JP6156702B2

JP6156702B2 - 気体吸着デバイス及びそれを収容した中空体

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Publication number: JP6156702B2
Application number: JP2014506043A
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Inventors: 昌道橋田
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Filing date: 2013-03-21
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Description

本発明は、吸着すべき気体が水分を含む環境下において気体吸着材の劣化が少ない気体吸着デバイスに関するものである。

吸着すべき気体が、その気体より吸着されやすい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する気体吸着デバイスが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、上記従来の気体吸着デバイスの概略図である。図５に示すように、気体吸着デバイス１０は、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１１と、該容器の底部に載置されたゲッター（気体吸着材）１３と、第１ペレットを完全に覆うように前記容器の上部内に収容された乾燥剤１５とから成る。このような構成にすることで、吸着すべきガス（気体）が、ゲッターに到達するまでには、乾燥剤を通過する必要があるため、吸着すべき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。

特表平９−５１２０８８号公報

しかしながら、上記従来の気体吸着デバイスでは、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、乾燥剤を通過した後に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、ガスの水分が十分に除去されない場合がある。一方、ガスが通過する乾燥剤の経路を長くするためには、乾燥剤を増量し上部開放容器の高さを増す必要がある。この結果、気体吸着デバイスを設置する空間の寸法に制限がある場合、上部開放容器の高さが高いため適用困難となる場合がある。

更に、上記従来の気体吸着デバイスは、目的の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、取り扱い時間が長くなると、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、吸着すべき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るものである。

更に、大気中で長時間取り扱っても気体吸着材が劣化することがない気体吸着デバイスを提供するものである。

上記目的を達成するために、気体吸着部材と、水分吸着材と、外包材とを備え、前記気体吸着部材と前記水分吸着材を前記外包材に収容し、内部を減圧してなる気体吸着デバイスであって、前記前記外包材の内部に前記気体吸着部材と前記水分吸着材とがそれぞれ長手方向における端部が互いに隣接した状態で配置されているものである。

これにより、連通部を介して侵入した気体は、水分吸着材近傍を通過するため、気体に水分が含まれている場合であっても、水分は水分吸着材に吸着され、水分が低減された気体が気体吸着材へ到達することにより、気体吸着材の気体吸着能力を効果的に発揮することが可能となる。

気体吸着材の気体吸着能力を効果的に発揮することが可能となり、高い吸着能力を有する気体吸着デバイスを提供できる。

本発明の実施の形態１における気体吸着デバイスの平面概略図である。図１の気体吸着デバイスのＡ−Ａ線断面図である。本発明の実施の形態１における気体吸着デバイスの封止材破壊後の平面概略図である。図３の気体吸着デバイスのＢ−Ｂ線断面図である。本発明の実施の形態１における気体吸着デバイスの外包材への貫通孔形成後の平面概略図である。図５の気体吸着デバイスのＣ−Ｃ線断面図である。本発明の実施の形態１における気体吸着デバイスの外包材への貫通孔形成前の一例を示す断面概略図である。本発明の実施の形態２における気体吸着デバイスの平面概略図である。図８の気体吸着デバイスのＤ−Ｄ線断面図である。本発明の実施の形態における気体吸着デバイスを収容した中空体を冷蔵庫の真空断熱材に適用した場合の概略図である。従来の気体吸着デバイスの概略図である。

本発明の第１の態様では、気体吸着デバイスは、開口部を有する容器、前記容器に収容された気体吸着材、及び前記開口部を封止する封止材を含む気体吸着部材と、水分吸着材と、前記気体吸着部材と前記水分吸着材を収容し、内部が減圧された外包材とを備え、前記外包材の内部に前記気体吸着部材と前記水分吸着材とがそれぞれの長手方向における端部が互いに隣接した状態で配置されている。

上記構成によれば、気体吸着デバイスは、外包材及び気体吸着部材の容器にそれぞれの内部と外部とを連通する連通部を形成することにより使用状態になる。この使用状態において、前記気体吸着部材と前記水分吸着材とがそれぞれの長手方向における端部が互いに隣接した状態で配置されているので、外包材内に侵入した気体を、水分吸着材、気体吸着部材の順に通過させることができる。その結果、気体吸着材の気体吸着能力を効果的に発揮させることができる。また、薄型の水分吸着材と薄型の気体吸着部材とを用いることが可能となる。その結果、気体吸着デバイスの最も厚い部分は、気体吸着部材と水分吸着材の最も厚い部分に外包材の厚さを加えた厚さになり、薄型の気体吸着デバイスを提供することができる。さらに、気体吸着材が容器内に封止されているので気体吸着デバイスを大気中で長時間取り扱っても気体吸着材が劣化することがない。

本発明の第２の態様では、前記第１の態様において、前記外包材の前記水分吸着材に接する部分に当該外包材の内部を外部に連通する連通部が形成されていてもよい。

上記構成により、連通部を介して侵入した気体は、最初に水分吸着材近傍を通過するので、気体に水分が含まれている場合であっても、水分は水分吸着材に吸着され、水分が低減された気体が気体吸着材へ到達する。これにより、気体吸着材の気体吸着能力を効果的に発揮することが可能となり、高い吸着能力を有する気体吸着デバイスを提供できる。

また、上記構成では、気体吸着材を充填した容器と水分吸着材は外包材の中にあり、さらに、気体吸着材は容器の中にある。よって、気体吸着デバイス外の気体を気体吸着材により吸着させる際は、上記連通部として外包材に貫通孔を開けるなどして外包材内に気体を導入し、更に、容器に貫通孔を開ける、又は封止材を破壊するなどして、外包材内の気体を容器内に導入する必要がある。

