JP5609940B2 - Gas adsorption device and vacuum insulation - Google Patents
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Description
本発明は、高真空を必要とする機器、例えば真空断熱材、ブラウン管、プラズマディスプレーパネル等の分野に関するものである。 The present invention relates to the field of equipment that requires high vacuum, such as vacuum heat insulating materials, cathode ray tubes, plasma display panels, and the like.
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。 In recent years, expectations for industrial technology that requires high vacuum are increasing. For example, energy saving is strongly desired from the viewpoint of preventing global warming, and energy saving is an urgent issue for household appliances. In particular, a heat insulating material having excellent heat insulating performance is required from the viewpoint of efficiently using heat in a heat and cold insulation device such as a refrigerator, a freezer, and a vending machine.
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。 As general heat insulating materials, fiber materials such as glass wool and foams such as urethane foam are used. However, in order to improve the heat insulation performance of these heat insulating materials, it is necessary to increase the thickness of the heat insulating material, and there is a limit to the space that can be filled with the heat insulating material, so when space saving and effective use of the space are necessary It cannot be applied.
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皮材中に挿入し内部を減圧して封止した断熱体である。 Therefore, vacuum heat insulating materials have been proposed as high performance heat insulating materials. This is a heat insulating body in which a core material serving as a spacer is inserted into an outer skin material having gas barrier properties and the inside is decompressed and sealed.
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。ひとつは、真空断熱材作製時、排気できずに残存する気体、ひとつは、減圧封止後、芯材や外皮材から発生する気体（芯材や外皮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）、ひとつは、外皮材を通過して外部から侵入してくる気体である。 By increasing the degree of vacuum inside the vacuum heat insulating material, high-performance heat insulating performance can be obtained, but the gas existing inside the vacuum heat insulating material is roughly divided into the following three types. One is the gas that cannot be exhausted when vacuum insulation material is produced, and the other is the gas generated from the core material or outer skin material after decompression sealing (the gas or core material adsorbed on the core material or outer skin material) The reaction gas generated by the reaction of the unreacted components, etc.), one is a gas that passes through the outer skin material and enters from the outside.
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。 In order to adsorb these gases, a method of filling the vacuum heat insulating material with the adsorbent has been devised.
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。 For example, there exists what adsorb | sucks the gas in a vacuum heat insulating material using a Ba-Li alloy (for example, refer patent document 1). Of the gases to be adsorbed by the adsorbent in the vacuum heat insulating material, one of the gases that are difficult to adsorb is nitrogen. This is because the nitrogen molecule is a nonpolar molecule having a large binding energy of about 940 kJ / mol, and thus it is difficult to activate. However, nitrogen can be adsorbed by the Ba-Li alloy, and the degree of vacuum inside the vacuum heat insulating material is maintained.
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。 For the purpose of further improving the performance of the vacuum heat insulating material, the vacuum degree inside the vacuum heat insulating material is further reduced, and it is more active than Ba-Li for equipment that requires a high vacuum such as a plasma display panel. The practical application of a gas adsorbent is desired.
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、窒素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。
However, the conventional configuration described in Patent Document 1 does not require heat treatment for activation, can adsorb nitrogen even at room temperature, and can be handled in an air atmosphere for several minutes. Under conditions for industrially manufacturing an apparatus using an adsorbent, a longer allowable time is desirable for handling. This is because most of the nitrogen adsorption capacity is consumed in the manufacturing process that comes into contact with air, so that the adsorption capacity for maintaining the performance over time of the equipment using the gas adsorbent becomes poor, and the performance deterioration and performance variation increase. This is to prevent this. While further improvement in performance of vacuum heat insulating materials and the like is desired, in order to maintain the degree of vacuum inside the equipment, it has been a big problem to use the adsorbent more stably and efficiently.
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。 The height of activity of the gas adsorbent, that is, the time until the adsorption is saturated when left in the atmosphere varies depending on the form and material specifications. For example, if the gas adsorbent is in the form of pellets, it will not saturate even if left in the atmosphere for a relatively long time. On the other hand, if the gas adsorbent is in powder form, the specific surface area becomes large, so that even if it is left in the atmosphere for a short time, it is saturated.
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。 Therefore, in the above structure, when a powdery gas adsorbent is used, which has a higher activity than Ba-Li, there is a possibility that the time that can be contacted with the atmosphere will be very short.
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、大気中で長時間保存可能とする気体吸着デバイスを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a gas adsorption device that can be stored in the atmosphere for a long time even when the highly active gas adsorbent is in a powder form.
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、少なくとも気体吸着材を内包したガスバリア性を有するフィルムまたはシートを製袋するとともに気密性を確保し密閉性に優れた容器と、前記容器と隣接する突起物とからなり、外力が加わることで、前記突起物により前記容器に貫通孔が生じ、前記気体吸着材が前記容器の外部と連通するとともに、前記外力が大気圧であるものである。
また、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、少なくとも気体吸着材を内包したガスバリア性を有するプラスチックの成型体であるとともに気密性を確保し密閉性に優れた容器と、前記容器と隣接する突起物とからなり、外力が加わることで、前記突起物により前記容器に貫通孔が生じ、前記気体吸着材が前記容器の外部と連通するとともに、前記外力が大気圧であるものである。
In order to achieve the above object, the gas adsorption device of the present invention comprises a container having a gas barrier property or a film or sheet containing at least a gas adsorbent and having an air tightness and excellent airtightness. When the external force is applied, a through hole is formed in the container by the protrusion, the gas adsorbent communicates with the outside of the container, and the external force is atmospheric pressure. is there.
In order to achieve the above object, the gas adsorption device of the present invention is a plastic molded body having a gas barrier property containing at least a gas adsorbent , and has an airtightness and a container excellent in hermeticity, The container is composed of a protrusion adjacent to the container, and an external force is applied to form a through hole in the container due to the protrusion, and the gas adsorbent communicates with the outside of the container, and the external force is atmospheric pressure. It is.
また、突起物が板状部材を介して固定されることにより、前記突起物の突起部が二次元の面状に配列しているものである。 Further, the protrusions are fixed via a plate-like member, whereby the protrusions of the protrusions are arranged in a two-dimensional plane.
従って、真空機器に適用した際に切り替えが確実に行われ、真空機器作製の歩留まりが向上する。 Therefore, switching is surely performed when applied to a vacuum device, and the yield of manufacturing the vacuum device is improved.
ここで、真空機器とは、真空断熱材等のように、内部を真空にすることにより機能を発現する機器のことである。 Here, the vacuum equipment refers to equipment that exhibits its function by evacuating the inside, such as a vacuum heat insulating material.
切り替えとは気体吸着デバイス容器のガスバリア性が解除され、気体吸着材が容器外部の気体を吸着可能となることである。 The switching means that the gas barrier property of the gas adsorbing device container is released and the gas adsorbing material can adsorb gas outside the container.
