專利名稱:氣體吸附裝置、使用了氣體吸附裝置的真空絕熱體及真空絕熱體的制造方法
技術領域:
本發明涉及具有氣體吸附材料并利用該氣體吸附材料吸附氣體的氣體吸附裝置、 和具有氣體吸附裝置并通過由該氣體吸附裝置吸附內部氣體而具有真空絕熱性能的真空 絕熱體及真空絕熱體的制造方法。
背景技術:
近年來,對要求高真空的工業技術的期望正日益提高。例如,從防止地球變暖的觀 點來看,強烈地希望節能,對于家用電器產品要求節能也成為急待解決的問題。尤其是對于 電冰箱、冷凍箱、自動售貨機等的保溫防熱設備從有效地利用熱的觀點來看,要求具有優良 的絕熱性能的絕熱體。作為一般的絕熱體可以使用玻璃棉等的纖維材料或聚氨甲酸乙酯泡沫等的泡沫 體。但是,為了提高這些絕熱體的絕熱性能,有必要增加絕熱體的厚度,但在可充填絕熱體 的空間受到限制,必須節省空間或者有效利用空間的情況無法適用。因此,作為高性能的絕熱體,提出了真空絕熱體的方案。該真空絕熱體是將具有襯 墊作用的芯材插入到具有阻氣性的外封裝材料中并對內部進行減壓密封而成的絕熱體。通過提高真空絕熱體內部的真空度,雖可得到高性能的絕熱性能,但真空絕熱體 內部存在的氣體大致分為如下三類。一類是在真空絕熱體制作時不能排出而殘留的氣體; 另一類是減壓密封后,從芯材或外封裝材料中產生的氣體(吸附于芯材或外封裝材料中的 氣體、芯材的未反應成分因反應而產生的反應氣體等);再一類是通過外封裝材料而從外 部進入來的氣體。為了吸附這些氣體,提出了將氣體吸附材料充填到真空絕熱體內部的方法。例如,在日本特表平9-512088號公報中記載了使用Ba-Li合金吸附真空絕熱體內 的氣體的方案。在真空絕熱體內部的氣體吸附材料應吸附的氣體中,吸附困難的氣體之一是氮氣。這是因為,由于氮分子是具有約940KJ/mol這樣大的結合能量的非極性分子,因而難于 使其活化。因此,可通過使用Ba-Li合金來吸附氮氣,維持真空絕熱體內部的真空度。然而,就日本特表平9-512088號公報所記載的現有真空絕熱體所使用的氣體吸 附材料而言,如其中所述“不需要用于活性化的熱處理,在常溫下也能吸附氮氣,在空氣環 境中可操作數分鐘”,即在空氣環境中可操作的時間限于數分鐘。這是因為,若在空氣環境 中操作的時間長于數分鐘,則氣體吸附材料具有的吸附氮能力在與空氣接觸的制造工序中 完全消耗掉。其結果,缺乏用于對使用氣體吸附材料的真空絕熱體進行長時間維持性能的空氣吸附能力,其性能劣化及性能波動增大。為了防止這種氣體吸附材料的吸附氮能力的 劣化,而將在空氣環境中的操作限定于數分鐘。然而,在使用氣體吸附材料工業化地制造真空絕熱體的步驟中,希望能在空氣環 境中操作更長時間。另外,即使在數分鐘內,如果在空氣環境中操作氣體吸附材料,則也不 能避免吸附氮的能力多少有所劣化。氣體吸附材料的活性高度、即在置于大氣中的情況下吸附氮能力直到飽和的時間隨該氣體吸附材料的形態和材料規格而各不相同。例如,氣體吸附材料若為丸狀,則即使在 大氣中長時間放置也不會飽和。另一方面,氣體吸附材料若為粉末狀,由于比表面積增大, 即使只在大氣中放置短的時間,氣體吸附能力也會飽和。因此,在使用了比Ba-Li活性高的粉末狀的氣體吸附材料的場合,有可能使可與 大氣接觸的時間變得非常短。由于近年來對節能等的要求提高,因而要求更高的絕熱性能。因此,為了進一步提 高真空絕熱體內部的真空度,希望比Ba-Li活性更高的氣體吸附材料實現實用化。然而如 上所述,對于活性更高的氣體吸附材料來說,其操作變得更困難。
發明內容
本發明就是為解決這類問題而提出的,其目的在于提供一種技術,即、為了得到更 高的絕熱性能,即使在使用高活性且粉末狀的氣體吸附材料等的情況下,通過防止在制造 工序中與空氣激烈反應,不會引起氣體吸附能力的劣化,并可在用于真空絕熱體時在長時 間內可持續地吸附內部氣體,不會產生絕熱性能的降低和波動,可在長時間內維持高真空 度和高絕熱性能。本發明的氣體吸附裝置,至少具備內部裝有氣體吸附材料的具有密閉性的容器; 和與容器鄰接的突起物,通過施加外力,從而利用突起物在容器上產生通孔而使氣體吸附 材料與外部連通。因此,在真空絕熱體等采用氣體吸附材料時,在氣體吸附材料與吸附的氣 體接觸的時刻,在真空減壓后,處于將開口部密封了的狀態。因此,氣體吸附材料與壓力比 較高的空氣完全不接觸,可以將劣化抑制到非常小。另外,本發明的氣體吸附裝置,通過借助于板狀構件固定突起物,從而將突起物的 突起部排列成二維的面狀。由此,突起部可靠地與容器接觸。因此,在施加外壓的情況下,氣 體吸附材料可以可靠地與所要吸附的氣體接觸,在用于真空設備等時能可靠地進行轉換, 提高了真空設備等的成品率。此外,所謂“真空設備”是指,如真空絕熱體那樣通過將內部 抽成真空而發揮功能的設備,所謂“轉換”是指,解除了氣體吸附裝置容器的阻氣性而使氣 體吸附材料可吸附容器外部的氣體。另外,本發明的氣體吸附裝置,具備具有開口部的容器;堵住開口部的隔壁;和 在由容器和隔壁圍成的封閉空間內所具有的氣體吸附材料和相對氣體吸附材料為非吸附 性的氣體,該封閉空間內部的氣體壓力小于大氣壓。這樣,本發明的氣體吸附裝置通過在容器內部與氣體吸附材料一起封入相對氣體 吸附材料為非吸附性的氣體,從而可抑制氣體吸附材料與大氣的接觸。另外,為了吸附真空 設備內部的氣體,容器內的氣體吸附材料有必要與真空絕熱體的內部等真空設備的內部空 間連通。因此,利用如下的機理,可以使氣體吸附材料不與一個大氣壓附近的大氣接觸而設置在真空設備的內部空間中。此外,所謂“真空設備”是指真空絕熱體、布勞恩管、等離子體 顯示板、熒光燈之類通過抽成真空而實現功能的設備。容器具有開口部,通過用隔壁覆蓋容器的開口部從而形成封閉空間。容器內部的 氣體對容器的內壁和隔壁的內側施加壓力。另一方面,大氣對容器的外壁及隔壁的外側施 加大氣壓。通常,大氣壓為1013hPa,容器內部的壓力不足1031hPa。因此,對隔壁施加的壓力 差為從大氣壓減去容器內部的壓力的差值。由于該壓力差,隔壁向容器開口部擠壓,因而, 容器內外的氣體不通氣,可防止氣體吸附材料的劣化。另一方面,在對容器外部減壓時,在某個時刻容器內部與外部的壓力則相等,進 而,容器外部的壓力變得比容器內部的壓力更小。在容器內部的壓力與容器外部的壓力變 得相等的時刻,隔壁對容器不作用擠壓力,容器與隔壁分離。由于隔壁與容器分離,從而可 使容器內外的氣體通過容器的開口部通氣。利用如上所述的機理,可以將氣體吸附材料不 與大氣壓下的空氣接觸地設置在真空設備的內部。這樣一來,本發明的氣體吸附裝置在大氣壓下可防止氣體吸附材料與大氣接觸, 在減壓下氣體吸附材料與氣體吸附裝置外部的氣體介質接觸。因此,在大氣壓下將氣體吸 附裝置用于真空設備時,也不會引起因大氣導致的氣體吸附材料的劣化,在將氣體吸附材 料用于真空設備之后,便可以發揮原本的性能。另外,本發明的氣體吸附裝置,具備一端具有開口部且至少一部分是筒狀的容 器;和與容器的筒狀部內壁相接的隔壁,在由容器和隔壁圍成的封閉空間中封入有氣體吸 附材料和相對氣體吸附材料為非吸附性的氣體。這樣,本發明的氣體吸附裝置通過在容器內部與氣體吸附材料一起封入相對氣體 吸附材料為非吸附性的氣體,從而可抑制氣體吸附材料與大氣的接觸。另外,為了吸附真空 設備內部的氣體,容器內的氣體吸附材料有必要與真空絕熱體的內部等真空設備的內部空 間連通。因此,利用如下的機理,可以將氣體吸附材料不與一個大氣壓附近的大氣接觸地設 置在真空設備的內部空間中。容器的至少一部分為筒狀,在該筒狀部具有開口部。在筒狀部設有隔壁。該隔壁 隔斷容器筒狀部的開口部而形成封閉空間,以便抑制空氣進入到容器內部,并防止氣體吸 附材料與大氣接觸。在該封閉空間中,封入了相對氣體吸附材料為非吸附性的氣體。在將 氣體吸附裝置置于大氣壓下的情況下,大氣壓與非吸附性氣體的壓力處于平衡狀態,不會 對隔壁產生有效作用力。另一方面,在將氣體吸附裝置設置在真空絕熱材料等的真空設備內部,并對該空 間進行減壓時,則由容器和隔壁形成的封閉空間內部的壓力高于氣體介質壓力,非吸附性 氣體膨脹。因膨脹而產生的壓力使隔壁向筒狀部的開口部方向移動,容器的筒狀部與隔壁 分離。因此,氣體吸附材料在減壓之后與外部空間接觸。利用如上所述的機理,可以將氣體 吸附材料不與大氣壓下的空氣接觸地設置在真空設備的內部。這樣一來,本發明的氣體吸附裝置在大氣壓下可防止氣體吸附材料與大氣接觸, 在減壓下氣體吸附材料則與氣體吸附裝置外部的氣體介質接觸。因此,在大氣壓下將氣體 吸附裝置用于真空設備時,也不引起因大氣導致的氣體吸附材料的劣化,在將氣體吸附材 料用于真空設備之后,便可以發揮原本的性能。
另外,本發明的氣體吸附裝置,具備具有包覆氣體吸附材料的外殼;和在未施加 外力時不使外殼的內外連通,而在施加規定的外力時使外殼的內外連通的連通部的容器, 在該容器內裝有氣體吸附材料。這樣,本發明的氣體吸附裝置由于氣體吸附材料在未施加外力時不與空氣等外部 空間的氣體接觸,因而,可不會消耗地保持氣體吸附能力。另外,由于在施加外力時,該容器 的內部空間和外部空間則可通氣,發揮氣體吸附能力,因而,可抑制直到發揮吸附能力的吸 附性能的劣化,可最大限度地發揮氣體吸附材料的吸附能力。另外,對于采用了本發明的氣體吸附裝置的真空絕熱體,氣體吸附材料在真空絕 熱體的制造時不會因與大氣的接觸而失去活性,可以穩定地吸附隨著時間的經過而滲透到 真空絕熱體中的微量的氮或氧等主要空氣成分,可以長期維持真空度,可以提供優良的絕 熱性能。另外,本發明的真空絕熱體的制造方法是,將與非吸附性氣體一起氣體包裝在吸 附材料充填體中的空氣成分吸附材料同多孔芯材一起設置在外封裝容器的內部并進行減 壓,通過減壓而使因壓力差膨脹的吸附材料充填體的一部分破裂而形成了開口部,通過該 開口部對吸附材料充填體中的非吸附性氣體進行真空排氣后,將外封裝容器密封。這樣,由于空氣成分吸附材料與非吸附性氣體一起進行氣體包裝,并且在真空氣 體介質下使其破裂而與多孔芯材進行真空包裝,因而,在制造工序中不會引起與大氣中的 空氣接觸,吸附材料不會劣化。因此,無論真空絕熱體的制造時間的長短,都可以毫無問題 地使用。也不會有因暴露在空氣氣體介質中而引起吸附性能波動,可以穩定地制造,可以得 到長期可靠性也沒有問題的真空絕熱體。另外,本發明的真空絕熱體,至少具有氣體吸附裝置,該氣體吸附裝置具備設置在 具有開口部的吸附材料充填體中的空氣成分吸附材料;多孔芯材;和容納它們的外封裝容 器,空氣成分吸附材料在真空空間中通過開口部與真空絕熱體內部連通。由此,可以用在真空空間與多孔芯材相連的空氣成分吸附材料對殘留在多孔芯材 中的殘留微量空氣或從外部滲透進來的微量空氣進行吸附并予以固定,可以將內部壓力維 持在規定的真空度。這樣一來,可以長期地維持優良的絕熱性能。另外,本發明的真空絕熱體的制造方法是,在若充填容器外的壓力比充填容器內 的壓力小規定值以上則開口的充填容器中封入空氣成分吸附材料和不被空氣成分吸附材 料吸附的非吸附性氣體,并將充填容器與多孔芯材一起置于外封裝容器的內部,接著通過 對外封裝容器內進行減壓,以使充填容器外的壓力比充填容器內的壓力小規定值以上,在 將充填容器中的非吸附性氣體與外封裝容器內的空氣一起通過可在充填容器上形成的開 口部進行排氣后,將外封裝容器進行密封。若采用這種真空絕熱體的制造方法,由于將空氣成分吸附材料與非吸附性氣體一 起封入到充填容器中,且在真空氣體介質下將充填容器開口并與多孔芯材進行真空包裝, 因而,在制造工序中不會引起與大氣中的空氣接觸,吸附材料不會劣化。因此,無論真空絕 熱體的制造時間的長短,都可以毫無問題地使用。也不會有因暴露在空氣氣體介質中而引 起的吸附性能波動,可以穩定地制造,可以得到長期可靠性也沒有問題的真空絕熱體。作為充填容器的構成為以將一個容器的開口部用另一個容器的開口部封堵的方 式將開口部大小不同的兩個容器的開口部重合并接合,可用作若充填容器外的壓力比充填容器內的壓力小規定值以上,則可重合并接合后的部分脫離的容器。這時,若對充填容器的重合并接合后的部分預先涂敷潤滑劑,可以利用通過減壓 形成的壓力差而容易地使充填容器的接合部脫離而形成開口部。另外,本發明的真空絕熱體,至少具備在接合部脫離而形成開口部的充填容器中 所設的空氣成分吸附材料;多孔芯材;和容納它們的外封裝容器,空氣成分吸附材料在連 續空間中通過開口部與外封裝容器內部連通。由此,可以用在連續空間與多孔芯材相連的 空氣成分吸附材料將殘留在多孔芯材中的殘留微量空氣或從外部滲透進來的微量空氣進 行吸附并予以固定,可以將外封裝容器的內部即真空絕熱體的內部壓力維持在規定的真空 度。這樣一來,可以長期地維持優良的絕熱性能。這里所稱的“充填容器”不限于其形狀、 大小,可利用醫藥品或保健食品所使用的膠囊。所謂膠囊是由主體和帽構成的硬膠囊,被定 義為一端封閉了的可相互重合的一對有底圓筒體。如以上的說明,本發明的氣體吸附裝置防止在大氣壓下氣體吸附材料與大氣的接 觸,而在減壓下與氣體吸附裝置外部的氣體介質接觸。因此,即使在大氣壓下將氣體吸附裝 置用于真空設備時,由于也不會引起因大氣導致的氣體吸附材料的劣化,因而在將氣體吸 附材料用于真空設備中后,也可以發揮原本的性能。并且,本發明的真空絕熱體可以穩定地 實現高的絕熱性能,可以確保長期可靠性,對解決地球變暖等環境問題可發揮顯著效果。
