JP4962399B2 - 気体吸着デバイス - Google Patents

Description

本発明は、使用時まで気体吸着材の吸着性能を維持可能な気体吸着デバイスに関するものである。

近年、高真空を必要とする工業技術への期待が高まりつつある。例えば、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、真空断熱材が提案されている。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して封止した断熱体である。

真空断熱材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、真空断熱材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、真空断熱材作製時、排気できずに残存する気体であり、もう一つは、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）であり、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、吸着材を真空断熱材に充填する方法が考案されている。

例えば、真空断熱材内の気体を、Ｂａ−Ｌｉ合金を用いて吸着するものがある（例えば、特許文献１参照）。真空断熱材内の吸着材が吸着すべき気体のうち、吸着困難な気体のひとつが窒素である。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、真空断熱材内部の真空度を維持するのである。

真空断熱材の性能の更なる向上を目的として、真空断熱材内部の真空度をさらに低下させることや、プラズマディスプレーパネル等の様に、高真空を必要とする機器のためＢａ−Ｌｉより高活性な気体吸着材の実用化が望まれている。
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、活性化のための熱処理を必要とせず、常温下でも窒素吸着可能であり、数分間は空気雰囲気で取扱い可能と記載されているが、気体吸着材を用いる機器を工業的に製造する条件では、取扱い上、より長い許容時間が望ましい。

これは、気体吸着能力の多くが空気と接触する製造プロセスで消耗することによって、気体吸着材を用いる機器の経時的な性能維持のための吸着能力が乏しくなり、性能劣化や性能ばらつきが大きくなることを防止するためである。真空断熱材等のさらなる高性能化が望まれている中で、機器内部の真空度維持を図るために、吸着材をより安定的に高効率に使いこなすことが大きな課題であった。

気体吸着材の活性の高さ、つまり、大気中に放置された場合に吸着が飽和するまでの時間は、その形態と材料仕様ごとに異なる。例えば、気体吸着材がペレット状であれば、比較的長い時間大気中に放置しても飽和しない。一方、気体吸着材が粉末状であれば、比表面積が大きくなるため、短時間大気中に放置しただけであっても飽和してしまう。

従って、上記の構造ではＢａ−Ｌｉより高活性で、粉末状の気体吸着材を用いた場合は、大気に接触可能な時間が非常に短くなる可能性がある。

また、上記従来の構成では、気体吸着材の水分による劣化を抑制するため、気体吸着材を乾燥材（水分吸着材）で被う構成となっている。この結果、気体吸着材および気体吸着材の機能保持及び発現を補助する機器（気体吸着デバイス）の厚さは、気体吸着材と水分吸着材の厚さの和より大きくなってしまう。

一方、真空断熱材の特徴の一つは他の断熱材に比較してより薄い厚さで断熱性能を得ることができるということである。真空断熱材に上記従来の構成の気体吸着材を適用すると、真空断熱材の厚さの低限は気体吸着デバイスの厚さとなるため、真空断熱材の薄型化が困難になる。

また、粉末状のゲッター材を圧縮成形したペレットを粉末状の乾燥材で被い真空維持デバイスを作製することが記述されている。真空維持デバイスを使用するまでは、真空あるいは不活性ガスで満たされたパッケージ内に保存して真空維持デバイスが吸着しうるガスとの接触を防ぐ必要がある。

ゲッター材は粉末状のものを圧縮成形したものであるため、粉末粒子間に空隙が存在し、パッケージ内が不活性ガスで占められている場合、この空隙内は不活性ガスにより占められている。ゲッター材は微細な空隙に不活性ガスを抱えているため、真空維持デバイスをパッケージから取り出して、断熱ジャケット内に導入して排気する際、不活性ガスの除去に長時間の排気時間を要する。これは、ゲッター材の空隙内はガスの流れが遅いため、断熱ジャケットの外に排出されるのに長い時間を要するためである。従って、断熱ジャケットの排気時間を短くすると、断熱ジャケットを封止後に、ゲッター材の空隙からジャケット内部に不活性ガスが放出され、圧力が上昇することにより、断熱性能が低減するためである。

ゲックー材を真空ジャケット内に導入した後の真空引き時間を短くする方法として、真空維持デバイスを予め真空のパッケージ内に保存し、真空チャンバー内でパッケージを開封するという方法かある。しかし、この方法では、真空維持デバイスをパッケージに封入する際の真空引き時間が長くなる。

このように、粉末状のゲッター材を圧縮して作製した真空維持デバイスを真空機器に用いた場合、いずれかの工程で長時間真空引きを行う必要があり、コストが高くなるという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、高活性な気体吸着材が粉末状であっても、使用時まで気体吸着材の吸着性能を維持可能な気体吸着デバイスを提供することを目的とする。

さらに、薄型の機器に適用した場合に、その薄型化を容易にすることが可能な気体吸着デバイスを提供することを目的とする。

また、気体吸着材を用いて作製し、真空断熱材などの機器に搭載する場合に、短時間の真空引きで性能を得ることができる気体吸着デバイス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、本発明の気体吸着デバイスは、気体吸着材と、水分吸着材と、気体難透過性素材からなる容器とからなり、前記容器は内部が通気性を調節可能な仕切りにより少なくとも２つ以上の空間に仕切られており、前記気体吸着材と前記水分吸着材はそれぞれ前記容器の異なる空間に収容されているのである。

これにより、気体吸着材と水分吸着材は気体難透過性素材からなる容器内に収容されているため、容器内と容器の外の大気とを遮断でき、高活性であっても長時間保存することが可能となる。

また、仕切りにより仕切られた少なくとも２つ以上の空間が、気体吸着材または水分吸着材を収容する空間の厚み方向に対して略垂直な方向に並ぶようにすれば、気体吸着デバイスの厚さは、気体吸着材を収容する空間または水分吸着材を収容する空間のどちらか厚い方の厚みにほぼ等しくなるため、気体吸着デバイスの薄型化を容易に実現できる。

さらに、前記容器の空間どうしが、圧力が加わることにより気体透過部の面積が減少する仕切りにより仕切られているのである。

圧力が加わっていない状態では、気体透過部の面積が大きいため十分な通気性を有する。従って、気体吸着デバイスを減圧するため、真空チャンバー内に設置され、真空チャンバーと気体吸着デバイス内が一方の空間でのみつながっている場合であっても、真空チャンバーとつながっていない空間内の気体は、仕切りを通ることにより、気体吸着デバイス外へ放出される。

従って、短時間内部の気体を低減可能な気体吸着デバイスを得ることが可能となる。

気体吸着材は水分に対しても高活性であるため、気体を吸着する際、水分を吸着することにより失活してしまうが、水分吸着材を併用することにより、気体吸着材周囲の気体に含まれる水分を低減できる。これにより、水分による失活が低減し、気体吸着材が有する特性を十分に発揮することが可能になる。

また、気体吸着材と水分吸着材を独立した空間に収容するため、仕切りにより仕切られた少なくとも２つ以上の空間が、気体吸着材または水分吸着材を収容する空間の厚み方向に対して略垂直な方向に並ぶようにすれば、気体吸着デバイスの厚さは、気体吸着材を収容する空間または水分吸着材を収容する空間のどちらか厚い方の厚みにほぼ等しくなる。従って、空間に収容する気体吸着材と水分吸着材を薄くすることにより、薄型化された気体吸着デバイスを得ることができる。真空断熱材などの寸法、とりわけ厚さは気体吸着デバイスの厚さに依存する。したがって、真空断熱材の優位性である薄型化に貢献することができる。また、気体吸着材の活性に応じて、仕切りの通気性を調節することにより種々の活性を有する気体吸着材を使用することが可能である。

