本发明涉及气体吸附器件和使用其的真空绝热件。
背景技术:
近年来,从防止地球变暖的观点出发,对于家庭用电气化产品的节能化也成为紧急的课题。特别是,对于冰箱、冰柜以及自动售货机等的保温保冷设备,从有效地利用热量的观点出发,要求具有优异的绝热性能的绝热材料。
作为具有优异的绝热性能的绝热材,提出了真空绝热件。其是在被加工成袋状的具有阻气性的层压膜(以下称作外覆件)内,收纳如玻璃棉这样的气相容积比例高且构成细微的空隙的芯材,通过将芯材收纳空间减压并密封而制作的绝热件。
真空绝热件中,通过提高其内部的真空度,能够得到高性能的绝热性能。然而,提高真空度受到存在于真空绝热件内部的气体的妨碍。存在于真空绝热件内部的气体大致可分为以下的三种。一种是在制造真空绝热件时,未被减压排气而残存的气体,另一种是在减压封装后,由芯材和外覆件产生的气体(吸附于芯材和外覆件的气体,以及由于芯材的未反应成分发生反应而产生的气体等),最后一种是通过外覆件从外部侵入的气体。
为了将这些气体吸附去除,在真空绝热件的外覆件内,与芯材一起还密封封装有气体吸附器件。
气体吸附器件通过在阻气容器内填充气体吸附件,并将阻气容器进行真空封装而构成(例如,参照专利文献1)。
图21是表示专利文献1所记载的现有的气体吸附器件1100的构成的图。
现有的气体吸附器件1100是如下的构成:在真空或氩气气氛中,在金属筒状的阻气容器1101内填充气体吸附件1102,在减压下,使熔融的玻璃封装材料1105流入到设置在阻气容器1101的开口1103处的狭窄部1104,使其冷却固化。由此,阻气容器1101的开口1103被封装。
在现有的气体吸附器件1100中,在应用于真空绝热件前的保存时,由于阻气容器1101内的气体吸附件1102与外部气氛相隔绝,所以可以防止气体吸附件的性能劣化。另外,在应用于真空绝热件时,从真空绝热件的外覆件的外侧向阻气容器1101施加外力,玻璃封装材料1105被破坏,使阻气容器1101的内外连通。由此,气体吸附件1102吸附存在于外覆件内的气体。
这样,通过气体吸附器件1100吸附真空绝热件的外覆件内的气体来保持真空度,能够使真空绝热件发挥良好的绝热性能。
现有的气体吸附器件1100是使玻璃熔融后流入到阻气容器1101的狭窄部1104,熔融玻璃由于表面张力,而在狭窄部1104内表面滞留接合。之后,通过使熔融玻璃保持在狭窄部1104的状态下冷却固化,狭窄部1104被封装。因此,需要用于使玻璃的熔融和冷却固化的时间,所以难以提高生产率。同时,为了进行高精度的玻璃的熔融粘度的管理,需要特殊且昂贵的真空热处理炉等。由此存在气体吸附器件1100的成本降低困难的问题。
另外,因施加外力而被破坏的玻璃封装材料1105中,经由裂口部分,使阻气容器1101内与真空绝热件的外覆件内连通。此时,为了产生使阻气容器1101的内外连通的裂口,需要使玻璃封装材料1105成为具有一定厚度的块。另外,为了确保在对气体吸附件1102进行加热处理时产生的气体以及在活性化时产生的气体的流路,成为阻气容器1101的封装口的狭窄部1104的开口需要具有一定程度的横截面积。从这些观点出发,也需要使将狭窄部1104熔融封装的玻璃封装材料1105成为具有一定程度厚度的块。
因此,阻气容器1101就会至少具有玻璃封装材料1105的块的厚度和阻气容器1101的板厚部分的厚度,使厚度变薄存在限制。
进一步,气体吸附器件1100由于具有熔融温度为高温的玻璃封装材料1105,阻气容器1101也需要设为由能够耐受高温的原材料、例如金属制的,成为刚性物体。因此,不能将真空绝热件依照所使用的设备的形状进行变形,在使其具有挠性上也存在限制,还存在适用设备被限制的问题。
另一方面,最近,伴随真空绝热件的绝热性能提高,根据所使用的设备的要求绝热能力,厚度为数毫米左右的真空绝热件以及加工成曲面状或圆筒状、例如用于供热水器等的真空绝热件也在被商品化。这样就要求有也能够适用于新的被商品化的真空绝热件的气体吸附器件,其需求在不断突显。
进一步,真空绝热件从一直以来的冰箱等保温保冷设备的绝热材料到近年来用作建材和LNG船等的绝热材料,其用途在不断扩大。因此,对于真空绝热件来说,也需要其自身的大型化以及能够更长期地维持高绝热性能。因此,增加气体吸附件的填充量也成为了课题。
然而,增加气体吸附件的填充量的情况下,若是现有的气体吸附器件1100的构成不变的话,加热处理气体吸附件时产生的气体以及活性化时产生的气体就会变多,加热处理需要大量的时间,导致生产率降低。