圖1是本發明的實施方式1的氣體吸附裝置的剖視圖。圖2是本發明的實施方式1的真空絕熱體的剖視圖。圖3是本發明的實施方式1的氣體吸附裝置轉換后的剖視圖。圖4是本發明的實施方式2的氣體吸附裝置的剖視圖。圖5是本發明的實施方式2的氣體吸附裝置轉換后的剖視圖。圖6是本發明的實施方式3的氣體吸附裝置的剖視圖。圖7是本發明的實施方式3的氣體吸附裝置轉換后的剖視圖。圖8是本發明的實施方式4的氣體吸附裝置的剖視圖。圖9是本發明的實施方式4的氣體吸附裝置轉換后的剖視圖。圖10是本發明的實施方式5的在大氣壓下的氣體吸附裝置的剖視圖。圖11是本發明的實施方式5的采用了氣體吸附裝置的真空絕熱體的剖視圖。圖12是本發明的實施方式5的在減壓下的氣體吸附裝置的剖視圖。圖13是本發明的實施方式6的氣體吸附裝置的剖視圖。圖14是本發明的實施方式7的氣體吸附裝置的剖視圖。圖15是本發明的實施方式8的在大氣壓下的氣體吸附裝置的剖視圖。圖16是本發明的實施方式8的采用了氣體吸附裝置的真空絕熱體的剖視圖。圖17是本發明的實施方式8的在減壓下的氣體吸附裝置的剖視圖。圖18是本發明的實施方式9的氣體吸附裝置的剖視圖。圖19是本發明的實施方式10的氣體吸附裝置的剖視圖。圖20是本發明的實施方式11的表示構成氣體吸附裝置的容器的密封狀態的立體 圖。
圖21是本發明的實施方式11的表示構成氣體吸附裝置的容器的內外連通狀態的 立體圖。圖22是本發明的實施方式12的表示構成氣體吸附裝置的容器的密封狀態的立體 圖。圖23是本發明的實施方式12的表示構成氣體吸附裝置的容器的內外連通狀態的 立體圖。圖24是本發明的實施方式13的表示構成氣體吸附裝置的容器的密封狀態的立體 圖。圖25是本發明的實施方式13的表示構成氣體吸附裝置的容器的內外連通狀態的 立體圖。圖26是本發明的實施方式14的真空絕熱體在真空包裝前的簡要剖視圖。圖27是本發明的實施方式14的在真空包裝后的在大氣中的真空絕熱體的簡要剖 視圖。圖28是表示本發明的實施方式15的真空絕熱體的制造方法的真空排氣前的真空 包裝機內部的剖視圖。圖29是表示本發明的實施方式15的真空絕熱體的制造方法的真空排氣中的真空 包裝機內部的剖視圖。圖30是表示本發明的實施方式15的真空絕熱體的制造方法的真空排氣將要結束 之前的真空包裝機內部的剖視圖。圖31是表示本發明的實施方式15的真空絕熱體的制造方法的真空包裝后的真空 絕熱體的剖視圖。圖32是表示本發明的實施方式17的真空絕熱體的制造方法的真空排氣前狀態的 剖視圖。圖33是表示本發明的實施方式17的用于真空絕熱體的充填容器的放大剖視圖。圖34是表示本發明的實施方式17的真空絕熱體的制造方法的真空排氣將要結束 之前時刻的狀態的剖視圖。圖35是表示本發明的實施方式17的真空絕熱體的制造方法的真空包裝后的真空 絕熱體的剖視圖。圖中101、201、301、422-氣體吸附裝置,102、205、305、402_ 氣體吸附材料,103,203, 401,409,415-容器,104-突起物,105-突起物,106-板狀構件,107、207、307_真空絕熱 體,108,208,308-芯材,109,209,309-外封裝材料,110,202,302-開 口部,111-橡膠塞, 112-膜,204、304_隔壁,206、306_非吸附性氣體,210、310_容納材料,211、311_包覆材料, 212、312-間壁,303-筒狀容器,313-密封件。
具體實施例方式本發明的氣體吸附裝置至少具備內部裝有氣體吸附材料的具有密閉性的容器和 與容器鄰接的突起物,通過施加外力并利用突起物在容器上產生通孔而使氣體吸附材料與 外部連通。
氣體吸附材料的活性越高、比面積越大,則操作條件越嚴格。即,可與空氣接觸的 時間越短,可接觸的壓力越小。因此,這種氣體吸附材料不僅在保存時,在設置于真空設備 中時的劣化也成為問題。因此,在將氣體吸附材料設置于真空設備中時,在真空室內的壓力 下降盡后有必要使其與外部連通。作為真空設備的一個例子,在將氣體吸附材料應用于真空絕熱體時,在將芯材和 氣體吸附材料插入到阻氣性的外封裝材料中的組件設置在真空室內后,對真空室內進行減 壓,在對外封裝材料內部減壓后,將外封裝材料的開口部密封。這時,真空室內的減壓用真空泵進行。在高壓區域,即在真空區域,用泵、吸附材 料任一種都能進行減壓。另一方面,在低壓區域、即在真空密封后的外封裝材料內部,存在 用真空泵而未減壓盡的氣體、真空密封后通過外封裝材料進入的氣體以及由芯材產生的氣 體,這些氣體只能用氣體吸附材料吸附。因此,為了在真空密封后的外封裝材料內部充分地 發揮氣體吸附材料的能力,需要在真空密封后進行連通。再有,作為使氣體吸附材料與外部連通的方法之一,如下所述,采用在真空密封后 對外封裝材料施加大氣壓的方法是適當的。在對外封裝材料真空密封后,對外封裝材料施加相當于內外壓力差的壓力,即大 致一個大氣壓的壓力。當對外封裝材料施加大氣壓時,則以該大小的壓力將外封裝材料內 的突起物向容器擠壓,在容器上產生通孔而使氣體吸附材料與外部連通。另外,作為外封裝材料的機械性能,除了阻氣性外,只要能通過施加大氣壓而變 形,并可將大氣壓傳遞給突起物和容器即可。再有,希望以大氣壓以下的壓力并利用突起物 在容器上產生通孔即可。本發明的容器有必要具有密封性,即阻氣性,并具有能經得起保存時的操作的機 械強度。另一方面,希望突起物的硬度大。作為容器和突起物的機械強度的相對關系,只要 突起物的硬度比容器的硬度大,在將突起物向容器擠壓時,在容器上產生通孔即可。容器和 突起物都可以使用塑料、金屬等,也可以使用它們的復合物。另外,本發明的氣體吸附裝置的容器是將具有阻氣性的膜或片材做成袋狀的容
o由于作為容器使用的膜具有阻氣性,因而,可以將高活性的氣體吸附材料長時間 地保存在大氣中。另外,由于容器是膜,因而,通過擠壓突起物便能夠很容易地產生通孔,可 使吸附材料與外部更可靠地連通。這里,所謂具有阻氣性的膜或片材是指,氣體透過率為104[cm7m2 day atm]以 下,更優選為103[cm7m2 day atm]以下。具體地說,將乙烯-乙烯醇共聚物、尼龍、聚對 苯二甲酸乙二酯、聚丙烯等的塑料膜或片材做成袋狀,但并不限定于這些材料。再有,最好 使用在塑料膜上疊層有金屬箔,或者在塑料膜上蒸鍍金屬而使阻氣性更高的材料。金屬箔 或可適用于蒸鍍的金屬雖可使用金、銅、鋁等,但并不限定于這些材料。另外,本發明的氣體吸附裝置的容器是具有阻氣性的塑料的成形體。由于容器是具有阻氣性的塑料的成形體,因而,可以將高活性的氣體吸附材料長 時間地保存在大氣中。另外,對于微小的力來說其變形較小,在保存時的操作中的損壞的可 能性則很小。這里,具有阻氣性的塑料的成形體是指,氣體透過率為104[cm7m2 day atm]以下,更優選103[cm7m2 day atm]以下。具體地說,將乙烯-乙烯醇共聚物、尼龍、聚對苯 二甲酸乙二酯、聚丙烯等的塑料成形體,但并不限定于這些。再有,為了提高阻氣性,還可以 對成形體進行蒸鍍。另外,也可以嵌入金屬箔。另外,本發明的氣體吸附裝置在容器的一部分具有開口部,并以彈性體的隔壁覆 蓋該開口部,而突起物與該隔壁鄰接。通過將容器的一部分做成彈性體的隔壁,可以利用突起物在隔壁上產生通孔,可 使氣體吸附材料與外部連通。因此,對于除隔壁部分以外所要求的機械條件則不嚴格。艮口, 隔壁以外的部分不必利用突起物產生通孔,可以進行重視了阻氣性的容器設計,因此,容器 可使用金屬的成形體、玻璃的成形體等。這里,所謂“彈性體”是指,通過施加應力而變形,在應力消除后變形則恢復的材 料。金屬或塑料等變形量極少,且變形返回到原狀,所以在廣義意義上是彈性體。但是,為 了確保密封性,為了能隨著容器的開口部的形狀而變形,而希望以微小的力產生大的變形。 因此,最好使用橡膠之類以微小的應力便產生較大變形的材料。另外,本發明的氣體吸附裝置在容器的一部分具有開口部,并以具有阻氣性的膜 覆蓋該開口部,而突起物與該隔壁鄰接。通過將容器的一部分做成阻氣性的膜,可以利用突起物在膜上產生通孔,并可使 氣體吸附材料與外部連通。因此,對于除隔壁部分以外所要求的機械條件則不嚴格。即,膜 以外的部分不必利用突起物產生通孔,可以進行重視了阻氣性的容器設計,因此,容器可使 用金屬的成形體、玻璃的成形體等。另外,本發明的氣體吸附裝置,通過借助于板狀構件固定突起物,從而可將該突起 物的突起部排列成二維的面狀。這里的所謂“突起部”是指,在突起物上表面的曲率與其它部分比較急劇變大的部 分。在突起部的前后所引的切線,若將平行設為0度,則為60度以上的角度,但優選90度 以上,更優選120度以上。在真空設備內部,為了利用突起物在容器上產生通孔,有必要在突起部與容器接 觸的狀態下對突起物施加力。真空設備的外封裝材料與容器之間的突起物因其形狀對它們 帶來的影響不同。為了解決這個問題,將多個突起物固定在板狀構件上,將突起部排列成二維的面 狀。這樣一來,通過以與容器接觸的狀態設置排列成面狀的突起部,從而在對外封裝材料施 加壓力時,能可靠地將突起部擠壓在容器上,并且能防止與容器以外的部分接觸。這里,板狀構件雖然可以使用金屬、無機物、塑料等的結構材料,但只要是氣體發 生少的材料即可,沒有特別限定。另外,將突起物固定在板狀構件上的方法雖有利用粘接劑粘接、焊接、一體成形 等,但并沒有特別限定。對外封裝材料整體均勻地施加大氣壓。從而,利用大氣壓將突起物向容器擠壓的 力與固定在板狀構件上的每單位面積的突起物數量的倒數成比例。因此,為了在容器上可 靠地產生通孔并使吸附材料與外部連通,每單位面積的突起物數量以較少為好,一般為100 個/cm2以下,優選50個/cm2以下,更優選25/cm2以下。另外,本發明的氣體吸附裝置是從突起物的突起部到板狀構件的距離比容器的厚
10度更短的裝置。從突起物的突起部到板狀構件的距離等于突起物的長度、即突起物能產生通孔的 物體的厚度。在真空設備是真空絕熱體、容器的厚度比突起物的長度薄的情況下,使容器產 生通孔的突起物有可能使真空絕熱體的外封裝材料產生通孔。另一方面,在突起物的長度 比容器的厚度短的情況下,由于突起物的前端留在容器內部,則在外封裝材料上不會產生 通孑L。另外,本發明的氣體吸附裝置所使用的氣體吸附材料是CuZSM-5。CuZSM-5的活性非常高,即使是低壓力的氣體也具有優良的吸附特性。若用在本發 明的氣體吸附裝置中,由于不接觸到高壓力的氣體介質,氣體吸附材料不會劣化,因而可以 在低壓區域發揮吸附特性。下面,參照附圖對本發明的這些實施方式進行說明。另外,本發明不受這些實施方 式的限定。實施方式1圖1是本發明實施方式1的氣體吸附裝置的剖視圖。圖1中,氣體吸附裝置101在容器103內部裝有氣體吸附材料102,突起物104與 容器103接觸。氣體吸附材料102是粉末狀的CuZSM-5。容器103是在將按低密度聚乙烯、鋁箔、聚對苯二甲酸乙二醇酯的順序疊層而成 的膜的低密度聚乙烯彼此進行熱熔而制成的袋中放入氣體吸附材料102后進行真空密封 而制成。突起物104借助于突起部105與容器103接觸。突起物104固定在板狀構件106 上,突起部105排列成二維平面狀。圖2是本發明實施方式1的真空絕熱體的剖視圖。圖2中,真空絕熱體107是在將氣體吸附裝置101、芯材108插入到外封裝材料109 中后減壓密封制成。圖3是本發明的實施方式1的氣體吸附裝置101轉換后的剖視圖。下面,根據圖1-圖3對如上構成的氣體吸附裝置101的動作、作用進行說明。首先,氣體吸附材料102由于真空密封在具有鋁箔的疊層膜中,因而,即使將氣體 吸附裝置101長時間放置在大氣中,由于氣體吸附材料102不接觸到氣體,因而,可以不劣 化地長時間保存在大氣中。另外,為了使氣體吸附材料102吸附外封裝材料109中的氣體,有必要在容器103 上產生通孔。這通過以下所示的機構實現。在制作真空絕熱體107的階段,將插入了氣體吸附裝置101和芯材108的外封裝 材料109在真空室內進行減壓,在將開口部密封后導入大氣。在大氣中,對真空絕熱體107 的外封裝材料109的內外,施加了相當于內外之間的壓力差為一個大氣壓的壓力。由于外 封裝材料109是塑料疊層膜而具有柔軟性,受到壓力而變形并將壓力傳遞到鄰接的板狀構 件106。進而,對固定在板狀構件106上的突起物104施加壓力,突起部105便對容器103 施加扎入力而在容器103上產生通孔,氣體吸附材料102便與外封裝材料109的內部連通。這時,由于突起物104固定在板狀構件106上,由于容器103和突起部105以面彼 此接觸,因而方向不容易偏離。再有,由于突起物104處于一個高度,朝向與容器大致垂直 方向,因而可在容器103上可靠地產生通孔。
