JP6149253B2 - 真空断熱材 - Google Patents

Description

本発明は、気体吸着デバイスの水分による劣化を抑制し、効率的に空気を吸着可能とした真空断熱材に関するものである。

水分を吸着しやすい気体吸着材においては、水分を含む環境下においても、気体吸着材を水分吸着材で被うことにより、気体吸着材が水分により劣化することを防止して、断熱ジャケット（真空断熱材）内で効果的に空気を吸着除去する技術が提案されている。

例えば、ガス不透過性材、好ましくはアルミニウムで形成された上部開放容器と、該容器の底部に載置された気体吸着材からなる第１ペレットと、第１ペレットを完全に覆うように容器の上部内に収容された水分吸着材からなる第２ペレットとから成るデバイスである。

このような構成にすることで、ガス（気体）が、気体吸着材であるゲッター（第１ペレット）に到達するまでには、水分吸着材である乾燥剤（第２ペレット）を通過する必要があるため、断熱ジャケット内のガスに水分が含まれている場合であっても、水分は乾燥剤に吸着され、ゲッターへは水分が低減されたガスのみが到達する（例えば、特許文献１参照）。

特表平９−５１２０８８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の構成では、乾燥剤の形状は、上部開放容器の形状に沿った円盤状となっており、デバイス外のガスは、乾燥剤を介してゲッターに到達することになる。従って、ガスが通過する乾燥剤の経路が短いと、ガスからの水分の十分な除去がなされない場合がある。

一方で、ガスが通過する乾燥剤の経路を長くするためには、上部開放容器の高さ方向の距離を長くし乾燥剤の分量を増す必要がある。

よって、真空断熱材の厚さ方向に制限がある場合、上部開放容器の厚みを増すことで適用困難となる場合がある。

更に、上記特許文献１に記載のデバイスは、目的用途へ適用する際に、大気中で取り扱う構成となっており、その際、取り扱い時間や吸着能力によっては、乾燥剤を通過してゲッターに到達した空気を吸着して劣化してしまう場合がある。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ガスに水分が含まれている場合であっても、十分に水分を低減したガスをゲッターに到達させることで、気体吸着材が水分により劣化することを防止し、ゲッターのガス吸着能力を十分に発揮させて断熱ジャケットの性能を十分に発揮するものである。

上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも芯材と、前記芯材を内包する外被材の内部を減圧してなる真空断熱材であって、前記外被材の内部には水分吸着材と、気体吸着デバイスとを備え、前記気体吸着デバイスは気体難透過性の容器内に空気と水分を吸着可能な高活性な気体吸着材が封入されたものであり、外部の気体を前記容器内に導入する貫通孔を有し、前記容器には、開口部を有し、前記開口部は脆性材料からなる封止材で封
止されているものであって、前記貫通孔は前記水分吸着材よりも水分の透過を遅延するとともに、気体透過度は、１０ ^４ ［ｃｍ ^３ ／ｍ ^２ ・ｄａｙ・ａｔｍ］以上、１０ ^１２ ［ｃｍ ^３ ／ｍ ^２ ・ｄａｙ・ａｔｍ］以下である材料からなるコーティング材で覆われていることを特徴とするものである。

これによって、空気やガスは、水分透過を遅延するコーティング材で覆われている貫通孔を経て、気体吸着材へ達するため、水分の含有量が低下した状態で気体吸着材へ達することとなる。

さらに、外被材の内部には水分吸着材が設置されているため、水分は優先的に水分吸着材に吸着された上で、コーティング材によって気体吸着材への水分到達が行われる。

そのため、気体だけでなく水分についても吸着可能な高活性な気体吸着材を気体吸着デバイスに適用する場合であっても、本発明の構成により、気体吸着材の吸着容量の中で水分吸着により消費される量を低減し、より空気吸着に費やす量を増大することが可能となる。

このように、真空断熱材の外被材内部に存在する空気を気体吸着材が大容量、かつ効率的に吸着除去することにより内部圧力を低減でき、断熱性能を向上させることが可能となる。

