｍの寸法に２枚切り出し、熱溶着層同士が対向するようラミネートフィルムを重ねて熱溶着を施して三方袋を製作した。この袋を高湿環境に放置させた後、袋内に幅３００ｍｍ長さ３００ｍｍ厚さ１０ｍｍのガラス繊維からなる芯材と、実施の形態１に示す気体吸着デバイスと、酸化カルシウムからなる水分吸着剤を挿入し、袋内を減圧密封することで真空断熱材を手に入れた。次に、この真空断熱材を雰囲気温度８０℃の炉内で３時間エージングを施し、真空断熱材内部に残留した水分を水分吸着剤で吸着させた。その後、英弘精機株式会社製の熱伝導率計
（ＨＣ−０７４）で真空断熱材の熱伝導率を計測したところ、０．００３８Ｗ／ｍＫであった。これは熱溶着層として用いたエチレン−ビニルアルコール樹脂が吸湿していた水分が、真空断熱材の真空包装において放出されたために空気の排気効率が低下したために真空断熱材の気体熱伝導成分が増加した結果と考える。

次に、真空断熱材に外力を加えることで、真空断熱材内に設置した空気吸着デバイスの封止部に亀裂を入れて真空断熱材内の空気を吸着させた。その後、真空断熱材の熱伝導率を計測したところ、０．００２３Ｗ／ｍＫであった。これは、真空断熱材内に残留した空気が気体吸着デバイスによって吸着されたことで、気体熱伝導成分が減少した結果であると考える。

（実施例４）
本実施の形態において、ポリプロピレン樹脂とエチレンビニルアルコール共重合体樹脂を共押し出しフィルムからなる厚さ５０μｍの熱溶着層と、厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムにアルミニウム原子を堆積させた蒸着フィルムからなるガスバリア層２枚と、厚さ１５μｍのナイロンフィルムからなる保護層をドライラミネート接着剤で複層しラミネートフィルムを手に入れた。次に、このラミネートフィルムを幅３５０ｍｍ長さ３８０ｍｍの寸法に２枚切り出し、熱溶着層同士が対向するようラミネートフィルムを重ねて熱溶着を施して三方袋を製作した。この袋を高湿環境に放置させた後、袋内に幅３００ｍｍ長さ３００ｍｍ厚さ１０ｍｍのガラス繊維からなる芯材と、実施の形態１に示す気体吸着デバイスと、酸化カルシウムからなる水分吸着剤を挿入し、袋内を減圧密封することで真空断熱材を手に入れた。次に、この真空断熱材を雰囲気温度８０℃の炉内で３時間エージングを施し、真空断熱材内部に残留した水分を水分吸着剤で吸着させた。その後、英弘精機株式会社製の熱伝導率計（ＨＣ−０７４）で真空断熱材の熱伝導率を計測したところ、０．００３５Ｗ／ｍＫであった。これは熱溶着層として用いたエチレン−ビニルアルコール樹脂が吸湿していた水分が、真空断熱材の真空包装において放出されたために空気の排気効率が低下したために真空断熱材の気体熱伝導成分が増加した結果と考える。

次に、真空断熱材に外力を加えることで、真空断熱材内に設置した空気吸着デバイスの封止部に亀裂を入れて真空断熱材内の空気を吸着させた。その後、真空断熱材の熱伝導率を計測したところ、０．００１８Ｗ／ｍＫであった。これは、真空断熱材内に残留した空気が気体吸着デバイスによって吸着されたことで、気体熱伝導成分が減少した結果であると考える。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における真空断熱材の概略構成を表す平面図であり、図６は本発明の実施の形態２における気体吸着デバイスの概略構成を示す平面図であり、図７は図６のＢ−Ｂ線断面図である。図８は図６のＣ−Ｃ線断面図である。

図５に示すように、本実施の形態の真空断熱材１５は、本発明の実施の形態に示す気体吸着デバイス５と、ガラス繊維で構成される芯材１６とをラミネートフィルム１７で覆い、気体吸着デバイス５と芯材１６とをラミネートフィルム１７で減圧密封したものである。

図６から図８に示すように、本実施の形態の気体吸着デバイス５は、銅イオン交換されたＺＳＭ−５型ゼオライトからなり窒素を吸着する気体吸着物質９と、細長い扁平な筒状で気体吸着物質９を減圧状態で収納する収納部１０の両側を封止したアルミニウム製の収納容器１１とを有する。

なお、収納部１０の両端に位置する封止部１２の一方は、対向する収納容器１１の内面を接近させて超音波溶接することで封止したものあり、他方の封止部１２は、実施の形態１と同様に、対向する収納容器１１の内面を接近させた狭窄部１４を封止用ガラスにて封止したものである。