さらに、圧力が加わっていないときは大きな通気性を有することにより、内部の気体を容易に低減可能であり、圧力が加わることにより気体透過部の面積が減少することにより、気体の透過性が低減し、その結果、気体吸着材に到達する水分を低減することができる。真空断熱材等、内部に圧力が加わる場合は、自動的に仕切りの通気性が適正化される。

本構成により、高活性な気体吸着材を大気中で長時間保存可能であり、圧力未付加時には、仕切りの通気性が大きいため短時間で不活性ガスが排気され、大気圧付加時には圧縮されて仕切りの通気性が小さくなることにより、気体吸着材が水分から保護されると同時に薄型化され、真空機器の薄型化に寄与可能な気体吸着デバイスを得ることができる。

請求項１に記載の気体吸着デバイスの発明は、気体吸着材と、水分吸着材と、気体難透過性素材からなる容器とからなり、前記容器は内部が通気性を調節可能な仕切りにより少なくとも２つ以上の空間に仕切られており、前記気体吸着材と前記水分吸着材はそれぞれ前記容器の異なる空間に収容されているものである。

一般に、気体吸着材は非常に水分を吸着し易い性質を有している。このため、気体吸着デバイスの周辺の気体が水分を含む場合は、水分を吸着することにより、気体の吸着容量が低減してしまう。

気体吸着デバイス周辺の気体が水分を含む場合であっても、気体吸着デバイスに収容する気体吸着材を増量することにより、必要な空気吸着量を得ることは可能である。しかし、一般に、気体吸着材は水分吸着材に比較して高価である。従って、水分吸着材で吸着が可能な水分を気体吸着材で吸着することは、コストの観点から得策ではない。

このような理由から、水分を水分吸着材で吸着し、気体を気体吸着材で吸着させることで気体吸着デバイスのコストを低減することが可能である。また、気体吸着材は水分吸着材に比較して水分を吸着する速度が大きい。従って、これらの吸着材を、水分を含む気体中に混在させると気体吸着材が大量に水分を吸着し、気体吸着材による水分の吸着を抑えるという目的は達成されない。

この目的を達成するため、吸着材を収容する容器と、容器内の吸着材の配置を適正化する。このため、気体吸着材と水分吸着材をそれぞれ独立した空間に収容する。また、独立した空間同士は適切な通気性を確保する。

さらに、気体吸着デバイス外の気体を吸着する際、気体は水分吸着材を収容した空間を通り、含まれる水分は吸着され、気体吸着材を収容した空間には水分が少ない気体となって到達するようにする。

この際、空間同士の通気性が大きすぎる場合は、水分吸着材が水分を吸着しきれず、水分を多く含む気体が気体吸着材に到達する。一方、空間同士の通気性が小さすぎる場合は、気体吸着材に気体が到達せず、気体吸着材の吸着性能が発現できない。従って、空間同士の通気性を調節することにより、上記の目的が達成される。

気体吸着デバイスの薄型化のためには、気体吸着材と水分吸着材を並列的に収容することが効果的である。気体吸着材と水分吸着材はそれぞれ独立した空間に収容され、仕切りにより仕切られた少なくとも２つ以上の空間が、気体吸着材または水分吸着材を収容する空間の厚み方向に対して略垂直な方向に並ぶようにすれば、気体吸着デバイスの厚さは、気体吸着材を収容する空間または水分吸着材を収容する空間のどちらか厚い方の厚みにほぼ等しくなる。

従って、空間に収容する気体吸着材と水分吸着材（または、気体吸着材または水分吸着材を収容する空間）の最大厚さを調節することにより、気体吸着デバイスの厚さを調節することができる。薄型化された気体吸着デバイスを適用することにより、真空断熱材等の真空機器を薄型化することが可能である。

ところで、気体吸着材が高活性であるほど、また、比表面積が大きくなるほど取り扱いの条件が厳しくなる。つまり、気体吸着材の活性を維持するために、空気に接触可能な時間が短くなり、また、接触可能な圧力も小さくなる。

従って、このような気体吸着材は、保存時に加えて、真空機器に設置する際の劣化も問題となる。従って、真空機器に気体吸着材を設置する際は、吸着すべき気体が存在する空間、つまり真空機器内部の圧力が、可能な限り低い状態となってから連通させる必要がある。

真空機器の一例として、真空断熱材に気体吸着材を適用する際は、気体難透過性の外被材中に芯材と気体吸着材を挿入したものをチャンバーに設置後、チャンバーを減圧し、外被材内部を減圧後、外被材の開口部を封止する。

この際、チャンバー内の減圧は真空ポンプにて行われる。常圧領域、つまり真空封止前ではポンプ、吸着材いずれによっても減圧することが可能である。一方、低圧領域、つまり真空封止後の外被材内部には、真空ポンプで減圧しきれなかった気体、真空封止後に外被材を通して侵入する気体、芯材から発生する気体が存在し、これらは気体吸着材のみで吸着が可能である。従って、真空封止後の外被材内部において気体吸着材の能力を十分に発揮するためには、真空封止後に外部に連通することが必要である。

これらの要求は、気体吸着材は、真空機器に設置するまで気体への接触を抑制する必要があり、気体難透過性素材からなる容器に収容することで達成される。

さらに、真空機器を封止後に連通を行うため、気体吸着デバイスに、気体吸着材で吸着困難な気体が存在すると、真空封止後の真空機器内に残ってしまう。従って、気体吸着デバイス内部は予め真空にしておく必要があり、その圧力は１００Ｐａ以下が望ましい。

ここで、容器とは、例えば、球殻のように空間を内外に分断するものである。
気体難透過性素材とは、ガス透過度が１０⁴［ｃｍ³／ｍ²・ｄａｙ・ａｔｍ］以下の素材であり、より望ましくは１０³［ｃｍ³／ｍ²・ｄａｙ・ａｔｍ］以下となるものである。

また、水分吸着材とは、気体中に含まれる水分を吸着できるものであり、活性炭、シリカゲル、酸化カルシウム等がある。

気体吸着材とは、気体中に含まれる非凝縮性気体を吸着できるものであり、アルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物や、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物等が利用でき、特に、酸化リチウム、水酸化リチウム、酸化バリウム、水酸化バリウム等がある。

本願発明における仕切りとは、空間と空間の間の通気性を調節するものであり、管状の部材、連続気泡の多孔体等が使用できる。

また、真空機器とは、真空断熱材などのように、内部を減圧することでその機能を発現するものである。

連通とは、気体吸着デバイスの容器に貫通孔が生じることにより、容器内部の空間と、容器外部の空間に気体の通過が可能になることである。

また、請求項２に記載の気体吸着デバイスの発明は、請求項１に記載の発明における仕切りに、連続多孔体を用いたものである。

請求項１に記載の発明の構成において、気体吸着材を収容する空間と水分吸着材を収容する空間との仕切りの通気性が大き過ぎる場合は、水分吸着材が水分を吸着しきれず、気体吸着材に水分が到達し、水分吸着材が劣化してしまう。一方、気体吸着材を収容する空間と水分吸着材を収容する空間との仕切りの通気性が小さ過ぎる場合は、気体吸着材に気体が到達せず、気体吸着材の吸着特性を発揮することが困難になる。