因此,能够不降低生产率而使气体吸附件的填充量变多,或者在提高生产率的同时使气体吸附件的填充量变多成为课题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2013-68323号公报
技术实现要素:
本发明是鉴于上述课题而进行的,其目的在于提供生产率高、薄并具备挠性且能够增加气体吸附件的填充量、能够长时间维持气体吸附能力的气体吸附器件以及使用其的真空绝热件。
本发明的气体吸附器件包括:具有阻气性和挠性的包覆袋、被减压封装在包覆袋内的气体吸附件和在包覆袋的内部以平面状的状态与气体吸附件邻接配置的多孔部件。
需要说明的是,在本发明中,“以平面状的状态与气体吸附件邻接配置的多孔部件”是指构成多孔部件的面之中,面积最大的面以外的面与气体吸附件相邻地配置。
另外,在本发明中“邻接配置”不仅指气体吸附件与多孔部件以接触状态相邻地配置的情况,还包含在这两者之间隔着某些部件、例如如第2实施方式中例示的隔着水分吸附件等相邻地配置的情况。
另外,在该发明中,多孔部件的“形状”也可以例如是多面体或圆柱体等的平板状以外的形状。
由此,本发明的气体吸附器件能够通过利用一般的抽真空装置进行减压后,通过热熔接来制造。在对插入有气体吸附件的包覆袋内进行减压封装时,通过从多孔部件侧向气体吸附件侧对包覆袋进行抽吸减压,包覆袋内的气体吸附件由于多孔部件的存在,能够防止从包覆袋内部抽吸排气。由此,能够在不使用特殊的装置的情况下制造,而且,能够在不减慢抽真空速度的同时进行减压封装,能够提高生产率,廉价地进行提供。
另外,气体吸附件和多孔部件在挠性的包覆袋内以平面状的状态被邻接配置。由此,相比于气体吸附件与多孔部件重合配置(以气体吸附件和多孔部件各自的面积最大的面相互接触的状态配置)的情况,厚度更薄,弯曲等变形也更容易,还能够适用于数毫米左右的薄的真空绝热件以及弯曲成圆弧状使用的真空绝热件等。
而且,通过加大包覆袋的平面宽度,能够在保持厚度薄的同时使气体吸附件的量变多,可以制成能够长时间维持气体吸附能力的材料。也就是说,能够既实现对于多种多样的真空绝热件的应用扩大,又能够长时间维持气体吸附能力。
如上所述,本发明能够提供生产率高、能够廉价地提供而且由于薄并具有挠性而能够适用于多种多样的真空绝热件、进一步能够长时间维持气体吸附能力的气体吸附器件以及使用其的真空绝热件。
本发明的第1方式是一种气体吸附器件,其包括:具有阻气性和挠性的包覆袋、被减压封装在包覆袋内的气体吸附件、和在包覆袋的内部以平面状的状态与气体吸附件邻接配置的多孔部件。
由此,该气体吸附器件能够通过利用一般的抽真空装置进行减压后,进行热熔接来制造。将插入有气体吸附件的包覆袋内减压封装时,通过从多孔部件侧向气体吸附件侧将包覆袋内抽吸减压,包覆袋内的气体吸附件由于多孔部件的存在,能够防止从包覆袋内部抽吸排气。因此,不使用特殊的装置就能够制造,能够不使抽真空速度变慢地进行减压封装,能够使生产率提高,廉价地提供。
另外,由于气体吸附件和多孔部件在挠性的包覆袋内以平面状的状态邻接配置,所以与将气体吸附件和多孔部件重合配置的情况相比,能够使厚度变薄,且使弯曲等变形变得容易。由此,也能够适用于数毫米左右的薄的真空绝热件以及弯曲成圆弧状使用的真空绝热件等。进一步,通过加大包覆袋的平面宽度,还能够在保持厚度薄的同时增加气体吸附件的量,能够长时间维持气体吸附能力。
接下来,本发明的第2方式为如下构成,在第1方式中,多孔部件的与邻接于气体吸附件的面交叉的交叉面部分被接合于包覆袋。
需要说明的是,本发明中“接合”是指,如实施方式中所说明的那样,当然包括包覆袋内表面与多孔部件表面通过热熔接或利用接合剂等接合的情况,还包括通过大气压或外力按压在多孔部件表面,与其紧贴的状态。
由此,为了使真空绝热件内与气体吸附器件内连通,只要在多孔部件的交叉面部分处将包覆袋穿孔,来自包覆袋外部的气体就会通过多孔部件内被气体吸附件吸附。由此,能够将气体吸附件的气体吸附速度通过多孔部件的孔径和孔隙率任意地设定控制。作为其结果,在得到上述的第1方式的效果的同时,缩小气体吸附速度的偏差幅度,使吸附性能稳定,且能够减慢气体吸附速度,使气体吸附能力在更长时间内维持。
即,如现有的气体吸附器件这样,将玻璃封装材料压破而使其连通的构成中,由于被压破而形成的裂口产生的连通面积无法确定,所以气体吸附速度快的和慢的情况混合存在,其偏差幅度容易变大。即使能够使该偏差幅度处于设计尺寸范围内,为了进一步缩小偏差幅度使气体吸附性能稳定也会伴随大的困难。另外,要将由裂口带来的连通面积限制在一定值以下,将气体吸附速度低速化,使气体吸附能力维持更长时间时也伴随大的困难。