このような工程で、外包材の水分吸着材に接する部分に上記連通部として貫通孔を形成すると、外包材外の気体は、外包材内に導入された時点で直ちに水分吸着材近傍を通過して、水分が低減された後に、気体吸着部材へ到達する。

その結果、気体吸着材は、水分が低減された気体が到達するので気体吸着能力の大部分を効果的に発揮することが可能となり、高い吸着能力の気体吸着デバイスを提供できる。

また、外包材により、気体吸着部材と水分吸着材を収容し、内部を減圧することにより、大気中で長時間取り扱っても気体吸着材が劣化することがない気体吸着デバイスを提供するものである。

本発明の第３の態様では、前記第１又は第２の態様において、封止材が脆性材料であってもよい。

上記構成において、封止材が脆性材料であるため、外包材外部から応力を加えることにより封止材が破壊され、容器の外部から容器の内部への通気経路を容易に形成することができる。

また、外包材外部から封止材を破壊できるので、気体吸着材を充填した容器を外包材内に密封した後、任意のタイミングで封止材を破壊して容器内へ気体を導入することができる。

本発明の第４の態様では、前記第１の態様乃至前記第３の態様のいずれかにおいて、前記水分吸着材が、通気性を有する包材に収容されていてもよい。

水分吸着材が上記包材に収容されていない場合、外包材の連通部から外包材内に導入された気体は、水分吸着材近傍を通過して気体吸着部材に到達する場合と、直接気体吸着部材に到達する場合がある。後者の場合、吸着すべき気体に含まれている水分は除去されないため、気体吸着部材には水分を含む空気が一部到達し、気体吸着材は水分を吸着して劣化してしまう。これに対し、本発明の態様によれば、吸着すべき気体を前者の経路で確実に気体吸着部材へ到達させることができる。

上記構成によれば、水分吸着材が通気性を有する包材に収容されているので、外包材の包材と接触している部分に貫通孔を開けることで、吸着すべき気体は、包材内部に導入され、水分吸着材近傍に留まった後、包材を通過して気体吸着部材へ到達する。これにより、気体が水分吸着材近傍に留まる時間を長くすることができる。

その結果、気体に含まれる水分が水分吸着材により十分吸着されるので、気体吸着材に到達する気体の水分は、より低減される。

このように、外包材外の気体が水分を含む場合であっても気体吸着部材へは一層水分を低減した気体が到達するため、気体吸着材は、気体吸着材の気体吸着能力の大部分を、気体吸着材のみが吸着可能な気体の吸着に発揮できる気体吸着デバイスを提供できるものである。

本発明の第５の態様では、前記第４の態様において、前記包材の少なくとも一部と前記外包材の少なくとも一部が面で密着していてもよい。

上記構成によれば、包材の少なくとも一部と外包材の少なくとも一部が面で密着しているため、外包材と包材が密着している部分に貫通孔を開けると、必然的に包材にも貫通孔が生じ、外包材外部の吸着すべき気体は確実に包材内に導入される。その結果、吸着すべき気体が気体吸着材に到達するまでには、水分吸着材近傍を通過する必要があるため、吸着すべき気体に水分が含まれている場合であっても、水分は水分吸着材に吸着され、気体吸着材へは水分が低減された気体のみが到達することにより、気体吸着材の気体吸着能力の大部分を、気体吸着材のみが吸着可能な気体の吸着に発揮できる気体吸着デバイスを提供できる。

本発明の第６の態様では、前記第４の態様において、前記包材の少なくとも一部と前記外包材の少なくとも一部が面で接着していてもよい。

上記構成によれば、包材の少なくとも一部と前記外包材の少なくとも一部が面で接着しているため、外包材と包材が常に密着している。これにより、気体吸着デバイスの取り扱いの際に外包材に応力が加わることによる包材からの剥離を防止することができる。その結果、外包材と包材が接着している部分に貫通孔を開けると、必然的に包材にも貫通孔が生じ、外包材外部の吸着すべき気体は確実に包材内に導入される。

吸着すべき気体が気体吸着材に到達するまでには、水分吸着材近傍を通過する必要があるため、吸着すべき気体に水分が含まれている場合であっても、水分は水分吸着材に吸着され、気体吸着材へは水分が低減された気体のみが到達することにより、気体吸着材の気体吸着能力の大部分を、気体吸着材のみが吸着可能な気体の吸着に発揮できる気体吸着デバイスを提供できる。

本発明の第７の態様では、中空体は、前記第１の態様乃至前記第６の態様のいずれかの気体吸着デバイスを減圧された内部空間に収容している。

上記構成によれば、上記気体吸着デバイスを収容した中空体を、例えば、冷蔵庫の真空断熱材、プラズマディスプレイパネルの放電空間、音響スピーカ装置、真空包装、絵画を長期保存するために密封空間を備えた額縁、その他の減圧された内部空間を要する各種用途に適用可能である。

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における気体吸着デバイスの平面概略図である。図２は、図１の気体吸着デバイス１のＡ−Ａ線断面図である。

図１及び図２に示すように、本実施の形態の気体吸着デバイス１は、気体吸着部材２と、水分吸着材３と、外包材４とを備え、外包材４の内部に気体吸着部材２と水分吸着材３とがそれぞれの長手方向における端部が互いに隣接した状態で配置されている。気体吸着部材２と水分吸着材３は前記外包材４に収容され、外包材４内部は減圧されている。

また、気体吸着部材２は、開口部を有する容器５と、容器５に収容された気体吸着材６と、開口部を封止する封止材７とを含む。水分吸着材３と前記外包材４の一部は、例えば、面で接触している。