仕切り通気性は、気体透過度、断面積、長さに依存する。真空断熱材など、軟包材で覆われた真空機器に気体吸着デバイスを用いた場合、大気圧が気体吸着デバイスに加わる。気体吸着デバイスの容器が軟包材の場合、空間をつなぐ仕切りに大気圧が加わり、空間の断面積が減少し、気体の透過性が小さくなる。従って、大気圧に抗して空間の断面積を維持するためのスペーサーが必要となる。

そこで、請求項２に記載の発明では、仕切りとして連続多孔体を用いることにより、バルク部はスペーサーとして、空隙部は気体が通過する仕切りとして作用するため、これらの条件を満足することができる。

連続多孔体として用いる部材は、大気圧に抗して空隙の体積を維持でき、空隙が連通しているものであれば、セラミックスのように、無機物からなる粒子の集合体であってもよく、連通ウレタンフォームのように有機物であってもよいが、ガス発生の少ないものがより望ましい。

ここで、軟包材とは、外力により容易に変形し、収容されている部材の形状に追従するものであり、プラスチックラミネートフィルム等がこれに相当する。気体透過度とは、単位断面積、単位長さあたりの通気性である。

また、請求項３に記載の気体吸着デバイスの発明は、請求項２に記載の発明における連続多孔に、不織布を用いたものである。

気体吸着デバイスを真空断熱材などの軟包材で被われた真空機器に適用する際、気体吸着デバイスには大気圧が加わり、空間をつなぐ仕切りの空隙を狭める力が加わる。不織布は典型的な連続多孔体であり、優れた通気性を有している。また、適切な素材、製法を選択することにより圧力が加わった際の圧縮率を調節することができる。従って、大気圧下でも気体吸着デバイスの空間をつなぐ仕切りの空隙を適切に保持することができる。

ここで、不織布とは、繊維状構造物で、機械的結合方法、化学的結合方法、またはそれらを組み合わせて、繊維間を結合したり、または絡合させることにより成型されたものである。

不織布の材料となる繊維は、特に指定するものではなく、コットン、レーヨン、ガラス繊維、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、ビニロン、炭素繊維等を用いることができる。また、繊維の形態も短繊維または長繊維のいずれかに限定するものではなく、いずれの繊維も用いることが可能である。製法も特に指定するものではなく、水流結合法、サーマルボンド、スパンボンド、ニードルパンチ、湿式法、ケミカルボンド、ステッチボンドなどいずれの方法も用いることができる。

また、真空機器に用いるためよりガス発生が少ないものが望ましい。不織布はその製法中に、布のように織るプロセスを経ないことから安価に得ることが可能であり、これを用いることにより、気体吸着デバイスを安価に得ることができる。さらに、不織布は折り曲げる力に対する形状自由度が大きいため、気体吸着デバイスの容器が軟包材であれば、気体吸着デバイスの折り曲げ自由度も大きくなり、より汎用的な用途に用いることが可能になる。

また、請求項４に記載の気体吸着デバイスの発明は、請求項２に記載の発明における連続多孔体に、紙を用いたものである。

紙は典型的な連続多孔体であり、適切なものを選択することにより、優れた耐圧縮性を得ることができる。また、適切な素材、製法を選択することにより、圧力が加わった際の圧縮率をより精密に調節することができる。従って、より活性が高い気体吸着材を用いた場合でも、吸着特性を十分に発揮しつつ、水分による劣化を抑制することができる。

ここで紙とは、植物性繊維をからませることによりシート状にしたものである。紙はその製法中に布のように織るプロセスを経ないことから安価に得ることが可能であり、これを用いることにより気体吸着デバイスを安価に得ることができる。さらに、紙は折り曲げる力に対する形状自由度が大きいため、気体吸着デバイスの容器が軟包材であれば、気体吸着デバイスの折り曲げ自由度も大きくなり、より汎用的な用途に用いることが可能になる。

また、請求項５に記載の気体吸着デバイスの発明は、請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の発明における気体難透過性素材に、プラスチックラミネートフィルムを用いたものである。

プラスチックラミネートフィルムは軟包材であり、折り曲げ力に対する形状自由度が大きい。従って、プラスチックラミネートフィルムを容器として用いることにより、気体吸着デバイスの折り曲げ力に対する形状自由度が大きくなる。さらに、アルミ箔をラミネートすることにより、優れたバリア性を得ることができ、気体吸着材を長期間保存することが可能となる。

また、請求項６に記載の気体吸着デバイスの発明は、請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の発明における水分吸着材に、粉末状の水分吸着材を用いたものである。

水分吸着材が粉末状であるため、単位重量あたりの表面積が大きくなる。このため、周囲の水分をより早く吸着することが可能になる。従って、気体吸着材と水分吸着材を収容する空間をつなぐ仕切りの設計が容易になる。

これは、次に示す理由による。水分吸着材による水分の吸着漏れを少なくするため気体吸着材が収容された空間と水分吸着材が収容された空間をつなぐ仕切りの通気性は、ある値より小さくなければならない。これは、水分を含む気体が、水分吸着材を収容した空間に留まる時間を確保するためであり、この時間は、水分吸着材が水分を吸着する速度が大きいほど短くすることが可能である。

これは、気体吸着材が収容された空間と水分吸着材が収容された空間をつなぐ仕切りの通気性を大きくすることができることを意味する。従って、気体吸着デバイス外の気体を単位時間当たりにより多く吸着することができ、気体の吸着速度を速める必要がある用途に用いることができる。

ここで、粉末状とは、平均粒子径が５０μｍ以下のものであり、望ましくは平均粒子径が１０μｍ以下のものである。

また、請求項７に記載の気体吸着デバイスの発明は、請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の発明における気体吸着材に、ＣｕＺＳＭ−５を用いたものである。

ＣｕＺＳＭ−５は、気体と水分のいずれに対しても非常に高活性である。このため水分吸着材で水分を吸着しきった気体を気体吸着材に到達させることが必要である。気体吸着材と水分吸着材を収容する空間をつなぐ仕切りの通気性を適正化することにより、気体が水分吸着材付近に留まる時間を長くすることで、水分を含む量が少ない気体が気体吸着材に到達することが達成される。

また、請求項８に記載の気体吸着デバイスの発明は、請求項２から請求項７のいずれか一項に記載の発明に加えて、遠隔操作により、水分吸着材が収容されている空間を形成している容器を開封する開封手段を備えたものである。

高活性の気体吸着材の劣化を少なくするため、気体吸着デバイスは、真空機器に設置して内部を減圧後に気体の吸着を可能とすることが必要である。一方、真空機器は、気体の漏れを防止するため、外部と隔絶する必要がある。このため、真空機器内部を減圧後に気体吸着デバイスを外部から操作することが困難である。従って、気体吸着デバイスは遠隔操作により気体の吸着が可能になることが望ましい。

遠隔操作の方法は、特に指定するものでない。例えば容器と真空機器の両方が軟包材の場合は、真空機器に予め突起物を内包しておき、減圧後に加わる大気圧により気体吸着デバイスの容器に突起物が押し付けられ容器を貫通することで容器が開封する方法がある。