然而,根据该方式,既发挥第1方式所记载的效果,又使气体吸附件经由多孔部件吸附气体。由此,通过控制多孔部件的孔径和孔隙率,能够使气体吸附速度变得偏差幅度小且大致固定。而且,能够兼顾气体吸附性能的进一步的稳定化和气体吸附能力维持时间的长时间化。
本发明的第3方式为如下构成,在第2方式中,多孔部件的交叉面部分被热熔接于包覆袋的内表面。
由此,多孔部件的交叉面部分与包覆袋的内表面,其整个面被物理性地一体化,因此使从在多孔部件的交叉面部分穿孔得到的孔流入的气体可靠地通过多孔部件内后,被气体吸附件吸附。因此,能够使第2方式的效果更为可靠。
第4方式为如下构成,在从第1方式~第3方式中的任意的方式中,包覆袋由包含含有金属箔的阻气层的多层的层压膜构成,多层的层压膜之中的最内层的膜部件与多孔部件被热熔接。
由此,包覆袋的内表面与多孔部件通过树脂彼此的相熔,其整个面没有间隙地被可靠地接合。而且,也能够在将包覆袋封装时,在包覆袋的熔接封装的同时,进行包覆袋内表面与多孔部件表面的接合,能够既提高性能稳定性,又使生产率提高。
第5方式为如下构成,在从第1方式至第3方式中的任意的方式中,多孔部件通过将树脂粉末烧结而形成。
由此,多孔部件不会由于穿孔时的外力而开裂,能够防止经由裂口部分,气体被泄露吸附于气体吸附件。因此,气体吸附件一定经由多孔部件的孔而吸附气体,能够促进气体吸附性能的稳定化。
第6方式是在第1方式~第5方式中的任意的方式中,多孔部件具有虽然使气体通过但气体吸附件的粉末颗粒不能通过的多孔结构体。
由此,将包覆袋内减压封装时,能够可靠地防止包覆袋内的气体吸附件通过多孔部件而从包覆袋内部被排出,能够使第1方式的效果即防止在减压封装时气体吸附件从包覆袋排气的效果更为可靠。
第7方式是在第1方式~第6方式中的任意的方式中,气体吸附件为铜离子交换ZSM-5型沸石。
由此,能够发挥比现有的气体吸附器件的气体吸附容量大的、铜离子交换ZSM-5型沸石的特点,在长时间内发挥良好的气体吸附性能。
第8方式是在第4方式中,形成包覆袋的层压膜还具有包覆阻气层的表面的保护层。
由此,由于使用保护层保护成为阻气层的金属箔,能够防止包覆袋的膜在受到不必要的外力时金属箔意外破损,能够可靠地防止保存时的气体吸附件的劣化。
第9方式是在第8方式中,保护层由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或者具有PET同等以下的吸水率的树脂构成。
由此,能够防止在保存气体吸附器件时,保护层吸收大气中的水分,在应用于真空绝热件等时,水分在真空绝热件等的外覆件内被释放,使外覆件内的真空度降低,或气体吸附件的气体吸附能力被消耗在该水分吸收上。因此,能够更长时间维持气体吸附性能,保持应用了气体吸附器件的真空绝热件等的绝热性能良好。
第10方式是在第1方式~第9方式中的任意的方式中,在气体吸附件与多孔部件之间设置有水分吸附件。
由此,来自多孔部件的气体通过水分吸附件后被气体吸附件吸附,能够将气体中所含水分吸附去除。因此,能够防止气体吸附件由于水分吸附导致的浪费,能够在更长时间内,保证良好的气体吸附性能,提高可靠性。
第11方式是真空绝热件,包括:第1方式~第10方式中的任意的方式的气体吸附器件、芯材和外覆件,该真空绝热件通过将气体吸附器件与芯材插入外覆件内,并进行减压封装而构成。
由此,能够实现以下的真空绝热件,即,即使是数毫米厚度左右的薄的真空绝热件以及使其弯曲等的真空绝热件,也能够具有气体吸附效果,在长时间内,保持良好的绝热性能。
第12方式是在第11方式中,气体吸附器件是通过在多孔部件的部分进行穿孔,使外覆件内与气体吸附器件内连通的构成。
由此,由于真空绝热件内的气体通过多孔部件内而被气体吸附件吸附,所以能够根据多孔部件的孔径和孔隙率任意地设定控制气体吸附件的气体吸附速度。因此,能够实现以下的真空绝热件,即,既得到第1方式的效果,又使气体吸附性能无偏差且稳定,并且减慢气体吸附速度使气体吸附能力维持,在更长时间内,发挥良好的绝热性能。
第13方式是在第11方式或第12方式中,气体吸附器件在包覆袋的与多孔部件的交叉面部分的相对部分具有具备突起物的开封部件。
由此,将气体吸附器件在真空绝热件的外覆件内进行真空封装时,由开封部件的突起物将包覆袋穿孔,能够使内部的气体吸附件与外覆件内的真空区域连通。由此,能够防止在包覆袋穿孔时气体吸附件吸附大气中的外部空气发生劣化,能够将真空绝热件的绝热性能在更长时间内维持保证为良好的性能。
以下的各个方式的技术启示可以是独立于上述的第1方式~第13方式的各个方式的技术启示的启示。