また、真空断熱材の内において気体吸着材が空気を大容量、かつ効率的に吸着除去することで外被材を通して経時的に侵入する空気や水分を吸着除去することができる。
上記構成において、気体難透過性容器の開口部が封止材で封止されているため、封止材を破壊して封止材に貫通孔を形成することにより、気体難透過性容器外の気体を気体難透過性容器内に導入することが可能になる。
本発明の構成において、空気は、気体吸着デバイスの封止材に形成された、水分透過を遅延するコーティング材で覆われている貫通孔を経て、気体吸着材へ達するため、コーティング材の無い条件よりも水分の含有量が低下することとなる。
さらに、外被材内空間には水分吸着材が設置されているため、コーティング材によって気体吸着材への水分到達が遅延されている間に、水分は優先的に水分吸着材に吸着される。
そのため、空気と共に水分をも吸着可能な高活性な気体吸着材を気体吸着デバイスに適用する場合、本発明の構成により、気体吸着材の吸着容量が、水分吸着により消費される量を低減し、空気吸着に費やす量を増大することが可能となる。
その結果、本発明は、真空断熱材の外被材内部に存在する空気を気体吸着材が大容量、かつ効率的に吸着除去することにより内部圧力を低減でき、また、外被材を通して経時的に侵入する空気や水分を吸着除去することができるため、断熱性能に優れ、かつ経時耐久性に優れる真空断熱材を提供できる。

本発明によると、真空断熱材の断熱性能を向上させ、かつ経時耐久性に優れる真空断熱材を提供することができる。

本発明の実施の形態１における真空断熱材の概略断面図 本発明の実施の形態１における気体吸着デバイスの概略断面図 本発明の実施の形態１における封止材破壊後の気体吸着デバイスの概略断面図 本発明の実施の形態２における気体吸着デバイスの概略断面図

第１の発明は、少なくとも芯材と、前記芯材を内包する外被材の内部を減圧してなる真空断熱材であって、前記外被材の内部には水分吸着材と、気体吸着デバイスとを備え、前記気体吸着デバイスは気体難透過性の容器内に空気と水分を吸着可能な高活性な気体吸着材が封入されたものであり、外部の気体を前記容器内に導入する貫通孔を有し、前記容器には、開口部を有し、前記開口部は脆性材料からなる封止材で封止されているものであって、前記貫通孔は前記水分吸着材よりも水分の透過を遅延するとともに、気体透過度は、１０ ^４ ［ｃｍ ^３ ／ｍ ^２ ・ｄａｙ・ａｔｍ］以上、１０ ^１２ ［ｃｍ ^３ ／ｍ ^２ ・ｄａｙ・ａｔｍ］以下である材料からなるコーティング材で覆われていることを特徴とする真空断熱材である。

これによって、空気やガスは、水分透過を遅延するコーティング材で覆われている貫通孔を経て、気体吸着材へ達するため、水分の含有量が低下した状態で気体吸着材へ達することとなる。

さらに、外被材の内部には水分吸着材が設置されているため、水分は優先的に水分吸着
材に吸着された上で、コーティング材によって気体吸着材への水分到達が行われる。

そのため、気体だけでなく水分についても吸着可能な高活性な気体吸着材を気体吸着デバイスに適用する場合であっても、本発明の構成により、気体吸着材の吸着容量の中で水分吸着により消費される量を低減し、より空気吸着に費やす量を増大することが可能となる。

このように、真空断熱材の外被材内部に存在する空気を気体吸着材が大容量、かつ効率的に吸着除去することにより内部圧力を低減でき、断熱性能を向上させることが可能となる。

また、真空断熱材の内において気体吸着材が空気を大容量、かつ効率的に吸着除去する
ことで外被材を通して経時的に侵入する空気や水分を吸着除去することができる。
上記構成において、気体難透過性容器の開口部が封止材で封止されているため、封止材を破壊して封止材に貫通孔を形成することにより、気体難透過性容器外の気体を気体難透過性容器内に導入することが可能になる。
本発明の構成において、空気は、気体吸着デバイスの封止材に形成された、水分透過を遅延するコーティング材で覆われている貫通孔を経て、気体吸着材へ達するため、コーティング材の無い条件よりも水分の含有量が低下することとなる。
さらに、外被材内空間には水分吸着材が設置されているため、コーティング材によって気体吸着材への水分到達が遅延されている間に、水分は優先的に水分吸着材に吸着される。
そのため、空気と共に水分をも吸着可能な高活性な気体吸着材を気体吸着デバイスに適用する場合、本発明の構成により、気体吸着材の吸着容量が、水分吸着により消費される量を低減し、空気吸着に費やす量を増大することが可能となる。
その結果、本発明は、真空断熱材の外被材内部に存在する空気を気体吸着材が大容量、かつ効率的に吸着除去することにより内部圧力を低減でき、また、外被材を通して経時的に侵入する空気や水分を吸着除去することができるため、断熱性能に優れ、かつ経時耐久性に優れる真空断熱材を提供できる。