請求項９に記載の発明は、請求項２から請求項８のいずれか一項に記載の発明において、仕切りが、圧力が加わることにより気体透過部の面積が減少するものである。

仕切りの気体透過部の面積を大きくしておくことにより、気体吸着デバイスを作製する際の真空チャンバー内で減圧時間を短縮することが可能である。これは、真空チャンバー内に設置された気体吸着デバイスが、一箇所のみで真空チャンバーとつながっている場合であっても、気体透過部の面積が大きいことにより、十分な通気性を有するためである。

一方、気体吸着デバイスを使用する際は、水分吸着材による水分の低減を十分なものとするため、仕切りの通気性は小さくなる必要がある。真空断熱材等のように使用時に大気圧が加わる場合は、大気圧により仕切りの気体透過部の面積が小さくなり、通気性が小さくなる。従って、外部からの応力を加えることなく仕切りの通気性が低減し、水分吸着材よる水分の吸着が十分なものとなる。

ここで、気体透過部の面積とは、気体が通過する方向の空隙面積の合計である。

本発明の構成により、圧力未付加時には仕切りの通気性が大きいため、真空チャンバー内を減圧した際、気体吸着デバイスから不活性ガスが短時間で排出され、大気圧付加時には、仕切りの通気性が小さくなり、気体の中の水分は、水分吸着材により低減され、気体吸着材に到達する水分の量が低減され、気体吸着材の吸着能力を発揮することができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項２から請求項９のいずれか一項に記載の発明において、仕切りが、軟質材料からなる多孔体であるものである。

仕切りが軟質材料からなる多孔体であるため、圧力により通気性を制御することが容易である。圧力が加わっていない場合においては、気体透過部の面積を大きくすることにより、作製時の真空ポンプによる減圧時間を短くすることができる。

圧力が加わった際は、圧力に応じて空隙一つ一つの気体透過部の面積が小さくなり、通気性が小さくなる。ここで、仕切りが管状ではなく多孔体であるため、気体透過部の面積が応力に応じて連続的に変化するため、通気性の制御が容易である。これは、以下に示す要因による。

軟質材料からなる管状部材であれば、閾値以上の圧力が加わると内壁が接触するまで変形し、接触後さらに変形させるためには、大きな圧力が必要になる。一方、多孔体の場合、構成する空隙が多く、それぞれの空隙を変形させるために要する力に分布を有する。従って、外力が加わると、変形しやすい空隙から順に変形する。このような過程を経ることにより、外見上連続的に変形するもとのして扱うことが可能となる。

ここで、軟質材料からなる多孔体は、空隙が連続しているものであれば特に指定するものではなく、連続気泡の発泡プラスチック等を用いることができる。

本発明の構成により、圧縮特性を制御することが可能であるため、大気圧未付加時の通気性を大きくして気体吸着デバイスから不活性ガスが短時間で排出され、大気圧付加時は、仕切りの通気性が小さくなり、気体の中の水分は、水分吸着材により低減され、気体吸着材に到達する水分の量が低減され、気体吸着材の吸着能力を発揮することができる。

請求項１１に記載の発明は、請求項２から請求項１０のいずれか一項に記載の発明において、不活性気体中で、開口部を有する容器に前記開口部を介して気体吸着材と水分吸着材を設置後、前記容器周囲を減圧し、前記容器の開口部を介して前記容器内の不活性気体を排出した後、前記開口部を密封することにより作製したものである。

容器への気体吸着材と水分吸着材の設置を不活性気体中で行うため、気体吸着材の劣化を抑制することができる。また、容器への気体吸着材と水分吸着材の設置後は、不活性気体を排出した後、開口部を封止するため、それぞれの吸着材を収容する空間は真空となるため、気体吸着デバイスを、真空機器に適用する際の弊害も無い。さらに、気体吸着デバイスと水分吸着デバイスは、圧力が加わっておらず通気性が大きな仕切りでつながっているため、いずれか一方の吸着材側を減圧することにより、吸着材全体を減圧することができる。

ここで、不活性気体とは、気体吸着材が吸着できない気体であり、ペリウム、アルゴン等の希ガスを用いることができる。

本発明の作製方法により、気体吸着デバイス作製時の排気時間を短くでき、真空機器に適用した際、気体吸着材の水分による劣化を抑制した気体吸着デバイスを得ることができる。

請求項１２に記載の発明は、請求項２から請求項１１のいずれか一項に記載の発明において、仕切りは、圧力未付加時の通気性が、１０ｃｃ／ｓｅｃ以上であるものである。

圧力未付加時の通気性が１０ｃｃ／ｓｅｃ以上であるため、気体吸着デバイスを作製時に減圧した際、容器内の空間全体が速やかに減圧されるため、短時間で作製することができ、安価な気体吸着デバイスを得ることができる。

なお、１０ｃｃ／ｓｅｃ以上としたが、１００ｃｃ／ｓｅｃ以上であることが、より望ましい。

ここで、通気性は板状の試料を用いて、面方向の値をフラジール法により測定した。

請求項１３に記載の発明は、請求項２から請求項１２のいずれかご項に記載の発明において、仕切りは、大気圧下での通気性が０．１ｃｃ／ｓｅｃ以下であるものである。

真空断熱材等のように、大気圧が加わる状況に気体吸着デバイスを適用した際、仕切りにも大気圧が加わる。この状態では仕切りの通気性が０．１ｃｃ／ｓｅｃ以下となる。仕切りの通気性が小さいため、容器外部から侵入した水分を含む気体が長時間留まるため、水分吸着材により水分が吸着され、気体吸着材に到達する水分が少なくなる。

なお、０．１ｃｃ／ｓｅｃ以下としたが、０．０１ｃｃ／ｓｅｃ以下であることが、より望ましい。

ここで、通気性の定義と通気度の測定方法は、請求項１２に記載の発明のものと同一である。

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。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。また、真空機器の一例として真空断熱材をあげる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における気体吸着デバイスの開封前の状態を示す概略断面図、図２は、同実施の形態における気体吸着デバイスの開封後の状態を示す概略断面図、図３は、同実施の形態における気体吸着デバイスを芯材に埋設させた真空断熱材の概略断面図である。

図１、図２に示すように、本実施の形態の気体吸着デバイス１は、気体吸着材２と、水分吸着材３と、アルミ箔を含むプラスチックラミネートフィルム（気体難透過性素材）からなる軟包材で構成された容器４とからなり、容器４は内部が通気性を調節可能な不織布からなる仕切り５により２つの空間に仕切られており、気体吸着材２と水分吸着材３はそれぞれ容器４の異なる空間に収容されている。なお、仕切り５により仕切られた２つの空間が、気体吸着材２または水分吸着材３を収容する空間の厚み方向に対して略垂直な方向に並んでいる。また、遠隔操作により、水分吸着材３が収容されている空間を形成している容器４を開封する突起物（開封手段）６が、水分吸着材３が収容されている空間を形成している容器４に接触している。

突起物（開封手段）６は、例えば、プラスチック成型品からなり、一方の面が凸で他方の面が凹で、凸の面を押す外力が加わっていない状態で凹の面の凹んだ部分に凹みの深さと同じ高さか若干低い高さの突起部を有し、凸の面を押す外力が加わると突起物（開封手段）６の凹凸が小さくなり突起部の高さが凹みの深さより高くなるように変形可能に構成され、突起部のある凹の面側に水分吸着材３が収容されている空間を形成している容器４が配置され、大気圧程度の力で凸の面が押されると、突起物（開封手段）６の突起部が、水分吸着材３が収容されている空間を形成している容器４に接触して、やがて水分吸着材３が収容されている空間を形成している容器４を貫通するように構成している。

