JP5845422B2 - 気体吸着デバイス構造体とその使用方法 - Google Patents

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Description

本発明は、気体吸着材を内包する気体吸着デバイス構造体と、その使用方法に関する。
真空断熱材や真空断熱容器、プラズマディスプレイパネルなどは、内部が高度な真空状態であることによって、性能が発揮される。この様な機器を、真空機器と呼ぶ。真空機器の内部に気体が存在した場合、真空機器の内部の圧力が上昇し、真空機器の性能が劣化する。真空機器の内部に気体が存在する原因としては、製造時に、気体が、真空機器の内部に残留する場合や、経時的に、外部から気体が、真空機器の内部に侵入する場合などがある。真空機器の内部の気体を低減するために、気体吸着材が用いられる。気体吸着材によって、真空機器の内部の気体が、吸着され低減される。一例としては、真空断熱材の内部に気体吸着材を配設することによって、長期間、高度な真空状態が維持される。
気体吸着材が吸着できる気体(すなわち、吸着対象)は、気体吸着材の材料に応じて異なる。また、気体吸着材が吸着できる気体の量(すなわち、吸着可能量)には限りがある。真空断熱材に用いられる気体吸着材の吸着対象は、空気(すなわち、窒素および酸素)である。当然のことながら、この気体吸着材を空気中に放置した場合、空気を吸着する。すなわち、この気体吸着材を空気中に放置した場合は、吸着できる空気の量は減少する。これは、気体吸着材の吸着能力の低下となる。
気体吸着材が空気中に放置された場合であっても、空気を吸着しない構成が、特許文献1に開示されている。特許文献1において、気体吸着材(ゲッター)は、2枚のシートの間に密封される。2枚のシートによって気体吸着材の容器が構成される。この構成により、気体吸着材は、空気中に放置された場合であっても、空気を吸着しない。また、気体吸着材は、この容器ごと、真空機器に配設される。
上記の気体吸着材は、容器の内部に保存される。従って、容器の内部は、真空状態あるいは、この気体吸着材が吸着し得ない気体で充填された状態にする必要がある。
容器の内部が真空状態の場合、容器には、大気圧と真空との圧力差が加わる。このため、容器に孔がある場合、容器の内部に空気が侵入する。この気体吸着材が、真空断熱材に用いられる気体吸着材である場合、吸着対象は、空気である。この場合、気体吸着材は、容器の孔から侵入した空気を吸着する。
容器の内部に侵入した空気が、気体吸着材の吸着可能量以下である場合、気体吸着材は、侵入した空気を全て吸着する。このため、容器の内部の真空状態は維持される。この場合、容器の内部の状態は、孔の有無に関わらず変化しない。すなわち、気体吸着材が空気を吸着し、吸着可能量が減少しても、この状態を判断することはできない。
一方、容器の内部が、この気体吸着材が吸着し得ない気体で充填され、かつ、容器に孔がある場合、真空断熱材の内部に、この気体が侵入する。従って、真空断熱材の内部を、高度な真空状態に保つことができない。
特開平5−254588号公報
本発明は、気体吸着デバイスの吸着能力の低下の有無を判断することができる気体吸着デバイス構造体を提供する。本発明に係る気体吸着デバイス構造体は、気体吸着材を、気体難透過性を有する第1の包材により減圧密封した気体吸着デバイスと、気体吸着デバイスを密封する、少なくとも一部に可撓性を有すると共に、気体難透過性を有する第2の包材とを備える。さらに、本発明に係る気体吸着デバイス構造体は、気体吸着デバイスと、第2の包材との間に、気体吸着材が吸着可能な気体が封入される。
この構成により、第1の包材が破損した場合、気体吸着材が気体を吸着し、第2の包材の内部の圧力が低下する。圧力の低下により、第2の包材の形状または寸法が変化する。この変化の有無を確認することにより、第1の包材の破損の有無、すなわち、気体吸着デバイスの吸着能力の低下の有無を判断することができる。