第２の発明は、前記気体吸着材は、ゼオライトであることを特徴とするものである。

第３の発明は、前記気体吸着デバイスのコーティング材で覆われている部分が封止材の少なくとも一部であることを特徴とする。

これによって、封止材は脆性材料であるため、応力を加えることで破壊でき、容易に貫通孔を形成することが可能である。本発明では、貫通孔がコーティング材で被われている構成とすることにより、大気中で貫通孔を形成しても瞬時に気体吸着デバイスに空気が導入されることはない。従って、大気中で気体吸着デバイスに貫通孔を成形して真空断熱材に設置するまでに気体吸着デバイスに導入される空気による気体吸着材の吸着量の消費は少なく、大気中で貫通孔を形成してから真空断熱材に適用することができる。そのため、貫通孔の形成確認が容易であり、更に、確実に貫通孔を形成することができる。

第４の発明は、コーティング材が弾性体からなることを特徴とするものである。

このように、コーティング材が弾性体であることで、封止材や気体難透過性容器に貫通孔を形成する応力により破断しにくい。従って、コーティング材とコーティング材に接触している気体難透過性容器や封止材に貫通孔を形成するため外力を与えても、気体難透過性容器や封止材には貫通孔が形成されるが、コーティング材は破断しない状態が実現可能である。

よって、貫通孔を形成しつつもコーティング材が破断しないので、コーティング材によって気体吸着材への水分到達を確実に遅延させることができ、水分は優先的に水分吸着材に吸着される。

その結果、本発明は、真空断熱材の外被材内部に存在する空気を気体吸着材が大容量、かつ効率的に吸着除去することにより内部圧力を低減でき、また、外被材を通して経時的に侵入する空気や水分を吸着除去することができるため、断熱性能に優れ、かつ経時耐久性に優れる真空断熱材を提供できる。

以下、本発明の気体吸着デバイス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本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における真空断熱材１の概略断面図である。

図１に示すように、本実施の真空断熱材１は、芯材２と、水分吸着材３と、気体吸着デバイス４と外被材５とからなり、芯材２と、水分吸着材３と、気体吸着デバイス４とを外被材５で被い、内部を減圧してなる真空断熱材１であって、気体吸着デバイス４は開口部６を有する気体難透過性の容器７と前記気体難透過性の容器７に充填された気体吸着材８と、前記開口部６を封止する脆性材料からなる封止材９とからなり、封止材９はコーティング材１０で覆われており、封止材９に貫通孔１１が設けられていることを特徴とするものである。

図２は、本発明の実施の形態１における封止材９破壊前、すなわち貫通孔１１形成前の気体吸着デバイス４の概略断面図である。

図２に示すように、気体吸着材８はアルミニウムからなる気体難透過性の容器７に充填されており、気体難透過性の容器７は開口部６を有し、開口部６は脆性材料からなる封止材９により封止されている。さらに、封止材９は、弾性体からなるコーティング材１０で覆われている。

上記構成において、気体吸着デバイス４は大気中にあるが、気体難透過性の容器７と封止材９により密閉されているため、気体吸着材８が空気を吸着することによる消費は抑制されている。従って、長期間大気中に保存することができる。

図３は、本発明の実施の形態１における、封止材９破壊後の気体吸着デバイス４の概略断面図である。

図３に示すように、封止材９が破壊され、気体難透過性の容器７外の空気を気体難透過性の容器７内に導入する貫通孔１１が形成されている。封止材９の破壊は、大気中にてコーティング材１０の外部から封止材９に曲げ応力が加わるようにすることで行った。この際、弾性体であるコーティング材１０とアルミニウムからなる気体難透過性の容器７は破損せず、脆性材料である封止材９のみが破壊され、気体難透過性の容器７外の空気を気体
難透過性の容器７内に導入する貫通孔１１が形成される。

この時点から、貫通孔１１を通して気体難透過性の容器７への空気の侵入が開始するが、コーティング材１０を透過する必要があるため、この速度は遅く、真空断熱材１の外被材５内で減圧封止されるまでの工程を短時間で行うことにより、気体吸着材８の消費を少なくすることができる。

気体吸着材８として、高活性なものを用いる場合、空気だけではなく水分をも吸着し、その水分吸着速度は水分吸着材３の水分吸着速度より大きい。従って、気体吸着材８が単独で水分吸着材３と共存する場合でも、気体吸着材８が優先的に水分を吸着し、空気吸着能力が損なわれてしまう。

一般的に、気体吸着デバイス４に空気を吸着させるためには、空気を導入する貫通孔１１が必要だが、大気中で気体吸着デバイス４に貫通孔１１を成形して真空断熱材１に設置すると、貫通孔を通して大量の空気が導入されるため、気体吸着材がその空気を吸着して、空気吸着能力を消費してしまうという課題があった。

この空気吸着能力の消費を防ぐためには、気体吸着デバイス４を真空断熱材１に設置してから、貫通孔１１を形成する必要があるが、そのためには、外被材を介して気体吸着デバイスに何らかの応力を加える必要がある。