再有,由于從突起物104的突起部105到板狀構件106的距離比容器103的厚度 短,因而,突起部105便留在容器103內部。因此,不會由突起物104對真空絕熱體107的 外封裝材料109施加扎入力,不會在外封裝材料109上產生通孔。采用以上的機構,無論在保存時或用于真空絕熱體107時的任何情況下,氣體吸 附材料102都不會劣化而可以應用于真空絕熱體107,可進行內壓的降低及可維持長期的
真空度。實施方式2圖4是本發明實施方式2的氣體吸附裝置101的剖視圖。圖4中,容器103具有開口部110,開口部110用橡膠塞111覆蓋從而確保整體的 氣密性。容器103以聚乙烯類材料制作,橡膠塞111用異丁橡膠制成,利用橡膠的彈性以確 保與容器103的密封性。另外,突起物104的突起部105設置成與橡膠塞111接觸。圖5是本發明實施方式2的氣體吸附裝置101轉換后的剖視圖。下面,對如上構成的氣體吸附裝置101的動作、作用進行說明。首先,由于氣體吸附材料102用橡膠塞與聚乙烯進行密封,因而,即使將氣體吸附 裝置101長時間放置在大氣中,由于氣體吸附材料102不與氣體接觸,因而,可以不劣化地 長期保存在大氣中。在將該氣體吸附裝置101用于真空絕熱體時,利用大氣壓在橡膠塞111上產生通 孔,使氣體吸附材料102與外封裝材料內部的空間連通。此外,在本實施方式中,在制作真空絕熱體時的氣體吸附裝置101的動作與實施 方式1相同。實施方式3圖6是本發明實施方式3的氣體吸附裝置101的剖視圖。圖6中,容器103具有開口部110,開口部110用具有阻氣性的膜112覆蓋而確保 整體的氣密性。容器103用聚乙烯制成,膜112是按低密度聚乙烯、鋁箔、聚對苯二甲酸乙 二醇酯的順序疊層而成的膜,用公知的方法粘結。另外,突起物104的突起部105設置成與 膜接觸。圖7是本發明實施方式3的氣體吸附裝置101轉換后的剖視圖。下面,對如上構成的氣體吸附裝置101的動作、作用進行說明。首先,由于氣體吸附材料102用具有阻氣性的膜與聚乙烯進行密封,因而,即使將 氣體吸附裝置101長時間放置在大氣中,由于氣體吸附材料102不與氣體接觸,因而,可以 不劣化地長期保存在大氣中。在將該氣體吸附裝置101用于真空絕熱體時,在膜112上產生通孔,使氣體吸附材 料102與外封裝材料內部的空間連通。此外,在本實施方式中,在制作真空絕熱體時的氣體吸附裝置101的動作與實施 方式1相同。實施方式4圖8是本發明實施方式4的氣體吸附裝置101的剖視圖。圖8中,容器103至少一部分是筒狀,一方為開口部110,開口部110的斷面朝向相對于容器103的長度方向傾斜的方向。另外,開口部110用具有阻氣性的膜112覆蓋而確保整體的氣密性。容器103用聚乙烯制成,膜112是按低密度聚乙烯、鋁箔、聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的順序疊層而成的膜,用公知的方法粘結。另外,突起物104的突起部105設置 成與膜112接觸。圖9是本發明實施方式4的氣體吸附裝置101轉換后的剖視圖。下面,對如上構成的氣體吸附裝置101的動作、作用進行說明。首先,由于氣體吸附材料102用具有阻氣性的膜與聚乙烯進行密封,因而,即使將 氣體吸附裝置101長時間放置在大氣中,由于氣體吸附材料102不與氣體接觸,因而,可以 不劣化地長期保存在大氣中。在將該氣體吸附裝置101用于真空絕熱體時,在膜112上產生通孔,使氣體吸附材 料102與真空絕熱體的外封裝材料內部的空間連通。此外,在本實施方式中,在制作真空絕熱體時的氣體吸附裝置101的動作與實施 方式1相同。本實施方式的容器103,因其形狀加工容易,可降低成本。將這些實施方式所示的氣體吸附裝置101的具體內容作為實施例1-3表示如下。另外,作為比較例表示以條件不同的規格得到的結果。實施例1作為氣體吸附材料102使用了粉末狀的CuZSM-5。作為容器103使用了將厚度為50 y m的低密度聚乙烯膜、厚度為7 u m的鋁箔、厚 度為25 ym的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜疊層而成的膜,將低密度聚乙烯膜彼此間熔敷而成 的袋狀容器。突起物104和板狀構件106是通過一體成形制作的鐵制件。板狀構件106的形狀 為每邊為1cm的正方形。突起物104的個數為25個,形狀是圓錐形,圓錐的底面與板狀構 件106的表面一致。另外,突起部105的前端與板狀構件106的距離為5mm。容器103在封入氣體吸附材料102后進行減壓密封,從疊層膜的表面到對面的疊 層膜的距離為10mm。將以上構成的氣體吸附裝置101用于真空絕熱體并進行了評價。作為芯材,使用將玻璃短纖維的聚合體進行熱成形而做成板狀的芯材,與氣體吸 附裝置101 —起插入到預先將三邊密封了的外封裝材料中,放置到真空室中減壓到lOOPa 后密封。當將大氣導入到真空室內時,氣體吸附裝置101利用大氣壓轉換便可吸附外封裝 材料內部的氣體。當測量真空絕熱體內部的壓力時,可知壓力為5Pa,由氣體吸附材料得到 的吸附結果為降低了外封裝材料內部的壓力。另外,由于突起物的長度比容器的厚度短,因 而判斷為對外封裝材料未導致破壞。再有,將該真空絕熱體在大氣中保存一個月后的內部壓力為5Pa,表明吸附著通過 外封裝材料進入的氣體。實施例2作為氣體吸附材料102,使用了粉末狀的CuZSM-5。容器103是聚乙烯性的箱體,尺寸為寬度30mm、進深20mm、高度10mm,缺少 30mmX 20mm的一面。具有阻氣性的膜112是將厚度50 y m的低密度聚乙烯膜、厚度7 y m的 鋁箔、厚度25 y m的尼龍膜疊層而成的膜。
突起物104和板狀構件106是一體成形制作的鐵制件。板狀構件106的形狀為每 邊1cm的正方形。突起物104的個數為25個,形狀是圓錐形,圓錐的底面與板狀構件106 的表面一致。另外,突起部105的前端與板狀構件106的距離為5mm。在氬氣氣體介質的真空室中,將粉末狀的CuZSM-5充填到該容器103中并進行減 壓后,使用具有阻氣性的膜103覆蓋缺損部分,通過熱熔密封。在將大氣導入真空室中后,由于被大氣壓壓縮,膜112的部分變薄,最薄部分為 7mm 0將以上構成的氣體吸附裝置101用于真空絕熱體并進行了評價。作為芯材,使用將玻璃短纖維的聚合體進行熱成形而做成板狀的芯材,與氣體吸 附裝置101 —起插入到預先將三邊密封了的外封裝材料中,放置到真空室中減壓到lOOPa 后密封。當將大氣導入到真空室內時,氣體吸附裝置101利用大氣壓轉換,便可吸附真空絕 熱體的外封裝材料內部的氣體,當測量真空絕熱體內部的壓力時,可知壓力為5Pa,由氣體 吸附材料102得到的吸附結果為降低了外封裝材料內部的壓力。另外,由于突起物104的 長度比容器103的厚度短,因而判斷為對外封裝材料未導致破壞。再有,將該真空絕熱體在大氣中保存一個月后的內部壓力為5Pa,表明吸附著通過 外封裝材料進入的氣體。實施例3作為氣體吸附材料102,使用了粉末狀的CuZSM-5。容器103是聚乙烯性的箱體,尺寸為寬度30mm、進深20mm、高度10mm,在 30mmX20mm的一面上存在直徑為10mm的開口部110。突起物104和板狀構件106是一體成形制作的鐵制件。板狀構件106的形狀為每 邊1cm的正方形。突起物104的個數為25個,形狀是圓錐形,圓錐的底面與板狀構件106 的表面一致。另外,突起部105的前端與板狀構件106的距離為5mm。在氬氣氣體介質的真空室中,將粉末狀的CuZSM-5充填到該容器103中并進行減 壓后,使用異丁橡膠塞111密封開口部110。在將大氣導入真空室中后,由于被大氣壓壓縮,包含異丁橡膠塞111的容器103的 最薄部分為8mm。將以上構成的氣體吸附裝置101用于真空絕熱體并進行了評價。作為芯材,使用將玻璃短纖維的聚合體進行熱成形而做成板狀的芯材,與氣體吸 附裝置101 —起插入到預先將三邊密封了的外封裝材料中,放置到真空室中減壓到lOOPa 后密封。當將大氣導入到真空室內時,氣體吸附裝置101利用大氣壓轉換,便可吸附真空絕 熱體的外封裝材料內部的氣體,當測量真空絕熱體內部的壓力時,可知壓力為5Pa,由氣體 吸附材料102得到的吸附結果為降低了外封裝材料內部的壓力。另外,由于突起物104的 長度比容器103的厚度短,因而判斷為對外封裝材料未導致破壞。再有,將該真空絕熱體在大氣中保存一個月后的內部壓力為5Pa,表明吸附著通過 外封裝材料進入的氣體。比較例1使用日本特表平9-512088號公報記載的氣體吸附裝置制作了真空絕熱體。制作 真空絕熱體的條件與實施例1相同。日本特表平9-512088號公報記載的氣體吸附裝置是將Ba-Li封入到具有開口部的金屬制的容器中,再用氧化鈣覆蓋開口部的結構。當測定制作成的真空絕熱體內部的壓力時,為lOOPa。從該結果可知,Ba-Li并未吸附真空絕熱體內 部的氣體。這可以認為是因為就本比較例1所用的氣體吸附裝置而言,氧化鈣的阻氣性不 足,所以在制作真空絕熱體時,Ba-Li吸附氣體而劣化。比較例2預先使用將CuZSM-5封入了無紡布制袋中的氣體吸附裝置制作了真空絕熱體。制 作真空絕熱體的條件與實施例1相同。測定真空絕熱體內部的壓力時為lOOPa。從該結果 可知,CuZSM-5并未吸附真空絕熱體內部的氣體。這可以認為是因為無紡布的氣體透過率 大,在制作真空絕熱體時,CuZSM-5吸附氣體而劣化。另外,本發明的氣體吸附裝置具備具有開口部的容器;堵塞該開口部的隔壁;在 被該容器和該隔壁包圍的封閉空間內所具有氣體吸附材料和相對于該氣體吸附材料為非 吸附性的非吸附性氣體,該封閉空間內部的氣體壓力比大氣壓小。在此,所謂“大氣壓”是指,保管氣體吸附裝置時的氣體介質,或者進行將氣體吸 附裝置向真空設備設置的作業的氣體介質的氣體壓力。該大氣壓在海拔0米附近雖為 1013hPa左右,但可以認為在海拔高的環境或者飛機等內部則小于1013hPa。另外,即使在 海拔0米附近,也隨低氣壓、高氣壓等氣象條件而多少有些變動。封閉空間內部的氣體壓力若只要比大氣壓稍小,則可作為氣體吸附裝置使用。但 是,在保存時或者向真空設備設置的作業時,若從外部對其施加沖擊,則在大氣中隔壁從容 器脫離而使氣體吸附材料劣化。因此,期望將隔壁擠壓到容器中的力要較強,封閉空間內的氣體壓力優選500hPa 以下,更優選300hPa以下。所謂“封閉空間”是指,如球形殼體的內部那樣不讓具有一定形狀的物體通過而與 其它空間不連通的空間。隔壁與容器的開口部的大小和形狀相同,或者做成在隔壁和容器的開口部之間不 出現間隙,或者通過將隔壁作得比容器的開口部大,通過隔壁完全覆蓋開口部而形成封閉 空間。對與氣體接觸的物質表面施加氣體的壓力。由于壓力從多個方向施加,因而在置 于均勻壓力的氣體介質中的場合,從氣體受到的力的總和為零,對物質不作用有效的力。另一方面,在物質所接觸的氣體壓力不均勻的場合,從氣體受到的力的總和則不 為零,對物質作用有效的力。例如,與板狀物質的一方的面和另一方的面接觸的氣體的壓力 不同的場合,對板狀物質則產生從高壓力的面向低壓力的面方向的力。根據以上的物理機理,在氣體吸附裝置中進行從氣體吸附材料與外部空間的不連 續向連續的轉換。下面,對將氣體吸附裝置設置在真空設備中時,從氣體吸附材料與外部空 間的不連續向連續的轉換的詳細情況進行說明。首先,在氣體吸附裝置中,封閉空間內被充滿了相對于氣體吸附材料為非吸附性 氣體,該氣體壓力小于大氣壓。因此,由于隔壁受到由大氣對容器開口部擠壓的力,因而抑制了容器內外的氣體 的通氣。接著,對設置了氣體吸附裝置的真空設備內部進行減壓,若氣體吸附裝置的封閉空間內外的壓力達到相同,則隔壁不再對容器作用擠壓力,隔壁從容器脫離。這樣一來,氣 體吸附材料與氣體吸附裝置的外部空間連續,可以使氣體吸附材料發揮作用。另外,本發明的氣體吸附裝置的容器和隔壁都是氣體難透過性的部件。在此,所謂“氣體難透過性”是指,由于作為物質固有的性質即氣體透過率小,所以 以該物質制作成的容器、隔壁的氣體透過率為104[Cm7m2*day atm]以下,優選為103[Cm3/ m2 day atm]以下。具體地說,鋼、鐵、鋁等金屬類,乙烯-乙烯醇共聚物、聚丙烯腈、尼龍6、尼龍66、尼 龍12、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸 乙二醇酯、聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯、乙烯-四氟合乙烯共聚物、聚四氟合乙烯、聚酰亞胺、 聚碳酸酯、聚乙酸酯、聚苯乙烯、ABS、聚丙烯、聚乙烯等可塑類等雖與其相當,但不限于這 些。由于容器、隔壁都是氣體難透過性的,所以即使氣體吸附裝置處在包含氣體吸附 材料所吸附的氣體的氣體介質中,由于通過容器進入的氣體吸附材料所吸附的氣體很少, 也可以抑制氣體吸附材料的劣化。