図1Aは、本発明の実施の形態1における気体吸着デバイス構造体の平面図である。 図1Bは、図1Aの1B−1B線における断面図である。 図2Aは、本実施の形態の気体吸着デバイスの第1の包材が破損した場合の平面図である。 図2Bは、図2Aの2B−2B線における断面図である。 図3は、本発明の実施の形態2における気体吸着デバイス構造体の平面図である。 図4Aは、図3の4−4線における断面図である。 図4Bは、図3の4−4線における別な状態を示す断面図である。 図5Aは、本発明の実施の形態3における気体吸着デバイス構造体の平面図である。 図5Bは、図5Aの5B−5B線における断面図である。 図6Aは、本発明の実施の形態3における気体吸着デバイス構造体の別な状態を示す平面図である。 図6Bは、図6Aの6B−6B線における断面図である。
(実施の形態1)
図1Aは、本発明の実施の形態1における気体吸着デバイス構造体の平面図である。図1Bは、図1Aの1B−1B線における断面図である。
気体吸着材3は、気体難透過性を有する第1の包材である容器4によって、真空密封される。気体吸着材3としては、例えばCuZSM−5が用いられる。容器4としては、例えばアルミニウム製の容器が用いられる。このようにして、気体吸着デバイス1が構成される。なお、ここで言う真空とは、実質的な真空状態である、例えば10Pa程度の減圧状態を言う。また、本実施の形態においては、気体吸着デバイス1は、真空断熱材に用いられることを想定する。すなわち、気体吸着材3の吸着対象は、空気である。
気体吸着デバイス1は、第2の包材である外包材2によって、気体吸着材3が吸着可能な気体である空気と共に封入される。外包材2は、可撓性および気体難透過性を有する。外包材2は、例えば、低密度ポリエチレンと2軸延伸ナイロンフィルムとをラミネートして形成されたシートを2枚重ね、外周部を溶着等によりシールして、袋状に構成される。このようにして、気体吸着デバイス構造体10が構成される。
外包材2は、切り欠きであるノッチ5を有する。ノッチ5は、外包材2を構成する2枚のシートの溶着部の一部に形成される。気体吸着デバイス1は、気体吸着デバイス構造体10から取り出されて使用される。気体吸着デバイス1が取り出されるとき、外包材2は開封のために破られる。ノッチ5を用いることにより、外包材2を破ることが容易となる。もし、外包材2がノッチ5を有しない場合は、外包材2を破るために、大きな力が必要となる。大きな力により、外包材2を破ろうとすると、勢い余って、不用意な事態が発生する可能性がある。この事態を避けるためには、ハサミ等の工具が必要となる。従って、外包材2がノッチ5を有することにより、気体吸着デバイス構造体10を、安全でかつ簡便に扱うことが可能となる。
気体吸着デバイス1と外包材2との間は空気が存在するため、気体吸着デバイス1と外包材2とが接触しない部分が存在する。さらに、この空気が緩衝材として働き、外包材2の外部からの衝撃が吸収される。すなわち、気体吸着デバイス1の破損が抑制される。この空気は、外包材2の外部からの衝撃による、気体吸着デバイス1の破損が抑制される程度の量が封入される。
次に、気体吸着デバイス1の第1の包材である容器4が破損した場合について説明する。気体吸着材3は、容器4に真空密封されるため、通常は、空気と接触しない。しかしながら、気体吸着デバイス1は工業製品であるため、非常に稀ではあるが、製造当初から容器4に孔が存在する場合がある。また、事後的に容器4に孔が開く、あるいは、事後的に容器4が破断することがある。このように、容器4が破損した状態で、気体吸着デバイス1を空気中に放置すると、気体吸着材3が空気を吸着する。この状態をリークと言う。リークが発生した場合、気体吸着材3の吸着可能量は低下し、気体吸着デバイス1の性能は劣化する。容器4の孔等が目視で確認できない場合は、気体吸着デバイス1の性能が劣化しているかどうか判断できない。
図2Aは、本実施の形態の気体吸着デバイスの第1の包材が破損した場合、すなわちリークが発生した場合の平面図である。図2Bは、図2Aの2B−2B線における断面図である。