更に、薄型の気体吸着部材２と薄型の水分吸着材３を用い、吸着すべき気体が、水分吸着材３近傍を通過した後、気体吸着部材２へ導入されるように、外包材４の水分吸着材３に接する部分に外包材４内部を外部に連通する連通部を形成し、気体吸着部材２と水分吸着材３を、吸着すべき気体の通気経路に対して直列に配置する。これにより、気体吸着デバイス１の最も厚い部分は、気体吸着部材２と水分吸着材３の最も厚い部分に外包材４の厚さを加えた厚さになるので、薄型の気体吸着デバイス１を提供することができる。

言い換えると、気体吸着部材２と水分吸着材３とがそれぞれの長手方向に互いに隣接した状態で配置されているので、連通路を通じて外包材４内に侵入した気体を、水分吸着材３、気体吸着部材２の順に通過させることができる。また、厚み方向においては水分吸着材３と気体吸着部材２とが重ならないので、薄型の水分吸着材と薄型の気体吸着部材とを用いることで、気体吸着デバイス１の厚さを低減することが可能となる。

上記構成において、気体吸着材６を充填した容器５と水分吸着材３は外包材４の中にあり、また、気体吸着材６は容器５の中にある。よって、気体吸着デバイス１外の気体を気体吸着材６により吸着させる際は、外包材４に連通部として貫通孔を開けるなどして外包材４内に気体を導入し、更に、容器５に貫通孔を開ける、又は封止材７を破壊するなどして、外包材４内の気体を容器５内に導入する必要がある。

このような工程で、外包材４の水分吸着材３に接する部分に貫通孔（連通部）を形成すると、外包材４外の気体は、外包材４内に導入された時点で直ちに水分吸着材３近傍を通過して、水分が低減された後に、気体吸着部材２へ到達する。

その結果、気体吸着材６は、気体吸着能力の大部分を、気体吸着材６のみが吸着可能な気体の吸着に発揮できる気体吸着デバイス１を提供できるものである。

本実施の形態の気体吸着デバイスの動作を、図示しながら説明する。

図３は、本実施の形態１における気体吸着デバイス１の封止材７破壊後の平面概略図である。図４は、図３の気体吸着デバイス１のＢ−Ｂ線断面図である。

図３及び図４に示すように、封止材７が破壊されているため、容器５外部の気体を、開口部を通じて気体吸着材６に吸着させることが可能になる。

実施の形態１において、封止材７が脆性材料であるため、外包材４外部から応力を加えることにより封止材７が破壊され、容器５の外部から容器５の内部への通気経路を容易に形成することができる。また、外包材４外部から封止材７を破壊できることにより、気体吸着材６を充填した容器５を外包材４内に密封した後、任意のタイミングで封止材７を破壊して容器５内へ気体を導入することができる。

図５は、本実施の形態１における気体吸着デバイス１の外包材４への貫通孔形成後の平面概略図を示す。図６は、図５の気体吸着デバイス１のＣ−Ｃ線断面図である。

図５及び図６に示すように、外包材４の、水分吸着材３と接触している部分に貫通孔（連通部）８が形成されている。

外包材４への貫通孔８の形成は、特に限定されないが、以下に一例を示す。図７は、本実施の形態１における気体吸着デバイス１の外包材４への貫通孔形成前の一例を示す断面概略図である。図７に示すように、予め外包材４の水分吸着材３近傍に設置した突起物２０を任意の方法で外包材４に押し付けることにより、外包材４への貫通孔８を形成することができる。更に、ここでは気体吸着デバイス１と突起物２０を、大気圧により突起物２０が気体吸着デバイス１に押し付けられる作用を有する外被材２１内に減圧封止している。これにより、貫通孔８の形成を、工程を設けることなく実施することができる。

気体吸着デバイス１外部の気体は、外包材４の貫通孔８を通して、水分吸着材３近傍に導入され、水分吸着材３近傍を通過時に水分が除去され、水分を低減された気体が外包材４内部に放出される。次に、外包材４に放出された気体は、破壊された封止材７を通して容器５内に導入され、気体吸着材６により吸着される。

以上のように、吸着すべき気体が気体吸着材６に到達するまでには、水分吸着材３近傍を通過するので、吸着すべき気体に水分が含まれている場合であっても、水分は水分吸着材３に吸着され、気体吸着材６へは水分が低減された気体のみが到達する。これにより、気体吸着材６の気体吸着能力の大部分を、気体吸着材６のみが吸着可能な気体の吸着に発揮できる。

水分吸着材３は、特に限定されないが、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い。例えば酸化カルシウム、酸化カリウムなどを用いてもよい。

外包材４は、特に限定されないが、気体バリア性に優れており、容器５の封止材７を破壊後、気体吸着デバイス１を長期間大気中で保存しても、気体吸着材６の劣化を抑制できる材料で構成されることが望ましい。外包材４は、密閉された袋状又は容器状に形成されている。外包材４の気体透過度は１０^４［ｃｍ^３／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下であってもよく、１０^３［ｃｍ^３／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下のものが望ましく、さらには１０^２［ｃｍ^３／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ］以下のものが望ましい。

更に、外包材４は、外部から応力が加わり、内部の封止材７が破壊される必要があることから、柔軟性が必要である。

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限定されないが、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よい。

容器５は、気体吸着デバイス１を作製する際に、気体吸着部材２を大気中で取り扱っても気体吸着材６に気体が到達して劣化しないように、気体バリア性に優れるものが望ましい。特に限定されないが、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限定されないが、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よい。

気体吸着材６は、特に限定されないが、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、気体吸着材の水分吸着による劣化を抑制し、気体吸着能力を十分に発揮させる本発明の使用方法で有効性が特に発揮されるものである。