しかしながら、真空断熱材１に設置してから気体吸着デバイスに貫通孔１１を形成するという工程をとると、貫通孔１１の形成確認が困難であり、貫通孔１１が形成されていない場合は外被材で被われた空間内の空気を吸着することができない。

本発明では、貫通孔１１がコーティング材１０で被われている構成とすることにより、大気中で貫通孔１１を形成しても瞬時に気体吸着デバイス４に空気が導入されることはない。従って、大気中で気体吸着デバイス４に貫通孔１１を成形して真空断熱材１に設置するまでに気体吸着デバイス４に導入される空気による気体吸着材８の吸着量の消費は少なく、大気中で貫通孔を形成してから真空断熱材１に適用することができる。

そのため、貫通孔１１の形成確認が容易であり、更に、確実に貫通孔を形成することができる。

上記構成において、気体吸着材８はアルミニウムからなる気体難透過性の容器７に充填されており、気体難透過性の容器７は開口部６を有し、封止材９は破壊されているため、気体難透過性の容器７外の空気を気体難透過性の容器７内に導入する貫通孔１１が形成されている。

更に、気体難透過性の容器７外の空気を気体難透過性の容器７内に導入する貫通孔１１はコーティング材１０で覆われているため、真空断熱材１へ適用した場合、気体難透過性の容器７の外部即ち、外被材５内の空気及び水分は、コーティング材１０を透過して気体難透過性の容器７に侵入する。従って、外被材５内の水分は、コーティング材１０を用いていない場合に比較して気体難透過性の容器７長時間気体難透過性の容器７の外部、即ち水分吸着材３が存在する空間に留まることになる。この結果、水分の大部分は水分吸着材３に吸着され、コーティング材１０を透過して気体難透過性の容器７に侵入する空気に含まれる水分は低減される。

以上のように、空気は、気体吸着デバイス４に形成された、水分透過を遅延するコーティング材１０で覆われている貫通孔１１を経て、気体吸着材８へ達するため、コーティン
グ材１０の無い条件よりも水分の含有量が低下することとなる。

さらに、外被材５内の空間には水分吸着材３が設置されているため、コーティング材１０によって気体吸着材８への水分到達が遅延されている間に、水分は優先的に水分吸着材３に吸着される。

そのため、空気と共に水分をも吸着可能な高活性な気体吸着材８を気体吸着デバイス４に適用する場合、本発明の構成により、気体吸着材８の吸着容量が、水分吸着により消費される量を低減し、空気吸着に費やす量を増大することが可能となる。

その結果、本発明は、真空断熱材１の外被材５内部に存在する空気を気体吸着材８が大容量、かつ効率的に吸着除去することにより内部圧力を低減でき、また、外被材５を通して経時的に侵入する空気や水分を吸着除去することができるため、断熱性能に優れ、かつ経時耐久性に優れる真空断熱材１を提供できる。

本発明の気体吸着デバイス４とは、気体を吸着することができる気体吸着材８を、気体バリア性に優れた気体難透過性の容器７に封入して大気中に保存可能としたものであり、空気を吸着する必要がある時に貫通孔１１を形成することで周囲の空気を吸着できるようになるものである。

本発明の気体難透過性の容器７は、特に指定するものではないが、気体吸着材８を収容可能な開口部６を有し、開口部６を封止することにより、気体吸着デバイス４を大気中で取り扱っても気体吸着材８に気体が到達して消費しないように、気体バリア性に優れるものが良い。特に指定するものではないが、銅、アルミニウム等の薄肉の金属容器や、気体バリア層を有するプラスチックラミネートフィルムが望ましい。気体バリア層は特に指定するものではないが、アルミニウム箔等の金属箔、プラスチックフィルムにアルミニウムなどの金属や、シリカ、カーボン等を蒸着したものであっても良い。

本発明における貫通孔１１とは、ガスバリア性を有する部材が欠損していることで、気体の通過が可能となっている部分である。特に指定するものではないが、貫通孔１１は気体難透過性の容器７に形成された孔、切り欠き、封止材９に形成された孔や封止材９を破壊することでもよい。

本発明の気体吸着材８は、特に指定するものではないが、化学吸着、物理吸着による各種吸着材、例えば、各種金属系ゲッター、ゼオライト等、気体吸着性の材料を用いることができる。これらの気体吸着材は、吸着すべき気体に加え、水分も吸着可能であるが、本発明により気体吸着材が水分吸着により劣化することを抑制し、本来の目的である空気成分の吸着能力を十分に発揮できる。