図３は、本発明の実施の形態１における気体吸着デバイスを芯材に埋設した真空断熱材の概略断面図である。

図３において、真空断熱材７は、突起物（開封手段）６とガラス繊維集合体の芯材８とを、プラスチックラミネートフィルムの３方をシールして袋状とした外被材９の中に挿入して、外被材９内部を減圧とし、外被材９の袋の開口部を封止したものである。

なお、袋状の外被材９内に、突起物（開封手段）６とガラス繊維集合体の芯材８を挿入する時は、一方の表面部分に気体吸着デバイス１を突起物（開封手段）６が露出する程度に内部に埋め込んだ状態の芯材８を、突起物（開封手段）６の凸の面が外被材９に接触し、突起物（開封手段）６の突起部のある凹の面が水分吸着材３が収容されている空間を形成している容器４に接触するように挿入する。

気体難透過性の外被材９中に芯材８と気体吸着デバイス１を挿入したものをチャンバーに設置後、チャンバーを減圧し、外被材９内部を減圧後、外被材９の開口部を封止する。

以上のように構成された気体吸着デバイスについて、以下、図１から図３の動作、作用を説明する。

まず、図１に示すように、気体吸着デバイス１の保存時には、気体吸着材２は、気体難透過性素材からなる容器４内部に真空封止されているため、気体吸着デバイス１を長時間大気中に放置しても、気体吸着材２は気体に触れないため、劣化せず、長時間大気中で保存することができる。

真空断熱材７の外被材９は、プラスチックラミネートフィルムであるため、真空封止後に加わる大気圧により変形し、突起物６に圧縮力を加える。この結果、突起物６は軟包材からなる容器４に突き刺し力を加えるため、容器４には貫通孔が生じて外被材９中の気体が吸着可能になる。

図２に示すように、容器４には突起物６により貫通孔が生じるため、外被材９内部の気体は水分吸着材３を収容した空間に侵入する。この気体は、仕切り５を通過して、気体吸着材２を収容した空間に移動する。

突起物６により生じた貫通孔の通気性は、仕切り５の通気性に比較して大きくされているため、水分吸着材３を収容した空間に侵入した気体は内部で淀むことになる。この間に気体に含まれる水分は、水分吸着材３により除去されるため、仕切り５を経て気体吸着材２に到達する気体は水分を含む量が非常に低減されている。

従って、気体吸着材２はその吸着能力の大部分を気体の吸着に発揮できるため効率的に気体を吸着することができる。

以上のような手段により、保存時、真空断熱材への適用時のいずれの場合においても、長期間にわたる真空度の維持が可能となる。

本実施の形態の気体吸着デバイス１は、気体吸着材２と、水分吸着材３と、気体難透過性素材からなる容器４とからなり、容器４は内部が通気性を調節可能な仕切り５により２つの空間に仕切られており、気体吸着材２と水分吸着材３はそれぞれ容器４の異なる空間に収容されているものである。なお、本実施の形態では、容器４の内部を２つの空間に仕切ったが、これに限らず、少なくとも２つ以上の空間に仕切っても構わない。

また、気体吸着デバイス１外の気体を吸着する際、気体は水分吸着材３を収容した空間を通り、含まれる水分は吸着され、気体吸着材２を収容した空間には水分が少ない気体となって到達するようにする。

また、仕切りにより仕切られた２つ空間が、気体吸着材２または水分吸着材３を収容する空間の厚み方向に対して略垂直な方向に並ぶようにしているので、気体吸着デバイス１の厚さは、気体吸着材２を収容する空間または水分吸着材３を収容する空間のどちらか厚い方の厚みにほぼ等しくなる。

空間に収容する気体吸着材２と水分吸着材３（または、気体吸着材２または水分吸着材３を収容する空間）の最大厚さを調節することにより、気体吸着デバイス１の厚さを調節することができる。薄型化された気体吸着デバイス１を適用することにより、真空断熱材
等の真空機器を薄型化することが可能である。

チャンバー内の減圧は真空ポンプにて行われる。常圧領域、つまり真空封止前ではポンプ、吸着材いずれによっても減圧することが可能である。一方、低圧領域、つまり真空封止後の外被材９内部には、真空ポンプで減圧しきれなかった気体、真空封止後に外被材９を通して侵入する気体、芯材８から発生する気体が存在し、これらは気体吸着材２のみで吸着が可能である。従って、真空封止後の外被材９内部において気体吸着材２の能力を十分に発揮するためには、真空封止後に外部に連通することが必要である。

これらの要求は、気体吸着材２は、真空機器に設置するまで気体への接触を抑制する必要があり、気体難透過性素材からなる容器４に収容することで達成される。

さらに、真空機器を封止後に連通を行うため、気体吸着デバイス１に、気体吸着材２で吸着困難な気体が存在すると、真空封止後の真空機器内に残ってしまう。従って、気体吸着デバイス１内部は予め真空にしておく必要があり、その圧力は１００Ｐａ以下が望ましい。

また、気体吸着材２を収容する空間と水分吸着材３を収容する空間との仕切り５の通気性が大き過ぎる場合は、水分吸着材３が水分を吸着しきれず、気体吸着材２に水分が到達し、水分吸着材３が劣化してしまう。一方、気体吸着材２を収容する空間と水分吸着材３を収容する空間との仕切り５の通気性が小さ過ぎる場合は、気体吸着材２に気体が到達せず、気体吸着材２の吸着特性を発揮することが困難になる。

そこで、仕切り５として連続多孔体を用いることにより、バルク部はスペーサーとして、空隙部は気体が通過する仕切り５として作用するため、これらの条件を満足することができる。

また、本実施の形態では、仕切り５を構成する連続多孔体に、不織布を用いている。

気体吸着デバイス１を真空断熱材７などの軟包材で被われた真空機器に適用する際、気体吸着デバイス１には大気圧が加わり、空間をつなぐ仕切り５の空隙を狭める力が加わる。不織布は典型的な連続多孔体であり、優れた通気性を有している。また、適切な素材、製法を選択することにより圧力が加わった際の圧縮率を調節することができる。従って、大気圧下でも気体吸着デバイス１の空間をつなぐ仕切りの空隙を適切に保持することができる。

また、不織布はその製法中に、布のように織るプロセスを経ないことから安価に得ることが可能であり、これを用いることにより、気体吸着デバイス１を安価に得ることができる。さらに、不織布は折り曲げる力に対する形状自由度が大きいため、気体吸着デバイス１の容器が軟包材であれば、気体吸着デバイス１の折り曲げ自由度も大きくなり、より汎用的な用途に用いることが可能になる。

また、本実施の形態では、容器４の気体難透過性素材に、プラスチックラミネートフィルムを用いたものである。

プラスチックラミネートフィルムは軟包材であり、折り曲げ力に対する形状自由度が大きい。従って、プラスチックラミネートフィルムを容器として用いることにより、気体吸着デバイスの折り曲げ力に対する形状自由度が大きくなる。さらに、アルミ箔をラミネートすることにより、優れたバリア性を得ることができ、気体吸着材を長期間保存することが可能となる。