リークが発生すると、気体吸着デバイス1と外包材2との間の空間と、気体吸着材3とが連通する。気体吸着材3は、気体吸着デバイス1と外包材2との間の空間に存在する空気を吸着する。これにより、気体吸着デバイス1と外包材2との間の空間の圧力が低下する。外包材2は、可撓性を有するため、圧力の低下によって、形状および寸法の少なくとも1つが変化する。図2Bは、圧力の低下によって、外包材2の袋形状の厚みが減少した状態を示す。図1Bに示す、容器4に破損が無い状態と比較して、図2Bに示す、容器4が破損した場合は、気体吸着デバイス1と外包材2とが密着する面積が大きい。なお、気体吸着デバイス1と外包材2との間の空間の空気が少ないほど、この密着度合いは大きい。すなわち、密着度合いが大きいほど、気体吸着デバイス1の性能劣化が大きい。
本実施の形態においては、外包材2は、可撓性を有するシートで構成されるため、外包材2の袋形状全体が変形する。一方、外包材2の一部が可撓性を有する場合は、その部分の変形状況を確認することにより、リークの発生の有無を確認することができる。
なお、外包材2の、少なくとも気体吸着デバイス1が視認できる位置が透明部を有する場合、気体吸着デバイス1の状態や種類等を確認することができる。なお、図1Aおよび図2Aにおいては、外包材2は、全体が透明な場合を示す。気体吸着デバイス1の容器4に、気体吸着材3の種類や用途、仕様、有効期限等が表記されておれば、外包材2は共通のものを使用することができる。これにより、製造コストが低減される。
気体吸着材3について、詳細に説明する。気体吸着材3は、非凝縮性の気体を吸着するものである。吸着のメカニズムは、物理吸着、あるいは化学吸着、いずれであっても利用可能である。例えば、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物等が用いられる。具体的には、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用いられる。特に、CuZSM−5は、空気を吸着する能力が非常に優れるため、空気を吸着対象とする場合は、好適である。
第1の包材である容器4について、詳細に説明する。容器4は、気体吸着材3を真空密封し、空気との接触を防止する。このため、容器4は、気体が透過し難い材料によって構成される。容器4の材料は、10[cm/m・day・atm]以下の気体透過度を有する。より望ましくは、容器4の材料は、10[cm/m・day・atm]以下の気体透過度を有する。容器4の材料としては、例えば、ガラス、金属、金属箔をラミネートしたラミネートフィルム等が用いられる。
第2の包材である外包材2について、詳細に説明する。外包材2は、気体吸着デバイス1と、気体吸着材3が吸着可能な気体とを封入する。また、外包材2は、内部の圧力変化に応じて、形状および寸法の少なくとも1つが変化する。このため、外包材2は、少なくとも一部が可撓性を有すると共に、気体が透過し難い材料によって構成される。
可撓性の面では、外包材2としては、気体吸着デバイス1と密着した場合に、気体吸着デバイス1の形状を反映できる程度に薄い材料が用いられる。また、外包材2としては、外包材2の外部から力が加わったときに、不可逆的な破損、すなわち裂けたり割れたりしない機械的特性を有する材料が用いられる。なお、外包材2の一部が可撓性を有する場合は、圧力低下による応力が、可撓性を有する部分に集中する。従って、外包材2は、内部の圧力低下に対して、形状および寸法の少なくとも1つの変化が敏感になる。すなわち、微小なリークを判断することが可能となる。
気体透過度の面では、外包材2の材料は、104[cm3/m2・day・atm]以下の気体透過度を有する。より望ましくは、外包材2の材料は、103[cm3/m2・day・atm]以下の気体透過度を有する。
これらの条件を満たすために、外包材2は、例えば、高分子物質を薄く加工したものであるプラスチックフィルムによって構成される。プラスチックフィルムは、熱や圧力などによる可塑性を有するため、任意の形状に加工や成型できる。具体的には、ポリエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ナイロンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスチレンフィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム、ポリビニルアルコールフィルム等が用いられる。