封止材７は、特に限定されないが、気体吸着デバイス１を作製する際に、気体吸着部材２を大気中で取り扱っても気体吸着材６に気体が到達して劣化しないように、気体バリア性及び、容器５との密着性に優れるものが良い。更に、外包材４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、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。特に限定されないが、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。

以上の構成により、吸着すべき気体が気体吸着材６に到達するまでには、水分吸着材３近傍を通過する必要があるため、吸着すべき気体に水分が含まれている場合であっても、水分は水分吸着材３に吸着され、気体吸着材６へは水分が低減された気体のみが到達する。これにより、気体吸着材６の気体吸着能力の大部分を、気体吸着材６のみが吸着可能な気体の吸着に発揮できる気体吸着デバイス１を提供できる。

更に、薄型の気体吸着部材２と薄型の水分吸着材３を用い、吸着すべき気体が、水分吸着材３から気体吸着部材２へ順に通過するように、気体吸着部材２と水分吸着材３を長手方向に隣接した状態で配置することで、気体吸着デバイス１の最も厚い部分は、気体吸着部材２と水分吸着材３の最も厚い部分に外包材４の厚さを加えた厚さになり、薄型の気体吸着デバイス１を提供することができる。

ここで、薄型とは水分吸着材と気体吸着部材の縦、横、高さの３方向のうち高さ方向のスケールが他の方向に比較して小さいものであり、用途により異なるが、例えば、高さ方向が１０ｍｍ以下のものであり、より厳しい条件で用いられる場合は５ｍｍ以下のものである。例えば、気体吸着部材２と水分吸着材３の長手方向の長さに対する気体吸着デバイス１の厚さの比が１／１０以下であること望ましい。また、水分吸着材３においては、高さ方向のスケールが長さ方向のスケールに対して２倍以上であることが望ましく、更には５倍以上が望ましく、更には１０倍以上のものが望ましい。

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６に封止材と保存環境の湿度を変化させて空気吸着量の評価を行った結果を示す。

実施例１から６において、気体吸着デバイスは、気体吸着部材と、水分吸着材と、外包材とを備え、気体吸着部材と水分吸着材を外包材に収容し、内部を減圧する。気体吸着部材は、容器と、容器に充填された気体吸着材と、開口部を封止する封止材とを含み、前記水分吸着材と前記外包材の一部が面で接触するように構成した。

水分吸着材は粗目状の酸化カルシウムを用いた。外包材は低密度ポリエチレンフィルムをシール層、アルミニウム箔をバリア層、ナイロンフィルムを保護層としたプラスチックラミネートフィルムを用いた。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。気体吸着材としてゼオライトを用いた。

ここで、粗目状の水分吸着材は、通気性に影響のない不織布を袋状に成型した部材に入れたものを、２ｍｍの厚さに整えて用いた。

次に、空気吸着量の評価方法を示す。

外被材として１日あたり０．１ｃｃの空気が侵入するラミネートフィルム製袋品を用い、ハニカム状のスペーサーと気体吸着デバイスを外被材内に真空封止したものを、それぞれ所定の条件下にて保管した。これを１日に１度１０Ｐａの環境に設置し、外被材膨張の有無を観察した。

そして、例えば１０日後に膨張が開始すれば、１０Ｐａの吸着量は、０．１ｃｃ×１０＝１ｃｃであるとみなした。

また、封止材の破壊は、大気中で行い、その後、外包材に連通部を形成する。スペーサーと共に水分吸着材近傍に突起物を設置した気体吸着デバイスを真空封止すると、大気圧により突起物が応力を受ける。この結果、突起物が外包材に押し付けられ、外包材に貫通孔（連通部）が生じることで外包材が開封されるようにした。

各条件で測定を行う気体吸着デバイスのｎ数は１０とした。

実施例１から６までの評価結果をまとめたものを（表１）に示す。

最初に、実施例１では、水分を含まない空気に対する気体吸着部材の吸着能力を評価し、それ以降の実施例では、水分を含む空気に対する気体吸着部材の吸着能力を評価した。

（実施例１）
実施例１では、封止材としてアルミニウムとシリコンの合金からなるろう材を用いた。保存環境の湿度は０％Ｒｈとした。

封止材を破壊するために外包材外部から、容器の封止材部を屈曲させた回数は１０回とした。これは、ろう材は合金製で柔軟性があるため、確実に封止材を破壊するためには複数回の屈曲が必要なためである。

ここで、破壊されるまでの屈曲回数を明確にするため、封止材の屈曲回数と破壊確率を予め評価しておいた。評価方法は、ｎ数を１０として、屈曲回数を１回、３回、５回、８回として破壊されたものの数を評価することとした。この結果、屈曲回数が１回の場合、破壊されたものの数は０個、屈曲回数が３回の場合、破壊されたものの数は３個、屈曲回数が５回の場合、破壊されたものの数は８個、屈曲回数が８回の場合、破壊されたものの数は１０個、であった。従って、より確実に破壊するため、屈曲回数を更に２回多くして１０回とした。

吸着量評価において、外被材の膨張が観察されたのは、評価開始１０日後であった。そのため、これらの１０Ｐａ下における空気吸着量は１ｃｃと見なした。

また、保存環境の湿度が０％Ｒｈなので気体吸着部材へ到達する空気には水分が全く含まれていないと考えると、気体吸着材の吸着能力の全てが空気の吸着に発揮された場合は、気体吸着材は１ｃｃ吸着できるものと見なした。

実施例１において、水分吸着部材の厚さは２．０ｍｍ、気体吸着材の厚さは２．５ｍｍ、外包材の厚さは０．１ｍｍである。従って、空気吸着デバイスの厚さは、最も厚い気体吸着材の厚さに外包材の厚さを加えた２．７ｍｍである。