本発明の封止材９は、特に指定するものではないが、気体難透過性の容器７の開口部６を封止することができ、封止することにより、気体吸着デバイス４を大気中で取り扱っても気体吸着材８に気体が到達して消費しないように、気体バリア性に優れるものが良い。更に、コーティング材の外部からの応力により容易に破壊されるような、脆性材料であることが望ましい。

また、本発明における脆性材料とは、外部からの応力による弾性変形の限界が小さく、弾性変形の限界を超えると破壊されるものであり、望ましくは弾性変形領域が１％以下のもので、より望ましくは０．５％以下のものである。特に指定するものではないが、例えば、ガラス、セラミックスなどの無機材料を用いることができる。

本発明のコーティング材１０は、特に指定するものではないが、気体難透過性の容器７に気体難透過性の容器７外の空気を導入する貫通孔１１を成形してから真空断熱材１の外被材５内に設置するまでの工程での気体吸着材８の消費が小さく、外被材５内に設置後は、気体難透過性の容器７内部と外部の圧力差により気体難透過性の容器７に侵入する空気の速度が、大気中の空気が外被材５に侵入する速度より大きいものであり、気体透過度は
１０^４［ｃｍ^３／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ］以上、１０^１２［ｃｍ^３／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下のものであり、望ましくは１０^６［ｃｍ^３／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ］以上、１０^１０［ｃｍ^３／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下のものである。

更に、脆性材料に密着している状態で脆性材料に応力を加えると脆性材料は破壊されるが、コーティング材は破壊されない程度の柔軟性を有していることが望ましく、引っ張りにより破断するまでの長さが、変形前の１５０％以上、望ましくは２００％以上のものである。

コーティング材１０の形成方法は、特に指定するものではないが、ポリマー溶質を溶媒に溶かしたものを塗布後に乾燥しても良く、シート状のエラストマー等を貼り付けても良い。

コーティング材は特に指定するものではないが、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂、天然ゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、シリコンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム等のエラストマー等を用いることができる。

また、本発明における弾性体とは、応力に比例して変形するが破断せず、応力を取り除くと変形が元に戻るものである。特に指定するものではないが、天然ゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、シリコンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム等のエラストマー等を用いることができる。

本発明における真空断熱材１とは、芯材２と、水分吸着材３と、気体吸着デバイス４とを外被材５で被い、内部を減圧して外被材５を封止することで、優れた断熱性能を発現するものである。

本発明の芯材２は、特に指定するものではないが、減圧封止した際に大気圧に抗して厚さを保つことができ、空隙率が高く、固体熱伝導率が低いものを用いることができる。例えば、無機粉末集合体、特にシリカ粉末や、無機繊維集合体特にガラス繊維集合体が望ましい。

本発明の水分吸着材３は、特に指定するものではないが、一旦水分を吸着すると強固に吸着し、脱離困難な化学結合による水分吸着材が望ましく、例えば、酸化カルシウム、酸化カリウムなどを用いることができる。

本発明の外被材５は、特に指定するものではないが、気体バリア性に優れており、大気中に真空断熱材を保存しても、内部に侵入する空気が少ないものである。

気体透過度は１０^４［ｃｍ^３／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下のものが使用でき、望ましくは１０^３［ｃｍ^３／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下のもの、さらに望ましくは１０^２［ｃｍ^３／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下のものである。

このような性質を満たすものとして、気体バリア層を有するプラスチックラミネートフィルムを製袋したものが望ましい。気体バリア層は特に指定するものではないが、アルミニウム箔等の金属箔、プラスチックフィルムにアルミニウムなどの金属や、シリカ、カーボン等を蒸着したものであっても良い。

以下、本発明の実施の形態１について、実施例１から実施例４にコーティング材の仕様と、真空断熱材の保存環境を変化させた場合の、気体吸着デバイスによる空気の吸着量を示す。

実施例１から４において、真空断熱材は、芯材と、水分吸着材と、気体吸着デバイスとを外被材で被い、内部を減圧してなる構成とした。

芯材は、ガラス繊維集合体を板状に成形したものであり、大きさは２００ｍｍ×１５０ｍｍ×１０ｍｍとした。

水分吸着材は、酸化カルシウムを用いた。

気体吸着デバイスは、気体吸着材と、気体難透過性容器と、封止材と、コーティング材とからなり、気体吸着材を気体難透過性容器に封入し、開口部を封止材で封止した構成である。

更に、封止材をコーティング材で覆った構成とした。

気体吸着材としてゼオライトを０．１ｇ用いた。この気体吸着材の１０Ｐａでの空気吸着能力は３ｃｃ／ｇであるため、この気体吸着デバイスの１０Ｐａでの空気吸着能力は０．３ｃｃである。