気体吸着デバイス1と外包材2との密着度合いについて、詳細に説明する。気体吸着デバイス1と外包材2の密着度合いとは、気体吸着デバイス1の表面積に対する、外包材2が接触している部分の面積の割合である。密着度合いは、例えば、以下のようにして測定することができる。
まず、気体吸着デバイス1の表面を平面に投影し、投影した領域を1mm刻みで分割する。例えば、気体吸着デバイス1が15mm×80mm×3mmの直方体である場合、投影した領域は、15mm×80mmの長方形である。従って、投影した領域は、15に80を乗じた1200個に分割される。次に、外包材2の表面を1mm×1mmの正方形の領域に分割する。外包材2が気体吸着デバイス1の表面の形状を反映した領域、すなわち、外包材2と気体吸着デバイス1とが密着した領域に含まれる、上記正方形の領域の数を計測する。なお、この計測に際して、上記正方形の領域に、密着している領域が僅かでも含まれる場合は、数に含める。計測の結果、数が例えば600個であれば、600を1200で除した結果の、50%が密着度合いである。
以上のとおり、外包材2の変形、あるいは密着度合いを調べることにより、リークの有無を判断することができる。リークの無い気体吸着デバイス1は、初期の性能(すなわち、初期の吸着可能量)を維持している。また、外包材2の変形、あるいは密着度合いを調べることにより、リークが発生した場合の、気体吸着デバイス1の性能劣化の度合いを判断することができる。
通常は、気体吸着デバイス1を使用する際には、リークが無いものを選別して使用する。具体的には、外包材2の形状および寸法の少なくとも1つの変化が無いもの、すなわち、外包材2が所定の形状を有するものを選別する。選別した気体吸着デバイス構造体10を開封し、気体吸着デバイス1を取り出して使用する。これにより、不良品の気体吸着デバイス1を真空機器等に使用することが防止される。
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2における気体吸着デバイス構造体の平面図である。図4Aは、図3の4−4線における断面図である。図4Bは、図3の4−4線における別な状態を示す断面図である。なお、実施の形態1と同じ構成については、同じ符号を付して説明する。
本実施の形態における気体吸着デバイス構造体10は、開閉機構6を有する。具体的には、外包材2は低密度ポリエチレンフィルム製であり、矩形周囲の3辺が溶着される。残る1辺に開閉機構6が形成される。開閉機構6は、図4Aに示すように、一方の外包材2の端部に形成された凹部61と、他方の外包材2の端部に形成された凸部62とから構成される。凹部61と凸部62とは、平面図では線状に形成される。また、凹部61と凸部62とは、互いに対向する位置に形成される。
図4Bに示すように、凹部61と凸部62とは、矢印の方向から押されることにより、気密的に嵌合する。これにより、外包材2の内部に空気が密封される。開閉機構6は、このように機械的な構造を有するため、図4Bの矢印と逆方向の力を加えることにより、嵌合を解くことができる。これにより、気体吸着デバイス構造体10を開封し、気体吸着デバイス1を取り出すことが容易となる。さらに、開閉機構6は、開閉を繰り返すことが可能である。これにより、外包材2を再利用することが可能である。
(実施の形態3)
図5Aは、本発明の実施の形態3における気体吸着デバイス構造体の平面図である。図5Bは、図5Aの5B−5B線における断面図である。図6Aは、本発明の実施の形態3における気体吸着デバイス構造体の別な状態を示す平面図である。図6Bは、図6Aの6B−6B線における断面図である。なお、実施の形態1と同じ構成については、同じ符号を付して説明する。