（実施例２）
実施例２では、封止材としてアルミニウムとシリコンの合金からなるろう材を用いた。保存環境の湿度は６０％Ｒｈとした。容器の封止材部を屈曲させた回数は実施例１と同様に１０回とした。

吸着量評価において、外被材の膨張が観察されたのは、１０個のうち、８個の気体吸着デバイスで評価開始９日後であった。そのため、これらの１０Ｐａ下における最大空気吸着量は０．９ｃｃと見なした。

空気吸着量の０．９ｃｃは、水分による劣化のない実施例１には劣るが、水分吸着材を用いていない比較例１で示される０．３ｃｃに比較して水分吸着による劣化が大幅に抑制されたことがわかる。

以上より、実施例２の気体吸着デバイスでは、水分は水分吸着材に吸着され、気体吸着材へは水分が低減された空気のみが到達することにより、気体吸着材の気体吸着能力の大部分が、気体吸着材のみが吸着可能な空気の吸着に発揮されたことがわかる。

一方、１０個のうち２個の気体吸着デバイスで外被材の膨張が観察されたのは、評価開始３日後であった。そのため、これらの１０Ｐａ下における空気吸着量は０．３ｃｃと見なした。

空気吸着量の０．３ｃｃは、水分吸着材を用いていない比較例１で示される０．３ｃｃと同等であり、水分吸着による劣化を抑制できていないことがわかる。この要因を明確にするため、外被材を開封して調べた結果、屈曲回数が多いため、作業中に突起物が水分吸着材近傍から外れてしまったため、気体吸着デバイスにおいて、水分が低減されていない空気が、水分吸着材近傍を通過せずに気体吸着部材へ直接到達したためであることが判った。

実施例２において、水分吸着部材の厚さは２．０ｍｍ、気体吸着材の厚さは２．５ｍｍ、外包材の厚さは０．１ｍｍである。従って、空気吸着デバイスの厚さは、最も厚い気体吸着材の厚さに外包材の厚さを加えた２．７ｍｍと薄いにも関わらず、水分は水分吸着材に吸着され、気体吸着材へは水分が低減された空気のみが到達することにより、気体吸着材の気体吸着能力の大部分が、気体吸着材のみが吸着可能な空気の吸着に発揮される。

（実施例３）
実施例３では、封止材としてアルミニウムとシリコンの合金からなるろう材を用い、水分吸着材と外包材は、面の一部が密着している。

保存環境の湿度は６０％Ｒｈとした。容器の封止材部を屈曲させた回数は実施例１と同様に１０回とした。

吸着量評価において、外被材の膨張が観察されたのは、１０個のうち、９個の気体吸着デバイスで評価開始９日後であった。そのため、これらの１０Ｐａ下における最大空気吸着量は０．９ｃｃと見なした。

空気吸着量の０．９ｃｃは、水分による劣化のない実施例１には劣るが、水分吸着材を用いていない比較例１で示される０．３ｃｃに比較して、水分吸着による劣化が大幅に抑制されていることがわかる。

以上より、実施例３の気体吸着デバイスにより、水分は水分吸着材に吸着され、気体吸着材へは水分が低減された空気のみが到達することにより、気体吸着材の気体吸着能力の大部分が、気体吸着材のみが吸着可能な空気の吸着に発揮されることがわかる。

一方、１０個のうち１個の気体吸着デバイスで外被材の膨張が観察されたのは評価開始３日後であった。そのため、１０Ｐａ下における空気吸着量は０．３ｃｃと見なした。

空気吸着量が０．３ｃｃとなる場合は、実施例２の場合の２個より少ない１個であるが、これは、水分吸着材と外包材が面で密着しているため、突起物がずれても水分吸着材近傍に貫通孔が形成され、水分吸着材による水分が低減した空気が気体吸着部材に到達する確率が高くなるためである。

実施例３において、水分吸着部材の厚さは２．０ｍｍ、気体吸着材の厚さは２．５ｍｍ、外包材の厚さは０．１ｍｍである。従って、空気吸着デバイスの厚さは、最も厚い気体吸着材の厚さに外包材の厚さを加えた２．７ｍｍと薄いにも関わらず、水分は水分吸着材に吸着され、気体吸着材へは水分が低減された空気のみが到達することにより、気体吸着材の気体吸着能力の大部分が、気体吸着材のみが吸着可能な空気の吸着に発揮される。

（実施例４）
実施例４では、封止材としてアルミニウムとシリコンの合金からなるろう材を用い、水分吸着材と外包材は、面の一部が熱溶着により接着している。保存環境の湿度は６０％Ｒｈとした。容器の封止材部を屈曲させた回数は実施例１と同様に１０回とした。

吸着量評価において、外被材の膨張が観察されたのは、１０個全ての気体吸着デバイスで９日後であった。そのため、これらの１０Ｐａ下における最大空気吸着量は０．９ｃｃと見なした。

以上より、実施例４の気体吸着デバイスでは、水分は水分吸着材に吸着され、気体吸着材へは水分が低減された空気のみが到達することにより、気体吸着材の気体吸着能力の大部分が、気体吸着材のみが吸着可能な空気の吸着に発揮されることがわかる。

一方、１０個全て吸着量が０．９ｃｃとなった要因は、水分吸着材と外包材は、面の一部が熱溶着により接着しているため、突起物がずれても水分吸着材近傍に貫通孔が形成され、水分吸着材による水分が低減した空気が気体吸着部材に到達する確率がより高くなるためである。