本発明の気体吸着デバイスは、少なくとも気体吸着材を内包したガスバリア性を有するフィルムまたはシートを製袋するとともに気密性を確保し密閉性に優れた容器と、前記容器と隣接する突起物とからなり、外力が加わることで、前記突起物により前記容器に貫通孔が生じ、前記気体吸着材が前記容器の外部と連通するとともに、前記外力が大気圧であることを特徴とするものである。また、本発明の気体吸着デバイスは、少なくとも気体吸着材を内包したガスバリア性を有するプラスチックの成型体であるとともに気密性を確保し密閉性に優れた容器と、前記容器と隣接する突起物とからなり、外力が加わることで、前記突起物により前記容器に貫通孔が生じ、前記気体吸着材が前記容器の外部と連通するとともに、前記外力が大気圧であるものである。このため、気体吸着材を真空断熱体等に適用する際、気体吸着材が吸着する気体と接触する時点は、真空減圧後、開口部をシールした後となる。従って、気体吸着材は、比較的高い圧力の空気には全く接触せず、劣化を非常に少なく抑えることが可能である。 The gas adsorbing device of the present invention comprises a container having a gas barrier property or a film or sheet containing at least a gas adsorbing material , ensuring airtightness and excellent airtightness, and a protrusion adjacent to the container. When the external force is applied, a through hole is formed in the container by the protrusion, the gas adsorbing material communicates with the outside of the container, and the external force is atmospheric pressure. The gas adsorbing device of the present invention is a molded article of a plastic having a gas barrier property containing at least a gas adsorbing material, and has an airtightness and excellent airtightness, and a protrusion adjacent to the container. Thus, when an external force is applied, a through-hole is formed in the container by the protrusion, the gas adsorbent communicates with the outside of the container, and the external force is atmospheric pressure. For this reason, when applying a gas adsorbent to a vacuum heat insulator or the like, the point of time when the gas adsorbent comes into contact with the adsorbed gas is after the opening is sealed after vacuum depressurization. Therefore, the gas adsorbing material does not come into contact with air at a relatively high pressure and can suppress deterioration very little.
また、突起物が板状部材を介して固定されることにより、前記突起物の突起部が二次元の面状に配列しているため、突起部が確実に容器に接触する。従って、圧力が加わった場合、確実に気体吸着材が吸着する気体と接触することができる。 In addition, since the protrusions are fixed via the plate-like member, the protrusions of the protrusions are arranged in a two-dimensional plane, so that the protrusions reliably contact the container. Therefore, when pressure is applied, the gas adsorbent can be reliably brought into contact with the adsorbed gas.
第１の気体吸着デバイスの発明は、少なくとも気体吸着材を内包したガスバリア性を有するフィルムまたはシートを製袋するとともに気密性を確保し密閉性に優れた容器と、前記容器と隣接する突起物とからなり、外力が加わることで、前記突起物により前記容器に貫通孔が生じ、前記気体吸着材が前記容器の外部と連通するとともに、前記外力が大気圧であることを特徴とするものである。 The invention of the first gas adsorbing device comprises a container having a gas barrier property or a film or sheet containing at least a gas adsorbing material and ensuring air tightness and excellent airtightness, and a protrusion adjacent to the container. When the external force is applied, a through hole is formed in the container by the protrusion, the gas adsorbent communicates with the outside of the container, and the external force is atmospheric pressure. .
気体吸着材が高活性であるほど、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、空気に接触可能な時間が短くなり、接触可能な圧力が小さくなる。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、真空チャンバー内の圧力が下がりきってから外部と連通させる必要がある。 The higher the specific activity of the gas adsorbent, the more severe the conditions for handling. That is, the time that can be contacted with air is shortened, and the pressure that can be contacted is reduced. Therefore, such a gas adsorbing material also has a problem of deterioration when it is installed in a vacuum apparatus in addition to storage. Therefore, when installing a gas adsorbent in a vacuum device, it is necessary to communicate with the outside after the pressure in the vacuum chamber has been reduced.
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、ガスバリア性の外皮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、外皮材内部を減圧後、外皮材の開口部を封止する。 As an example of vacuum equipment, when applying a gas adsorbent to a vacuum heat insulating material, the core and the gas adsorbent inserted into the gas barrier outer shell material are placed in the chamber, the chamber is decompressed, and the inside of the outer shell material After the pressure is reduced, the opening of the outer skin material is sealed.
この際、チャンバー内の減圧は真空ポンプにて行われる。高圧領域、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皮材内部には、真空ポンプで減圧しきれなかった気体、真空封止後に外皮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、真空封止後の外皮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、真空封止後に連通することが必要である。 At this time, the pressure in the chamber is reduced by a vacuum pump. In the high pressure region, that is, before vacuum sealing, the pressure can be reduced by either a pump or an adsorbent. On the other hand, in the low pressure region, that is, inside the outer shell material after vacuum sealing, there are gases that could not be depressurized by the vacuum pump, gas that penetrates through the outer shell material after vacuum sealing, and gas generated from the core material. Adsorption is possible only with a gas adsorbent. Therefore, it is necessary to communicate after the vacuum sealing in order to fully exhibit the ability of the gas adsorbent inside the outer skin material after the vacuum sealing.
さらに、気体吸着材を外部と連通させる手段として、真空封止後に外皮材に加わる大気圧を用いる方法が適切である。 Further, as a means for communicating the gas adsorbing material with the outside, a method using atmospheric pressure applied to the outer skin material after vacuum sealing is appropriate.
外皮材を真空封止した後は、外皮材には、内外の圧力差に相当する圧力、つまり、ほぼ１気圧の圧力が加わる。外皮材内部に、大気圧が加わると、その大きさの圧力で外皮材内の突起物が容器に押し付けられ、容器に貫通孔が生じ、気体吸着材が外部と連通する。 After the envelope material is vacuum-sealed, a pressure corresponding to the pressure difference between the inside and outside, that is, a pressure of approximately 1 atm is applied to the envelope material. When atmospheric pressure is applied to the inside of the outer skin material, the protrusion in the outer skin material is pressed against the container by the pressure of that magnitude, a through hole is formed in the container, and the gas adsorbing material communicates with the outside.
また、外皮材の機械的特性としては、ガスバリア性に加え、大気圧が加わることにより変形し、大気圧を突起物と容器に伝えることができるものであれば良い。さらに望ましくは、大気圧以下の圧力で、突起物により容器に貫通孔が生じるものであれば良い。 In addition to the gas barrier property, the mechanical properties of the skin material may be any material that can be deformed by the application of atmospheric pressure and transmit the atmospheric pressure to the protrusions and the container. More preferably, any material may be used as long as a through-hole is generated in the container by the protrusion at a pressure equal to or lower than atmospheric pressure.
本発明における容器は、ガスバリア性があり、保存時の取り扱いに耐えうる機械的強度を有する必要がある。一方、突起物は硬度が大きいものが望ましい。容器と突起物の機械的強度の相対関係としては、突起物の硬度が容器の硬度より大きく、突起物が容器に押し付けられた際、容器に貫通孔が生じるものであれば良い。容器、突起物ともプラスチック、金属等を用いることができ、これらの複合体であっても良い。
容器として用いるフィルムがガスバリア性を有するため、高活性な気体吸着材を大気中に長時間保存することができる。また、容器がフィルムであるため、突起物を押し付けることにより容易に貫通孔が生じ、より確実に吸着材を外部に連通させることができる。
ここで、ガスバリア性を有するフィルムまたはシートとは、気体透過度が、１０４［ｃｍ ３ ／ｍ ２ ・ｄａｙ・ａｔｍ］以下となるものであり、より望ましくは１０３［ｃｍ ３ ／ｍ ２ ・ｄａｙ・ａｔｍ］以下のものである。具体的には、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン等のプラスチックのフィルムあるいはシートを製袋したものであるが、これらに限定するものではない。さらに、プラスチックフィルムに金属箔をラミネート、または、金属を蒸着してガスバリア性をより高めたものが望ましい。金属箔または、蒸着に適用できる金属は、金、銅、アルミ等を用いることができるが、これらに限定するものではない。
The container in the present invention has gas barrier properties and needs to have mechanical strength that can withstand handling during storage. On the other hand, it is desirable that the protrusion has a high hardness. As a relative relationship between the mechanical strength of the container and the projection, any hardness may be used as long as the hardness of the projection is larger than the hardness of the container and the container has a through hole when the projection is pressed against the container. Both containers and protrusions can be made of plastic, metal or the like, and may be a composite of these.