本実施の形態において、実施の形態2と異なる点は、機械的な開閉機構として、ネジを用いた開閉機構7を備える点である。図5Aおよび図5Bに示すように、気体吸着デバイス構造体10は、端部にネジを用いた開閉機構7を有する。外包材2は、実施の形態2と同様に、低密度ポリエチレンフィルム製であり、矩形周囲の3辺が溶着される。残る1辺に形成された雄ネジ71に、図6Aおよび図6Bに示すように、キャップ72が螺合される。キャップ72の内部には、雄ネジ71に対応する雌ネジ(図示せず)が形成される。雄ネジ71とキャップ72の雌ネジとの螺合においては、気密性を保つ必要がある。このため、開閉機構7のネジには、シール等が施される。
開閉機構7としてネジを用いるため、気体吸着デバイス構造体10を開封し、気体吸着デバイス1を取り出すことが容易となる。なお、気体吸着デバイス1の大きさは、雄ネジ71の内径より小さい。さらに、開閉機構7は、開閉を繰り返すことが可能である。これにより、外包材2を再利用することが可能である。
以上のように、開閉機構6あるいは開閉機構7における機械的な構造とは、原子レベルでの接合のような、不可逆的な固定構造ではなく、外部からの応力によって複数の部材が固定される構造である。機械的な開閉機構6あるいは開閉機構7としては、他にも、くさび、ヒンジ、輪ゴム、ばね等が利用可能である。
以下、本発明の、気体吸着デバイス1の保存およびリーク(すなわち容器4の孔)、外包材2の材質、気体吸着デバイス1の真空断熱材への適用について、実施例1から6において説明する。
(実施例1)
実施例1においては、実施の形態1の気体吸着デバイス構造体10を用いた。気体吸着デバイス1は、CuZSM−5からなる気体吸着材3(2g)を、厚さ0.2mmのアルミニウムで構成された容器4に密封して作製した。外包材2は、厚さ50μmの低密度ポリエチレンと、厚さ25μmの2軸延伸ナイロンフィルムとをラミネートしたものである。外包材2は、低密度ポリエチレンを熱溶着層として袋状に作製した。気体吸着デバイス1を外包材2に入れた後に、熱溶着によって外包材2を密封し、気体吸着デバイス構造体10を作製した。
気体吸着デバイス1を密封した直後の外包材2の体積は5.5ccであった。この時点での、気体吸着デバイス1と外包材2との密着度合いは80%であった。
上記の気体吸着デバイス構造体10を、試料として1000個作製した。これらの試料を、1mの高さからコンクリート製の床に10回落下させた。その後、これらの試料を、1ヶ月間保存した。
この結果、985個の試料は、密着度合い80%を維持した。一方、残りの15個の試料は、密着度合いが100%であった。
以上の結果より、985個の試料は、気体吸着デバイス1のリークが無かった。すなわち、破損による容器4の孔の発生は無かった。これにより、気体吸着デバイス1の性能である吸着能力が維持されていることが判った。一方、15個の試料は、密着度合いが100%であったため、外包材2の内部の空気が吸着されたことが判った。すなわち、破損によって容器4に孔が発生し、リークが有ることが判った。
次に、同様の方法で作製し、落下させない試料と、落下させてから1ヶ月間保存した後に、リークの無かった試料と、落下させてから1ヶ月間保存した後に、リークの有った試料との空気の吸着量を測定した。具体的には、Quantachrome製のAUTOSORB−1−cを用いて、25℃での吸着等温線から10Paでの空気吸着量を測定した。
この結果、落下させない試料の空気吸着量は10ccであった。落下させてから1ヶ月間保存した後にリークの無かった試料の空気吸着量は10ccであった。落下させてから1ヶ月間保存した後にリークの有った試料の空気吸着量は4.5ccであった。
以上の結果より、リークの無かった試料は、初期の空気吸着量が維持されたことが判った。すなわち、気体吸着デバイス構造体10として、性能を維持することができた。一方、リークの有った試料は、外包材2の内部の空気を吸着したため、空気の吸着可能量が減少したことが判った。
(実施例2)
実施例2においては、実施例1と同様の気体吸着デバイス構造体10を作製したが、気体吸着デバイス1を密封した直後の外包材2の体積は8.5ccであった。この時点での、気体吸着デバイス1と外包材2との密着度合いは50%であった。
上記の気体吸着デバイス構造体10を、試料として1000個作製し、これらを、実施例1と同じ条件で、落下および保存した。この結果、995個の試料は、密着度合い50%を維持した。一方、残りの5個の試料は、密着度合いが100%であった。