気体難透過性容器として、一方が開口部となった筒状のアルミニウム容器を用いた。

封止材として脆性材料であるガラスを用いた。

外被材は、シール層として厚さ５０μｍの低密度ポリエチレンフィルム、ガスバリア層として厚さ６μｍのアルミニウム箔、保護層として厚さ５０μのナイロンフィルムをラミネートしたもののシール層を対向させて製袋したものである。

次に、空気吸着能力の評価方法を示す。

プラスチックフィルムをラミネートして作製されている外被材のシール層に用いられるポリエチレンなどのフィルムは僅かではあるが空気を透過し、温度が高くなるに従って、より多くの空気を透過させるようになる。この性質を利用して、真空断熱材を高温中に保持することにより単位時間当たりの空気透過量を増大させ、短期間で気体吸着デバイスの空気吸着能力を評価した。

ここで、真空断熱材の熱伝導率は、内部の圧力上昇に伴って増大する性質を有しているため、予め内部圧力と熱伝導率の関係を評価しておくことで、熱伝導率を測定することにより、内部の圧力を知ることができる。

真空断熱材内部に空気が侵入しても、当初は気体吸着材が空気を吸着するため、真空断熱材の内部圧力は一定に保持されるが、空気の侵入量が気体吸着デバイスの吸着能力と同等となった時点から徐々に、真空断熱材の内部圧力が上昇し始める。従って、単位時間当たりの侵入量に熱伝導率が上昇を開始するまでの時間を掛け合わせることにより、気体吸着デバイスの空気吸着能力を算出することができる。

真空断熱材作製直後の内部圧力は１Ｐａであり、内部容積、すなわち芯材の体積は３００ｃｃであったため、真空断熱材作製時に外被材に残留する空気の量は、約０．００３ｃｃである。

従って空気侵入量に０．００３ｃｃを加えることにより、気体吸着デバイスの吸着量を算出することができる。一方、この量は気体吸着デバイス１個の気体吸着能力に比較して大幅に小さいため、測定誤差範囲に入ると考え、空気の侵入量と吸着量は同等とした。

各条件で測定を行う気体吸着デバイスのｎ数は１０とし、空気吸着能力はこの平均値を示す。

実施例１から４までの評価結果をまとめたものを（表１）に示す。

（実施例１）
実施例１では、スチレン−ブタジエンゴムを溶媒に溶かして液状にしたものに、気体難透過性容器の開口部を封止材で封止した部分の付近を浸漬して取り出し、大気中で固化することによりコーティング材を形成した。ここで、コーティング材の厚さが０．０５ｍｍとなるように溶媒の量を調整した。次に、コーティング材の上部から脆性材料である封止材に応力を加えて破壊して気体難透過性容器外の空気を気体難透過性容器内に導入する貫通孔を形成した。この際、気体難透過性容器及びコーティング材は脆性材料ではないため、破壊されることはなかった。

この気体吸着デバイスを適用した真空断熱材を作製した。

以上のように作製した真空断熱材を５０℃、７０％Ｒｈの環境に保存したところ、熱伝導率を３０日間保持できた。

一方、気体吸着デバイスを用いずに作製した真空断熱材をこの環境で保存すると、気体侵入量は一日あたり０．０１ｃｃであった。

従って、気体吸着デバイスは０．３ｃｃの空気を吸着し、水分を吸着することによる空気吸着能力の低下は認められなかった。

これは、コーティング材によって気体吸着材への水分到達が遅延されている間に、水分は優先的に水分吸着材に吸着されるため、空気と共に水分をも吸着可能な高活性な気体吸着材を気体吸着デバイスに適用した本実施例の場合であっても、気体吸着材の吸着容量が
、水分吸着により消費される量を低減し、気体吸着デバイスの空気吸着能力に対し、１００％を空気吸着に費やすことが可能であったためである。

（実施例２）
実施例２では、気体吸着デバイス、真空断熱材の構成は実施例１と同等である。

以上のように作製した真空断熱材を５０℃、９０％Ｒｈの環境に保存したところ、熱伝導率を２０日間保持できた。

従って、気体吸着デバイスは０．２ｃｃの空気を吸着した。

実施例１に比較して空気吸着に費やすことができた量は少ないが、比較例に示すように、空気の吸着に費やすことができた量が全く損なわれている場合に対して、改善されていることが判る。

これは、コーティング材によって気体吸着材への水分到達が遅延されている間に、水分は優先的に水分吸着材に吸着されるため、空気と共に水分をも吸着可能な高活性な気体吸着材を気体吸着デバイスに適用した本実施例の場合であっても、気体吸着材の吸着容量が、水分吸着により消費される量を低減し、気体吸着デバイスの空気吸着能力に対し、約６７％を空気吸着に費やすことが可能となったためである。