Since the film used as the container has gas barrier properties, a highly active gas adsorbent can be stored in the atmosphere for a long time. Moreover, since the container is a film, a through-hole is easily generated by pressing the protrusion, and the adsorbent can be more reliably communicated with the outside.
Here, the gas barrier film or sheet has a gas permeability of 104 [cm 3 / m 2 · day · atm] or less, and more preferably 103 [cm 3 / m 2 · day · atm] is as follows. Specifically, a plastic film or sheet such as an ethylene-vinyl alcohol copolymer, nylon, polyethylene terephthalate, or polypropylene is made into a bag, but is not limited thereto. Furthermore, it is desirable to laminate a metal foil on a plastic film or to further improve the gas barrier property by depositing a metal. Gold, copper, aluminum, or the like can be used as the metal foil or metal that can be used for vapor deposition, but is not limited thereto.
また、第２の発明は、第１の発明において、前記ガスバリア性を有するフィルムまたはシートは、少なくとも、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンのいずれかからなるものである。 In a second aspect based on the first aspect , the film or sheet having gas barrier properties is composed of at least one of an ethylene-vinyl alcohol copolymer, nylon, polyethylene terephthalate, and polypropylene .
第３の気体吸着デバイスの発明は、少なくとも気体吸着材を内包したガスバリア性を有するプラスチックの成型体であるとともに気密性を確保し密閉性に優れた容器と、前記容器と隣接する突起物とからなり、外力が加わることで、前記突起物により前記容器に貫通孔が生じ、前記気体吸着材が前記容器の外部と連通するとともに、前記外力が大気圧である。
気体吸着材が高活性であるほど、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、空気に接触可能な時間が短くなり、接触可能な圧力が小さくなる。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、真空チャンバー内の圧力が下がりきってから外部と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、ガスバリア性の外皮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、外皮材内部を減圧後、外皮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。高圧領域、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皮材内部には、真空ポンプで減圧しきれなかった気体、真空封止後に外皮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、真空封止後の外皮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、真空封止後に連通することが必要である。
さらに、気体吸着材を外部と連通させる手段として、真空封止後に外皮材に加わる大気圧を用いる方法が適切である。
外皮材を真空封止した後は、外皮材には、内外の圧力差に相当する圧力、つまり、ほぼ１気圧の圧力が加わる。外皮材内部に、大気圧が加わると、その大きさの圧力で外皮材内の突起物が容器に押し付けられ、容器に貫通孔が生じ、気体吸着材が外部と連通する。
また、外皮材の機械的特性としては、ガスバリア性に加え、大気圧が加わることにより変形し、大気圧を突起物と容器に伝えることができるものであれば良い。さらに望ましくは、大気圧以下の圧力で、突起物により容器に貫通孔が生じるものであれば良い。
本発明における容器は、ガスバリア性があり、保存時の取り扱いに耐えうる機械的強度を有する必要がある。一方、突起物は硬度が大きいものが望ましい。容器と突起物の機械的強度の相対関係としては、突起物の硬度が容器の硬度より大きく、突起物が容器に押し付けられた際、容器に貫通孔が生じるものであれば良い。容器、突起物ともプラスチック、金属等を用いることができ、これらの複合体であっても良い。
The invention of the third gas adsorbing device is a plastic molded body having a gas barrier property containing at least a gas adsorbing material and having a gas tightness and ensuring an airtight property, and a protrusion adjacent to the container. When an external force is applied, a through hole is formed in the container by the protrusion, the gas adsorbent communicates with the outside of the container, and the external force is atmospheric pressure .
The higher the specific activity of the gas adsorbent, the more severe the conditions for handling. That is, the time that can be contacted with air is shortened, and the pressure that can be contacted is reduced. Therefore, such a gas adsorbing material also has a problem of deterioration when it is installed in a vacuum apparatus in addition to storage. Therefore, when installing a gas adsorbent in a vacuum device, it is necessary to communicate with the outside after the pressure in the vacuum chamber has been reduced.
As an example of vacuum equipment, when applying a gas adsorbent to a vacuum heat insulating material, the core and the gas adsorbent inserted into the gas barrier outer shell material are placed in the chamber, the chamber is decompressed, and the inside of the outer shell material After the pressure is reduced, the opening of the outer skin material is sealed.
At this time, the pressure in the chamber is reduced by a vacuum pump. In the high pressure region, that is, before vacuum sealing, the pressure can be reduced by either a pump or an adsorbent. On the other hand, in the low pressure region, that is, inside the outer shell material after vacuum sealing, there are gases that could not be depressurized by the vacuum pump, gas that penetrates through the outer shell material after vacuum sealing, and gas generated from the core material. Adsorption is possible only with a gas adsorbent. Therefore, it is necessary to communicate after the vacuum sealing in order to fully exhibit the ability of the gas adsorbent inside the outer skin material after the vacuum sealing.
Further, as a means for communicating the gas adsorbing material with the outside, a method using atmospheric pressure applied to the outer skin material after vacuum sealing is appropriate.
After the envelope material is vacuum-sealed, a pressure corresponding to the pressure difference between the inside and outside, that is, a pressure of approximately 1 atm is applied to the envelope material. When atmospheric pressure is applied to the inside of the outer skin material, the protrusion in the outer skin material is pressed against the container by the pressure of that magnitude, a through hole is formed in the container, and the gas adsorbing material communicates with the outside.
In addition to the gas barrier property, the mechanical properties of the skin material may be any material that can be deformed by the application of atmospheric pressure and transmit the atmospheric pressure to the protrusions and the container. More preferably, any material may be used as long as a through-hole is generated in the container by the protrusion at a pressure equal to or lower than the atmospheric pressure.
The container in the present invention has gas barrier properties and needs to have mechanical strength that can withstand handling during storage. On the other hand, it is desirable that the protrusion has a high hardness. As a relative relationship between the mechanical strength of the container and the projection, any hardness may be used as long as the hardness of the projection is larger than the hardness of the container and the container has a through hole when the projection is pressed against the container. Both containers and protrusions can be made of plastic, metal or the like, and may be a composite of these.
容器がガスバリア性を有するプラスチックの成型体であるため、高活性な気体吸着材を大気中に長時間保存することができる。また、僅かな力では歪が小さく、保存時の取り扱いにおける破損の可能性が小さくなる。 Since the container is a plastic molded body having gas barrier properties, a highly active gas adsorbent can be stored in the atmosphere for a long time. In addition, a slight force reduces the distortion and reduces the possibility of damage during handling during storage.
