JP5356619B2 - 真空断熱体 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1における密閉容器1の断面図を示す。密閉容器1は、金属製容器3と、固形物4と、アルカリ土類金属酸化物およびアルカリ金属酸化物の少なくともいずれか一方を含むガラスの封止部材2と、を備える。
図2は、第1内部空間に固形物4を収容した金属製容器3を示す斜視図である。図3は、図2に示す金属製容器3を潰した状態を示す。図4は、図3に示す金属製容器3の開口部5に封止部材2を挿入した状態を示す。
第1の実施の形態に係る密閉容器1によれば、ガラスの封止部材2が加熱処理により溶融すると、ガラス組成物内において元素の拡散および移動が生じる。これにより、アルカリ土類金属酸化物などが金属製容器3の表面の金属酸化物と親和性が高いため、金属製容器3と接触している接合部6にアルカリ土類金属酸化物などが増える。そして、この封止部材2のアルカリ土類金属酸化物などと金属製容器3の金属酸化物とが酸素を介して強固な化学結合を形成すると考えられる。この結果、金属製容器3の開口部5と封止部材2との間は、気密性が高い上、強固に接合される。
実施例1の密閉容器1では、封止部材2に、ZnO・P2O5・K2Oを含み、熱膨張係数が120×10−7/℃であり、軟化温度が420℃であるガラスを用いた。金属製容器3に、SUS301で構成された円筒を用いた。このSUS301は、その熱膨張係数が16.9×10−6/℃であって、硬さが165Hvである。固形物4に、減圧下で加熱処理により気体吸着活性を発現する合金系粉末を用いた。
実施例2の密閉容器1は、実施例1の密閉容器1と、封止部材2および固形物4が同じであるが、金属製容器3が異なる。金属製容器3に、熱膨張係数が17.0×10−6/℃であって、硬さが46Hvである銅で構成された円筒を用いた。また、実施例2の密閉容器1の作成方法も、実施例1の密閉容器1と同様である。
実施例3の密閉容器1は、実施例1の密閉容器1と、封止部材2および固形物4が同じであるが、金属製容器3が異なる。金属製容器3に、熱膨張係数が23.9×10−6/℃であって、硬さが25Hvであるアルミニウムで構成された円筒を用いた。また、実施例3の密閉容器1の作成方法も、実施例1の密閉容器1と同様である。
実施例4の密閉容器1は、実施例3の密閉容器1と、固形物4および金属製容器3が同じであるが、封止部材2が異なる。封止部材2にZnO・P2O5・CaOを含み、熱膨張係数が80×10−7/℃であり、軟化温度が500℃であるガラスを用いた。また、実施例4の密閉容器1の作成方法は、加熱処理以外は、実施例1の密閉容器1と同様である。実施例4の加熱処理では、約100℃にて気体吸着材に含まれるガスや水分を脱離させた後、約580℃にて気体吸着材を適切に活性化させてから、620℃にて封止部材2を溶融させた。
実施例5の密閉容器1は、実施例3の密閉容器1と、固形物4および金属製容器3が同じであるが、封止部材2が異なる。封止部材2にBi2O2・B2O3・SrO・BaO・ZnOを含み、熱膨張係数が110×10−7/℃であり、軟化温度が420℃であるガラスを用いた。また、実施例5の密閉容器1の作成方法は、加熱処理以外は、実施例1の密閉容器1と同様である。実施例5の加熱処理では、約100℃にて気体吸着材に含まれるガスや水分を脱離させた後、約500℃にて気体吸着材を適切に活性化させてから、600℃にて封止部材2を溶融させた。
比較例の密閉容器は、実施例5の密閉容器1と、金属製容器、封止部材および固形物が同じであるが、密閉容器の作成用法が異なる。つまり、実施例5の密閉容器1では、略扁平に潰されて、開口部5に狭窄部7が形成された金属製容器3が用いられた。この金属製容器3内の狭窄部7に封止部材2が侵入し、ここで封止部材2が金属製容器3と化学結合し、面状に広がる接合部6が形成された。これに対し、比較例の密閉容器では、円筒形状の金属製容器が用いられた。この金属製容器内に封止部材が侵入せずに、金属製容器の開口端と封止部材とが接合し、線状の接合部6が形成された。
図1に示す金属製容器3の開口部5に狭窄部7が設けられたが、図5に示すように開口部5に狭窄部7が設けられなくてもよい。この場合、溶融した封止部材2を支持するものが開口と固形物4との間に設けられる。この支持部には、たとえば、通気性および耐熱性を有する無機繊維集合体やフィルター、または突起などが用いられる。この支持部が設けられた金属製容器3が加熱処理されると、支持部は、溶融した封止部材2を支持する。これにより、封止部材2が、金属製容器3の開口部5に保持され、金属製容器3の開口を確実に密閉することができる。なお、突起は、金属製容器3の開口部5の径が小さくなる方向に、開口部5から内側に向かって突出する。突起の高さは、溶融した封止部材2の粘度などにより決定される。突起は、金属製容器3と一体的に形成されてもよいし、金属製容器3と別に形成された部材が金属製容器3の内部に取り付けられて形成されてもよい。