以上の結果より、995個の試料は、気体吸着デバイス1のリークが無かった。すなわち、気体吸着デバイス1の吸着能力が維持されていることが判った。一方、5個の試料は、リークがあることが判った。
次に、実施例1と同様に、落下させない試料と、落下させてから1ヶ月間保存した後に、リークの無かった試料と、落下させてから1ヶ月間保存した後に、リークの有った試料との空気の吸着量を測定した。測定方法および測定条件は、実施例1と同様である。
この結果、落下させない試料の空気吸着量は10ccであった。落下させてから1ヶ月間保存した後にリークの無かった試料の空気吸着量は10ccであった。落下させてから1ヶ月間保存した後にリークの有った試料の空気吸着量は1.5ccであった。
以上の結果より、リークの無かった試料は、初期の空気吸着量が維持されたことが判った。すなわち、気体吸着デバイス構造体10として、性能を維持することができた。一方、リークの有った試料は、外包材2の内部の空気を吸着したため、空気の吸着可能量が減少したことが判った。
(実施例3)
実施例3においては、実施例1と同様の気体吸着デバイス構造体10を作製したが、気体吸着デバイス1を密封した直後の外包材2の体積は15.5ccであった。この時点での、気体吸着デバイス1と外包材2との密着度合いは10%であった。
上記の気体吸着デバイス構造体10を、試料として1000個作製し、これらを、実施例1と同じ条件で、落下および保存した。この結果、1000個全ての試料が、密着度合い10%を維持した。また、これらの試料と、実施例1と同様に、落下させない試料との空気の吸着量を測定した。測定方法および測定条件は、実施例1と同様である。
以上の結果より、いずれの試料も、空気吸着量は10ccであった。すなわち、リークが無く、気体吸着デバイス構造体10としての性能が維持された。従って、気体吸着デバイス1と外包材2との密着度合いが10%の場合、耐緩衝性が優れていることが判った。
(実施例4)
実施例4においては、実施例1と同様の気体吸着デバイス構造体10について、外包材2に、ノッチ5を形成しないものと、ノッチ5を形成したものとを作製した。気体吸着デバイス1を取り出すために、外包材2に引っ張り応力を加えて、外包材2を開封した。
ノッチ5を形成しないものについては、外包材2のシール部に引っ張り応力を加えた。この結果、外包材2を開封するために、120ニュートンの引っ張り応力が必要であった。一方、ノッチ5を形成したものについては、ノッチ5を挟んで、互い違いに引っ張り応力を加えた。この結果、10ニュートンの引っ張り応力が必要であった。以上の結果より、ノッチ5を用いることにより、外包材2を容易に開封することができた。これにより、気体吸着デバイス1を真空機器に配設する際に、工数を低減することが可能である。
(実施例5)
実施例5においては、実施の形態2の気体吸着デバイス構造体10を用いた。気体吸着デバイス1は、CuZSM−5からなる気体吸着材3(2g)を、厚さ0.2mmのアルミニウムで構成された容器4に密封して作製した。外包材2は、厚さ200μmの低密度ポリエチレンからなる。外包材2は、機械的な開閉機構6を有する。
気体吸着デバイス1を密封した直後の外包材2の体積は7.5ccであった。この時点での、気体吸着デバイス1と外包材2との密着度合いは70%であった。
上記の気体吸着デバイス構造体10を、試料として1000個作製し、これらを、実施例1と同じ条件で、落下および保存した。この結果、985個の試料は、密着度合い70%を維持した。一方、残りの15個の試料は、密着度合いが85%であった。また、この15個の試料は、外包材2の体積が3ccとなった。
以上の結果より、985個の試料は、気体吸着デバイス1のリークが無かった。すなわち、気体吸着デバイス1の吸着能力が維持されていることが判った。一方、15個の試料は、リークがあることが判った。
次に、実施例1と同様に、落下させない試料と、落下させてから1ヶ月間保存した後に、リークの無かった試料と、落下させてから1ヶ月間保存した後に、リークの有った試料との空気の吸着量を測定した。測定方法および測定条件は、実施例1と同様である。なお、気体吸着デバイス1は、開閉機構6の嵌合を外すことによって、取り出すことができた。