実施例４において、水分吸着部材の厚さは２．０ｍｍ、気体吸着材の厚さは２．５ｍｍ、外包材の厚さは０．１ｍｍである。従って、空気吸着デバイスの厚さは、最も厚い気体吸着材の厚さに外包材の厚さを加えた２．７ｍｍと薄いにも関わらず、水分は水分吸着材に吸着され、気体吸着材へは水分が低減された空気のみが到達することにより、気体吸着材の気体吸着能力の大部分を、気体吸着材のみが吸着可能な空気の吸着に発揮できる。

（実施例５）
実施例５では、封止材としてガラスを用いた。保存環境の湿度は６０％Ｒｈとした。封止材を破壊するために外包材外部から、容器の封止材部を屈曲させた回数は１回とした。これは、ガラスは脆性材料であるため、一回の屈曲で確実に破壊されるためである。

空気吸着量の０．９ｃｃは、水分による劣化のない実施例１には劣るが、水分吸着材を用いていない比較例１で示される０．３ｃｃに比較して水分吸着による劣化を大幅に抑制できていることがわかる。

以上より、実施例５の気体吸着デバイスにより、水分は水分吸着材に吸着され、気体吸着材へは水分が低減された空気のみが到達することにより、気体吸着材の気体吸着能力の大部分が、気体吸着材のみが吸着可能な空気の吸着に発揮されていることがわかる。

更に、１０個全て吸着量が０．９ｃｃとなった要因は、屈曲回数が１回と少ないため、突起物がずれることが無く、水分吸着材近傍に貫通孔が形成され、水分吸着材による水分が低減した空気が気体吸着部材に到達する確率がより高くなるためである。

実施例５において、水分吸着部材の厚さは２．０ｍｍ、気体吸着材の厚さは２．５ｍｍ、外包材の厚さは０．１ｍｍである。従って、空気吸着デバイスの厚さは、最も厚い気体吸着材の厚さに外包材の厚さを加えた２．７ｍｍと薄いにも関わらず、水分は水分吸着材に吸着され、気体吸着材へは水分が低減された空気のみが到達することにより、気体吸着材の気体吸着能力の大部分が、気体吸着材のみが吸着可能な空気の吸着に発揮される。

（実施例６）
実施例６では、封止材としてガラスを用いた。保存環境の湿度は８０％Ｒｈとした。

吸着量評価において、外被材の膨張が観察されたのは、１０個全ての気体吸着デバイスで８日後であった。そのため、これらの１０Ｐａ下における最大空気吸着量は０．８ｃｃと見なした。

以上より、実施例６の気体吸着デバイスにより、水分は水分吸着材に吸着され、気体吸着材へは水分が低減された空気のみが到達することにより、気体吸着材の気体吸着能力の大部分が、気体吸着材のみが吸着可能な空気の吸着に発揮されていることがわかる。

実施例６において、水分吸着部材の厚さは２．０ｍｍ、気体吸着材の厚さは２．５ｍｍ、外包材の厚さは０．１ｍｍである。従って、空気吸着デバイスの厚さは、最も厚い気体吸着材の厚さに外包材の厚さを加えた２．７ｍｍと薄いにも関わらず、水分は水分吸着材に吸着され、気体吸着材へは水分が低減された空気のみが到達することにより、気体吸着材の気体吸着能力の大部分が、気体吸着材のみが吸着可能な空気の吸着に発揮される。更に、湿度が８０％Ｒｈと高い場合であっても、水分吸着材の厚さ２．５ｍｍを保ったまま多く用いることができ、空気吸着デバイスの厚さ２．７ｍｍを保ったまま最大空気吸着量を１ｃｃに近づけることができる。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２における気体吸着デバイスの平面模式図である。図９は、図８の気体吸着デバイスのＤ−Ｄ線断面図である。

図８及び図９において、水分吸着材３は包材９に収容されており、外包材４と包材９は熱溶着による接着で、それぞれの一部が面で密着している。その他の構成は実施の形態１に準ずる。

上記構成において、水分吸着材が通気性を有する包材に収容されていることにより、外包材の包材と接触している部分に貫通孔を開けることで、吸着すべき気体は、全て包材内部に導入され、水分吸着材近傍に留まった後、包材を通過して気体吸着部材へ到達する。これにより、水分吸着材近傍に留まる時間を長くすることができる。

更に包材９の少なくとも一部と外包材４の少なくとも一部が面で密着しているため、外包材４と包材９が密着している部分に貫通孔を開けると、必然的に包材９にも貫通孔が生じ、外包材４外部の吸着すべき気体は確実に包材９内に導入される。その結果、吸着すべき気体が気体吸着材６に到達するまでには、水分吸着材３近傍を通過する必要があるため、吸着すべき気体に水分が含まれている場合であっても、水分は水分吸着材３に吸着され、気体吸着材６へは水分が低減された気体のみが到達することにより、気体吸着材６の気体吸着能力の大部分を、気体吸着材６のみが吸着可能な気体の吸着に発揮できる気体吸着デバイスを提供できる。

本実施の形態２において、包材９は特に限定されないが、内部に気体をとどめてから放出させるため、適度な通気性を有し、包材と熱溶着により密着できることが望ましく、不織布、セルロース等を製袋したものを用いることができる。

密着とは、部材と部材の面の少なくとも一部が面状に接触しているものであり、接着とは、接触している各部分が接合しているものである。

以下、本発明の実施の形態２について、実施例７に封止材、包材と外包材の密着方法と保存環境の湿度を変化させて評価を行った結果を示す。

（実施例７）
実施例７では、封止材としてガラスを用いた。包材として平均繊維径が１０μｍ、ＰＥＴ繊維から成る平均孔径が５０μｍの不織布からなるものを用い、包材と外包材のシール層は面で熱溶着されている。保存環境の湿度は８０％Ｒｈとした。