図1に示す金属製容器3は略扁平状に潰されていたが、図6に示すように円筒形状の金属製容器3が用いられてもよい。の開口部5に狭窄部7が設けられたが、溶融した封止部材2を支持するものが設けられなくてもよい。この場合、開口部5の大きさは、加熱処理前の封止部材2の大きさより小さく設定されてもよい。この場合、加熱処理前に封止部材2を金属製容器3の開口端上に配置することができる。
[真空断熱体の構成]
図7は、本発明の実施の形態2に係る真空断熱体8を概略的に示す断面図である。
ラミネートフィルムは、積層物がラミネート処理されたシートである。積層物は、最内層の熱溶着フィルムと、中間層のガスバリアフィルムと、最外層として表面保護フィルムとが積層されたシートである。
真空断熱体8の製造方法は、特に限定されない。たとえば、芯部材9の表面を上にして、芯部材9の表面から内部に向かって切断し、芯部材9に切り込みを形成する。この切れ込み11により切断された繊維シートを剥がすと、繊維シートが剥がれて、芯部材9の内部に裂け目12が形成される。そして、気体吸着デバイス1を切れ込み11から裂け目12に挿入すると、裂け目12に気体吸着デバイス1が収納される。このとき、そして、封止部材2が配置された気体吸着デバイス1の先端部から切れ込み11に挿入されるため、気体吸着デバイス1の後端部は切れ込み11の近傍に配置される。そして、略扁平な断面の短軸(厚み)が芯部材9の厚み方向となるように、気体吸着デバイス1が芯部材9内に配置される。この切れ込み11により、気体吸着デバイス1の芯部材9の表面に平行な方向の移動が規制される。
以上のように構成された真空断熱体8について、以下その動作を説明する。図8は、真空断熱体8の中に収容されている気体吸着デバイス1を示す斜視図である。図9は、変形した気体吸着デバイス1を示す斜視図である。
上記構成によれば、気体吸着デバイス1が外被部材10の第2内部空間に収容されることにより、第2内部空間が真空状態に維持される。このため、真空断熱体8の断熱性能の低下が防止される。
上記実施の形態2に係る真空断熱体8において、印13は、外被部材10の外表面に付されたマークやシールであった。ただし、印13は、外被部材10に現われた凹部、凸部、切り込みなどであってもよい。このため、芯部材9の切れ込み11も気体吸着デバイス1の設置位置の印13となり得る。また、図10に示すように、気体吸着デバイス1を芯部材9の内部に収容することにより、気体吸着デバイス1に対応する範囲において芯部材9の表面が外側に膨らむ。この膨らみは外被部材10に現われるため、この膨らみも気体吸着デバイス1の位置を表す印13に用いられる。さらに、図11に示すように、芯部材9に窪みが形成され、この窪みに気体吸着デバイス1が収容される場合、この窪みは外被部材10に現われるため、この窪みも気体吸着デバイス1の位置を示す印13として用いられる。
上記実施の形態2に係る真空断熱体8において、芯部材9の内部に気体吸着デバイス1が収容されていた。これに対し、芯部材9の表面上に気体吸着デバイス1が配置されてもよい。この場合、切れ込み11や気体吸着デバイスの収容空間12は設けられない。
実施の形態2では、気体吸着デバイス1が真空断熱体8に備えられていた。これに対し、実施の形態3では、気体吸着デバイス1が内袋15に収容され、さらに水分吸着剤16が真空断熱体8に備えられている。
図12は、実施の形態3に係る真空断熱体8を示す断面図である。
上記構成によれば、気体吸着デバイス1が内袋15に包まれている。これにより、気体吸着デバイス1を芯部材9内に設置する際や、この芯部材9を外被部材10で包む際などに、内袋15と芯部材9との摩擦によって気体吸着デバイス1の位置がずれることが防止される。これにより、気体吸着デバイス1の封止部材2の位置が簡単に特定でき、生産性の低下が抑えられる。また、外力が気体吸着デバイス1に確実に加わり、気体吸着デバイス1が開放される。
なお、上記実施の形態3に係る真空断熱体8に、水分吸着剤16が備えられなくてもよい。
さらに、上記実施の形態3に係る真空断熱体8の外被部材10に、実施の形態2に係る印13が付けられてもよい。この印13により、気体吸着デバイス1の封止部材2の位置が外から簡単に認識することができる。
また、上記実施の形態3に係る真空断熱体8の芯部材9に、図13に示すように、実施の形態2に係る切り込みおよび気体吸着デバイス1の収容空間が設けられてもよい。この場合、内袋15に包まれた気体吸着デバイス1は芯部材9の内部の収納空間12に収容される。この気体吸着デバイス1と内袋15との摩擦に加えて、内袋15と収納空間12の内面との摩擦によって、気体吸着デバイス1の移動が規制される。これにより、内袋15に加えて気体吸着デバイス1が収納された空間の内面が移動抑制部として機能する。