本发明的第14方式是气体吸附器件用开封部件。该气体吸附器件用的开封部件在由线材构成的弹簧的一端侧设有夹住气体吸附器件的把持部。而且,另一端侧的前端被构成在气体吸附器件上开孔的穿孔部。
通过这样的构成,开封部件以弹簧线材的前端部作为穿孔部,将气体吸附器件的吸附件收纳容器穿孔。由此,该孔的孔径为弹簧线材的线材直径,即便由于外力的施加方式而有穿孔深度的偏差,但也会成为一定的大小。因此,能够将吸附件收纳容器周围的气体以没有偏差的吸附速度稳定地吸附。而且,由于仅将弹簧线材弯曲就能够形成,与板弹簧相比能够使材料费便宜很多,且能够使加工工数也仅有弹簧线材的弯曲加工,因此能够大幅降低成本,能够廉价地提供。
本发明的第15方式是在第14方式中,由线材构成的弹簧成为线圈状。使其一端部侧的线圈卷绕密度密于另一端侧的线圈卷绕密度,构成将气体吸附器件夹住的把持部。另外,通过将线圈密度疏的另一端侧的前端部分向把持部侧弯曲,构成在气体吸附器件开孔的穿孔部。
由此,在把持部中,由于线圈卷绕密度密,所以能够可靠地把持气体吸附器件。另外,由于穿孔部能够向把持部侧压入而将保持在把持部的部分的气体吸附器件穿孔,所以能够实现可靠的穿孔。
另外,本发明的第16方式是在第14方式或第15方式中,把持部构成为使线圈卷绕线之间的至少一圈以上紧密接触。
由此,把持部中,弹簧线材成为紧密接触卷绕状态,由紧密接触卷绕部分能够强力地把持气体吸附器件。因此,可以抑制开封部件的位置偏移以及脱落导致的穿孔失误,能够实现更可靠的穿孔。
本发明的第17方式是在第14方式~第16方式中,穿孔部通过将从线圈状部分向线圈中心部弯曲的线材的前端部分向把持部侧弯曲而构成。
由此,穿孔部是将线圈状部分的线圈中心,即将把持气体吸附器件的把持部的线圈中心附近穿孔。因此,能够防止将气体吸附器件的外周的没有气体吸附件的边缘附近穿孔这样的穿孔失误,能够可靠地穿孔。
第18方式是在第14方式~第17方式中的任意的方式中,线材的剖面为圆或椭圆形状,其外周面制成圆弧状。
由此,在用于真空绝热件的状态下,即使真空绝热件的外覆件由于大气压而被很强地按压在开封部件的弹簧线材处的情况下,由于弹簧线材的外周面呈圆弧状,所以不会在外覆件处如使用板弹簧时那样,产生由于板弹簧的角导致的应力集中。由此,能够防止外覆件的破袋,可靠地保持真空绝热件的真空,能够提高可靠性。
第19方式是气体吸附器件。该气体吸附器件具备减压密封有气体吸附件的扁平状的吸附件收纳容器和第14方式~第18方式之中任意的方式所述的开封部件。而且,开封部件通过把持部将吸附件收纳容器夹住,装配在吸附件收纳容器上。而且,构成为通过穿孔部被压入吸附件收纳容器侧,能够将吸附件收纳容器穿孔。
由此,该气体吸附器件对于吸附件收纳容器可以实施偏差小的穿孔,能够将吸附件收纳容器的周围的气体稳定地吸附。进一步,由于开封部件的成本的降低,相应地能够廉价地提供气体吸附器件。
另外,第20方式为如下构成,在第19方式中,吸附件收纳容器由具有阻气性的层压膜的袋构成,并且袋的开口部被封住,气体吸附件被减压密封,且袋的开口部设为仅有层压膜层的薄壁部。
由此,开封部件中,将其把持部从仅有层压膜层的薄壁部的部分,容易地插入气体吸附器件的吸附件收纳容器并进行把持,能够提高作业效率。
第21方式为如下构成,在第19方式或第20方式中,吸附件收纳容器中插入有使气体通过但不使气体吸附件的粉末颗粒通过的多孔部件并被减压密封,且气体吸附件与多孔部件以平面状的状态邻接。
由此,该气体吸附器件在利用一般的抽真空装置减压后,被密封熔接来制造,此时,即,插入有气体吸附件的成为吸附件收纳容器的袋被减压密封时,通过从多孔部件侧向气体吸附件侧对袋内进行抽吸减压,由于多孔部件的存在,能够防止袋内的气体吸附件从袋中被抽吸排气。因此,能够不使用特殊的装置,防止气体吸附件的没有必要的抽吸排气地进行制造,而且,能够在不减慢抽真空速度地进行减压封装,使生产率提高,能够廉价地提供。
另外,由于气体吸附件与多孔部件在挠性的吸附件收纳容器内以平面状的状态被邻接配置,所以与将气体吸附件和多孔部件重合配置的情况相比,能够使厚度变薄,使弯曲等变形变得容易。因此,也能够适用于数毫米左右薄的真空绝热件以及弯曲成圆弧状使用的真空绝热件。而且,通过将吸附件收纳容器的平面宽度变大,能够保持厚度薄的同时,使气体吸附件的量变多,能够在长时间内,维持气体吸附能力。
第22方式为如下构成,在第21方式中,开封部件被装配为将吸附件收纳容器的多孔部件部分穿孔。