另外,本發明的氣體吸附裝置的容器或隔壁的至少任何一方的至少一部分是彈性 體。所謂“彈性體”是指,變形與來自外部的應力大致成比例,當不作用有應力作用時, 則恢復到未施加應力的原有狀態,橡膠等與之相當。由于容器或隔壁的至少任何一方的至少一部分是彈性體,因而,在不施加壓力的 狀態下,即使容器的開口部和隔壁的形狀不同的場合,若施加壓力則產生變形而提高密閉 性。因此,氣體吸附裝置即使處在包含氣體吸附材料所吸附的氣體的氣體介質中,也 可以抑制由于氣體吸附裝置外部的氣體進入所導致的氣體吸附材料的劣化。由于金屬、塑料等也以微小的應變進行彈性變形,因而雖可以認為是廣義的彈性 體,但更優選對應力應變的比例大的材料。再有,直到將氣體吸附裝置設置到真空設備中,在操作過程中都受到外力作用。因 此,希望容器因應變而產生的變形小,更優選隔壁是彈性體。另外,本發明的氣體吸附裝置的氣體吸附材料以透氣性的容納材料包覆。這里所謂的“透氣性”是指,氣體透過率為108[cm3/m2 day atm]以上,優選 1010[cm3/m2 day atm]以上。所謂“容納材料”是指,將纖維編織并用粘結劑集積而做成膜狀或片狀的材料,從 宏觀的觀點來看雖是連續體,但從微觀觀點來看則開有無數通孔。再有,也可以將容納材料成形為袋狀,將氣體吸附材料裝于其中。這時,袋的形態 雖可以使用枕頭袋、挎包袋(力1 7卜袋)等,但并不限定于這些。另外,容納材料也不必 將所有的邊封閉,也可以有敞開的邊。容器內外的氣體通過的速度根據氣體吸附裝置的制造條件,將氣體吸附裝置設置 于真空設備中時的減壓條件等變化。該速度大的場合,如果氣體吸附材料是粉末,則由于急 劇流入的氣體,有可能使氣體吸附材料飛散。但是,通過將容納材料的通孔做得比氣體吸附 材料的粒徑小,則可抑制氣體吸附材料的飛散。此外,在容納材料有敞開的邊的場合,最好使敞開著的邊置于與容器的開口部相反的方向。另一方面,如上所述,由于容納材料的氣體透過率非常大,因而,不會妨礙氣體透 過的空間的連續性,氣體吸附裝置的吸附特性不會劣化。作為透氣性的容納材料雖有無紡布、紗布、金屬網等,但并不限于這些,只要是從 宏觀觀點看是連續體、從微觀觀點看開有許多通孔者即可。另外,本發明的氣體吸附裝置在容器的開口部和氣體吸附材料之間具有透氣性的間壁。這里的所謂“透氣性”是指氣體透過率為108[cm7m2 day atm]以上,優選 1010[cm3/m2 day atm]以上。所謂“間壁”是指,從宏觀觀點看將空間分為多個,而從微觀觀點看在空間上連續 并具有氣體透過性。間壁設置在氣體吸附材料和容器的開口部之間并與容器內壁接觸。隔壁從容器分離時的容器內外的氣體的通氣速度根據氣體吸附裝置的制造條件、 將氣體吸附裝置設置在真空設備中的減壓條件進行變化。氣體的通氣速度較大的場合,在 氣體吸附裝置的容器內部產生劇烈的氣流。如果氣體吸附材料是粉末狀,由于急劇流入的 氣體而存在飛散的可能性。但是,通過將間壁的通孔做成比氣體吸附材料的粒徑小,可抑制 氣體吸附材料的飛散。另一方面,如上所述,由于間壁的氣體透過率非常大,不會妨礙氣體透過的空間的 連續性,氣體吸附裝置的吸附特性不會劣化。作為透氣性的間壁雖有玻璃棉、塑料的泡沫體、無紡布、金屬網等,但并不限定于 這些,只要是從宏觀觀點看為連續體,從微觀觀點看為許多打開的通孔則可。另外,本發明的氣體吸附裝置的容器用氣體難透過性的被覆材料被覆。通過用相對氣體吸附材料為非吸附性氣體充滿被覆材料內部,則容器的外部空間 被相對氣體吸附材料為非吸附性氣體充滿。因此,容器的內壁和隔壁之間存在一點間隙,由 它們形成的封閉空間與容器的外部空間的氣體即使通氣,氣體吸附材料也不會劣化。因此, 可以將氣體吸附裝置長時間放置在大氣中。這里的氣體難透過性被覆材料是氣體透過率為104[cm7m2 day atm]以下的被 覆材料,但更優選為102[cm7m2 day atm]以下的材料。具體的是,將乙烯-乙烯醇共聚物、尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯等的塑 料膜或片制成的袋狀物,但并不限定于這些。再有,最好在塑料膜上疊層金屬箔或蒸鍍金屬 進一步提高阻氣性。金屬箔或可用于蒸鍍的金屬可以使用金、銅、鋁等,但并不限定于這些。 此外,由于氣體透過率是物質固有的值,由于作為被覆材料存在不滿足上述條件的情況,因 而,通過使厚度適應要求的性質而滿足作為被覆材料的上述條件。下面,參照
本發明的這些實施方式,但本發明并不受這些實施方式的限 定。實施方式5圖10是本發明的實施方式5的在大氣壓下的氣體吸附裝置201的剖視圖。圖11 是采用了本發明的實施方式5的氣體吸附裝置201的真空絕熱體207的剖視圖。圖12是 本發明的實施方式5的在減壓下的氣體吸附裝置201的剖視圖。
如圖10所示,氣體吸附裝置201具備;具有開口部202的容器203 ;堵塞開口部 202的橡膠制的隔壁204,在被容器203和隔壁204圍成的封閉空間內由⑶ZSM-5型沸石構 成的氣體吸附材料205 ;以及相對氣體吸附材料205為非吸附性的非吸附性氣體206,封閉 空間內部的氣體壓力比大氣壓小。如圖11所示,真空絕熱體7是用外封裝材料209覆蓋氣體吸附裝置201和芯材 208并對外封裝材料209內部減壓密封而成。下面,對將如上所述構成的氣體吸附裝置201用于真空絕熱體207的場合的動作、 作用進行說明。如圖10所示,在由容器203和隔壁204形成的封閉空間中封入有非吸附氣體206, 且非吸附氣體206的壓力小于大氣壓。由于大氣壓比容器203內部的壓力大,因而,隔壁 204以相當于大氣壓與容器203內部的壓力差的壓力擠壓容器203的開口部202。由于隔 壁204是橡膠制成的,因而在擠壓開口部202時變形并緊密貼合。這樣一來,由容器203和 隔壁204形成封閉空間,抑制了空氣向容器203內部的進入,抑制了氣體吸附裝置201在保 存時的氣體吸附材料205的劣化。另一方面,在將其放置在真空絕熱體207內部時,為了讓氣體吸附材料205吸附真 空絕熱體207內部的氣體,氣體吸附材料205有必要與容器203的外部空間連續。這通過 以下所述的過程來實現。首先,在將氣體吸附裝置201置于大氣壓下的情況下,由于容器203內部的壓力比 大氣壓小,因而,隔壁204從外側向容器203進行擠壓。在將氣體吸附裝置201設置在真空絕熱體207的外封裝材料209的內部后,通過 對外封裝材料209內部進行減壓,從而減小容器203內部的壓力與容器203外部的壓力差。 當進一步進行減壓時,則容器203內部的壓力與容器外部的壓力消失,不作用隔壁204對容 器203擠壓的力。因此,隔壁204從容器203脫離。如圖12所示,通過容器203與隔壁204分離,氣體吸附裝置201的外部空間與氣 體吸附材料205通過開口部202連通,便可進行氣體吸附。如上那樣,容器203與隔壁204分離之時就是容器203內部的壓力與容器203外 部的壓力變成相同的時刻。因此,在制作氣體吸附裝置201時,通過控制封入到容器203內 部的非吸附氣體的壓力,則可任意控制容器203與隔壁204分離的壓力。真空絕熱體207的制作如下即、將氣體吸附裝置201和芯材208插入到預先將三 方密封而制成的袋狀外封裝材料209中,在設置在真空室內進行減壓后,將外封裝材料209 的未密封部分通過熱熔密封而成。實施方式6圖13是本發明的實施方式6的氣體吸附裝置201的剖視圖。如圖13所示,在氣體吸附裝置201中,氣體吸附材料205用容納材料210包覆,容 器203被包覆材料211包覆。圖13中,容納材料210是無紡布,包覆材料211由將塑料疊 層膜熱熔而成,使按照低密度聚乙烯、鋁箔、尼龍的順序疊層的膜的低密度聚乙烯層彼此相 對,并將四邊熱熔而分隔包覆材料211的內外空間。由于包覆材料211包含鋁箔,因而其氣體透過率非常小,進入包覆材料211內部的 氣體極少。因此,即使將氣體吸附裝置201長時間放置在大氣中,氣體吸附材料205的劣化
18也極小,可得到原本的吸附特性。再有,若對容器203內部進行減壓,氣體吸附材料205周圍的氣體則通過容納材料 210排出到容器203的內部。在該排出速度快的情況下,雖擔心氣體吸附材料205的飛散, 但因氣體吸附材料205留在容納材料210內部,所以不會飛散。若將這種氣體吸附裝置201用于真空絕熱體207中,則氣體吸附材料205在容納 材料210內部不會飛散,可以很容易地進行真空絕熱體207的再循環。此外,為了發揮本實施方式的氣體吸附裝置201的功能,在使用時使包覆材料211 破裂并取出后使用。另外,減壓下的氣體吸附裝置201的動作與實施方式5相同。實施方式7圖14是本發明的實施方式7的氣體吸附裝置201的剖視圖。如圖14所示,在氣體吸附裝置201中,在氣體吸附材料205和隔壁204之間設有 間壁212。圖14中,間壁212是玻璃棉。若對容器203內部進行減壓,則氣體吸附材料205周圍的氣體通過間壁212向容 器203的外部排出。在該排出速度快的情況下,雖擔心氣體吸附材料205的飛散,但因氣體 吸附材料205留在間壁212的內部,所以不會飛散。若將這種氣體吸附裝置201用于真空絕熱體207中,則氣體吸附材料205在容器 203內部不會飛散,可以很容易地進行真空絕熱體207的再循環。此外,減壓下的氣體吸附裝置201的動作與實施方式5相同。將這些實施方式所述的氣體吸附裝置201的具體內容作為實施例4-6表示如下。實施例4作為容器203使用了內容積為10ml的玻璃瓶。作為隔壁204使用了圓形的橡膠 板。作為氣體吸附材料205使用CuZSM-5型沸石,作為非吸附性氣體使用了 Ar氣。這里, 玻璃瓶的開口部的直徑為10mm,橡膠板的直徑為15mm。將容器203的開口部202的中心與 橡膠板的中心對齊,進行了氣體吸附裝置201的制作。充填了 Ar氣并使壓力為500hPa。將 這樣制作成的氣體吸附裝置201置于真空室內確認其動作。在對真空室內部進行減壓并達到500hpa時,則隔壁204從容器203分離。如此地, 隔壁204從容器203脫離的壓力與容器203內部的壓力相等。因此,通過調整容器203內 部的壓力,從而了任意控制氣體吸附材料205和外部氣體介質連通的壓力。另外,在將氣體吸附材料205保存在大氣中時,為了評價擠壓隔壁204和容器203 的力,在大氣壓下進行了容器203和隔壁204的抗拉強度的測定。在此,拉力的方向為垂直 于隔壁204的面方向的方向。容器203和隔壁204的抗拉強度為4. 08N。該值是對開口部202的面積施加了容 器203內外的壓力差的值。實施例5進行了容器203內部的壓力為300hPa的氣體吸附裝置201的動作的確認。將氣 體吸附裝置201置于真空室內部,并進行了減壓。其結果是,當真空室內部達到300hPa時, 隔壁204從容器203脫離。實施例6本實施例中,將容器203用按尼龍_鋁箔_聚對苯二甲酸乙二醇酯的順序疊層而成的包覆材料211包覆。從氣體吸附裝置201制作起經一個月后,評價氣體吸附材料205 的吸附特性的結果,未見到吸附能力的劣化。這是因為,在用包覆材料211包覆后氣體未進 入到容器203中。另外,本發明的氣體吸附裝置,具備一端具有開口部的至少一部分是筒狀容器; 和與該容器的筒狀部內壁相接的隔壁,在由該容器和該隔壁圍成的封閉空間中封入有氣體 吸附材料和相對該氣體吸附材料為非吸附性的氣體。這里所謂筒狀是指在多個位置的斷面積、斷面的形狀大體相同的形狀,例如圓柱、 三角柱、四角柱等與之相當。此外,斷面形狀并不限定于這些,也可以是菱形、平行四邊形、 梯形、五邊形、橢圓形等形狀。所謂對氣體吸附材料為非吸附性的氣體是指,氣體吸附材料不能吸附或者難于吸 附的氣體,對于只能吸附氮、氧的氣體吸附材料,氬氣等隋性氣體就是非吸附性氣體。在至少一部分是筒狀的容器的筒狀部的內壁上連接有隔壁,由容器和隔壁形成了 封閉空間。所謂“封閉空間”是指,如球形殼體的內部那樣不讓具有一定形狀的物體通過而與 其它空間不連通的空間。隔壁的尺寸和形狀與容器的筒狀部的內壁相同,最好以在容器的筒狀部的內壁和 隔壁之間不產生間隙的方式進行制作。但是,在工業化生產中,要使隔壁的尺寸和形狀與容 器的筒狀部的內壁完全相同是困難的。因此,最好將隔壁做得比容器的筒狀部的內壁稍大, 通過使這兩者中的任何一方變形,從而使容器的筒狀部的內壁和隔壁緊密貼合,以確保封 閉空間的密閉性。由于在該封閉空間中封入了相對氣體吸附材料為非吸附性的氣體,因而,可抑制 放置有氣體吸附裝置的氣體介質的混入。因此,由于氣體吸附材料不與放置有氣體吸附裝 置的氣體介質接觸,因而,即使在一個大氣壓附近的大氣下進行將氣體吸附裝置設置于真 空設備中的作業,氣體吸附材料也不會劣化。另一方面,在真空設備內部,氣體吸附材料有 必要與放置有氣體吸附裝置的氣體介質接觸,這通過下述的機理實現。若將氣體吸附裝置設置在真空設備中后,對真空設備內部進行減壓,則在由容器 和隔壁形成的封閉空間內部所存在的非吸附性氣體膨脹。