ここで、ガスバリア性を有するプラスチックの成型体とは、気体透過度が、１０４［ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下となるものであり、より望ましくは１０３［ｃｍ３／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下のものである。具体的には、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン等のプラスチックの成型体であるが、これらに限定するものではない。さらにガスバリア性を高めるために、成型体に蒸着を施しても良い。また、金属箔を埋め込んでも良い。
第４の気体吸着デバイスの発明は、第３の発明において、前記ガスバリア性を有するプラスチックの成型体は、少なくとも、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンのいずれかからなるものである。
Here, the plastic molded body having gas barrier properties has a gas permeability of 104 [cm 3 / m 2 · day · atm] or less, and more preferably 103 [cm 3 / m 2 · day]. Atm] is as follows. Specifically, it is a molded article of plastic such as ethylene-vinyl alcohol copolymer, nylon, polyethylene terephthalate, and polypropylene, but is not limited thereto. Furthermore, in order to improve gas barrier property, you may vapor-deposit on a molded object. A metal foil may be embedded.
In the invention of a fourth gas adsorption device according to the third invention, the plastic molded body having gas barrier properties is composed of at least one of ethylene-vinyl alcohol copolymer, nylon, polyethylene terephthalate, and polypropylene. is there.
第５の気体吸着デバイスの発明は、第３または第４の発明において、容器の一部に開口部があり、前記開口部を弾性体の隔壁で覆ってあり、突起物が前記隔壁に隣接しているものである。 According to a fifth gas adsorption device, in the third or fourth invention, the container has an opening, the opening is covered with an elastic partition, and the protrusion is adjacent to the partition. It is what.
容器の一部を弾性体の隔壁とすることにより、突起物により隔壁に貫通孔を生じさせ、気体吸着材を外部と連通させることが可能となる。従って、隔壁部分以外に課せられる機械的条件は緩くなる。すなわち、隔壁以外の部分は突起物により貫通孔が生じる必要がなく、ガスバリア性を重視した容器の設計が可能になる。従って、容器には、金属の成型体、硝子の成型体等を用いることができる。 By using a part of the container as an elastic partition, a through-hole is formed in the partition by the protrusion, and the gas adsorbent can be communicated with the outside. Accordingly, the mechanical conditions imposed on the portions other than the partition wall are relaxed. That is, there is no need for a through hole to be generated by a protrusion in a portion other than the partition wall, and a container design with an emphasis on gas barrier properties becomes possible. Therefore, a metal molding, a glass molding, etc. can be used for a container.
ここで、弾性体とは応力が加わることにより変形し、応力が解除されると変形が元に戻るものである。金属やプラスチック等は変形量が僅かであれば、変形が元に戻るため、広い意味では弾性体である。しかし、密閉性確保のためには容器の開口部の形状に追従して変形することができるために、僅かな力で大きく変形することが望ましい。従って、ゴムのように僅かな応力で大きく変形するものが望ましい。 Here, the elastic body deforms when stress is applied, and returns to its original state when the stress is released. Metals and plastics are elastic bodies in a broad sense because the deformation returns to its original state when the deformation amount is small. However, since it can be deformed following the shape of the opening of the container in order to ensure sealing, it is desirable that the container be deformed greatly with a slight force. Accordingly, it is desirable to use a material that deforms greatly with a slight stress such as rubber.
第６の気体吸着デバイスの発明は、第３または第４の発明において、容器の一部に開口部があり、前記開口部をガスバリア性のフィルムで覆ってあり、突起物が前記隔壁に隣接しているものである。 According to a sixth gas adsorption device, in the third or fourth invention, the container has an opening, the opening is covered with a gas barrier film, and the protrusion is adjacent to the partition. It is what.
容器の一部分をガスバリア性のフィルムとすることにより、突起物によりフィルムに貫通孔を生じさせ、気体吸着材を外部と連通させることが可能となる。従って、隔壁部分以外に課せられる機械的条件は緩くなる。すなわち、フィルム以外の部分は突起物により貫
通孔が生じる必要がなく、ガスバリア性を重視した容器の設計が可能になる。従って、容器には、金属の成型体、硝子の成型体等を用いることができる。
By forming a part of the container into a gas barrier film, it is possible to cause through holes in the film by the protrusions and to allow the gas adsorbent to communicate with the outside. Accordingly, the mechanical conditions imposed on the portions other than the partition wall are relaxed. That is, it is not necessary to generate a through-hole in the portion other than the film, and the container can be designed with an emphasis on gas barrier properties. Therefore, a metal molding, a glass molding, etc. can be used for a container.
本発明の第７の発明は、第１から第６のいずれかの発明において、突起物が板状部材を介して固定されることにより、前記突起物の突起部が二次元の面状に配列しているものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, the protrusions are fixed via a plate-like member, so that the protrusions of the protrusions are arranged in a two-dimensional plane. It is what you are doing.
ここでの突起部とは、突起物において表面の曲率が他の部分に比較して急激に大きくなっている部分である。突起部の前後に引いた接線は、平行を０度とすると、６０度以上の角度をなすが、望ましくは９０度以上であり、さらに望ましくは１２０度以上である。 Here, the protruding portion is a portion where the curvature of the surface of the protrusion is rapidly increased as compared with other portions. The tangent drawn before and after the protrusion forms an angle of 60 degrees or more when parallel is 0 degree, preferably 90 degrees or more, and more preferably 120 degrees or more.
真空機器内部で、突起物により容器に貫通孔を生じさせるためには、突起部が容器に接した状態で突起物に力が加わる必要がある。真空機器の外皮材と、容器の間の突起物はその形状により、これらに与える影響が異なる。 In order to generate a through-hole in the container with the protrusion inside the vacuum apparatus, it is necessary to apply a force to the protrusion while the protrusion is in contact with the container. The protrusions between the outer shell material of the vacuum device and the container have different effects on the shape depending on the shape.
この問題を解決するため、複数の突起物を板状部材に固定し、突起部を二次元の面状に配列する。このようにして、面状に配列した突起部を容器に接触した状態で設置することにより、外皮材に圧力が加わると突起部は容器に確実に押し付けられ、また、容器以外との接触を防止することが可能となる。 In order to solve this problem, a plurality of protrusions are fixed to a plate-like member, and the protrusions are arranged in a two-dimensional plane. In this way, by installing the protrusions arranged in a planar shape in contact with the container, the protrusion is reliably pressed against the container when pressure is applied to the outer skin material, and also prevents contact with other than the container It becomes possible to do.
ここで、板状部材には、金属、無機物、プラスチックなどの構造材を用いることができるが、ガス発生が少ないものであれば特に指定するものではない。 Here, a structural member such as a metal, an inorganic material, or a plastic can be used for the plate-like member, but it is not particularly specified as long as it generates little gas.
また、板状部材に突起物を固定する方法は、接着剤による接着、溶接、一体成型等があるが特に指定するものではない。 The method for fixing the protrusions to the plate-like member includes adhesion with an adhesive, welding, integral molding, etc., but is not particularly specified.
大気圧は、外皮材の全体に均一に加わる。このため、大気圧により突起物が容器に押し付けられる力は、板状部材に固定されている突起物の単位面積あたりの数の逆数に比例する。従って、確実に容器に貫通孔を生じさせ、吸着材を外部と連通させるには、単位面積あたりの突起物は少ないほうがよく、１００個／ｃｍ２以下、望ましくは５０個／ｃｍ２以下、さらに望ましくは２５個／ｃｍ２以下が良い。 The atmospheric pressure is uniformly applied to the entire outer skin material. For this reason, the force with which the protrusion is pressed against the container by the atmospheric pressure is proportional to the reciprocal of the number per unit area of the protrusion fixed to the plate-like member. Therefore, in order to reliably generate a through-hole in the container and to allow the adsorbent to communicate with the outside, it is better that the number of protrusions per unit area is less, 100 pieces / cm 2 or less, preferably 50 pieces / cm 2 or less, The number is desirably 25 pieces / cm 2 or less.