さらに、上記実施の形態3に係る真空断熱体8において気体吸着デバイス1の封止部材2が外力により破壊されて開放された。ただし、気体吸着デバイス1の開封部材が真空断熱体8に備えられてもよい。
また、上記実施の形態3に係る真空断熱体8には、気体吸着デバイス1を包む内袋15が設けられていたが、内袋15が設けられなくてもよい。この場合、気体吸着デバイス1が芯部材9の内部に収容されることにより、収納空間12の内面との摩擦によって、気体吸着デバイス1の移動が規制される。これにより、気体吸着デバイス1が収納された空間の内面が移動抑制部として機能する。また、気体吸着デバイス1と外被部材10の間に必ず芯部材9が挟まれている。これによって、封止部材2に開封部材などに押し当てられるとき、封止部材2と外被部材10との間に存在する弾力性のある芯部材9が、外力の衝撃を和らげる。このため、封止部材2は外力により破壊されるが、封止部材2の破片の飛散が防がれる。よって、封止部材2と外被部材10との間を除き、芯部材9に封止部材2の破片が入り込まない。この結果、真空断熱体8を廃棄する際、それぞれの部材を容易に分けることができ、リサイクル性が向上する。なお、封止部材2の破壊され方によっては、封止部材2と外被部材10との間の芯部材9には、封止部材2の破片を含むことがある。この場合、封止部材2と外被部材10との間の芯部材9をこれ以外の芯部材9から取り除くことにより、真空断熱体8を分別することができる。また、封止部材2と外被部材10との間の芯部材9と、これ以外の芯部材9とが予め分けられていてもよい。この場合、真空断熱体8をさらに簡単に分別することができる。
上記実施の形態3に係る真空断熱体8において、芯部材9の内部に気体吸着デバイス1が収容されていた。これに対し、芯部材9の表面上に気体吸着デバイス1が配置されてもよい。
2 封止部材
3 金属製容器
4 固形物
5 開口部
6 接合部
7 狭窄部
8 真空断熱体
9 芯部材
10 外被部材
11 切れ込み
12 裂け目
12 空間
13 印
14 貫通口
15 内袋
16 水分吸着剤
Claims (10)
- 密閉容器および当該密閉容器内に収容された気体吸着材を有する気体吸着デバイスと、
芯部材と、
前記気体吸着デバイスと前記芯部材とをその第2内部空間内に収容し、前記第2内部空間が減圧されて密封されている中空の外被部材と、を備え、
前記密閉容器は、
開口部を有し、その第1内部空間が減圧された金属製容器と、
前記金属製容器の第1内部空間内に収容された固形物と、
アルカリ土類金属酸化物およびアルカリ金属酸化物の少なくともいずれか一方を含むガラスから成る封止部材と、を備え、
前記封止部材は加熱溶融されて冷却固化されることにより前記金属製容器の開口部に接合されて前記開口部を封止しており、
前記外被部材の第2内部空間に設けられ、前記気体吸着デバイスの移動を抑制する移動抑制部をさらに備え、
前記移動抑制部は、前記気体吸着デバイスの一部または全部を内包する内袋で構成された、真空断熱体。 - 前記封止部材のアルカリ土類金属酸化物が、BaOおよびSrOのいずれかである、請求項1に記載の真空断熱体。
- 前記金属製容器が、アルミニウムで構成されている、請求項1または2に記載の真空断熱体。
- 前記気体吸着デバイスが前記芯部材の内部に収納され、前記外被部材と前記気体吸着デバイスとの間に前記芯部材が介在する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の真空断熱体。
- 前記芯部材の内部において前記気体吸着デバイスが収納される空間に通ずる、前記芯部材に形成された切れ込みをさらに備える、請求項4に記載の真空断熱体。
- 前記気体吸着デバイスが配設された箇所に対応する前記外被部材の部位に付けられた印をさらに備える、請求項1〜5のいずれか一項に記載の真空断熱体。
- 前記内袋は弾性材料で構成される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の真空断熱体。
- 前記弾性材料は樹脂で構成される不織布を含む、請求項7に記載の真空断熱体。
- 前記不織布を形成する樹脂は、PPおよびPETの少なくともいずれか1つを含む、請求項8に記載の真空断熱体。
- 前記移動抑制部は、前記芯部材の内部において前記気体吸着デバイスが収納された空間の内面を成す前記芯部材で構成された、請求項1〜9のいずれか一項に記載の真空断熱体。
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