由于膨脹產生的壓力使隔壁向筒 狀部的開口部方向移動,容器的筒狀部和隔壁分離,氣體吸附材料和真空設備的內部空間 連通。在筒狀容器和隔壁分離的時刻對真空設備內部進行減壓,氣體吸附材料不會與一個 大氣壓附近的氣體介質接觸,可以對真空設備內部的殘留氣體進行吸附。另外,本發明的氣體吸附裝置,其容器的筒狀部和非筒狀部都是氣體難透過性的。在此,所謂“氣體難透過性”是指,由于作為物質固有性質的氣體透過率小,以該物 質制作成的容器的氣體透過率為104[cm7m2 -day -atm]以下,優選為103[cm7m2 -day -atm] 以下。具體地說,鋼、鐵、鋁等金屬類,乙烯_乙烯醇共聚物、聚丙烯腈、尼龍6、尼龍66、尼 龍12、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸 乙二醇酯、聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟合乙烯、聚酰亞胺、聚 碳酸酯、聚乙酸酯、聚苯乙烯、ABS、聚丙烯、聚乙烯等塑料類等雖與其相當,但不限于這些。由于容器的筒狀部和非筒狀部都是氣體難透過性的,即使氣體吸附裝置處在包含CN 氣體吸附材料所吸附的氣體的氣體介質中,由于通過容器進入的氣體吸附材料吸附的氣體 很少,可以抑制氣體吸附材料的劣化。另外,本發明的氣體吸附裝置的隔壁是氣體難透過性的。在此,所謂“氣體難透過性”是指,由于作為物質固有的性質的氣體透過率小, 以該物質制作成的隔壁的氣體透過率為104[cm3/m2 day atm]以下,優選為103[cm3/ m2 day atm]以下。具體地說,鋼、鐵、鋁等金屬類,乙烯-乙烯醇共聚物、聚丙烯腈、尼龍6、尼龍66、尼 龍12、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸 乙二醇酯、聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟合乙烯、聚酰亞胺、聚 碳酸酯、聚乙酸酯、聚苯乙烯、ABS、聚丙烯、聚乙烯等塑料類等雖與其相當,但不限于這些。由于隔壁是氣體難透過性的,即使氣體吸附裝置處在包含氣體吸附材料所吸附的 氣體的氣體介質中,由于通過隔壁進入的氣體吸附材料吸附的氣體很少,可以抑制氣體吸 附材料的劣化。另外,本發明的氣體吸附裝置的容器的筒狀部或隔壁的至少任何一方的至少一部 分是彈性體。所謂“彈性體”是指,變形與來自外部的應力大致成比例,當不作用應力時,則恢復 到未施加應力的常態,橡膠等與之相當。由于容器的筒狀部或隔壁的至少任何一方的至少一部分是彈性體,因而,若在筒 狀部的內壁上設置比筒狀部內壁的斷面積稍大的隔壁,則容器的筒狀部或隔壁的任何一方 進行變形而使容器的筒狀部的內壁和隔壁之間的間隙消失,可以獲得優良的密封性。因此,即使氣體吸附裝置處在包含氣體吸附材料所吸附的氣體的氣體介質中,也 可以抑制由于氣體吸附裝置外部的氣體進入所導致的氣體吸附材料的劣化。由于金屬、塑料等也以微小的應變進行彈性變形,因而雖可以認為是廣義的彈性 體,但更優選對應力應變的比例大的材料。再有,氣體吸附裝置直到設置到真空設備中,在操作過程中都受到外力作用。因 此,希望容器因應變而產生的變形小,更優選隔壁是彈性體。另外,本發明的氣體吸附裝置的氣體吸附材料用透氣性的容納材料包覆。這里所謂的“透氣性”是指,氣體透過率為108[cm3/m2 day atm]以上,優選 1010[cm3/m2 day atm]以上。所謂“容納材料”是指,將纖維編織并用粘結劑集積而做成膜狀或片狀的材料,從 宏觀的觀點來看雖是連續體,但從微觀的觀點來看則開有無數的通孔。再有,也可以將容納材料成形為袋狀,將氣體吸附材料裝于其中。這時,袋的形態 雖可以使用枕頭袋、挎包袋等,但并不限定于這些。另外,容納材料也不必將所有的邊封閉, 也可以有敞開的邊。隔壁從容器的筒狀部分離的壓力根據氣體吸附裝置的制造條件、將氣體吸附裝置 設置于真空設備中時的減壓條件等變化。該壓力大的場合,氣體在氣體吸附裝置的外部空 間和筒狀容器之間急劇地合流。若氣體吸附材料是粉末狀,由于急劇合流的氣體有可能飛 散。但是,通過將容納材料的通孔做得比氣體吸附材料的粒徑小,則可抑制氣體吸附材料的 飛散。此外,在容納材料有敞開的邊的場合,最好使敞開著的邊置于與筒狀容器的開口部相
21反的方向。另一方面,如上所述,由于容納材料的氣體透過率非常大,因而,不會妨礙氣體透 過的空間的連續性,氣體吸附裝置的吸附特性不會劣化。作為透氣性的容納材料雖有無紡布、紗布、金屬網等,但并不限于這些,只要是從 宏觀觀點看是連續體、從微觀觀點看開有許多通孔的材料均可。另外,本發明的氣體吸附裝置在隔壁和氣體吸附材料之間還具有透氣性的間壁。這里的所謂“透氣性”是指氣體透過率為108 [cm3/m2 day atm]以上,優選 1010[cm3/m2 day atm]以上。所謂“間壁”是指,從宏觀觀點看將空間分為多個,而從微觀觀點看在空間上連續 并具有氣體穿透性。間壁設置在氣體吸附材料和筒狀容器的開口部之間并與筒狀容器內壁接觸。隔壁從容器的筒狀部分離時的氣體介質的壓力根據氣體吸附裝置的制造條件、將 氣體吸附裝置設置于真空設備中時的減壓條件而變化。該壓力大的場合,氣體在氣體吸附 裝置的的外部空間和筒狀容器之間急劇地合流。若氣體吸附材料是粉末狀,則由于急劇合 流的氣體有可能飛散。但是,通過將間壁的通孔做得比氣體吸附材料的粒徑小,可抑制氣體 吸附材料的飛散。另一方面,如上所述,由于間壁的氣體透過率非常大,不會妨礙氣體透過的空間的 連續性,氣體吸附裝置的吸附特性不會劣化。作為透氣性的間壁雖有玻璃棉、塑料的泡沫體、無紡布、金屬網等,但并不限定于 這些,只要是從宏觀觀點看為連續體,從微觀觀點看為許多打開的通孔的部件則可。另外,本發明的氣體吸附裝置的容器用氣體難透過性的包覆材料包覆。通過用相對氣體吸附材料為非吸附性氣體充滿包覆材料內部,從而容器的筒狀部 的外部空間被相對氣體吸附材料為非吸附性氣體充滿。因此,容器的筒狀部內壁和隔壁之 間存在一點間隙,即使氣體在由它們形成的封閉空間與容器的筒狀部的外部空間進行交 換,氣體吸附材料也不會劣化。因此,可以將氣體吸附裝置長時間放置在大氣中。這里所謂的氣體難透過性包覆材料是氣體透過率為104[cm7m2 day atm]以下 的包覆材料,但更優選為102[cm7m2 day atm]以下的材料。具體的是,將乙烯-乙烯醇共聚物、尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯等的塑 料膜或片制成的袋狀物,但并不限定于這些。再有,最好在塑料膜上疊層金屬箔或蒸鍍金屬 而進一步提高阻氣性。金屬箔或可用于蒸鍍的金屬可以使用金、銅、鋁等,但并不限定于這 些。此外,由于氣體透過率是物質固有的值,作為包覆材料存在不滿足上述條件的情況,在 這種時候,通過使厚度適應要求的性質而滿足作為包覆材料的上述條件。另外,本發明的氣體吸附裝置用氣體難透過性的膜密封容器的開口部。通過用相對氣體吸附材料為非吸附性的氣體充滿膜和隔壁之間,從而隔壁的外部 空間被相對氣體吸附材料為非吸附性氣體充滿。因此,容器的筒狀部內壁和隔壁存在微小 的間隙,即使氣體在由它們形成的封閉空間與隔壁和膜之間的空間進行交換,氣體吸附材 料也不會劣化。因此,可以將氣體吸附裝置長期放置在大氣中。在此,所謂氣體難透過性的膜是指將金屬、塑料等成形得較薄的膜,氣體透過率為 104[cm7m2 day atm]以下的包覆材料,優選為 102[cm3/m2 day atm]以下。
具體的是指乙烯-乙烯醇共聚物、尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯等的塑 料,但并不限定于這些。再有,最好在塑料膜上疊層金屬箔或蒸鍍金屬從而進一步提高阻氣 性。金屬箔或可用于蒸鍍的金屬可以使用金、銅、鋁等,但并不限定于這些。此外,由于氣體 透過率是物質固有的值,作為密封材料存在不滿足上述條件的情況,這時,通過使厚度適應 要求的性質而滿足作為密封材料的上述條件。此外,容器的筒狀部與膜的密封雖可以進行超聲波熔敷,用環氧樹脂粘結等,但對 此并無限定,只要能在密封部分抑制氣體的透過即可。再有,由于僅僅覆蓋容器開口部,因而,必須的氣體難透過性膜的量很少,可降低 成本。下面,參照
本發明的這些實施方式。并且,本發明不限于這些實施方式。實施方式8圖15是本發明的實施方式8的在大氣壓下的氣體吸附裝置301的剖視圖。圖16 是采用了本發明的實施方式8的氣體吸附裝置301的真空絕熱體307的剖視圖。圖17是 本發明的實施方式8的在減壓下的氣體吸附裝置301的剖視圖。如圖15所示,氣體吸附裝置301具備;一端具有開口部302的至少一部分是筒狀 的筒狀容器303 ;與筒狀容器303的筒狀部內壁接觸的橡膠制隔壁304,在由筒狀容器303 和隔壁304圍成的封閉空間內封入由CUZSM-5型沸石構成的氣體吸附材料305以及相對氣 體吸附材料305為非吸附性的非吸附性氣體306。如圖16所示,真空絕熱體307用外封裝材料309包覆氣體吸附裝置301和芯材 308并對外封裝材料309內部減壓密封而成。下面,對將如上所述構成的氣體吸附裝置301用于真空絕熱體307的場合的動作、 作用進行說明。如圖15所示,在由筒狀容器303和隔壁304形成的封閉空間中封入非吸附性氣體 306,在非吸附性氣體306的壓力與大氣壓平衡的條件下決定了封閉空間的容積。另外,由 于隔壁304是橡膠制的,因而,隔壁304變形成為與容器內壁的形狀相同的形狀,可以確保 筒狀容器303與隔壁304的密封性。因此,即使在大氣壓下氣體也不會進入到封閉空間中, 可抑制氣體吸附材料305的劣化。再有,筒狀容器303和隔壁304的相對位置不予固定,在 對隔壁304施加筒狀容器303長度方向的力的場合,隔壁304沿筒狀容器303的長度方向 移動。由于筒狀容器303中的氣體吸附材料305在減壓下吸附存在于筒狀容器303外部 空間中的氣體,因而,有必要與筒狀容器303外部的空間連通。這通過以下所述的過程來實 現。首先,在將氣體吸附裝置301置于大氣壓下的場合,由筒狀容器303和隔壁304圍 成的封閉空間內的非吸附氣體306的壓力和大氣壓力處于平衡狀態。在對放置有氣體吸附 裝置301的氣體介質進行減壓的情況下,封閉空間內部的非吸附氣體306的壓力比封閉空 間外部的壓力大,在對隔壁304的封閉空間一側的面施加的壓力和對隔壁304的外部空間 一側的面施加的壓力產生了壓力差。由于該壓力差,隔壁304沿著筒狀容器303向外部空 間一側、即向開口部302 —側移動,封閉空間的體積變大。在封閉空間內的物質量為一定的 情況下,隔壁304 —直移動到使封閉空間內外的壓力變成相同的位置。若進一步減壓,則隔壁304進一步向筒狀容器303的開口部302方向移動,筒狀容器303和隔壁304分離。如圖17所示,通過分離筒狀容器303和隔壁304,從而氣體吸附裝置301的外部空間與氣體吸附材料305通過開口部302連通,則可吸附氣體。真空絕熱體307是通過將氣體吸附裝置301、芯材308插入到預先將三方密封制成 袋狀的外封裝材料309中并設置到真空室內進行減壓后,再將外封裝材料309的未密封部 分熱熔密封而制成的。在減壓下,由筒狀容器303和隔壁304圍成的封閉空間的體積如下計算。根據波義耳-查理定律,由于封閉空間內氣體體積與壓力的乘積為定值,則「在大 氣壓下的封閉空間體積X大氣壓=在減壓下的封閉空間體積X減壓下的壓力」。因此,在 減壓下的封閉空間體積如下。「在減壓下的封閉空間體積=在大氣壓下的封閉空間體積/(在減壓下的壓力/大 氣壓)」在靜態條件下,隔壁304到達開口部302時的壓力為氣體吸附材料305與外部氣 體介質連通的壓力。因此,如下關系成立。「筒狀容器303的體積/在大氣壓下的封閉空間體積=大氣壓/氣體吸附材料305 與外部環境氣體連通的壓力」,因此,則為「氣體吸附材料305與外部環境氣體連通的壓力=大氣壓X在大氣壓下的封閉空 間的體積/筒狀容器303的體積」。該結果的結論如下。氣體吸附材料305與外部環境氣體連通的壓力與在大氣壓下 的封閉空間的體積和筒狀容器的303的體積之比成正比。這些值在設計氣體吸附裝置301 時是可以控制的,通過適當選用這些值,則可控制氣體吸附材料305與外部氣體介質連通 的壓力。實施方式9圖18是本發明的實施方式9的氣體吸附裝置301的剖視圖。如圖18所示,在氣體吸附裝置301中,氣體吸附材料305用容納材料310包覆,筒 狀容器303被包覆材料311包覆。圖18中,容納材料310是無紡布,包覆材料311由將塑 料疊層膜熱熔而成,使按照低密度聚乙烯、鋁箔、尼龍的順序疊層的膜的低密度聚乙烯層彼 此相對,并將四邊熱熔而分隔包覆材料311的內外空間。由于包覆材料311包含鋁箔,因而氣體透過率非常小,進入包覆材料311內部的氣 體極少。因此,即使將氣體吸附裝置301長時間放置在大氣中,氣體吸附材料305的劣化也 極小,可得到原本的吸附特性。再有,若對筒狀容器303周圍進行減壓,則氣體吸附材料305周圍的氣體通過容納 材料310排出到筒狀容器303的外部。在該排出速度快的情況下,雖擔心氣體吸附材料305 的飛散,但因氣體吸附材料305留在容納材料310內部而不會飛散。若將該氣體吸附裝置301用于真空絕熱體307中,則氣體吸附材料305在容納材 料310內部不會飛散,可以很容易地進行真空絕熱體307的再循環。此外,為了發揮本實施方式的氣體吸附裝置301的功能,在使用時使包覆材料311 破裂并取出后使用。另外,減壓下的氣體吸附裝置301的動作與實施方式8相同。實施方式10