第８の発明は、第７の発明において、前記容器の形状を構成する最も小さい寸法を、前記容器の厚さとし、前記突起物の先端が前記容器内部に留まるように、突起物の突起部から板状部材までの距離が、前記容器の厚さより短いものである。 According to an eighth invention, in the seventh invention, the smallest dimension constituting the shape of the container is the thickness of the container, and the protrusion of the protrusion is arranged so that the tip of the protrusion remains inside the container. the distance to the plate-like member is shorter than the thickness of the container.
突起物の突起部から板状部材までの距離は、突起物の長さ、すなわち、突起物が貫通孔を生じさせることができる物体の厚さに等しい。真空機器が真空断熱材であり、容器の厚さが突起物の長さより薄い場合は、容器に貫通孔を生じさせた突起物が真空断熱材の外皮材に貫通孔を生じさせる可能性がある。一方、突起物の長さが容器の厚さより短い場合は突起物の先端は容器内部に留まるため、外皮材に貫通孔が生じない。 The distance from the protrusion of the protrusion to the plate-like member is equal to the length of the protrusion, that is, the thickness of the object that allows the protrusion to generate a through hole. When the vacuum equipment is a vacuum heat insulating material and the thickness of the container is thinner than the length of the protrusion, the protrusion that caused the through hole in the container may cause a through hole in the outer cover material of the vacuum heat insulating material. . On the other hand, when the length of the protrusion is shorter than the thickness of the container, the tip of the protrusion remains inside the container, so that no through-hole is generated in the outer skin material.
第９の発明は、第１から第８のいずれかの発明において、気体吸着材が、ＣｕＺＳＭ−５であるものである。 According to a ninth invention, in any one of the first to eighth inventions, the gas adsorbent is CuZSM-5.
ＣｕＺＳＭ−５は非常に活性が高く、低圧力の気体であっても優れた吸着特性を有する。請求項１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に用いると、高圧力の雰囲気に接触せず、気体吸着材は劣化しないため、低圧領域において吸着特性を発揮することができる。 CuZSM-5 is very active and has excellent adsorption characteristics even in a low pressure gas. When used in the gas adsorption device according to any one of claims 1 to 7, the gas adsorbent is not in contact with a high pressure atmosphere and the gas adsorbent is not deteriorated, so that adsorption characteristics can be exhibited in a low pressure region. .
第１０の発明は、第１から９のいずれかの発明と、芯材とを外皮材に挿入後、減圧封止した真空断熱材である。 A tenth invention is a vacuum heat insulating material which is sealed under reduced pressure after inserting any of the first to ninth inventions and a core material into a skin material.
これにより、真空断熱材への適用時において、気体吸着材が劣化することなく、真空断熱材に適用することができ、内圧の低減および長期間にわたる真空度の維持が可能となる。 Thereby, when applying to a vacuum heat insulating material, it can apply to a vacuum heat insulating material, without deteriorating a gas adsorbent, and it becomes possible to reduce internal pressure and to maintain the degree of vacuum over a long period of time.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.
（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断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a gas adsorption device according to Embodiment 1 of the present invention.
図１において、気体吸着デバイス１は、気体吸着材２を容器３で内包し、容器３に突起物４が接触している。気体吸着材２は粉末状のＣｕＺＳＭ−５である。 In FIG. 1, a gas adsorbing device 1 includes a gas adsorbing material 2 in a container 3, and a protrusion 4 is in contact with the container 3. The gas adsorbent 2 is a powdery CuZSM-5.
容器３は、低密度ポリエチレン、アルミ箔、ポリエチレンテレフタレートフィルムの順にラミネートしたフィルムの低密度ポリエチレン同士を熱溶着して作製した袋に、気体吸着材２を入れた後に真空封止したものである。突起物４は、突起部５を介して容器３に接触している。突起物４は板状部材６に固定されており、突起部５が平面状に配列している。 The container 3 is obtained by vacuum-sealing the gas adsorbent 2 after putting the low-density polyethylene, an aluminum foil, and a polyethylene terephthalate film in the order of low-density polyethylene into a bag prepared by heat welding. The protrusion 4 is in contact with the container 3 through the protrusion 5. The protrusions 4 are fixed to the plate-like member 6, and the protrusions 5 are arranged in a planar shape.
図２は本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the vacuum heat insulating material according to Embodiment 1 of the present invention.
図２において、真空断熱材７は、気体吸着デバイス１、芯材８を外皮材９に挿入後、減圧封止したものである。 In FIG. 2, the vacuum heat insulating material 7 is obtained by sealing the gas adsorbing device 1 and the core material 8 into the outer skin material 9 and then sealing them under reduced pressure.
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の切替え後の断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view after switching of the gas adsorption device according to Embodiment 1 of the present invention.
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。 The operation and action of FIGS. 1 to 3 will be described below for the gas adsorption device configured as described above.
まず、気体吸着材２は、アルミ箔を有するラミネートフィルム中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。 First, since the gas adsorbing material 2 is vacuum-sealed in a laminate film having an aluminum foil, the gas adsorbing material does not touch the gas even if the gas adsorbing device 1 is left in the atmosphere for a long time. And can be stored in the atmosphere for a long time.
また、気体吸着材２が外皮材９中の気体を吸着するためには、容器３に貫通孔が生じる必要がある。これは以下に示す機構により実現される。 Further, in order for the gas adsorbing material 2 to adsorb the gas in the outer skin material 9, it is necessary to form a through hole in the container 3. This is realized by the following mechanism.
真空断熱材７作製の工程において、気体吸着デバイス１と芯材８を挿入した外皮材９は真空チャンバー内で減圧し、開口部を封止後大気導入する。大気圧中において、真空断熱材７の外皮材９の内外には、これらの間の圧力差に相当する１気圧程度の圧力が加わる。外皮材９はプラスチックラミネートフィルムであるため柔軟性があり、圧力により変形し、隣接する板状部材６に圧力を伝える。さらに、板状部材６に固定されている突起物４に圧力が加わり、突起部５が容器３に突刺力を加え容器３に貫通孔が生じ、気体吸着材２が外皮材内部に連通する。 In the process of manufacturing the vacuum heat insulating material 7, the outer skin material 9 into which the gas adsorption device 1 and the core material 8 are inserted is decompressed in a vacuum chamber, and the opening is sealed and introduced into the atmosphere. Under atmospheric pressure, a pressure of about 1 atm corresponding to the pressure difference between them is applied to the inside and outside of the outer skin material 9 of the vacuum heat insulating material 7. Since the outer skin material 9 is a plastic laminate film, it has flexibility, is deformed by pressure, and transmits pressure to the adjacent plate-like member 6. Further, pressure is applied to the protrusions 4 fixed to the plate-like member 6, and the protrusion 5 applies a stab force to the container 3 to form a through hole in the container 3, so that the gas adsorbent 2 communicates with the inside of the outer skin material.
この際、突起物４は板状部材６に固定されているため、容器３と突起部５は面同士で接触するため、方向がずれにくくなる。さらに、突起物ひとつのレベルでは、容器に対して略垂直方向を向いているため、容器３には確実に貫通孔が生じる。 At this time, since the protrusions 4 are fixed to the plate-like member 6, the container 3 and the protrusions 5 are in contact with each other, so that the directions are hardly shifted. Furthermore, since the level of one protrusion is substantially perpendicular to the container, a through hole is reliably formed in the container 3.