この結果、落下させない試料の空気吸着量は10ccであった。落下させてから1ヶ月間保存した後にリークの無かった試料の空気吸着量は10ccであった。落下させてから1ヶ月間保存した後にリークの有った試料の空気吸着量は0ccであった。
ここで、リークの有った試料の外包材2の体積は、7.5ccから3ccとなった。すなわち、4.5ccの空気が減少した。一方、空気吸着量は、リークが無い場合は10ccで、リークが有った場合は0ccであった。すなわち、空気吸着量は10ccである。減少した空気の量4.5ccと、吸着した空気の量10ccとは一致しなかった。これは、外包材2の開閉機構6を通して、外部の空気が侵入したからである。
以上の結果より、気体吸着デバイス1の空気吸着量の減少量を、外包材2の体積の減少量に基づいて判断することはできなかった。しかしながら、リークの有無を判断することは可能であることが判った。また、外包材2を再利用することができるため、気体吸着デバイス構造体10のコストを削減することが可能である。なお、開閉機構6の開閉を100回行ったところ、リークの有無の判断は、正しく行うことができた。
(実施例6)
実施例6においては、実施の形態3の気体吸着デバイス構造体10を用いた。気体吸着デバイス1は、CuZSM−5からなる気体吸着材3(2g)を、厚さ0.2mmのアルミニウムで構成された容器4に密封して作製した。外包材2は、厚さ50μmの低密度ポリエチレンと、厚さ25μmのナイロンフィルムとをラミネートしたものである。外包材2は、低密度ポリエチレンを熱溶着層として4方がシールされ、機械的な開閉機構7を有する。開閉機構7は、雄ネジ71と、雌ネジを有するキャップ72とから構成される。雄ネジ71の内部は、気体吸着デバイス1が出し入れできるように、空洞である。
気体吸着デバイス1を密封した直後の外包材2の体積は5.5ccであった。この時点での、気体吸着デバイス1と外包材2との密着度合いは80%であった。
上記の気体吸着デバイス構造体10を、試料として1000個作製し、これらを、実施例1と同じ条件で、落下および保存した。この結果、985個の試料は、密着度合い80%を維持した。一方、残りの15個の試料は、密着度合いが85%であった。また、この15個の試料は、外包材2の体積が3ccとなった。
以上の結果より、985個の試料は、気体吸着デバイス1のリークが無かった。すなわち、気体吸着デバイス1の吸着能力が維持されていることが判った。一方、15個の試料は、リークがあることが判った。
次に、実施例1と同様に、落下させない試料と、落下させてから1ヶ月間保存した後に、リークの無かった試料と、落下させてから1ヶ月間保存した後に、リークの有った試料との空気の吸着量を測定した。測定方法および測定条件は、実施例1と同様である。なお、気体吸着デバイス1は、開閉機構7のキャップ72を外すことによって、取り出すことができた。
この結果、落下させない試料の空気吸着量は10ccであった。落下させてから1ヶ月間保存した後にリークの無かった試料の空気吸着量は10ccであった。落下させてから1ヶ月間保存した後にリークの有った試料の空気吸着量は0ccであった。
ここで、リークの有った試料の外包材2の体積は、5.5ccから3ccとなった。すなわち、2.5ccの空気が減少した。一方、空気吸着量は、リークが無い場合は10ccで、リークが有った場合は0ccであった。すなわち、空気吸着量は10ccである。減少した空気の量2.5ccと、吸着した空気の量10ccとは一致しなかった。これは、外包材2の開閉機構7を通して、外部の空気が侵入したからである。
以上の結果より、気体吸着デバイス1の空気吸着量の減少量を、外包材2の体積の減少量に基づいて判断することはできない。しかしながら、リークの有無を判断することは可能であることが判った。また、外包材2を再利用することができるため、気体吸着デバイス構造体10のコストを削減することが可能である。なお、開閉機構7の開閉を100回行ったところ、リークの有無の判断は、正しく行うことができた。