圖19是本發明的實施方式10的氣體吸附裝置301的剖視圖。如圖19所示,在氣體吸附裝置301中,在氣體吸附材料305和隔壁304之間設有 間壁312,開口部302用密封件313抑制氣體的透過。間壁312由玻璃棉構成。密封件313 是塑料疊層膜,按照尼龍、鋁箔、尼龍的順序疊層的膜。密封件313利用環氧樹脂粘貼在筒 狀容器303上,分隔筒狀容器303內外的空間。由于密封件313包含鋁箔,因而其氣體透過率非常小,進入筒狀容器303內部的氣 體極少。因此,即使將氣體吸附裝置301長時間放置在大氣中,氣體吸附材料305的劣化也 極小,可得到原本的吸附特性。再有,若對筒狀容器303周圍進行減壓,氣體吸附材料305周圍的氣體通過間壁 312排出到筒狀容器303的外部。在該排出速度快的情況下,雖擔心氣體吸附材料305的飛 散,但因氣體吸附材料305利用間壁312留在內部而不會飛散。若將該氣體吸附裝置301用于真空絕熱體307中,則氣體吸附材料305在筒狀容 器303內部不會飛散,可以很容易地進行真空絕熱體307的再循環。此外,為了發揮本發明的實施方式的氣體吸附裝置301的功能,在使用時去除密 封件313后使用。另外,減壓下的氣體吸附裝置301的動作與實施方式8相同。將這些實施方式所述的氣體吸附裝置301的具體內容作為實施例7-9表示如下。實施例7將制作成筒狀容器的體積為10ml,在大氣壓下的封閉空間的體積為1ml的氣體 吸附裝置301設置在真空室中并確認了其動作。對真空室內部用3分鐘從大氣壓減壓到 lOOhPa。雖然氣體吸附材料305與外部氣體介質連通的壓力在靜態條件下減壓后為 101. 3hPa,但由于以有限的速度進行減壓,因而氣體吸附材料305與外部氣體介質連通的 壓力比該值小為300Pa。這樣,在以有限的速度進行減壓的場合,與靜態條件的理論值產生乖離,產生該乖 離的機理如下。由于筒狀容器303與隔壁304緊密貼合,即使對隔壁304施加筒狀容器303 長度方向的力,但直到隔壁304開始移動也需要時間。因此,在隔壁304到達圓筒狀容器 303的開口部302時,從已經達到300hPa經過了一定時間之后,由于在該期間減壓步驟仍繼 續進行,因而,壓力比300hPa進一步降低。在此所謂“靜態條件”是指,通過使壓力極緩慢 地變化,封閉空間的體積與外部氣體介質壓力的關系與理論一致的條件。如上所述在以有限的速度進行減壓的場合,氣體吸附材料305與外部空間連通的 壓力比靜態條件場合的理論值更低。因此,可以進一步減小氣體吸附材料305的劣化。實施例8將制作成筒狀容器303的體積為10ml,在大氣壓下的封閉空間的體積為1ml的氣 體吸附裝置301設置在真空室中并確認了其動作。對真空室內部用60分鐘從大氣壓減壓 到lOOPa。這時,氣體吸附材料305與外部氣體介質連通的壓力為101. lhPa,基本上如理論 值。這是由于減壓速度非常小,實現了依據靜態減壓步驟的條件。實施例9本實施例中,將筒狀容器303用按尼龍_鋁箔_尼龍的順序疊層而成的包覆材料 311包覆。從氣體吸附裝置301制作起經一個月后,評價氣體吸附材料305的吸附特性的結果,未見到吸附能力的劣化。這是因為,由于用包覆材料311包覆,因而氣體未進入到筒狀 容器303中。另外,本發明的氣體吸附裝置,具備具有包覆氣體吸附材料的外殼和在未施加外 力時不使上述外殼的內外連通,而在施加預定外力時使上述外殼的內外連通的連通部的容 器,在該容器內裝有氣體吸附材料。在施加外力時內部空間與外部空間便可通氣,雖然氣體 吸附材料可發揮氣體吸附能力,但由于在未施加外力時空氣等與外部空間的氣體不接觸, 因而能抑制氣體吸附材料的劣化。因此,可以抑制氣體吸附性能因暴露在空氣氣氛下的降低或波動,可以穩定地發 揮氣體吸附性能。另外,氣體吸附材料最好是真空封入到容器外殼內。或者,也可以與微量的氬或氙 等非吸附性氣體一起進行減壓封入。氣體吸附材料雖可根據被吸附氣體來選擇,但在用于真空絕熱體中的情況下,選 擇可吸附空氣成分的氣體吸附材料。例如,是由BA-LI合金(SAES社制二 > #少 夕_)或 銅離子交換后的CuZSM-5型沸石組成的空氣成分吸附材料等。本發明的所謂“規定的外力”是指,大氣壓或水壓等的壓力、磁力、由人或裝置施加 的物理力等并無特別限定,但在用于真空絕熱體時,在將絕熱材料進行真空包裝后,利用大 氣壓對真空絕熱體施加力是最簡便的。另外,為了不讓容器使氣體吸附材料劣化,最好選擇氣體難透過性的材料。例如 鋁、銅、不銹鋼等的金屬容器或氣體透過性低的疊層膜容器,將鋁箔疊層了的樹脂容器,玻
璃各器等o另外,本發明的氣體吸附裝置,其內部裝有氣體吸附材料的容器由兩個以上的構 件構成,并在其構件的至少一個以上的構件上設有任意的缺損部而形成連通部,該容器的 內部空間和外部空間可利用外力并通過該缺損部通氣。由于容器僅僅通過施加外力就可以 使內部空間和外部空間通氣,因而,直到施加規定的外力之前都不會引起與大氣中的空氣 接觸,氣體吸附材料不會劣化。因此,可以抑制因暴露在空氣氣氛中而引起的氣體吸附性能 的波動,可穩定地發揮氣體吸附性能。另外,本發明的氣體吸附裝置,其內部裝有氣體吸附材料的容器由兩個以上的構 件構成,在一個構件和另一個構件上各具有任意的缺損部,利用外力可使兩者的該缺損部 吻合而使內部空間和外部空間通氣。由于容器僅僅通過施加外力就可以使內部空間和外部 空間通氣,因而,直到施加規定外力之前都不會引起與大氣中的空氣接觸,氣體吸附材料不 會劣化。因此,可以抑制因暴露在空氣氣氛中而引起的氣體吸附性能的波動,可穩定地發揮 氣體吸附性能。另外,本發明的氣體吸附裝置,由于其構件具有阻氣性,至少兩個以上的構件的接 合部分利用脂類物質屏蔽氣體透過并具有可動性。通過使用具有阻氣性的構件和構件的接 合部利用脂類物質來屏蔽氣體透過,從而可進一步抑制空氣的進入而提高可靠性。另外,通 過應用脂類物質,可更為順利地進行利用外力得到的可動性。另外,本發明的氣體吸附裝置,其缺損部是通孔。通過施加外力,內部空間和外部 空間可通過通孔通氣,可迅速地發揮氣體吸附性能。另外,本發明的氣體吸附裝置,其缺損部是狹縫。通過施加外力,內部空間和外部空間可通過狹縫通氣,可迅速地發揮氣體吸附性能。另外,本發明的氣體吸附裝置,其規定的外力是指大氣壓。在將具有內部裝有氣體 吸附材料的容器的氣體吸附裝置用于真空絕熱體時,在對真空絕熱體進行真空包裝后取出 到大氣中時,對真空絕熱體施加的大氣壓作為外力作用,可使內部空間和外部空間通氣,可 迅速地發揮氣體吸附性能。因此,氣體吸附材料不與大氣接觸,就只與進行了真空密封的真 空絕熱體的內部空間連通。因此,不會因與大氣接觸而劣化,可穩定地吸收隨著時間的經過 而進入到真空絕熱體內的微量的氮和氧等的主要空氣成分,可長期維持真空度,可提供優 良的絕熱性能。另外,本發明的氣體吸附裝置,其氣體吸附材料可吸附空氣所包含的成分的至少 任一種。在將該氣體吸附裝置用于真空絕熱體時,可吸附真空絕熱體內部的殘留空氣而提 高真空度。另外,也可以吸附通過外封裝材料從外部進來的空氣成分。另外,本發明的氣體吸附裝置用外封裝材料包覆氣體吸附裝置和芯材并對該外封 裝材料內部進行減壓,該氣體吸附裝置和芯材處于通氣狀態。本發明的真空絕熱體在將具有內部裝有氣體吸附材料的容器的氣體吸附裝置與 芯材一起設置在外封裝材料內部并進行減壓密封之后,包含取出到大氣壓下之中的工序, 該已被減壓密封后的真空絕熱體由于大氣壓而受到了垂直方向的力。該垂直方向的力作為 外力作用,該容器的內部空間和外部空間可通過缺損部通氣,氣體吸附材料立即吸附真空 絕熱體內部的殘留氣體。由于氣體吸附材料直到外力作用都與外部空間隔離,因而,在制造工序中不會引 起與大氣中的空氣接觸,氣體吸附性能不會劣化。因此,無論真空絕熱體的制造時間的長 短,都可無問題地使用。因此,沒有因暴露在空氣氣氛中所致的吸附性能的波動,可穩定地 制造并可得到長期可靠性能都沒有問題的真空絕熱體。另外,如果在將真空絕熱體設置在大氣中時對真空絕熱體施加的大氣壓作為外 力,則可簡易地作為發揮氣體吸附能力的開關功能而進行利用。本發明的氣體吸附材料最好減壓封入到容器中,并且,可以與微量的氬或氦等非 吸附性氣體一起封入。氬和氦由于氣體導熱率小,只要是微量,對絕熱性能沒有大的影響。另外,作為本發明的芯材,可以使用聚苯乙烯或聚氨酯等聚合物材料的連通性發 泡體或無機材料的連通性發泡體、無機和有機粉末、無機和有機纖維材料等。并且,也可以 使用它們的混合物。另外,本發明的外封裝材料可以使用具有阻氣性的材料,金屬容器或玻璃容器,樹 脂和金屬疊層而成的阻氣性容器,還有由表面保護層、阻氣層和熱熔層構成的疊層膜等的 可阻止氣體進入的各種材料和復合材料。下面,參照
本發明的這些實施方式。并且,本發明不受這些實施方式的限 制。實施方式11圖20是表示本發明的實施方式11的構成氣體吸附裝置的、內部裝有氣體吸附材 料402的容器401的密封狀態的立體圖。圖21是表示該實施方式的內部裝有氣體吸附材 料402的容器401的內外連通狀態的立體圖。如圖20和圖21所示,內部裝有氣體吸附材料402的容器401由以下三部分構成氣體吸附材料402;兩端開口的圓筒管和一端開口而另一端封閉的有底圓筒狀容器垂直交 差而成的三方開口 了的十字狀的分支管形部件403 ;側面的一部分與部件403的兩端開口 的圓筒管部分的內表面接觸的大致圓柱狀部件404。部件403包括有底圓筒狀容器的底側部分即內部裝有氣體吸附材料402的容器 部405 ;和兩端開口的圓筒管狀且內面與部件404接觸的管部分406。部件404是具有作為 通孔的缺損部407的帶旋塞408的圓柱狀件。缺損部407的通孔的兩端用部件403的管部 分406的內表面堵塞,部件403的有底圓筒狀容器開口部分和內部裝有氣體吸附材料402 的容器部405用部件404隔斷,通過以外力旋轉旋塞408可以在以下兩種狀態間進行轉換 將內部裝有氣體吸附材料402的容器部405予以密封的狀態以及通過缺損部407的通孔將 部件403的有底圓筒狀容器開口部分與內部裝有氣體吸附材料402的容器部405連通的狀 態。另外,在部件403的管部分406的內表面和部件404的外表面接觸的部分涂覆有真空 脂。圖20所示的狀態由于是未施加外力的狀態,因而,缺損部407的通孔的兩端被部 件403的內表面堵塞,部件403的有底圓筒狀容器開口部分與內部裝有氣體吸附材料402 的容器部405被部件404隔斷。因此,容器401的內外(容器部405的內外)未連通,容器 401的(容器部405的)內部空間保持真空。如圖21所示,當對旋塞408施加外力時,則部件404的缺損部407的通孔變成與 部件403的有底圓筒狀容器的管方向平行,容器401的(容器部405的)內部空間和外部 空間可通過缺損部407通氣。由此,裝在容器405內的氣體吸附材料402便可吸附外部空 間的氣體。實施方式11的內部裝有氣體吸附材料402的容器401,具有包覆氣體吸附材料 402的外殼(部件403和部件404);以及在未施加外力時不使外殼的內外連通,而在施加規 定的外力時則使外殼的內外連通的連通部(缺損部407)。因此,在施加外力時,內部空間與 外部空間則可通氣,氣體吸附材料402便可發揮氣體吸附能力,但在未施加外力時,由于不 與空氣等外部空間的氣體接觸,因而可抑制氣體吸附材料402的劣化。因此,可抑制氣體吸附性能因暴露在空氣氣體介質中所致的降低或波動,可穩定 地發揮氣體吸附性能。另外,氣體吸附材料402雖然最好真空封入到容器401內,但也可以與微量的氬或 氦等非吸附性氣體一起進行減壓封入。氣體吸附材料402可根據被吸附氣體進行選擇,在用于真空絕熱體的場合,選擇 可吸附空氣成分的吸附材料。例如,Ba-Li合金(SAES社制二 > # ” ”夕_)或銅離子交換 后的CuZSM-5型沸石構成的空氣成分吸附材料等。所謂“規定的外力”是指,大氣壓或水壓等的壓力、磁力、由人或裝置施加的物理力 等并無特別限定,但在用于真空絕熱體時,在將絕熱材料進行真空包裝后,利用大氣壓對真 空絕熱體施加力是最簡便的。另外,為了不讓容器使氣體吸附材料402劣化,最好選擇氣體難透過性的材料。