（実施例３）
実施例３では、コーティング材の厚さが０．１ｍｍとなるように溶媒の量を調整した。その他の構成は実施例１と同等である。

以上のように作製した真空断熱材を５０℃、９０％Ｒｈの環境に保存したところ、熱伝導率を３０日間保持できた。

従って、気体吸着デバイスは０．３ｃｃの空気を吸着し、水分を吸着することによる空気吸着能力の低下は認められなかった。

これは、実施例２に比較してコーティング材の厚さが２倍になっているため、コーティング材による気体吸着材への水分到達遅延効果が高く、気体吸着材への水分の到達が遅延されている間に、水分は優先的に水分吸着材に吸着されたためである。従って、空気と共に水分をも吸着可能な高活性な気体吸着材を気体吸着デバイスに適用した本実施例の場合であっても、気体吸着材の吸着容量が、水分吸着により消費される量を低減し、気体吸着デバイスの空気吸着能力に対し、１００％を空気の吸着に費やすことが可能となった。

（実施例４）
実施例４では、コーティング材を、厚さ０．０５ｍｍに調整したブタジエンゴムとした。気体吸着デバイス、真空断熱材の構成は実施例１と同等である。

以上のように作製した真空断熱材を５０℃、９０％Ｒｈの環境に保存したところ、熱伝導率を３０日間保持できた。

従って、気体吸着デバイスは０．３ｃｃの空気を吸着し、水分を吸着することによる空気吸着能力の低下は認められなかった。

これは、実施例２と比較してコーティング材の水蒸気透過度が低いことにより、厚さが同等の０．０５ｍｍであってもコーティング材による気体吸着材への水分到達遅延効果が
高く、気体吸着材への水分の到達が遅延されている間に、水分は優先的に水分吸着材に吸着されるためである。

従って、空気と共に水分をも吸着可能な高活性な気体吸着材を気体吸着デバイスに適用した本実施例の場合であっても、気体吸着材の吸着容量が、水分吸着により消費される量を低減し、気体吸着デバイスの空気吸着能力に対し、１００％を空気の吸着に費やすことが可能となった。

（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４の概略断面図である。

図４に示すように、本実施の形態の真空断熱材１は、芯材２と、水分吸着材３と、気体吸着デバイス４と外被材５とからなり、芯材２と、水分吸着材３と、気体吸着デバイス４とを外被材５で被い、内部を減圧してなる真空断熱材１であって、気体吸着デバイス４は開口部６を有する気体難透過性の容器７と前記気体難透過性の容器７に充填された気体吸着材８と、前記開口部６を封止する脆性材料からなる封止材９とからなり、コーティング材１０で覆われている部分が気体難透過性の容器７の一部であり、気体難透過性の容器７のコーティング材１０で覆われている部分に貫通孔１１が設けられていることを特徴とするものである。

図４に示されている構成を実現するために、気体吸着材８が充填され、封止材９で封止された気体難透過性の容器７に、直径が０．２ｍｍのドリルで貫通孔１１を形成し、約３秒後にスチレン−ブタジエンゴムのシートを貼り付けた。

その他の構成は実施の形態１と同等である。

各条件で測定を行う気体吸着デバイスのｎ数は１０とした。

以下、本実施の形態２の実施例を、実施例５に示す。

（実施例５）
大気中で気体難透過性容器に直径０．１ｍｍの気体難透過性容器外の空気を気体難透過性容器内に導入する貫通孔を形成し、その後短時間で厚さ０．１ｍｍのスチレン−ブタジエンゴムのシートを貼り付けた。その他のデバイス構成、真空断熱材の構成と保存条件は実施例２と同等である。

気体難透過性容器に侵入する空気の量は、貫通孔形成からコーティング材を貼り付けるまでに要する時間の影響を受けてばらつくことが考えられるため、本実施例での空気吸着能力は、測定を行ったもの全てを示す。

熱伝導率を保持できた期間は、それぞれ、２８日、２８日、２６日、２６日、２５日、２４日、２２日、２１日、１５日であった。

よって、空気吸着能力は、０．２８ｃｃ、０．２８ｃｃ、０．２６ｃｃ、０．２６ｃｃ、０．２５ｃｃ、０．２４ｃｃ、０．２２ｃｃ、０．２１ｃｃ、０．１５ｃｃであり、空気吸着能力は、０．１５から０．２８ｃｃの範囲でばらつきが確認された。

実施例１に比較して空気吸着に費やすことができた量は少ないが、比較例に示すように、空気の吸着に費やすことができた量が全く損なわれている場合に対して、改善されていることが判る。