以下、比較例1および2を用いて、外包材2を有しない場合、および、外包材2と気体吸着デバイス1との密着度合いが、外包材2の内部の空気の量によって変化しない場合について説明する。
(比較例1)
比較例1においては、従来の保存方法として、実施例1の気体吸着デバイス1を、外包材2に入れずに、1ヶ月間保存した。保存前後の気体吸着デバイス1の空気吸着量を測定した。測定方法および測定条件は、実施例1と同様である。
この結果、保存前の空気吸着量は10ccであった。一方、保存後の空気吸着量は9.7ccであった。従って、0.3cc分のリークが発生した。しかしながら、このリークを判断することはできなかった。
(比較例2)
比較例2においては、実施例1の気体吸着デバイス1を、外包材2には入れずに、厚さ0.5mmの鉄製の容器に入れて、1ヶ月間保存した。保存後に、鉄製の容器を開封し、その10分後に、気体吸着デバイス1を真空断熱材に配設した。なお、鉄製の容器の体積は、保存の前後共に25ccであった。また、リファレンスとして、作製直後の気体吸着デバイス1を、真空断熱材に配設した。
これらの空気吸着量を、実施例1と同様の測定方法および測定条件によって、測定した。この結果、作製直後の気体吸着デバイス1の空気吸着量は5ccであった。一方、鉄製の容器に1ヶ月間保存した気体吸着デバイス1の吸着量は3.5ccであった。
以上の結果より、気体吸着デバイス1の吸着量が1.5cc減少しているにも関わらず、鉄製の容器の体積は変化しなかった。厚さ0.5mmの鉄製容器を用いて、気体吸着デバイス1を保存した場合、気体吸着デバイス1の空気吸着量の減少は判断できないことが判った。これは、厚さ0.5mmの鉄製の容器は、大気圧では容易に変形しないためである。従って、外包材2は、柔軟な材料でなければならないことが判った。
以上のように、本発明は、外包材の形状変化によって、気体吸着デバイスの性能劣化の有無を判断することができる。従って、気体吸着デバイスの品質検査および保存に適する。
1 気体吸着デバイス
2 外包材(第2の包材)
3 気体吸着材
4 容器(第1の包材)
5 ノッチ(切り欠き)
6,7 開閉機構
10 気体吸着デバイス構造体

Claims (8)

  1. 気体吸着材を、気体難透過性を有する第1の包材により減圧密封した気体吸着デバイスと、
    前記気体吸着デバイスを密封する、少なくとも一部に可撓性を有すると共に、気体難透過性を有する第2の包材とを備え、
    前記気体吸着デバイスと、前記第2の包材との間に、前記気体吸着材が吸着可能な気体を封入した気体吸着デバイス構造体。
  2. 前記第1の包材の破損により、前記第1の包材の内側と外側とが連通した場合に、前記気体吸着材が、前記気体を吸着することにより、前記気体の圧力が低下し、前記第2の包材の形状および寸法の少なくとも1つが変化する請求項1に記載の気体吸着デバイス構造体。
  3. 前記第2の包材は、少なくとも前記気体吸着デバイスが視認できる位置に透明部を有する請求項1に記載の気体吸着デバイス構造体。
  4. 前記気体が、前記第2の包材の外部からの衝撃を吸収する請求項1に記載の気体吸着デバイス構造体。
  5. 前記第2の包材は、少なくとも一部に、切り欠きを有する請求項1に記載の気体吸着デバイス構造体。
  6. 前記第2の包材は、開閉機構を有する請求項1に記載の気体吸着デバイス構造体。
  7. 前記気体吸着材は、CuZSM−5である請求項1に記載の気体吸着デバイス構造体。
  8. 請求項1から7のいずれか1項に記載の気体吸着デバイス構造体について、前記第2の包材の形状が所定の形状を有する前記気体吸着デバイス構造体を選別する、選別ステップと、
    前記選別ステップによって選別した前記気体吸着デバイス構造体の前記第2の包材を開封する、開封ステップと、
    前記開封ステップによって開封した前記気体吸着デバイス構造体から前記気体吸着デバイスを取り出す、取り出しステップをと有し、
    前記取り出しステップによって取り出した前記気体吸着デバイスを使用する、気体吸着デバイス構造体の使用方法。
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