また、本実施の形態の気体吸着デバイス１は、遠隔操作により、水分吸着材３が収容されている空間を形成している容器４を開封する開封手段として突起物６を備えたものであり、真空断熱材７の減圧後に加わる大気圧により気体吸着デバイス１の容器４に突起物６が押し付けられ容器４を貫通することで容器４が開封する。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における気体吸着デバイスの開封前の状態を示す概略断面図、図５は、本発明の実施の形態２における気体吸着デバイスの開封後の状態を示す概略断面図である。

本実施の形態は、気体吸着材２にＣｕＺＳＭ−５を用い、水分吸着材３に粉末状のＣａＯを用い、仕切り５に紙を用いたものであり、その他の気体吸着デバイスの構成や真空断熱材の作製方法等は、実施の形態１と同様である。

以上のように構成された気体吸着デバイスについて、以下、図４および図５の動作、作用を説明する。

まず、図４に示すように、気体吸着デバイス１の保存時には気体吸着材２は、気体難透過性素材からなる容器４内部に真空封止されているため、気体吸着デバイス１を長時間大気中に放置しても、気体吸着材２は気体に触れないため、劣化せず、長時間大気中で保存することができる。

真空断熱材７の外被材９はプラスチックラミネートフィルムであるため、真空封止後に加わる大気圧により変形し、突起物６に圧縮力を加える。この結果、突起物６は軟包材からなる容器４に突き刺し力を加えるため、容器４には貫通孔が生じて外被材９中の気体が吸着可能になる。

図５に示すように、容器４には突起物６により貫通孔が生じるため、外被材９内部の気体は水分吸着材３を収容した空間に侵入する。この気体は、仕切り５を通過して、気体吸着材２を収容した空間に移動する。

突起物６により生じた貫通孔の通気性は、仕切り５の通気性に比較して大きくされているため、水分吸着材３を収容した空間に侵入した気体は内部で淀むことになる。

ここで、水分吸着材３は粉末状であるため、単位重量あたりの表面積が大きいため、より短時間で気体中の水分を除去できる。このため、水分吸着材３を収容する空間での滞在時間が短くても水分を除去できる。従って、仕切り５の通気性を大きくすることが可能であり、単位時間当たりにより大量の気体を吸着することが可能である。以上の手段により、短時間で大量の気体を吸着することが必要な場合においても使用可能な気体吸着デバイス１を得ることができる。

本実施の形態では、仕切り５を構成する連続多孔体に、紙を用いている。

紙は典型的な連続多孔体であり、適切なものを選択することにより、優れた耐圧縮性を得ることができる。また、適切な素材、製法を選択することにより、圧力が加わった際の圧縮率をより精密に調節することができる。従って、より活性が高い気体吸着材２を用いた場合でも、吸着特性を十分に発揮しつつ、水分による劣化を抑制することができる。

また、紙は、その製法中に布のように織るプロセスを経ないことから、安価に得ることが可能であり、これを用いることにより気体吸着デバイス１を安価に得ることができる。さらに、紙は折り曲げる力に対する形状自由度が大きいため、気体吸着デバイス１の容器が軟包材であれば、気体吸着デバイス１の折り曲げ自由度も大きくなり、より汎用的な用途に用いることが可能になる。

また、本実施の形態では、水分吸着材３が粉末状であるため、単位重量あたりの表面積が大きくなる。このため、周囲の水分をより早く吸着することが可能になる。従って、気体吸着材２と水分吸着材３を収容する空間をつなぐ仕切り５の寸法の設計が容易になり、気体吸着材２が収容された空間と水分吸着材３が収容された空間をつなぐ仕切り５の通気性を大きくすることができ、気体吸着デバイス１外の気体を単位時間当たりにより多く吸着することができ、気体の吸着速度を速める必要がある用途に用いることができる。

また、本実施の形態では、気体吸着材２に、ＣｕＺＳＭ−５を用いている。

ＣｕＺＳＭ−５は、気体と水分のいずれに対しても非常に高活性である。このため水分吸着材３で水分を吸着しきった気体を気体吸着材２に到達させることが必要である。気体吸着材２と水分吸着材３を収容する空間をつなぐ仕切り５の通気性を適正化することにより、気体が水分吸着材３付近に留まる時間を長くすることで、水分を含む量が少ない気体が気体吸着材２に到達することが達成される。

（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３における減圧下での気体吸着デバイスの模式図である。

気体吸着デバイス１は気体吸着、材２、水分吸着材３が容器４で内包されたものである。容器４は気体難透過性素材からなる軟包材であり、内部が複数の空間に分けられており、それぞれの空間に気体吸着材２と水分吸着材３が収容されている。気体吸着材２を収容している空間と水分吸着材３を収容している空間は仕切り５でつながれている。容器４の水分吸着材３付近の表面には、突起物６が取り付けられている。また、容器４はアルミ箔を含むプラスチックラミネートフィルムであり、仕切り５は軟質材料からなる多孔体の発泡ポリエチレンである。

気体吸着デバイス１は、アルゴンガス中で一方が開口したプラスチックラミネートフィルムに気体吸着材２と水分吸着材３と仕切り５を設置後、アルゴンガスを排出した後、密封封止して作製した。

図７は、本発明の実施の形態３における真空断熱材に適用後の気体吸着デバイスの模式図である。

以上のように構成された気体吸着デバイスについて、以下、図６および図７の動作、作用を説明する。

気体吸着材２と水分吸着材３と開口部を有する２つの空間が仕切り５でつながれた容器４を予め不活性気体で満たされたチャンバーに設置し、それぞれの空間に気体吸着材２と水分吸着材３を収容する。その後、水分吸着材３を収納した空間の開口部を熱溶着により封止する。チャンバー内を減圧することにより気体吸着材を収容した空間の開口部から不活性気体が放出され、開口部を溶着することにより気体吸着デバイスが作製される。

気体吸着デバイス内部は真空であるため、全体が大気圧で圧縮される。ここで、仕切り５は発泡ポリエチレンであるため、大気圧により圧縮され、内部の空隙が縮小する。この結果、仕切りの通気性が小さくなる。

このような気体吸着デバイスを真空断熱材に適用して評価を行った結果、優れた気体吸着効果が得られた。

ここで、真空断熱材の構成、真空断熱材に適用した気体吸着デバイスが気体を吸着する作用は実施の形態１と同等である。

（実施例１）
気体吸着材２として、粉末状のＣｕＺＳＭ−５を用いた。水分吸着材３として、粒状の平均粒子径が１０μｍのＣａＯを５ｇ用いた。

容器４として、軟包材であるプラスチックラミネートフィルムを用いた。プラスチックラミネートフィルムの構成は、厚さ１５μｍのポリプロピレンフィルム、厚さ６μｍのアルミニウム箔、厚さ５０μｍの低密度ポリエチレンフィルムの順にラミネートされたものである。

仕切り５は厚さ１００μｍ、幅１０ｍｍの不織布である。

気体吸着デバイス１は、アルゴン雰囲気中で以下の手順で作製した。

長方形のプラスチックラミネートフィルムの低密度ポリエチレン同士を向かい合わせて不織布を挟み、ポリプロピレンフィルム側から熱溶着し、この部分を共通の底辺としてもつ３方シール袋を形成する。