例 如鋁、銅、不銹鋼等的金屬容器或氣體透過性低的疊層膜容器,將鋁箔疊層了的樹脂容器, 玻璃容器等。另外,內部裝有氣體吸附材料402的容器401的特征是,部件403和部件404具有阻氣性,部件403和部件404的接合部分用真空脂屏蔽氣體透過,并具有可動性。具有阻氣 性的部件403和部件404的接合部通過用脂類物質屏蔽氣體透過,從而可進一步抑制空氣 的進入,提高了可靠性。另外,通過使用脂類物質,外力作用下的可動性變得更加順暢。另外,實施方式11的內部裝有氣體吸附材料402的容器401的特征是缺損部407 為通孔,通過施加外力,內部空間和外部空間可通過該貫通孔通氣,可迅速地發揮氣體吸附 功能。實施方式12圖22是表示本發明的實施方式12的構成氣體吸附裝置的、內部裝有氣體吸附材 料402的容器409的密封狀態的立體圖。圖23是表示該實施方式的內部裝有氣體吸附材 料402的容器409的內外連通狀態的立體圖。如圖22和圖23所示,內部裝有氣體吸附材料402的容器409由以下三部分構成 氣體吸附材料402 ;—端開口而另一端封閉的有底圓筒狀容器形狀的部件410 ;—端開口而 另一端封閉的有底圓筒狀容器形狀且以內表面與部件410的外表面接觸的形式覆蓋部件 410的開口部的部件411。部件410在有底圓筒狀容器的底側部分內部裝有氣體吸附材料402,并且在由部 件411覆蓋外表面的部分具有由通孔構成的缺損部412。另外,部件411是在覆蓋部件410 的外表面的部分并轉動到規定位置時則與部件410的缺損部412重合位置具有由通孔構成 的缺損部413并帶旋塞414的蓋部。在部件410和部件411接觸的部分涂覆了真空脂。圖22所示的狀態由于是未施加外力時,因而,部件410的缺損部412被部件411 的內表面堵塞,容器409的內外不連通,容器409的內部空間保持真空。如圖23所示,當對旋塞414施加外力后,部件410的缺損部412與部件411的的 缺損部413 —致,容器409的內部空間和外部空間可通過缺損部412和缺損部413通氣,氣 體吸附材料402便可吸附外部空間的氣體。實施方式12的內部裝有氣體吸附材料402的容器409,具有包覆氣體吸附材料 402的外殼(部件410和部件411);以及在未施加外力時不使外殼的內外連通,而在施加規 定的外力時則使外殼的內外連通的連通部(缺損部412和缺損部413)。在施加外力時,內 部空間與外部空間則可通氣,氣體吸附材料402便可發揮氣體吸附能力。另一方面,氣體吸 附材料402在未施加外力時,由于不與空氣等外部空間的氣體接觸,因而可抑制氣體吸附 能力的劣化。因此,可抑制氣體吸附性能因暴露在空氣氣體介質中所致的降低或波動,可穩定 地發揮氣體吸附性能。另外,氣體吸附材料402雖然最好真空封入到容器409內,但也可以與微量的氬或 氙等非吸附性氣體一起進行減壓封入。氣體吸附材料402可根據被吸附氣體進行選擇,但在用于真空絕熱體的場合,選 擇可吸附空氣成分的吸附材料。例如,Ba-Li合金(SAES社制二 > # ” ”夕_)或銅離子交 換后的CuZSM-5型沸石構成的空氣成分吸附材料等。所謂“規定的外力”是指,大氣壓或水壓等的壓力、磁力、由人或裝置施加的物理力 等并無特別限定,但在用于真空絕熱體時,在將絕熱材料進行真空包裝后,利用大氣壓對真 空絕熱體施加力是最簡便的。
另外,為了不讓容器409使氣體吸附材料402劣化,最好選擇氣體難透過性的材料。例如鋁、銅、不銹鋼等的金屬容器或氣體透過性低的疊層膜容器,將鋁箔疊層了的樹脂 容器,玻璃容器等。另外,實施方式12的內部裝有氣體吸附材料402的容器409的特征是,部件410 和部件411具有阻氣性,部件410和部件411的接合部分用真空脂屏蔽氣體透過,并具有可 動性。具有阻氣性的部件410和部件411的接合部通過用脂類物質屏蔽氣體透過,從而可 進一步抑制空氣的進入,提高了可靠性。另外,通過使用脂類物質,外力作用下的可動性變 得更加順暢。另外,實施方式12的內部裝有氣體吸附材料402的容器409的特征是缺損部412 和缺損部413為通孔,通過施加外力,內部空間和外部空間可通過該通孔通氣,可迅速地發 揮氣體吸附功能。實施方式13圖24是表示本發明的實施方式13的構成氣體吸附裝置的、內部裝有氣體吸附材 料402的容器415的密封狀態的立體圖。圖25是表示該實施方式的內部裝有氣體吸附材 料402的容器415的內外連通狀態的立體圖。如圖24和圖25所示,內部裝有氣體吸附材料402的容器415由以下三部分構成 氣體吸附材料402 ;—端開口而另一端封閉的有底圓筒狀容器形狀的部件416 ;—端開口而 另一端封閉的有底圓筒狀容器形狀且以內表面與部件416的外表面接觸的形式覆蓋部件 416的開口部的部件417。部件416在有底圓筒狀容器的底側部分內部裝有氣體吸附材料402,并且在外表 面具有未達到部件416的開口部而從由部件417覆蓋的部分到未被部件417覆蓋的部分的 有底圓筒狀容器的管方向的狹縫狀(未貫通部件416的內外表面的槽狀)的缺損部418。 另外,部件417是在其內表面具有未達到部件417的開口部而從覆蓋部件416的外表面部 分到未覆蓋部件416的外表面部分的有底圓筒狀容器的管方向的狹縫狀(未貫通部件417 的內外表面的槽狀)的缺損部419并帶旋塞420的蓋部。在部件416和部件417接觸的部 分涂覆了真空脂。此外,當將部件417轉動到規定位置時,缺損部418的部件416的開口部一側部分 與缺損部419的部件417的開口部一側部分相對,容器415的內外連通。另外,在將部件 417轉動到除此以外的位置時,缺損部418的部件416的開口部一側部分與缺損部419的部 件417的開口部一側部分不相對,容器415的內外未連通。圖24所示的狀態由于是未施加外力時,因而,部件416的缺損部418的位置相對 部件417的缺損部419的位置在部件417的轉動方向上偏離,容器415的內外未連通,容器 415的內部空間保持真空。如圖25所示,當對旋塞420施加外力后,缺損部418的部件416的開口部一側部 分與缺損部419的部件417的開口部一側部分重合。并且,可在部件417的缺損部419和 部件416的外表面之間形成的間隙與可在部件416的缺損部418和部件417的內表面之間 形成的間隙相通,容器415的內部空間和外部空間可通氣。由此,氣體吸附材料402可吸附 容器415的外部空間的氣體。實施方式13的內部裝有氣體吸附材料402的容器415,具有包覆氣體吸附材料402的外殼(部件416和部件417);以及在未施加外力時不使外殼的內外連通,而在施加規 定的外力時則使外殼的內外連通的連通部(缺損部418和缺損部419)。在施加外力時,內 部空間與外部空間可通氣,氣體吸附材料402便可發揮氣體吸附能力,而在未施加外力時, 由于不與空氣等外部空間的氣體接觸,因而可抑制氣體吸附材料402的劣化。因此,可抑制氣體吸附性能因暴露在空氣氣體介質中所致的降低或波動,可穩定 地發揮氣體吸附性能。
另外,氣體吸附材料402雖然最好真空封入到容器415內,但也可以與微量的氬或 氙等非吸附性氣體一起進行減壓封入。氣體吸附材料402可根據被吸附氣體進行選擇,但在用于真空絕熱體的場合,選 擇可吸附空氣成分的吸附材料。例如,Ba-Li合金(SAES社制二 > # ” ”夕-)或銅離子交 換后的CuZSM-5型沸石構成的空氣成分吸附材料等。所謂“規定的外力”是指,大氣壓或水壓等的壓力、磁力、由人或裝置施加的物理力 等并無特別限定,但在用于真空絕熱體時,在將絕熱材料進行真空包裝后,利用大氣壓對真 空絕熱體施加力是最簡便的。另外,為了不讓容器415使氣體吸附材料402劣化,最好選擇氣體難透過性的材 料。例如鋁、銅、不銹鋼等的金屬容器或氣體透過性低的疊層膜容器,將鋁箔疊層了的樹脂 容器,玻璃容器等。另外,實施方式13的內部裝有氣體吸附材料的容器415的特征是,部件416和部 件417具有阻氣性,部件416和部件417的接合部分用真空脂屏蔽氣體透過,并具有可動 性。具有阻氣性的部件416和部件417的接合部通過用脂類物質屏蔽氣體透過,從而可進 一步抑制空氣的進入,提高了可靠性。另外,通過使用脂類物質,外力作用下的可動性變得 更加順暢。另外,實施方式13的內部裝有氣體吸附材料402的容器415的特征是缺損部418 和缺損部419為狹縫,通過施加外力內部空間和外部空間可通過該狹縫通氣,可迅速地發 揮氣體吸附功能。實施方式14圖26是本發明的實施方式14的真空絕熱體421在真空包裝前的簡要剖視圖。圖 27是該實施方式的真空包裝后在大氣中的真空絕熱體421的簡要剖視圖。實施方式14的真空絕熱體421是用氣體難透過性的疊層膜構成的外封裝材料424 包覆具有內部裝有氣體吸附材料402的容器(從實施方式11-實施方式13中的任何一種 內部裝有氣體吸附材料402的容器)的氣體吸附裝置(從實施方式11至實施方式13中的 任何一種氣體吸附裝置)422和芯材423,并對外封裝材料424內部減壓而成。內部裝有構成氣體吸附裝置422的氣體吸附材料402的容器內部裝有銅離子交換 后的CuZSM-5型沸石構成的空氣成分吸附材料(氣體吸附材料402),該容器內部空間利用 微量的氬氣減壓。由于處于未施加外力時,容器內外不連通。圖26所示狀態的真空絕熱體421使用真空包裝機在減壓室內利用真空泵進行規 定的真空排氣之后,進行開口部425的熱熔,然后取出到大氣中。如圖27所示,真空包裝后在大氣中的真空絕熱體421,大氣壓作為外力作用于內 部裝有氣體吸附材料的容器的旋塞426,由于容器的內部空間和外部空間通過缺損部連通而可與外部空間通氣,因而,氣體吸附材料在真空空間中與包含芯材423的真空絕熱體421 的內部連通。由此,芯材423中殘留的殘留微量空氣和從外部滲透進來的微量空氣可由在真空空間中與芯材423連通的空氣成分吸附材料(氣體吸附材料402)吸附并固定,可使內部壓 力維持在規定以下的真空度。為了評價隨時間而變化的特性,作為加速試驗在80°C將真空絕熱體421在空氣中靜置3個月,導熱率的變化為1-2%,也表明了可以毫無問題地維持其性能。另外,本實施方式中,在對真空絕熱體421進行真空包裝后取出到大氣中時,施加到真空絕熱體421的大氣壓作為外力起作用,容器的內部空間和外部空間可通氣,能迅速 地發揮氣體吸附性能。因此,由于氣體吸附材料402不會與大氣接觸,僅僅與已被真空密封 的真空絕熱體421的內部空間連通,因而,不會因與大氣接觸而劣化,可穩定地吸收因隨著 時間的經過而滲透進入到真空絕熱體421中的微量的氮和氧等主要的空氣成分,可長期維 持真空度,可提供優良的絕熱性能。另外,本實施方式的特征是,氣體吸附材料402可吸附空氣中所包含的成分的至少任一種,在用于真空絕熱體421的情況下,可吸附真空絕熱體421內部的殘留空氣而提高 真空度。另外,也可吸附通過外封裝材料424從外部進來的空氣成分。另外,本實施方式的真空絕熱體421的特征是,用外封裝材料424包覆具備內部裝 有與實施方式11-實施方式13相同構成的氣體吸附材料402的容器的氣體吸附裝置422 和芯材423,對外封裝材料424內部進行減壓,則氣體吸附材料402和芯材423便處于通氣 狀態。該真空絕熱體421,在將具有內部裝有氣體吸附材料402的容器的氣體吸附裝置422與芯材423 —起設置在外封裝材料424內部并進行減壓密封之后,包含取出到大氣壓 下的工序,由于大氣壓而使已被減壓密封的真空絕熱體421受到了垂直方向的力。該垂直 方向的力作為外力作用,容器的內部空間和外部空間可通過缺損部通氣,氣體吸附材料402 立即吸附真空絕熱體421內部的殘留氣體。氣體吸附材料402由于直到外力作用都與外部空間隔離,因而,在制造工序中不會引起與大氣中的空氣接觸,氣體吸附材料402的性能不會劣化。因此,無論真空絕熱體 421的制造時間的長短,都可無問題地使用。因此,沒有因暴露在空氣氣體介質中所致的吸 附性能的波動,可穩定地制造,可得到長期可靠性能都沒有問題的真空絕熱體421。另外,如果在將真空絕熱體421設置在大氣中時對真空絕熱體421施加的大氣壓作為外力,則可簡易地作為發揮氣體吸附能力的開關功能進行利用。氣體吸附材料402最好在減壓下封入容器中,并且,可以與微量的氬或氙等非吸附性氣體一起封入。氬和氙由于氣體導熱率小,只要是微量,對絕熱性能沒有大的影響。作為芯材423,可以使用聚苯乙烯或聚氨酯等聚合物材料的連通性發泡體或無機材料的連通性發泡體、無機和有機粉末、無機和有機纖維材料等。并且,也可以使用它們的 混合物。外封裝材料424可以使用具有阻氣性的材料,金屬容器或玻璃容器,樹脂和金屬疊層而成的阻氣性容器,還有由表面保護層、阻氣層和熱熔層構成的疊層膜等可阻止氣體 進入的各種材料和復合材料。