由此,气体吸附器件经由多孔部件吸附周围的气体。因此,能够根据多孔部件的孔径任意设定控制气体吸附件的气体吸附速度。能够实现如下的气体吸附器件,其既能够得到上述的第21方式的生产率提高效果等,又使气体吸附性能进一步没有偏差地稳定,且将气体吸附速度变慢使气体吸附能力维持,在更长时间内发挥良好的气体吸附性能。
第23方式为如下构成,在第22方式中,在气体吸附件与多孔部件之间设置有水分吸附件。
由此,即使气体吸附器件从周围吸附的气体中含有水分,也能够将该水分用水分吸附件吸附去除。因此,能够防止气体吸附件由于水分吸附导致的浪费,能够在更长时间内保证良好的气体吸附性能,制成可靠性高的气体吸附器件。
第24方式为如下构成,在第21方式~第23方式的任意的方式中,构成吸附件收纳容器的袋由包含含有金属箔的阻气层的多层的层压膜构成,其最内层的膜部件与多孔部件为能够相互热熔接的树脂材料,并被热熔接。
由此,构成吸附件收纳容器的袋的内表面和多孔部件通过树脂之间的相熔使其整个面没有间隙地可靠接合。因此,吸附的气体不会通过形成袋的层压膜与多孔部件之间的间隙泄露,能够提高性能稳定性。而且,在将袋密封时,还能够在进行袋的熔接封装的同时,将袋内表面与多孔部件表面进行接合,也能够使生产率提高。
第25方式是真空绝热件。该真空绝热件通过将第19方式~第24方式之中的任意方式所述的气体吸附器件与芯材一起插入外覆件内,并进行减压封装而构成。
由此,通过气体吸附器件的稳定且可靠的气体吸附作用,使良好的真空绝热性能在长时间内稳定地发挥。而且,如上所述,由于开封部件的成本降低,相应地能够廉价地进行提供。
第26方式是使用了第25方式所述的真空绝热件的设备。
由此,通过在长时间内稳定地发挥的真空绝热件的真空绝热效果,能够实现具有良好的绝热性能的设备,并且由于开封部的成本降低,相应地能够廉价地提供设备。
附图说明
图1是表示使用了本发明的第1实施方式中的气体吸附器件的真空绝热件的剖面构成的图。
图2是表示本发明的第1实施方式中的气体吸附器件的从侧面看时的构成的示意图。
图3是本发明的第1实施方式中的气体吸附器件的俯视图。
图4是示意性地表示本发明的第1实施方式中的气体吸附器件的构成的主要部分放大图。
图5是表示本发明的第1实施方式中的气体吸附器件的包覆袋的膜构成的放大剖面图。
图6是示意性地表示在本发明的第1实施方式中的气体吸附器件安装了开封部件的状态的图。
图7是用于说明将本发明的第1实施方式中的气体吸附器件密封封装在外覆件内得到的真空绝热件的制造方法的示意图。
图8是示意性地表示本发明的第2实施方式中的气体吸附器件的构成的从侧面看的图。
图9是表示本发明的第3实施方式中的气体吸附器件的构成的从侧面看的图。
图10是表示本发明的第4实施方式中的气体吸附器件用开封部件以及带有使用了它的气体吸附器件的真空绝热件的构成的剖面图。
图11是表示将本发明的第4实施方式中的气体吸附器件用开封部件和气体吸附器件安装好的状态的从侧面看的构成的示意图。
图12是示意性表示本发明的第4实施方式中的气体吸附器件的收纳容器的膜构成的放大剖面图。
图13是表示将本发明的第4实施方式中的气体吸附器件用开封部件和气体吸附器件安装好的状态的放大的表示剖面构成的示意图。
图14是表示将本发明的第4实施方式中的气体吸附器件用开封部件和气体吸附器件安装好的状态的俯视图。
图15是表示将本发明的第4实施方式中的气体吸附器件用开封部件和气体吸附器件安装好的状态的立体图。
图16是表示本发明的第4实施方式中的气体吸附器件用开封部件的外观的立体图。
图17是用于说明将本发明的第4实施方式中的气体吸附器件密封封装在外覆件内得到的真空绝热件的制造方法的示意图。
图18是表示将本发明的第5实施方式中的气体吸附器件用开封部件和气体吸附器件安装好的状态的俯视图。
图19是表示将本发明的第5实施方式中的气体吸附器件用开封部件和气体吸附器件安装好的状态的放大剖面构成的示意图。
图20是表示将本发明的第6实施方式中的气体吸附器件用开封部件和气体吸附器件安装好的状态的放大剖面构成的示意图。
图21是表示专利文献1中记载的现有的气体吸附器件的构成的图。
具体实施方式
以下,对于本发明的实施方式,参照附图进行说明。需要说明的是,本发明不受该实施方式所限定。
(第1实施方式)
首先,对于本发明的第1实施方式进行说明。