一方に気体吸着材２、他方に水分吸着材３を挿入し、チャンバーに設置後１０Ｐａで減圧封止を行った。このようにして作製された気体吸着デバイス１の厚さは、２ｍｍであった。

突起物６は、りん青銅製の板を一方の面が凸で他方の面が凹になるように折り曲げ、中央部をＶ字に切って凹の面側に折り曲げて突起部にしたものである。

上記の通り構成された気体吸着デバイス１を用いて真空断熱材７を作製した。真空断熱材７の芯材８としてガラス繊維集合体を加圧しながら４００℃で熱成型して板状としたものを用いた。外被材９はプラスチックラミネートフィルムであり、厚さ１５μｍのナイロンフィルム、厚さ２５μｍのナイロンフィルム、厚さ６μｍのアルミニウム箔、厚さ５０μｍの低密度ポリエチレンフィルムの順にラミネートされている。

そして、予め３方向をシールして袋状とした外被材９に芯材８と気体吸着デバイス１を挿入し、真空チャンバーに設置し１０００Ｐａまで減圧後封止した。

真空封止後に加わる大気圧で突起物６が容器４に押し付けられた結果、容器４に貫通孔が生じる。

真空断熱材７の内部の圧力を計測すると、５Ｐａであり気体吸着材２による吸着の結果、外被材９の内部の圧力が低減したことがわかる。

また、真空断熱材７の厚さ厚さを測定すると、最も厚い部分は気体吸着材２と芯材８が重なった部分であり、厚さは６ｍｍであった。

この真空断熱材７を１ヶ月大気中で保存した後の内圧は５Ｐａであり、外被材９を介して侵入する気体を吸着していることがわかる。

また、ＣａＯの水分吸着量を調べるため、重量増加量を測定した結果、０．１５ｇ増加していたことから、初期重量に対して３％の水分を吸着していることがわかる。

（実施例２）
気体吸着材２として、粉末状のＣｕＺＳＭ−５を用いた。水分吸着材３として、平均粒子径が１０μｍの粉末状のＣａＯを５ｇ用いた。

容器４として、軟包材であるプラスチックラミネートフィルムを用い、構成は厚さ１５μｍのポリプロピレンフィルム、厚さ６μｍのアルミニウム箔、厚さ５０μｍの低密度ポリエチレンの順にラミネートされている。仕切り５は厚さ１００μｍ、幅１０ｍｍの不織布を１０枚重ねたものである。

突起物６は、りん青銅製の板を一方の面が凸で他方の面が凹になるように折り曲げ、中央部をＶ字に切って凹の面側に折り曲げて突起部にしたものである。

上記の通り構成された気体吸着デバイス１を用いて真空断熱材７を作製した。真空断熱材７の芯材８としてガラス繊維集合体を加圧しながら４００℃で熱成型して板状としたものを用いた。外被材９はプラスチックラミネートフィルムであり、厚さ１５μｍのナイロンフィルム、厚さ２５μｍのナイロンフィルム、厚さ６μｍのアルミニウム箔、厚さ５０μｍの低密度ポリエチレンフィルムの順にラミネートされている。

そして、予め３方向をシールして袋状とした外被材９に芯材８と気体吸着デバイス１を挿入し、真空チャンバーに設置し１０００Ｐａまで減圧後封止した。

真空封止後に加わる大気圧で、突起物６が容器４に押し付けられた結果、容器４に貫通孔が生じる。

以上のようにして作製された真空断熱材７を、１００℃で保持された恒温槽に１ヶ月置き、内圧を測定した結果５Ｐａであり、侵入する気体を吸着していることがわかる。

また、低密度ポリエチレンの１００℃における気体透過度は、低密度ポリエチレンの室温における気体透過度に比べ格段に大きくなる。

従って、単位時間に真空断熱材７に侵入する気体は多くなるが、この場合においても内圧が上昇しておらず、侵入する気体を吸着していることがわかる。１００℃においても真空断熱材７の内圧が上昇しないことから、ジャーポット、温水タンク等高温での使用においても優れた断熱性能を維持することができる。

また、ＣａＯの水分吸着量を調べるため、重量増加量を測定した結果、０．１０ｇ増加していたことから、初期重量に対して２％の水分を吸着していることがわかる。（実施例１）に比較して重量増加が少なくなっているが、これは１００℃で保温時の湿度が低かったためであると考えられる。

（実施例３）
気体吸着材２として、粉末状のＣｕＺＳＭ−５を用いた。水分吸着材３として、粒状の平均粒子径が１０μｍのＣａＯを５ｇ用いた。

容器４として、軟包材であるプラスチックラミネートフィルムを用い、構成は厚さ１５μｍのポリプロピレンフィルム、厚さ６μｍのアルミニウム箔、厚さ５０μｍの低密度ポリエチレンフィルムの順にラミネートされたものである。

仕切り５は厚さ１０ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、発泡倍率２０倍の発泡ポリエチレンである。気体吸着デバイス１は、アルゴン雰囲気中で以下の手順で作製した。長方形のプラスチックラミネートフィルムの低密度ポリエチレン同士を向かい合わせて不織布を挟み、ポリプロピレンフィノレム側から熱溶着し、この部分を共通の底辺としてもつ３方シール袋を形成する。一方に気体吸着材２、他方に水分吸着材３を挿入し、水分吸着材３側の開口部を封止し、チャンバーに設置後ｌ０Ｐａで減圧後、気体吸着材２側の開口部の封止を行った。このようにして作製された気体吸着デバイス１の吸着材部の厚さは２ｍｍであり、仕切り部の厚さは１．５ｍｍあった。

突起物６はりん青銅製の板を折り曲げたものの中央部を切り欠いてなるものである。

上記の通り構成された気体吸着デバイス１を用いて真空断熱材７を作製した。真空断熱材７の芯材８としてガラス繊維集合体を加圧しながら４００℃で熱成型して板状としたものを用いた。外被材９はプラスチックラミネートフィルムであり、厚さ１５μｍのナイロンフィルム、厚さ２５μｍのナイロンフィルム、厚さ６μｍのアルミニウム箔、厚さ５０μｍの低密度ポリエチレンフィルムの順にラミネートされている。予め３方向をシールして袋状とした外被材９に芯材８と気体吸着デバイス１を挿入し、真空チャンバーに設置し１０００Ｐａまで減圧後封止した。真空封止後に加わる大気圧で突起物６が容器４に押し付けられた結果、貫通孔が生じる。

真空断熱材７の内部の圧力を計測すると、５Ｐａであり気体吸着材２による吸着の結果、外被材９の内部圧力が低減したことがわかる。

真空断熱材７の厚さ厚さを測定すると、最も厚い部分は気体吸着材２と芯材８が重なった部分であり、厚さは６ｍｍであった。

また、仕切り５の通気性は、圧力未付加時は１０ｃｃ／ｓであり、大気圧付加時は０．１ｃｃ／ｓであった。

さらに、ＣａＯの水分吸着量を調べるため、重量増加量を測定した結果、０．１５ｇ増加していたことから、初期重量に対して３％の水分を吸着していることがわかる。

（実施例４）
気体吸着材２として、粉末状のＣｕＺＳＭ−５を用いた。水分吸着材３として、粒状の平均粒子径が１０μｍのＣａＯを５ｇ用いた。

容器４として、軟包材であるプラスチックラミネートフィルムを用い、構成は厚さ１５μｍのポリプロピレンフィルム、厚さ６μｍのアルミニウム箔、厚さ５０μｍの低密度ポリエチレンフィルムの順にラミネートされたものである。