封止材を破壊するために外包材外部から、容器の封止材部を屈曲させた回数は１回とした。これは、ガラスは脆性材料であるため、一回の屈曲で確実に破壊されるためである。

吸着量評価において、外被材の膨張が観察されたのは、１０個全ての気体吸着デバイスで１０日後であった。そのため、これらの１０Ｐａ下における最大空気吸着量は１ｃｃと見なした。

空気吸着量の１ｃｃは、水分による劣化のない実施例１と同等であることがわかる。これは、外被材外の気体は全て包材内に導入されることで、長時間水分吸着材近傍に留まり、より確実に水分を低減し、気体吸着部材へは水分が低減された空気のみが到達するためである。

以上より、実施例７の気体吸着デバイスでは、水分は水分吸着材に吸着され、気体吸着材へは水分が低減された空気のみが到達することにより、気体吸着材の気体吸着能力の大部分が、気体吸着材のみが吸着可能な空気の吸着に発揮されることがわかる。

実施例７において、水分吸着部材の厚さは２．０ｍｍ、気体吸着材の厚さは２．５ｍｍ、外包材の厚さは０．１ｍｍである。従って、空気吸着デバイスの厚さは、最も厚い気体吸着材の厚さに外包材の厚さを加えた２．７ｍｍと薄いにも関わらず、水分は水分吸着材に吸着され、気体吸着材へは水分が低減された空気のみが到達することにより、気体吸着材の気体吸着能力の大部分が、気体吸着材のみが吸着可能な空気の吸着に発揮される。

以下、本発明に対する比較例を、比較例１から４に示す。

ここで比較例１から４まで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、気体吸着部材と外包材とを備え、気体吸着部材を外包材に収容し、内部を減圧する。気体吸着部材は、開口部を有する容器と、容器に収容された気体吸着材と、開口部を封止する封止材とを含む。

封止材としてガラスを用いた。保存環境の湿度は６０％Ｒｈとした。

吸着量評価において、外被材の膨張が観察されたのは、１０個全ての気体吸着デバイスで３日後であった。そのため、これらの１０Ｐａ下における最大空気吸着量は０．３ｃｃと見なした。

水分を含まない空気の吸着量１ｃｃに比較して大幅に低下しているが、これは、水分吸着材を用いていないため、気体吸着デバイスへは水分を含む空気が到達し、気体吸着材が水分を吸着することで、気体吸着材のみが吸着可能空気の吸着能力の大部分が劣化してしまったためである。

比較例１において、気体吸着材の厚さは２．５ｍｍ、外包材の厚さは０．１ｍｍである。従って、空気吸着デバイスの厚さは、最も厚い気体吸着材の厚さに外包材の厚さを加えた２．７ｍｍである。

（比較例２）
比較例２では、気体吸着部材と外包材とを備え、気体吸着部材を外包材に収容し、内部を減圧する。気体吸着部材は、開口部を有する容器と、容器に収容された気体吸着材と、開口部を封止する封止材とを含む。

吸着量評価において、外被材の膨張が観察されたのは、１０個全ての気体吸着デバイスで２日後であった。そのため、これらの１０Ｐａ下における最大空気吸着量は０．２ｃｃと見なした。

水分を含まない空気の吸着量１ｃｃに比較して大幅に低下しているが、これは、水分吸着材を用いていないため、気体吸着デバイスへは水分を含む空気が到達し、気体吸着材が水分を吸着することで、気体吸着材のみが吸着可能な空気の吸着能力の大部分が劣化してしまったためである。

更に、保存環境の湿度が８０％Ｒｈであるため、保存環境の湿度が６０％Ｒｈの場合に比較して劣化度合いが大きいことがわかる。

比較例２において、気体吸着材の厚さは２．５ｍｍ、外包材の厚さは０．１ｍｍである。従って、空気吸着デバイスの厚さは、最も厚い気体吸着材の厚さに外包材の厚さを加えた２．７ｍｍである。

（比較例３）
次に、従来の気体吸着デバイスと同様な構成の気体吸着デバイスを比較例として評価を行った。

比較例３は、厚さ１ｍｍのアルミニウムで形成された上部開放容器の底部に空気吸着材を厚さ３ｍｍに成型した第１ペレットを設置し、第１ペレットを完全に覆うように、水分吸着材からなり、厚さ３ｍｍに成型した第２ペレットを設置した気体吸着デバイスを用いるものである。

以上の構成では、気体吸着デバイスの厚さは、それぞれの構成要素の厚さの合計した７ｍｍと、実施例に比べて厚くなっており、例えば厚さ５ｍｍの真空断熱材に適用する場合は困難となる。

吸着量評価において、外被材の膨張が観察されたのは、１０個全ての気体吸着デバイスで４日後であった。そのため、これらの１０Ｐａ下における最大空気吸着量は０．４ｃｃと見なした。

水分を含まない空気の吸着量１ｃｃに比較して低下しているが、これは、第２ペレットの厚さが３ｍｍと薄いため、水分を十分に低減できず、気体吸着材へは水分を含む空気が到達することで、気体吸着材のみが吸着可能な空気の吸着能力の大部分が劣化してしまったためである。

（比較例４）
そこで、従来の気体吸着デバイスと同様な構成の気体吸着デバイスにおいて、実施例と同等な吸着能力を発揮させるための評価を行った。

比較例４は、厚さ１ｍｍのアルミニウムで形成された上部開放容器の底部に空気吸着材を厚さ３ｍｍに成型した第１ペレットを設置し、第１ペレットを完全に覆うように、水分吸着材からなり、厚さ２５ｍｍに成型した第２ペレットを設置した気体吸着デバイスを用いるものである。