另外,本發明的真空絕熱體的制造方法是,將與非吸附性氣體一起氣體包裝在吸 附材料充填體中的空氣成分吸附材料同多孔芯材一起設置在外封裝容器的內部并進行減 壓,通過該減壓而使因壓力差膨脹的該吸附材料充填體的一部分破裂而形成了開口部,通 過上述開口部對上述吸附材料充填體中的非吸附性氣體進行真空排氣后,將上述外封裝容 器進行密封。由于空氣成分吸附材料與非吸附氣體一起進行氣體包裝,并且在真空氣氛下 使其破裂后與多孔芯材進行真空包裝,因而,在制造工序中不會引起與大氣中的空氣接觸, 空氣成分吸附材料也不會劣化。因此,無論真空絕熱體制造時間的長短,都可以毫無問題地使用。由于沒有吸附性 能因暴露在空氣氣體介質中所致的波動,因而,可以穩定地制造,可以得到長期可靠性地沒 有問題的真空絕熱體。另外,本發明的真空絕熱體的特征是,至少具有氣體吸附裝置,該氣體吸附裝置具 備設置在具有開口部的吸附材料充填體中的空氣成分吸附材料、多孔芯材、和容納它們的 外封裝容器,該空氣成分吸附材料在真空空間中通過上述開口部與真空絕熱體內部連通。 由此,多孔芯材中殘留的殘留微量空氣和從外部滲透進來的微量空氣可以由在真空空間中 與多孔芯材連通的空氣成分吸附材料吸附并固定,可以將內部壓力維持在規定以下的真空 度。由此,可以長期維持優良的絕熱性能。下面,參照
本發明的這些實施方式,但本發明不受這些實施方式的限定。實施方式15圖28是表示本發明的實施方式15的真空絕熱體的制造方法的在真空排氣前的真 空包裝機內部的剖視圖,圖29是真空排氣中的剖視圖,圖30是真空排氣將要結束之前的時 刻的剖視圖,圖31是真空包裝后的真空絕熱體的剖視圖。如圖28所示,由疊層膜構成的外封裝容器501內部包覆有多孔芯材502。空氣成分吸附材料503由Ba-Li合金(SAES社制二 > V ,夕-)或銅離子交換 后的CuZSM-5型沸石構成,并至少吸附氮。空氣成分吸附材料503是與氬氣等的非吸附性氣體505 —起氣體充填包裝到具有 熱密封強度為13.5N/15mm寬度的卜一力a (株)制造的由易開膜構成的吸附材料充填體 504中。已充填的非吸附性氣體505的壓力一個大氣壓的常壓。真空包裝機506的主要部分由減壓室507、真空泵508和在進行規定的真空排氣后 進行熱熔的熱密封機509構成。圖29中,真空包裝機506工作,在將減壓室507內抽真空到500Pa時,則吸附材料 充填體504利用與內部包有的一個大氣壓的非吸附性氣體505的壓力差而膨脹增大成氣球 狀直到破裂。圖30中,吸附材料充填體504由于具有密封強度為13. 5N/15mm寬度的卜一七口 (株)制造的由易開膜構成,所以熱熔層容易破裂并形成開口部510,非吸附性氣體505便 通過開口部510而排出到減壓室507內。其后,在減壓室507內的真空度達到了規定的10Pa 的時刻,由熱密封機509將外封裝容器501熱熔,得到圖31的真空絕熱體511。如上所述,本實施方式的真空絕熱體511的制造方法,由于空氣成分吸附材料503 是在真空氣體介質中破裂后進行真空包裝,因而在制造工序中與空氣的接觸為極小量,即 使制造所花的時間較長也不會劣化,可以毫無問題地使用。由于吸附性能不會因暴露在空
33氣氣體介質中的時間而波動,因而可穩定地制造,可得到長期可靠性也無問題這樣的效果。其結果,可獲得長期的高絕熱性能而實現節能,對保護地球環境作出貢獻。實施方式I6下面,對本發明的實施方式16的真空絕熱體進行說明,對于與實施方式15相同的 結構標上相同的標號而省略其詳細的說明。圖31中,真空絕熱體511由外封裝容器501、多孔芯材502和空氣成分吸附材料 503構成,空氣成分吸附材料503通過吸附材料充填體504的開口部510在真空空間中與包 含多孔芯材502的真空絕熱體511的內部連通。由此,多孔芯材502中殘留的殘留微量空氣和從外部滲透進來的微量空氣可由在 真空空間中與多孔芯材502連通的空氣成分吸附材料503吸附并固定,可使內部壓力維持 在規定以下的真空度。為了評價隨時間而變化的特性,作為加速試驗在80°C將真空絕熱體511在空氣中 靜置3個月,導熱率的變化為1-2%,也表明了可以毫無問題地維持其性能。如上所述,本實施方式可均勻并穩定而長期地實現優良的真空絕熱體的性能。另外,本發明的真空絕熱體的制造方法是,在若充填容器外的壓力比充填容器內 的壓力小規定值以上則開口的充填容器中封入空氣成分吸附材料和不被上述空氣成分吸 附材料吸附的非吸附性氣體,并將該充填容器與多孔芯材一起置于外封裝容器的內部,通 過對該外封裝容器內進行減壓,以使該充填容器外的壓力比該充填容器內的壓力小規定值 以上,在將該充填容器中的該非吸附性氣體與該外封裝容器內的空氣一起通過可在上述充 填容器上形成的開口部進行排氣后,將該外封裝容器進行密封。由于將空氣成分吸附材料 與非吸附氣體一起封入到充填容器中,并且在真空氣體介質中使充填容器開口后與多孔芯 材一起進行真空包裝,因而在制造工序中不會引起與大氣中的空氣接觸,空氣成分吸附材 料也不會劣化。因此,即使制造所花的時間較長也不會劣化,可以毫無問題地使用。由于吸 附性能不會因暴露在空氣氣體介質中而波動,因而可穩定地制造,可得到長期可靠性也無 問題的真空絕熱體。另外,本發明的真空絕熱體的制造方法是,充填容器的結構為,以將一個容器的開 口部用另一個容器的開口部封堵的方式將該開口部大小不同的兩個容器的開口部重合并 接合,若該充填容器外的壓力比該充填容器內的壓力小規定值以上,則將重合并接合的部 分脫離。作為這樣的充填容器,可利用醫藥品或保健品所使用的膠囊。另外,本發明的真空絕熱體的制造方法是,對充填容器的重合并接合的部分預先 涂敷了潤滑劑。由此,利用減壓形成的壓力差可順利地引起變形,便于形成開口。另外,本發明的真空絕熱體的特征是,至少具備置于接合部脫離并形成開口部的 充填容器中的空氣成分吸附材料多孔芯材;容納它們的外封裝容器,該空氣成分吸附材 料在連續空間中通過該開口部與該外封裝容器內部連通。因此,多孔芯材中殘留的微量空 氣或從外部滲透進來的微量空氣可以由在連續空間中與多孔芯材連通的空氣成分吸附材 料吸附并固定,可以將內部壓力維持在規定以下的真空度。由此,可維持長期且優良的絕熱 性能。下面,參照附圖對本發明的這些實施方式進行說明,但本發明不受這些實施方式 的限定。
實施方式17圖32是表示本發明的實施方式17的真空絕熱體的制造方法的在真空排氣前狀態 的剖視圖,圖33是表示該實施方式的真空絕熱體所用的充填容器的放大剖視圖,圖34是表 示該實施方式的真空絕熱體的制造方法的真空排氣將要結束之前時刻的狀態的剖視圖,圖 35是該實施方式的真空絕熱體的制造方法的真空包裝后的真空絕熱體的剖視圖。圖32中,由疊層膜構成的外封裝容器601內部包覆有多孔芯材602。空氣成分吸 附材料603是由Ba-Li合金(SAES社制二 > # “、,夕_)或銅離子交換后的CuZSM_5型沸石 構成的至少吸附氮的吸附材料并與氬氣等不被空氣吸附材料603吸附的非吸附性氣體605 一起封入到由廣泛使用的醫藥品用的膠囊構成的充填容器604中。已被充填的非吸附性氣 體605的壓力為一個大氣壓的常壓。如圖33的放大圖所示,由醫藥品用的膠囊構成的充填容器604沒有透氣性或者其 透氣性極小,由主體(一方的有底圓筒狀容器)606和帽(另一方的有底圓筒狀容器)607 構成。并且,為了用帽607的開口部堵住主體606的開口部,將開口部的大小不同的兩個容 器(主體606和帽607)的開口部接合,將主體606的開口部推入到帽607的開口部之中而 使開口部重合,用接合部608使其緊密貼合而形成充填容器604。在接合部608涂敷真空用油等潤滑劑609。其結構為,充填容器604外的壓力與充 填容器604內的壓力相比若小于規定值以上,則重合并接合了的部分將脫離而形成開口。圖32中,真空包裝機610的主要部分包括減壓室611 ;真空泵612 ;和在進行規 定的真空排氣后進行熱熔的熱密封機613。圖34中,真空包裝機610工作,若將減壓室611內抽真空到500Pa,則由膠囊構成 的充填容器604由于與內部包有的一個大氣壓的非吸附性氣體605的壓力差而使主體606 和帽607脫離而形成開口部614。并且,充填容器604內的非吸附性氣體605通過開口部 614排出到減壓室611內。其后,在減壓室611內的真空度達到了規定的10Pa的時刻,由熱密封機613將外 封裝容器601熱熔,得到圖35的真空絕熱體615。如上所述,本實施方式的真空絕熱體的制造方法,由于空氣成分吸附材料603是 在真空氣體介質中使充填容器604的主體606和帽607脫離,因而在制造工序中與空氣的 接觸為極微量,即使制造所花的時間較長也不會劣化,可以毫無問題地使用。由于不存在因 暴露在空氣氣體介質中的時間而引起的吸附性能波動,因而可穩定地制造,可得到長期可 靠性也無問題這樣的效果。其結果,可獲得長期的高絕熱性能而實現節能,對保護地球環境作出貢獻。另外,由于在充填容器604的接合部608預先涂敷了真空用油等的潤滑劑609,因 而,當如圖34所示進行抽真空時,由于壓力差的力在接合部608很容易滑脫而形成開口部 614。如上所述,由于充填容器604的主體606和帽607利用潤滑劑609能更可靠地脫 離,因而,空氣吸附材料603能通過開口部614有效地吸附并除去真空絕熱體615內部的微
量空氣。圖35中,真空絕熱體615由外封裝容器601和多孔芯材602及空氣成分吸附材料 603構成,空氣成分吸附材料603通過由膠囊構成的充填容器604的開口部614在真空的連續空間中與包含多孔芯材602的外封裝容器601內部連通。由此,多孔芯材602中殘留的殘留微量空氣和從外部滲透進來的微量空氣可由在連續空間中與多孔芯材602連通的空氣成分吸附材料603吸附并固定,可使內部壓力維持 在規定以下的真空度。為了評價隨時間而變化的特性,作為加速試驗在80°C將真空絕熱體 615在空氣中靜置3個月,導熱率的變化為1-2%,也表明了可以毫無問題地維持其性能。如上所述,本實施方式可均勻并穩定而長期地實現優良的真空絕熱體的性能。產業上的可利用性本發明的氣體吸附裝置在用于真空設備時,不會因大氣引起氣體吸附材料的劣 化,在用于真空設備后,可發揮原本的性能,可高度維持真空設備的高真空度。另外,本發明的真空絕熱體可穩定地實現高的絕熱性能,可確保長期可靠性,可廣泛地用作例如冰箱、保溫隔熱容器、自動售貨機、電熱水器、汽車、鐵道車輛及住宅等的絕熱 體,可以在節能和解決地球變暖等環境問題方面發揮顯著的效果。因此,本發明在產業上利用的可能性極高。
權利要求
一種氣體吸附裝置,其特征在于,具備容器,該容器具有包覆氣體吸附材料的外殼和在未施加外力時不使上述外殼的內外連通而在施加規定的外力時使上述外殼的內外連通的連通部,在上述容器內裝有氣體吸附材料,內部裝有上述氣體吸附材料的上述容器由兩個以上的構件構成,在上述構件的至少一個構件上設有缺損部并形成連通部,利用外力可使上述容器的內部空間和外部空間通過上述缺損部通氣。
2.根據權利要求1所述的氣體吸附裝置,其特征在于,一方的構件和另一方的構件分別具有缺損部,利用外力使兩者的上述缺損部吻合從而 可使上述容器的內部空間和外部空間通氣。
3.根據權利要求1或2所述的氣體吸附裝置,其特征在于,上述構件具有阻氣性,至少兩個以上的構件的接合部分利用脂類物屏蔽氣體透過,且 具有可動性。
4.根據權利要求1或2所述的氣體吸附裝置,其特征在于, 上述缺損部是通孔。
5.根據權利要求1或2所述的氣體吸附裝置,其特征在于, 上述缺損部是狹縫。
6.根據權利要求1所述的氣體吸附裝置,其特征在于, 上述規定的外力是大氣壓。
7.根據權利要求1所述的氣體吸附裝置,其特征在于, 上述氣體吸附材料可吸附空氣中所包含的成分的至少任一種。
8.一種真空絕熱體,其特征在于,用外封裝材料包覆權利要求1-7所述的氣體吸附裝置和芯材,對上述外封裝材料內部 進行減壓從而使上述氣體吸附材料和芯材處于通氣狀態。
9.一種真空絕熱體的制造方法,其特征在于,具有以下工序用外封裝材料包覆權利要求1-7所述的氣體吸附裝置和芯材的工序,對上述外封裝材 料內部進行減壓的工序,利用外力使上述容器的內部空間和外部空間通過上述缺損部而處 于連通狀態的工序,對上述非吸附性的氣體進行真空排氣的工序,密封上述外封裝容器的工序。
全文摘要
本發明涉及氣體吸附裝置和使用了氣體吸附裝置的真空絕熱體及真空絕熱體的制造方法。將插入了氣體吸附裝置和芯材的外封裝材料在真空室內進行減壓,在將開口部密封后導入大氣。在大氣壓中對真空絕熱體的外封裝材料施加相當于內外的氣壓差的一個大氣壓程度的壓力。由于外封裝材料是塑料疊層膜,因此利用壓力而變形,突起部扎穿容器而形成通孔,容器內的氣體吸附材料與外封裝材料的內部連通。這樣一來,在保存時和用于真空絕熱體時的任何情況下,氣體吸附材料都可以不劣化地用于真空絕熱體,可長期地維持真空度。
文檔編號F16L59/06GK101799100SQ201010128028
公開日2010年8月11日 申請日期2006年9月22日 優先權日2005年9月26日
發明者上門一登, 橋田昌道, 湯淺明子 申請人:松下電器產業株式會社