图1是表示使用了本发明的第1实施方式中的气体吸附器件的真空绝热件的剖面构成的图,图2是表示从侧面看的该气体吸附器件的构成的示意图,图3是该气体吸附器件的俯视图,图4是示意性地表示该气体吸附器件的构成的主要部分放大图,图5是表示该气体吸附器件的包覆袋的膜构成的放大剖面图。另外,图6是示意性地表示在本发明的第1实施方式中的气体吸附器件安装了开封部件的状态的图,图7是用于说明将该气体吸附器件密封封装在外覆件内得到的真空绝热件的制造方法的示意图。需要说明的是,图6表示从箭头方向观察图3中6-6线段时的构成。
如图1所示,本实施方式的真空绝热件1通过在外覆件2的内部将气体吸附器件4与芯材3一起设置后,进行减压封装,使气体吸附器件4内部与外覆件2内部连通而构成。需要说明的是,虽未图示,但可以是在外覆件2内部与芯材3和气体吸附器件4一起设置有水分吸附剂的构成。水分吸附剂吸附残存或者侵入真空绝热件内的水分(水蒸气)。需要说明的是,作为水分吸附剂,虽然没有特别限定,但能够使用氧化钙或者氧化镁等化学吸附性物质、沸石这样的物理吸附性物质或者这些的混合物。
气体吸附器件4如图2所示,通过在具有阻气性的挠性的包覆袋5内,将多孔部件7与气体吸附件6一起插入,经减压封装而构成。而且,气体吸附件6与多孔部件7以平面状的状态邻接配置的方式构成。
需要说明的是,气体吸附件6与多孔部件7被配置在气体吸附器件4的长度方向上不同的部分。
进一步,气体吸附器件4如图2和图3所示,在包覆袋5的与多孔部件的交叉面部分7a相对的部分具有具备突起物8(参照图6)的开封部件9。
这里,气体吸附器件4的包覆袋5通过将阻气性高的膜例如如图5所示至少具有在最外层的保护层10a、在中间的阻气层10b、在最内层的接合层10c的至少三层的层压膜(膜10)热熔接成袋状而构成。
本实施方式中,作为包覆袋5,如图3所示,将两张层压膜的周边通过热熔接(淡灰色部分)形成袋状。然而,本发明的包覆袋5不限于该构成,例如也可以将一张层压膜制成袋状等任意的形态。
另一方面,膜10之中,由最内层的膜部件构成的接合层10c是使膜10之间的外周部通过热熔接而牢固地接合的层,使用能够热熔接的树脂。使用例如直链状低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、茂金属聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)或乙烯-甲基丙烯酸共聚物(EMAA)。另外,也可以使用无拉伸聚丙烯(CPP)、双轴拉伸聚丙烯(OPP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)或者离聚物等的树脂膜。
另外,成为膜10的中间层的阻气层10b使用不透气的铝箔(Al箔)、铜箔(Cu箔)或不锈钢箔等金属箔。另外,根据情况也可以由在气体透过性低的乙烯-乙烯醇共聚树脂膜(EVOH膜)或聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)等的树脂膜上,蒸镀Al或Cu等金属得到的膜(金属蒸镀膜)或者蒸镀二氧化硅、氧化铝等金属氧化物或类金刚石碳(DLC)等得到的膜构成。
进一步,成为膜10的最外层的保护层10a是保护阻气层10b的层,可以使用尼龙膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)、聚乙烯膜(PE膜)或聚丙烯膜(PP膜)等。这些之中,优选吸水率低的膜,例如PET膜、PE膜或PP膜等,只要是具有PET同等以下的吸水率的树脂,则能够使用任何树脂,不特别限定于上述的例子。
需要说明的是,虽然未图示,作为构成包覆袋5的膜10,如果在阻气层10b与接合层10c之间使用尼龙膜,则由于能够提高膜10整体的强度,所以是有效的。即,作为气体吸附件6使用例如铜离子交换ZSM-5型沸石的情况下,如果在沸石的颗粒中有粒径大的颗粒时,膜10的与该颗粒相对的部分会被施加大的拉伸力,有时会在构成阻气层10b的铝箔上,以大的颗粒为起点发生裂纹和针眼。然而,通过在膜10中使用尼龙膜,则能够抑制以大颗粒为起点的裂纹和针眼的发生,较为有效。
另外,在包覆袋5内,与气体吸附件6一起封入的多孔部件7是使树脂粉末烧结而具有三维网状孔的结构,具有虽然不使气体吸附件6的粉末颗粒通过但是使气体通过的多孔结构。
通过在气体吸附器件的制造过程中的抽真空,包覆袋5的内表面由于大气压被接合于多孔部件7。本实施方式中,构成多孔部件7的树脂是由与成为包覆袋5的最内层的接合层10c有相容性的热塑性的树脂,例如上述的直链状低密度聚乙烯(LLDPE)等树脂构成,其交叉面部分7a与构成包覆袋5的最内层的接合层10c通过热熔接而被物理性地一体化。