これは、コーティング材によって気体吸着材への水分到達が遅延されている間に、水分は優先的に水分吸着材に吸着されるため、空気と共に水分をも吸着可能な高活性な気体吸着材を気体吸着デバイスに適用した本実施例の場合であっても、気体吸着材の吸着容量が、水分吸着により消費される量を低減し、気体吸着デバイスの空気吸着能力に対し、５０〜約９３％を空気吸着に費やすことができたためである。

一方、空気吸着能力がばらついているが、これは、気体難透過性容器に貫通孔を形成してコーティング材を形成するまでの時間がばらつくためであると考える。

本実施例の場合でも、空気吸着能力が得られることが判ったが、ばらつきが大きいことを考慮すると、より望ましいのは、実施例１などのようにばらつきが小さいものである。

以下、本発明に対する比較例を、比較例１、２に示す。

ここで比較例１、２の構成等をまとめたものを表２に示す。

（比較例１）
比較例１では、実施例１と気体吸着デバイスと真空断熱材の構成は同一で、コーティング材を用いない条件で評価を行った。

本実施例では、貫通孔の形成は、真空断熱材を作製してから、外被材を通して応力を加えることで封止材を破壊することにより行った。以上のように作製した真空断断熱材を５０℃、７０％Ｒｈの環境に保存したところ、保存開始１日後から熱伝導率の上昇が開始した。従って、空気吸着能力は０ｃｃであった。これはコーティング材を用いていないため、外被材に侵入した水分を多く含む空気が気体難透過性容器に侵入し、気体吸着材が水分を多く吸着することにより空気吸着能力が消費されてしまうためである。

（比較例２）
比較例２では、実施例１と気体吸着デバイスと真空断熱材の構成は同一で、コーティング材を用いず、封止材の気体難透過性容器外の空気を気体難透過性容器内に導入する貫通孔の形成は、大気中で封止材を破壊することにより行った。

気体吸着デバイスに貫通孔を形成してから、気体吸着デバイスを真空断熱材に適用して減圧封止するまでに３０秒要した。

以上のように作製した真空断断熱材を５０℃、７０％Ｒｈの環境に保存したところ、保存開始１日後から熱伝導率の上昇が開始した。従って、空気吸着能力は０ｃｃであった。

これは、貫通孔形成から真空断熱材に適用するまでに空気吸着能力が消費されてしまうためであると考える。

このことから、コーティング材を用いない場合、大気中で貫通孔を形成すると、真空断熱材に適用するまでの時間で空気吸着能力が消費されてしまうため、気体吸着デバイスの貫通孔を大気中で形成して、空気吸着能力を発現するためには、気体の透過度を低減することにより、大気中での取り扱い中に気体吸着材への空気の到達を低減するコーティング材が必要であることが判る。

本発明にかかる真空断熱材は、断熱性能の向上により省エネ性能向上が期待される電気機器、例えば、冷蔵庫、温水機など、保冷、保温を行う機器に利用可能である。

更に、断熱性能の向上により住宅の省エネ性の向上が期待される建材分野に利用可能である。

１ 真空断熱材
２ 芯材
３ 水分吸着材
４ 気体吸着デバイス
５ 外被材
６ 開口部
７ 容器
８ 気体吸着材
９ 封止材
１０ コーティング材
１１ 貫通孔

Claims (4)

1. 少なくとも芯材と、前記芯材を内包する外被材の内部を減圧してなる真空断熱材であって、
   前記外被材の内部には水分吸着材と、気体吸着デバイスとを備え、
   前記気体吸着デバイスは気体難透過性の容器内に空気と水分を吸着可能な高活性な気体吸着材が封入されたものであり、外部の気体を前記容器内に導入する貫通孔を有し、前記容器には、開口部を有し、前記開口部は脆性材料からなる封止材で封止されているものであって、
   前記貫通孔は前記水分吸着材よりも水分の透過を遅延するとともに、気体透過度は、１０ ^４ ［ｃｍ ^３ ／ｍ ^２ ・ｄａｙ・ａｔｍ］以上、１０ ^１２ ［ｃｍ ^３ ／ｍ ^２ ・ｄａｙ・ａｔｍ］以下である材料からなるコーティング材で覆われていることを特徴とする真空断熱材。
2. 前記気体吸着材は、ゼオライトであることを特徴とする請求項１に記載の真空断熱材。
3. 前記気体吸着デバイスのコーティング材で覆われている部分が封止材の少なくとも一部であることを特徴とする請求項２に記載の真空断熱材。
4. 前記コーティング材が弾性体からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の真空断熱材。