さらに、突起物４の突起部５から板状部材６までの距離が、容器３の厚さより短いため、突起部５は容器３内部に留まる。したがって、真空断熱材７の外皮材９には突起物４に
よる突刺し力が加わらず、外皮材に貫通孔が生じない。
Furthermore, since the distance from the protrusion 5 of the protrusion 4 to the plate-like member 6 is shorter than the thickness of the container 3, the protrusion 5 remains inside the container 3. Therefore, the skin material 9 of the vacuum heat insulating material 7 is not pierced by the projections 4 and no through-hole is formed in the skin material.
以上のような機構により、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、気体吸着材２が劣化することなく、真空断熱材に適用することができ、内圧の低減および長期間にわたる真空度の維持が可能となる。 With the mechanism as described above, the gas adsorbent 2 can be applied to the vacuum heat insulating material without deterioration in both cases of storage and application to the vacuum heat insulating material. It is possible to maintain the degree of vacuum.
（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断面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a cross-sectional view of a gas adsorption device according to Embodiment 2 of the present invention.
図４において、容器３には開口部１０があり、開口部１０がゴム栓１１で覆われており全体として気密性を確保している。容器３はポリエチレン性であり、ゴム栓１１はブチルゴム製であり、ゴム弾性を用いて容器との密閉性が確保される。また、突起物の突起部５は、ゴム栓１１に接触するように設置されている。 In FIG. 4, the container 3 has an opening 10, and the opening 10 is covered with a rubber stopper 11 to ensure airtightness as a whole. The container 3 is made of polyethylene, and the rubber stopper 11 is made of butyl rubber, so that hermeticity with the container is secured by using rubber elasticity. Further, the protrusion 5 of the protrusion is installed so as to contact the rubber stopper 11.
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切替え後の断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view after switching the gas adsorption device according to the second embodiment of the present invention.
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、その動作、作用を説明する。 About the gas adsorption device comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
まず、気体吸着材２は、ポリエチレンとゴム栓で密閉されているため、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。 First, since the gas adsorbent 2 is hermetically sealed with polyethylene and a rubber plug, even if the gas adsorbing device 1 is left in the atmosphere for a long time, the gas adsorbent does not touch the gas, so it does not deteriorate and is not used for a long time. It can be stored in the atmosphere.
この気体吸着デバイスを真空断熱材に適用すると、大気圧によりゴム栓に貫通孔が生じ、吸着材が外皮材内部の空間と連通する。 When this gas adsorbing device is applied to a vacuum heat insulating material, a through hole is formed in the rubber plug due to atmospheric pressure, and the adsorbing material communicates with the space inside the outer skin material.
なお、本実施の形態において、真空断熱材作製時の気体吸着デバイスの動作は、実施の形態１と同等である。 In the present embodiment, the operation of the gas adsorbing device at the time of manufacturing the vacuum heat insulating material is equivalent to that in the first embodiment.
（実施の形態３）
図６は本発明の実施の形態３における気体吸着デバイスの断面図である。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a cross-sectional view of a gas adsorption device according to Embodiment 3 of the present invention.
図６において、容器３には開口部１０があり、開口部１０がガスバリア性を有するフィルム１２で覆われており全体として気密性を確保している。容器３はポリエチレン製であり、フィルム１２は低密度ポリエチレン、アルミ箔、ポリエチレンテレフタレートフィルムの順にラミネートしたものであり、公知の方法にて接着されている。また、突起物４の突起部５は、フィルムに接触するように設置されている。 In FIG. 6, the container 3 has an opening 10, and the opening 10 is covered with a film 12 having gas barrier properties to ensure airtightness as a whole. The container 3 is made of polyethylene, and the film 12 is laminated in the order of low density polyethylene, aluminum foil, and polyethylene terephthalate film, and is bonded by a known method. Moreover, the protrusion part 5 of the protrusion 4 is installed so that a film may be contacted.
図７は本発明の実施の形態３における気体吸着デバイスの切替え後の断面図である。 FIG. 7 is a cross-sectional view after switching the gas adsorption device according to Embodiment 3 of the present invention.
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、その動作、作用を説明する。 About the gas adsorption device comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
まず、気体吸着材２は、ポリエチレンとガスバリア性を有するフィルムで密閉されているため、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。 First, since the gas adsorbent 2 is hermetically sealed with polyethylene and a film having a gas barrier property, even if the gas adsorbing device 1 is left in the atmosphere for a long time, the gas adsorbent does not touch the gas and thus does not deteriorate. Can be stored in the atmosphere for a long time.
この気体吸着デバイスを真空断熱材に適用すると、フィルムに貫通孔が生じ、吸着材が外皮材内部の空間と連通する。 When this gas adsorption device is applied to a vacuum heat insulating material, a through-hole is formed in the film, and the adsorbent communicates with the space inside the outer skin material.
なお、本実施の形態において、真空断熱材作製時の気体吸着デバイスの動作は、実施の形態１と同等である。 In the present embodiment, the operation of the gas adsorbing device at the time of manufacturing the vacuum heat insulating material is equivalent to that in the first embodiment.
（実施の形態４）
図８は本発明の実施の形態４における気体吸着デバイスの断面図である。
(Embodiment 4)
FIG. 8 is a cross-sectional view of a gas adsorption device according to Embodiment 4 of the present invention.
図８において、容器３は筒状であり、一方が開口部１０となっており、開口部１０の断面は容器の長さ方向に対して斜め方向を向いている。また、開口部１０は、ガスバリア性を有するフィルム１２で覆われており全体として気密性を確保している。容器３はポリエチレン製であり、フィルム１２は低密度ポリエチレン、アルミ箔、ポリエチレンテレフタレートフィルムの順にラミネートしたものであり、公知の方法にて接着されている。また、突起物４の突起部５は、フィルムに接触するように設置されている。 In FIG. 8, the container 3 has a cylindrical shape, one of which is an opening 10, and the cross section of the opening 10 is oriented obliquely with respect to the length direction of the container. Moreover, the opening part 10 is covered with the film 12 which has gas barrier property, and ensures airtightness as a whole. The container 3 is made of polyethylene, and the film 12 is laminated in the order of low density polyethylene, aluminum foil, and polyethylene terephthalate film, and is bonded by a known method. Moreover, the protrusion part 5 of the protrusion 4 is installed so that a film may be contacted.
図９は実施の形態４における気体吸着デバイスの切替え後の断面図である。 FIG. 9 is a cross-sectional view after the gas adsorption device is switched in the fourth embodiment.
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、その動作、作用を説明する。 About the gas adsorption device comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
まず、気体吸着材２は、ポリエチレンとガスバリア性を有するフィルムで密閉されているため、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。 First, since the gas adsorbent 2 is hermetically sealed with polyethylene and a film having a gas barrier property, even if the gas adsorbing device 1 is left in the atmosphere for a long time, the gas adsorbent does not touch the gas and thus does not deteriorate. Can be stored in the atmosphere for a long time.
この、気体吸着デバイスを真空断熱材に適用すると、フィルムに貫通孔が生じ、吸着材が外皮材内部の空間と連通する。 When this gas adsorption device is applied to a vacuum heat insulating material, a through-hole is formed in the film, and the adsorbent communicates with the space inside the outer skin material.
なお、本実施の形態において、真空断熱材作製時の気体吸着デバイスの動作は、実施の形態１と同等である。 In the present embodiment, the operation of the gas adsorbing device at the time of manufacturing the vacuum heat insulating material is equivalent to that in the first embodiment.