また、両方の封止部１２と収納部１０との間に、それぞれ対向する収納容器１１の内面同士が密着する密着部１３を有している。

言い換えると、気体吸着物質９の両側に密着部１３を介して封止部１２が備えられている。

また、本実施の形態の気体吸着デバイス５は、収納容器１１の対向する二つの扁平な面の両方が窪んでいる。また、収納容器１１の長手方向に垂直な面で密着部１３を切断した切断面が窪んでいる。

また、本実施の形態の気体吸着デバイス５は、収納容器１１の内部空間を収納容器１１の外部と連通させる（気体吸着デバイス５を開封する）と、密着部１３が膨らむように構成されている。

また、この気体吸着デバイス５は、一端を超音波溶接で封止した収納容器１１内に気体吸着物質９を収納した後に他方の封止部１２を形成するための狭窄部１４を設け、封止部１２となる収納容器１１の内面に封止用ガラスを配置したものを真空加熱炉に入れ熱処理を行うことで得られる。また、この気体吸着デバイス５の熱処理は、実施の形態１と同様の工程で行った。

本実施の形態では、超音波溶接で封止した封止部１２と収納部１０との間に密着部１３ができるように、超音波溶接で封止した封止部１２と収納部１０との間の密着部１３にする部分を、狭窄部１４の封止用ガラスを固化させ収納容器１１の外圧を大気圧に戻すまで外力で密着させる。

また、収納容器１１内外の気圧差により、収納部１０と狭窄部１４の封止部１２との間に密着部１３ができるように、収納容器１１の扁平度合いと収納容器１１の厚みを調整すると共に、収納容器１１内に入れる気体吸着物質９の分量（体積）に対して、超音波溶接で封止した封止部１２側の密着部１３と狭窄部１４との間の収納容器１１の容積を十分大きくし、さらに、真空加熱炉に入れてから、封止用ガラスを固化させ収納容器１１の外圧を大気圧に戻して気体吸着デバイス５が完成するまで、収納容器１１の長手方向が鉛直方向で狭窄部１４側の封止部１２が超音波溶接で封止した封止部１２より上になるように収納容器１１を縦置きして気体吸着デバイス５を製作した。

この気体吸着デバイス５に衝撃を加えて固有振動数を確認したところ、約５００Ｈｚと約１７００Ｈｚであった。

一方で、気体吸着デバイス５に衝撃を加えたときの音を解析し、実施の形態１と比較した１／３オクターブバンド分析の結果を図７に示す。図７から、密着部１３を収納容器１１の長手方向に垂直な面で切断した切断面を窪ませた気体吸着デバイス５は、６０００Ｈｚ付近でさらに明確なピークを確認することができた。

このように、密着部１３を気体吸着物質の両側に備えることで、封止材による封止を破壊した場合において、気体吸着物質９が収納容器１１の外部へ放出することを抑えることに加え、封止材による封止が完全であるか否かを容易に判断することができ、確実に封止
された気体吸着デバイス５を搭載した高性能で、リサイクル性の高い真空断熱材を提供することが可能となる。

本発明の真空断熱材は、冷蔵庫等の断熱箱体をはじめ、真空断熱容器、車、住宅など高度の断熱性の維持が必要な機器にて利用可能である。

５ 気体吸着デバイス
９ 気体吸着物質
１０ 収納部
１１ 収納容器
１２ 封止部
１３ 密着部
１５ 真空断熱材
１６ 芯材
１７ ラミネートフィルム

Claims (4)

1. 少なくとも、窒素を吸着する気体吸着物質と、細長い扁平な筒状で前記気体吸着物質を減圧状態で収納する収納部の両側を封止した金属製の収納容器とを有し、前記収納容器の少なくともどちらか一方の封止部と前記収納部との間に、対向する前記収納容器の内面同士が密着する密着部を有する気体吸着デバイスと、芯材と、前記気体吸着デバイスと前記芯材とを覆うガスバリア性のラミネートフィルムからなり、前記気体吸着デバイスと前記芯材とを前記ラミネートフィルム内に減圧密封した真空断熱材。
2. 前記収納容器の対向する二つの扁平な面の少なくともどちらか一方が窪んでいることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材。
3. 前記収納容器の長手方向に垂直な面で前記密着部を切断した切断面が窪んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の真空断熱材。
4. 前記収納容器の内部空間を前記収納容器の外部と連通させると前記密着部が膨らむ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真空断熱材。