另一方面,作为气体吸附件6能够适用氧化钙或氧化镁等化学吸附物质、沸石这样的物理吸附物质或者这些的混合物或者BaLi4等的气体吸附合金。在本实施方式中,使用气体吸附容量以及吸附能力特别高的铜离子交换ZSM-5型沸石。作为其他的气体吸附能力高的吸附材料有含有钡(Ba)或锶(Sr)的ZSM-5型沸石以及ZSM-5型沸石中含有M-O-M种(M:Ba或Sr,O:氧)的吸附材料等,可以使用这些或者将这些组合使用。
另外,开封部件9由具有适度的强度和弹性的合成树脂或金属构成。在为树脂的情况下,只要是气体发生少、能够确保突起物8的硬度即可,聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氧甲烯、AS树脂和ABS树脂等成为候补。
开封部件9如图3和图6所示,突起物8装配为与多孔部件7的交叉面部分7a相对。气体吸附器件4被减压封装在真空绝热件1的外覆件2内时,由于大气压而被压入气体吸附器件4的多孔部件7侧。而且,包覆袋5被穿孔,内部的气体吸附件6与真空绝热件1的外覆件2内部连通。
接下来对于如上构成的气体吸附器件4以及使用了它的真空绝热件1,说明其动作和作用。
气体吸附器件4在具有阻气性的包覆袋5内,减压封装有气体吸附件6。包覆袋5是挠性的,在包覆袋5的内部,气体吸附件6与多孔部件7以平面状状态邻接配置。由此,能够通过利用一般的抽真空装置进行减压后进行热熔接来制造。其被热熔接的部分是在图3中以深灰色表示的部分。
这里,在将插入有气体吸附件6的包覆袋5内减压封装时,通过从多孔部件7侧向气体吸附件6侧对包覆袋5内抽吸减压,由于多孔部件7的存在,能够防止包覆袋5内的气体吸附件6从包覆袋5中被排气。即,从在图3中的以深灰色表示的热熔接封装部分侧进行抽吸排气,能够防止包覆袋5内的气体吸附件6从包覆袋5中被排气。
因此,本实施方式的气体吸附器件4不使用在背景技术栏所记载那样的特殊的装置就能够制造,而且能够不使抽真空速度变慢地进行减压封装,能够使生产率提高,且廉价地提供。
另外,气体吸附件6与多孔部件7在具有挠性的包覆袋5内以平面状的状态被邻接配置。由于包覆袋5是由具有挠性的膜构成,所以与气体吸附件6和多孔部件7被重合配置的情况相比,能够实现使厚度变薄,使弯曲等变形容易。因此,也能够适用于数毫米左右的薄的真空绝热件以及弯曲成圆弧状使用的真空绝热件等。
需要说明的是,气体吸附件6与多孔部件7在气体吸附器件4的长度方向的配置中,被配置在不同的部分。
由此,例如,使用粉状的气体吸附件6的情况下,不论多孔部件7的挠性的有无,都能够得到气体吸附器件4的挠性。
另外,使多孔部件7为气体吸附器件4的长度方向的全长的1/2以下的情况下,由于能够使气体吸附速度变慢,能够使气体吸附能力在更长时间内维持,因此优选。另外,使多孔部件7成为气体吸附器件4的长度方向的全长的1/4以下的情况下,即使多孔部件7的挠性差的情况下,作为气体吸附器件4整体,也能够具有挠性,因此优选。
进一步,通过使包覆袋5的平面宽度变大,能够在保持厚度薄的同时,使气体吸附件6的量变多,能够在长时间内维持气体吸附能力。这里,平面宽度是指,例如,包覆袋5俯视时为四边形或多边形的情况下,至少其一边的尺寸或相对的边的尺寸,在为椭圆的情况下是长边部分的尺寸,另外,在为圆形的情况下,是其直径尺寸等的尺寸。
另外,本实施方式的气体吸附器件4中,多孔部件7的与邻接于气体吸附件6的面交叉的交叉面部分7a与包覆袋5内表面相接合。由此,在使真空绝热件1内与气体吸附器件4内连通时,通过在多孔部件7的交叉面部分7a部分对包覆袋5进行穿孔,来自包覆袋5外部的气体通过多孔部件7内被气体吸附件6吸附。由此,气体吸附件6的气体吸附速度能够通过多孔部件7的孔径和孔隙率,任意地设定控制。
因此,能够缩小气体吸附性能的偏差幅度,使吸附性能稳定,且将气体吸附速度变慢,能够在更长时间内维持气体吸附能力。
即,如现有的气体吸附器件这样的,将玻璃封装材料压破而形成连通的构成中,由压破形成的裂口产生的连通面积无法确定,会有气体吸附速度快和慢的情况混合存在,其偏差幅度容易变大。尽管使该偏差幅度处于设计尺寸范围内,但为了进一步缩小偏差幅度使气体吸附性能稳定也会伴随大的困难。另外,要将由裂口带来的连通面积限制在一定值以下,将气体吸附速度低速化,使气体吸附能力维持更长时间时,也伴随莫大的困难。
然而,根据本实施方式的气体吸附器件4,气体吸附件6经由多孔部件7吸附气体,因此通过控制多孔部件7的孔径和孔隙率,能够将气体吸附速度设为偏差幅度小的大致固定的值。因此,能够兼顾气体吸附性能的进一步的稳定化和气体吸附能力维持时间的长时间化。