仕切り５は厚さ１０ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ４０ｍｍ、発泡倍率２０倍の発泡ポリエチレンである。

以上の部材から、実施例３と同様の方法で気体吸着デバイス１を作製し、実施例３と同様の方法で真空断熱材７に適用した。

評価の結果、仕切り５の通気性は、圧力未付加時は１２．５ｃｃ／ｓであり、大気圧付加時は０．１２５ｃｃ／ｓであった。

ＣａＯの水分吸着量を調べるため、重量増加量を測定した結果、０．１３ｇ増加していた。重量増加以外の結果は実施例３と同等であった。

（実施例５）
気体吸着材２として、粉末状のＣｕＺＳＭ−５を用いた。水分吸着材３として、粒状の平均粒子径が１０μｍのＣａＯを５ｇ用いた。

容器４として、軟包材であるプラスチックラミネートフィルムを用い、構成は厚さ１５μｍのポリプロピレンフィルム、厚さ６μｍのアルミニウム箔、厚さ５０μｍの低密度ポリエチレンフィルムの順にラミネートされたものである。

仕切り５は厚さ１０ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、発泡倍率２０倍の発泡ポリエチレンである。

以上の部材から、実施例３と同様の方法で気体吸着デバイス１を作製し、実施例３と同様の方法で真空断熱材７に適用した。

評価の結果、仕切り５の通気性は、圧力未付加時は５ｃｃ／ｓであり、大気圧付加時は０．０５ｃｃ／ｓであった。

ＣａＯの水分吸着量を調べるため、重量増加量を測定した結果、０．１５ｇ増加していた。重量増加以外の結果は実施例３と同等であった。このことから、圧力付加時の通気性が０．０１以下であれば、気体吸着デバイス１に侵入する気体に含まれる水分は、水分吸着材３により十分に低減していると考えられる。

（実施例６）
気体吸着材２として、粉末状のＣｕＺＳＭ−５を用いた。水分吸着材３として、粒状の平均粒子径が１０μｍのＣａＯを５ｇ用いた。

容器４として、軟包材であるプラスチックラミネートフィルムを用い、構成は厚さ１５μｍのポリプロピレンフィルム、厚さ６μｍのアルミニウム箔、厚さ５０μｍの低密度ポリエチレンフィルムの順にラミネートされたものである。

仕切り５は厚さ１０ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、発泡倍率４０倍の発泡ポリエチレンである。

以上の部材から、実施例３と同権の方法で気体吸着デバイス１を作製し、実施例３と同様の方法で真空断熱材７に適用した。

評価の結果、仕切り５の通気性は、圧力未付加時は１８ｃｃ／ｓであり、大気圧付加時は０．１８ｃｃ／ｓであった。

ＣａＯの水分吸着量を調べるため、重量増加量を測定した結果、０．１１ｇ増加していた。重量増加以外の結果は実施例３と同等であった。

（比較例１）
実施例１において、水分吸着材３を用いない場合、真空断熱材７の内部の圧力を計測すると、３００Ｐａであった。実施例１に比較して圧力が高くなっているが、これは気体吸着デバイスに水分吸着材３を用いていないため、気体吸着材２が水分を吸着することにより、気体の吸着能力が低減したためである。

（比較例２）
実施例２において、水分吸着材３を用いない場合、真空断熱材７の内部の圧力を計測すると、９００Ｐａであった。比較例１に比較して圧力が高くなっているが、これは気体吸着デバイスに水分吸着材３を用いていないことと、仕切り５の通気性が大きいため、気体吸着材２には水分を含んだ気体が大量に到達した結果、気体吸着材２が大量の水分を吸着することにより、気体の吸着能力が著しく低減したためである。

（比較例３）
実施例１において、気体吸着デバイスとして特許文献１に記載の真空維持デバイスを用いて真空断熱材を作製した。真空断熱材の最も厚い部分は真空維持デバイスの部分であり、厚さは９ｍｍであった。これは、断熱維持デバイス単体の厚さが７ｍｍであり、実施例１の気体吸着デバイスに比較して厚いためである。

以上のように、本発明にかかる気体吸着デバイスは、高活性の気体吸着材の気体吸着特性を十分に発揮させ、薄型化が可能であるため、真空断熱材に好適で、住宅の断熱等の分野にも適用できる。

本発明の実施の形態１における気体吸着デバイスの開封前の状態を示す概略断面図 本発明の実施の形態１における気体吸着デバイスの開封後の状態を示す概略断面図 本発明の実施の形態１における気体吸着デバイスを芯材に埋設させた真空断熱材の概略断面図 本発明の実施の形態２における気体吸着デバイスの開封前の状態を示す概略断面図 本発明の実施の形態２における気体吸着デバイスの開封後の状態を示す概略断面図 本発明の実施の形態３における気体吸着デバイスの減圧下の状態を示す概略断面図 本発明の実施の形態３における気体吸着デバイスの真空断熱材に適用後の状態を示す概略断面図

符号の説明

１ 気体吸着デバイス
２ 気体吸着材
３ 水分吸着材
４ 容器
５ 仕切り
６ 突起物（開封手段）

Claims (13)

1. 気体吸着材と、水分吸着材と、気体難透過性素材からなる容器とからなり、前記容器は仕切りにより少なくとも２つ以上の空間に仕切られており、前記気体吸着材と前記水分吸着材はそれぞれ前記容器の異なる空間に収容されており、前記仕切りは、圧力が加わることにより前記仕切りの通気性が小さくなるように調整する通気性を調節可能な仕切り気体吸着デバイス。
2. 仕切りが、連続多孔体である請求項１に記載の気体吸着デバイス。
3. 連続多孔体が、不織布である請求項２に記載の気体吸着デバイス。
4. 連続多孔体が、紙である請求項２に記載の気体吸着デバイス。
5. 気体難透過性素材が、プラスチックラミネートフィルムである請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の気体吸着デバイス。
6. 水分吸着材が、粉末状である請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の気体吸着デバイス。
7. 気体吸着材が、ＣｕＺＳＭ−５である請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の気体吸着デバイス。
8. 遠隔操作により、水分吸着材が収容されている空間を形成している容器を開封する開封手段を備えた請求項２から請求項７のいずれか一項に記載の気体吸着デバイス。
9. 仕切りは、圧力が加わることにより気体透過部の面積が減少する請求項２から請求項８のいずれか一項に記載の気体吸着デバイス。
10. 仕切りは、軟質材料からなる多孔体である請求項２から請求項９のいずれか一項に記載の気体吸着デバイス。
11. 不活性気体中で、開口部を有する容器に前記開口部を介して気体吸着材と水分吸着材を設置後、前記容器周囲を減圧し、前記容器の開口部を介して前記容器内の不活性気体を排出した後、前記開口部を密封することにより作製した請求項２から請求項１０のいずれか一項に記載の気体吸着デバイス。
12. 仕切りは、圧力未付加時の通気性が、１０ｃｃ／ｓｅｃ以上である請求項２から請求項１１のいずれか一項に記載の気体吸着デバイス。
13. 仕切りは、大気圧で圧縮された場合の通気性が０．１ｃｃ／ｓｅｃ以下である請求項２から請求項１２のいずれか一項に記載の気体吸着デバイス。

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