本実施の形態における、容器３はその形状から加工が容易であり、コストを低く抑えることができる。 The container 3 in this embodiment is easy to process due to its shape, and the cost can be kept low.
以下、実施の形態で示した気体吸着デバイスの具体的内容を実施例１〜３として示す。また、条件の異なる仕様での結果を比較例として示す。 Hereinafter, the specific content of the gas adsorption device shown by embodiment is shown as Examples 1-3. Moreover, the result in the specification from which conditions differ is shown as a comparative example.
（実施例１）
気体吸着材として、粉末状のＣｕＺＳＭ−５を用いた。
Example 1
As the gas adsorbent, powdery CuZSM-5 was used.
容器として、厚さ５０μｍの低密度ポリエチレン、厚さ７μｍのアルミ箔、厚さ２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムをラミネートしたものを、低密度ポリエチレン同士を溶着して袋状としたものを用いた。 As a container, a laminate formed by laminating a low-density polyethylene having a thickness of 50 μm, an aluminum foil having a thickness of 7 μm, and a polyethylene terephthalate film having a thickness of 25 μm was used.
突起物と板状部材は、一体成型にて作製された鉄製のものである。板状部材の形状は、一辺が１ｃｍの正方形である。突起物の数は２５個であり、形状は、円錐形であり、円錐の底面と板状部材の表面が一致する。また、突起部と板状部材の距離は５ｍｍである。 The protrusion and the plate-like member are made of iron manufactured by integral molding. The shape of the plate member is a square having a side of 1 cm. The number of protrusions is 25, the shape is conical, and the bottom surface of the cone coincides with the surface of the plate member. The distance between the protrusion and the plate-like member is 5 mm.
容器は、気体吸着材を封入後減圧封止したものであり、ラミネートフィルムの表面から、対面のラミネートフィルムまでの距離は１０ｍｍであった。 The container was sealed with a gas adsorbent and then sealed under reduced pressure, and the distance from the surface of the laminate film to the facing laminate film was 10 mm.
以上の構成の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。 The gas adsorption device having the above configuration was applied to a vacuum heat insulating material and evaluated.
芯材として、ガラス短繊維の集合体を熱成型して板状としたものを用い、気体吸着デバイスとともに、予め３辺をシールした外皮材に挿入し、真空チャンバーに設置し１００Ｐａまで減圧後封止した。真空チャンバー内に大気を導入すると、大気圧により気体吸着デバイスが切替わり、外皮材内部の気体を吸着可能となる。真空断熱材の内部の圧力を計測すると、５Ｐａであり気体吸着材による吸着の結果、外皮材の内部圧力が低減したことがわかる。また、容器の厚さより、突起物の長さが短いため、外皮材へのダメージが加わっていないことが判る。 As the core material, a glass short fiber aggregate was thermoformed into a plate shape, and inserted into a shell material with three sides sealed in advance together with a gas adsorbing device, placed in a vacuum chamber and decompressed to 100 Pa and sealed. Stopped. When the atmosphere is introduced into the vacuum chamber, the gas adsorption device is switched by the atmospheric pressure, and the gas inside the outer skin material can be adsorbed. When the pressure inside the vacuum heat insulating material is measured, it is 5 Pa, and it can be seen that the internal pressure of the outer skin material has decreased as a result of the adsorption by the gas adsorbent. Moreover, since the length of the protrusion is shorter than the thickness of the container, it can be seen that damage to the outer skin material is not added.
さらに、この真空断熱材を１ヶ月大気中で保存した後の内圧は５Ｐａであり、外皮材を介して侵入する気体を吸着していることがわかる。 Furthermore, the internal pressure after storing this vacuum heat insulating material in the atmosphere for 1 month is 5 Pa, and it can be seen that the gas entering through the outer skin material is adsorbed.
（実施例２）
気体吸着材として、粉末状のＣｕＺＳＭ−５を用いた。
(Example 2)
As the gas adsorbent, powdery CuZSM-5 was used.
容器は、ポリエチレン性の箱体であり、寸法は幅３０ｍｍ、奥行き２０ｍｍ、高さ１０ｍｍであり、３０ｍｍ×２０ｍｍの一面が欠損している。ガスバリア性を有するフィルムは、厚さ５０μｍの低密度ポリエチレン、厚さ７μｍのアルミ箔、厚さ２５μｍのナイロンフィルムをラミネートしたものである。 The container is a polyethylene box having dimensions of 30 mm in width, 20 mm in depth, and 10 mm in height, and one side of 30 mm × 20 mm is missing. The film having gas barrier properties is obtained by laminating a low-density polyethylene having a thickness of 50 μm, an aluminum foil having a thickness of 7 μm, and a nylon film having a thickness of 25 μm.
突起物と板状部材は、一体成型にて作製された鉄製のものである。板状部材の形状は、一辺が１ｃｍの正方形である。突起物の数は２５個であり、形状は、円錐形であり、円錐の底面と板状部材の表面が一致する。また、突起部と板状部材の距離は５ｍｍである。 The protrusion and the plate-like member are made of iron manufactured by integral molding. The shape of the plate member is a square having a side of 1 cm. The number of protrusions is 25, the shape is conical, and the bottom surface of the cone coincides with the surface of the plate member. The distance between the protrusion and the plate-like member is 5 mm.
アルゴンガス雰囲気のチャンバー中で、前記容器に粉末状のＣｕＺＳＭ−５を充填し、減圧後、ガスバリア性を有するフィルムを用いて欠損部を覆い、熱溶着により封止した。 In a chamber in an argon gas atmosphere, the container was filled with powdered CuZSM-5, and after depressurization, the defect portion was covered with a film having a gas barrier property and sealed by thermal welding.
チャンバーに大気導入後は、大気圧により圧縮されるため、フィルムの部分は薄くなり、最も薄い部分は７ｍｍであった。 After the atmosphere was introduced into the chamber, it was compressed by atmospheric pressure, so the film portion was thin and the thinnest portion was 7 mm.
以上の構成の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。 The gas adsorption device having the above configuration was applied to a vacuum heat insulating material and evaluated.
芯材として、ガラス短繊維の集合体を熱成型して板状としたものを用い、気体吸着デバイスとともに、予め３辺をシールした外皮材に挿入し、真空チャンバーに設置し１００Ｐａまで減圧後封止した。真空チャンバー内に大気を導入すると、大気圧により気体吸着デバイスが切替わり、外皮材内部の気体を吸着可能となる。真空断熱材の内部の圧力を計測すると、５Ｐａであり気体吸着材による吸着の結果、外皮材の内部圧力が低減したことがわかる。また、容器の厚さより、突起物の長さが短いため、外皮材へのダメージが加わっていないことが判る。 As the core material, a glass short fiber aggregate was thermoformed into a plate shape, and inserted into a shell material with three sides sealed in advance together with a gas adsorbing device, placed in a vacuum chamber and decompressed to 100 Pa and sealed. Stopped. When the atmosphere is introduced into the vacuum chamber, the gas adsorption device is switched by the atmospheric pressure, and the gas inside the outer skin material can be adsorbed. When the pressure inside the vacuum heat insulating material is measured, it is 5 Pa, and it can be seen that the internal pressure of the outer skin material has decreased as a result of the adsorption by the gas adsorbent. Moreover, since the length of the protrusion is shorter than the thickness of the container, it can be seen that damage to the outer skin material is not added.