比較例３に比較して空気吸着量は大きくなっている。これは、第２ペレットが２５ｍｍと厚いため、吸着すべき気体が水分吸着材近傍を通る経路が長くなり、水分を低減した空気が気体吸着材に到達する。従って、気体吸着材の気体吸着能力の大部分を、気体吸着材のみが吸着可能な空気の吸着に発揮できるためである。

しかし、この気体吸着デバイスの厚さは、それぞれの構成要素の厚さを合計した２８ｍｍである。これは、実施例に示した気体吸着デバイスの厚さ２．７ｍｍより大幅に厚い。従って、厚さに制限がある部材、例えば厚さ１０ｍｍの真空断熱材には適用困難である。

（実施の形態３）
上記各実施の形態における気体吸着デバイスを収容した中空体は、例えば、冷蔵庫の真空断熱材、真空包装、絵画等を長期保存するために密封空間を備えた額縁、その他の減圧された内部空間を要する各種用途に適用が可能である。

特に、絵画や美術品を長期保存する場合や、環境条件が変化するような輸送時、運搬時においては、湿度または気体によりカビや劣化等の悪影響が懸念されるが、上記気体吸着デバイスを収容した中空体内で保存を行うことで、絵画や美術品の劣化を防ぎ、品質の良好な状態を保つことができるという格別の効果を奏するものである。

図７は、本発明の実施の形態における気体吸着デバイスを収容した中空体を冷蔵庫の真空断熱材に適用した場合の概略図である。図７に示すように、冷蔵庫２００の側面壁には気体吸着デバイス１を備えた真空断熱材１００が配置される。

真空断熱材１００は、冷蔵庫２００の側面壁に発泡断熱材（図示しない）と共に配設され、芯材及び気体吸着デバイス１を内包し減圧密封されている。

本実施の形態の真空断熱材１００は、製造時に真空引きをして密封される。その後、冷蔵庫の組立時には、気体吸着デバイス１の外包材４に貫通孔（連通部）を形成し、更に封止材７を破壊する等して二段減圧を行う。この二段減圧によって、真空度を大幅に高めることが可能となる。

（変形例）
尚、上記各実施の形態では、外包材４の貫通孔（連通部）は、外包材４の柔軟性及び大気圧を利用して、突起物２０（開封ピン）を外包材４に上から押し付けることにより形成したが、これに限定されるものではない。また、外包材４の表面に予め切欠きを設けてもよいし、例えば紙等の破れやすい材料で外包材を構成してもよい。これにより、気体吸着デバイス１を減圧封止した外被材の柔軟性を利用して、外被材の上から力を加えることで外包材４の貫通孔（連通部）を形成することができる。その他、熱膨率が異なる少なくとも二種類の材料で外包材を構成し、製品内部に気体吸着デバイスを設置した後に、加熱することにより二つの部材間に隙間（連通部）を形成してもよい。

以上のような、貫通孔の形成方法の全ては、真空断熱材のような軟質材料で形成された製品に適用することができる。これに対し、外部変形が困難な製品として、たとえば筐体を真空引きして密閉封止するような製品である冷蔵庫本体等に用いる真空断熱筐体や、テレビに用いるプラズマディスプレイパネルの放電空間、または音響スピーカー装置のように筐体が金属や硬質樹脂で形成されている製品では、熱膨率が異なる材料で外包材を構成し、加熱することにより隙間（連通部）を形成する方法が望ましい。

尚、上記各実施の形態では、気体吸着部材の開口部は、外包材の柔軟性を利用して上から力を加え、気体吸着部材の容器と封止材を変形させ、封止材を破壊することにより形成した。更に容器を破壊することなく、封止材のみを破壊する必要があるため、封止材は例えばガラス等の脆性材料とした。

また、気体吸着部材は、外包材で密閉されているため、気体吸着デバイスが大気中に存在する時点で封止材を破壊することができる。そこで、気体吸着デバイスを製品に設置した後、容器に力を加えることが困難である場合には、大気中で包材を通して容器に力を加えて変形させて封止材を破壊した後に気体吸着デバイスを製品に設置してもよい。以上のような、気体吸着部材の開口部の形成方法は、真空断熱材のような軟質材料で形成された製品だけでなく、外部変形が困難な製品にも適用することができる。

本発明にかかる気体吸着デバイスは、真空断熱材等のように長時間真空の保持が必要であり、水蒸気を含む空気の吸着が必要である場合に特に有望である。

１気体吸着デバイス
２気体吸着部材
３水分吸着材
４外包材
５容器
６気体吸着材
７封止材
８貫通孔
９包材
２０突起物
２１外被材
１００真空断熱材（中空体）
２００冷蔵庫

Claims

開口部を有する容器、前記容器に収容された気体吸着材、及び前記開口部を封止する封止材を含む気体吸着部材と、
水分吸着材と、
前記気体吸着部材と前記水分吸着材を収容し、内部が減圧された外包材とを備え、
前記外包材の内部に前記気体吸着部材と前記水分吸着材とがそれぞれの長手方向における端部が互いに隣接した状態で配置されている、気体吸着デバイス。
前記外包材の前記水分吸着材に接する部分に当該外包材の内部を外部に連通する連通部が形成されている、請求項１に記載の気体吸着デバイス。
前記封止材が脆性材料である、請求項１又は２に記載の気体吸着デバイス。
前記水分吸着材が通気性を有する包材に収容されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の気体吸着デバイス。
前記包材の少なくとも一部と前記外包材の少なくとも一部が面で密着している、請求項４に記載の気体吸着デバイス。
前記包材の少なくとも一部と前記外包材の少なくとも一部が面で接着している、請求項４に記載の気体吸着デバイス。
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の気体吸着デバイスを減圧された内部空間に収容している、中空体。