さらに、この真空断熱材を１ヶ月大気中で保存した後の内圧は５Ｐａであり、外皮材を介して侵入する気体を吸着していることがわかる。 Furthermore, the internal pressure after storing this vacuum heat insulating material in the atmosphere for 1 month is 5 Pa, and it can be seen that the gas entering through the outer skin material is adsorbed.
（実施例３）
気体吸着材として、粉末状のＣｕＺＳＭ−５を用いた。
(Example 3)
As the gas adsorbent, powdery CuZSM-5 was used.
容器は、ポリエチレン性の箱体であり、寸法は幅３０ｍｍ、奥行き２０ｍｍ、高さ１０ｍｍであり、３０ｍｍ×２０ｍｍの一面に直径１０ｍｍの開口部が存在する。 The container is a polyethylene box having dimensions of 30 mm in width, 20 mm in depth, and 10 mm in height, and an opening having a diameter of 10 mm exists on one side of 30 mm × 20 mm.
突起物と板状部材は、一体成型にて作製された鉄製のものである。板状部材の形状は、
一辺が１ｃｍの正方形である。突起物の数は２５個であり、形状は、円錐形であり、円錐の底面と板状部材の表面が一致する。また、突起部と板状部材の距離は５ｍｍである。
The protrusion and the plate-like member are made of iron manufactured by integral molding. The shape of the plate member is
One side is a 1 cm square. The number of protrusions is 25, the shape is conical, and the bottom surface of the cone coincides with the surface of the plate member. The distance between the protrusion and the plate-like member is 5 mm.
アルゴンガス雰囲気のチャンバー中で、前記容器に粉末状のＣｕＺＳＭ−５を充填し、減圧後、ブチルゴム栓により開口部を封止した。 In a chamber in an argon gas atmosphere, the container was filled with powdered CuZSM-5, and after decompression, the opening was sealed with a butyl rubber stopper.
チャンバーに大気導入後は、大気圧により圧縮されるため、ブチルゴム栓を含む容器の最も薄い部分は８ｍｍであった。 After introduction into the chamber, the thinnest portion of the container containing the butyl rubber stopper was 8 mm because it was compressed by atmospheric pressure.
以上の構成の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。 The gas adsorption device having the above configuration was applied to a vacuum heat insulating material and evaluated.
芯材として、ガラス短繊維の集合体を熱成型して板状としたものを用い、気体吸着デバイスとともに、予め３辺をシールした外皮材に挿入し、真空チャンバーに設置し１００Ｐａまで減圧後封止した。真空チャンバー内に大気を導入すると、大気圧により気体吸着デバイスが切替わり、外皮材内部の気体を吸着可能となる。真空断熱材の内部の圧力を計測すると、５Ｐａであり気体吸着材による吸着の結果、外皮材の内部圧力が低減したことがわかる。また、容器の厚さより、突起物の長さが短いため、外皮材へのダメージが加わっていないことが判る。 As the core material, a glass short fiber aggregate was thermoformed into a plate shape, and inserted into a shell material with three sides sealed in advance together with a gas adsorbing device, placed in a vacuum chamber and decompressed to 100 Pa and sealed. Stopped. When the atmosphere is introduced into the vacuum chamber, the gas adsorption device is switched by the atmospheric pressure, and the gas inside the outer skin material can be adsorbed. When the pressure inside the vacuum heat insulating material is measured, it is 5 Pa, and it can be seen that the internal pressure of the outer skin material has decreased as a result of the adsorption by the gas adsorbent. Moreover, since the length of the protrusion is shorter than the thickness of the container, it can be seen that damage to the outer skin material is not added.
さらに、この真空断熱材を１ヶ月大気中で保存した後の内部の圧力は５Ｐａであり、外皮材を介して侵入する気体を吸着していることがわかる。 Furthermore, the internal pressure after storing this vacuum heat insulating material in the atmosphere for 1 month is 5 Pa, and it can be seen that the gas entering through the outer skin material is adsorbed.
（比較例１）
特許文献１に記載の気体吸着デバイスを用いて真空断熱材を作製した。真空断熱材作製の条件は、実施例１と同等である。特許文献１に記載の気体吸着デバイスは、開口部を有する金属製の容器にＢａ−Ｌｉを封入し、開口部を酸化カルシウムで覆った構成である。作製した真空断熱材の内部の圧力を測定すると、１００ｈｐａであった。この結果から、Ｂａ−Ｌｉは真空断熱材内部の気体を吸着していないことがわかる。これは、本実施例で用いた気体吸着デバイスでは、酸化カルシウムのガスバリア性が不足しているため、真空断熱材作製の際、Ｂａ−Ｌｉが気体を吸着して劣化したためであると考えられる。
(Comparative Example 1)
A vacuum heat insulating material was produced using the gas adsorption device described in Patent Document 1. The conditions for producing the vacuum heat insulating material are the same as in Example 1. The gas adsorption device described in Patent Document 1 has a configuration in which Ba-Li is sealed in a metal container having an opening and the opening is covered with calcium oxide. It was 100 hpa when the pressure inside the produced vacuum heat insulating material was measured. From this result, it can be seen that Ba-Li does not adsorb the gas inside the vacuum heat insulating material. This is presumably because the gas adsorption device used in this example lacks the gas barrier property of calcium oxide, and thus Ba-Li was adsorbed and deteriorated during the production of the vacuum heat insulating material.
（比較例２）
予め不織布製の袋にＣｕＺＳＭ−５を封入した気体吸着デバイスを用いて真空断熱材を作製した。真空断熱材作製の条件は、実施例１と同等である。真空断熱材内部の圧力を測定すると１００Ｐａであった。この結果から、ＣｕＺＳＭ−５は真空断熱材内部の気体を吸着していないことがわかる。これは、不織布の気体透過度が大きいため、真空断熱材作製の際、ＣｕＺＳＭ−５が気体を吸着して劣化したためであると考えられる。
(Comparative Example 2)
A vacuum heat insulating material was prepared using a gas adsorption device in which CuZSM-5 was previously enclosed in a non-woven bag. The conditions for producing the vacuum heat insulating material are the same as in Example 1. When the pressure inside the vacuum heat insulating material was measured, it was 100 Pa. From this result, it is understood that CuZSM-5 does not adsorb the gas inside the vacuum heat insulating material. This is considered to be because CuZSM-5 adsorbed gas and deteriorated during the production of the vacuum heat insulating material because the gas permeability of the nonwoven fabric was large.
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を大気圧下で劣化することなく取り扱うことが可能となる。 As described above, the gas adsorption device according to the present invention can handle a highly active gas adsorbent without deteriorating under atmospheric pressure.
１ 気体吸着デバイス
２ 気体吸着材
３ 容器
４ 突起物
５ 突起部
６ 板状部材
１０ 開口部
１１ ゴム栓
１２ フィルム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas adsorption device 2 Gas adsorption material 3 Container 4 Protrusion 5 Protrusion part 6 Plate-shaped member 10 Opening part 11 Rubber stopper 12 Film
Claims (10)
前記突起物の先端が前記容器内部に留まるように、突起物の突起部から板状部材までの距離が、前記容器の厚さより短い請求項７に記載の気体吸着デバイス。 The smallest dimension constituting the shape of the container is the thickness of the container,
The gas adsorption device according to claim 7 , wherein the distance from the protrusion of the protrusion to the plate-like member is shorter than the thickness of the container so that the tip of the protrusion stays inside the container.
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