另外,本实施方式的气体吸附器件4中,由于包覆袋5的内表面与多孔部件7的交叉面部分7a相接合,所以从因穿孔而在交叉面部分7a打开的孔进入的气体通过多孔部件7内后被气体吸附件6吸附。因此,如上所述,能够高精度地实现由多孔部件7带来的气体吸附性能的稳定化和吸附速度控制。
本实施方式中,成为包覆袋5的最内层的接合层10c的膜部件和多孔部件7由能够热熔接的树脂材料构成,且被热熔接。因此,多孔部件7的交叉面部分7a如图4的虚线所示熔融而与包覆袋5的内表面物理性地一体化。因此,能够防止包覆袋5的内表面与多孔部件7的交叉面部分7a之间残留部分的微小间隙,防止气体从该部分被气体吸附件6吸附。即,只要是本实施方式,由于穿孔,从在交叉面部分7a打开的孔进入的气体必须通过多孔部件7内后被气体吸附件6吸附。由此,能够高精度地实现上述的由多孔部件7带来的气体吸附性能的稳定化和吸附速度控制。
进一步,上述的包覆袋5的内表面与多孔部件7的交叉面部分7a的接合能够与封装包覆袋5时进行的热熔接同时进行。而且,由于使用了热塑性的树脂材料,所以通过树脂之间的相熔,可靠地将其整个面接合,能够提高生产率的同时,提高性能稳定性和吸附速度控制的精度。
另外,由于多孔部件7通过将树脂粉末烧结而形成,所以多孔部件7不会因穿孔时的外力而开裂,能够防止经由开裂,气体泄露至气体吸附件6而被吸附。因此,气体吸附件6必然经由多孔部件7的孔而吸附气体,能够促进气体吸附性能的稳定化。
加之,多孔部件7具有三维网状孔,具有虽然使气体通过但不通过气体吸附件6的粉末颗粒的多孔结构体。由此,将包覆袋5内减压封装时,能够可靠地防止包覆袋5内的气体吸附件6通过多孔部件7从包覆袋5被排气,能够更可靠地防止在减压封装时的气体吸附件6从包覆袋5的排气。
另一方面,气体吸附器件4在保存时,不会因开封部件9导致穿孔,通过包覆袋5保持为减压密闭状态。因此,气体吸附件6不会与外部的空气接触,气体吸附件6的吸附能力被维持。
构成包覆袋5的膜10具备包含不透过气体的金属箔的阻气层10b。由此,能够强力地抑制外部空气渗透进包覆袋5内而气体吸附件6经时地劣化。因此,能够将气体吸附件6的吸附能力维持在高的状态,能够在长时间内发挥良好的气体吸附能力。
另外,由于包覆袋5的阻气性高,即使作为气体吸附件6使用铜离子交换ZSM-5型沸石这样的气体吸附能力高的吸附材料,也能够可靠地维持其吸附能力,与使用具有高吸附能力的气体吸附件相配合,能够在长时间内发挥更加良好的气体吸附能力。
进一步,形成包覆袋5的膜10的构成为具有包覆阻气层10b的表面的保护层10a。因此,将成为阻气层10b的金属箔使用保护层10a进行保护,在包覆袋5的膜10受到不必要的外力时,能够防止金属箔意外破损,能够可靠地防止保存时的气体吸附件6的劣化。
另外,包覆袋5的保护层10a由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或具有PET同等以下的吸水率的树脂构成。因此,能够防止在气体吸附器件的保存时,由于保护层10a吸收大气中的水分,所以在适用于真空绝热件1时,水分被释放至真空绝热件1的外覆件2内,使外覆件2内的真空度降低或者气体吸附件6的气体吸附能力由于水分的吸收而被消耗。因此,能够在更长的时间内维持气体吸附性能,能够使适用了气体吸附器件的真空绝热件1的绝热性能保持良好。
需要说明的是,保护层10a为PET或具有PET同等以下程度的吸水率的树脂则更为优选,但是并不特别限定于这些例子。
以上说明的气体吸附器件4,与芯材3一起被插入在袋状的外覆件2内部,在排气至真空后,通过将外覆件2的袋开口部热熔接封装,而作为真空绝热件1的吸附件使用。
图7是用于说明上述真空绝热件1的制造方法的示意图。
真空绝热件1被放入真空包装器11的减压腔室12内,利用真空泵13对减压腔室12内进行真空排气。由此,外覆件2内的气体被真空排气而被减压,利用热封机14将外覆件2的开口部热熔接,进行封装来制造真空绝热件1。
此时,气体吸附器件4中,开封部件9被大气压压入,或者在真空封装后将开封部件9被机械性地压入,突起物8扎在膜10上,膜10被穿孔。
由此,气体吸附器件4的内部与真空绝热件1的外覆件2的内部连通,使由气体吸附件6对外覆件2内残存等的气体进行吸附成为可能。
另外,膜穿孔是正在对真空绝热件1的外覆件2内进行真空排气的时候,或者真空封装后进行。由此,能够防止像在大气中将膜穿孔后放入外覆件内进行真空排气时那样,在膜穿孔时气体吸附件6暴露在大气中的空气中,吸附大气而发生劣化。因此,能够将气体吸附件6的气体吸附性能在更长时间内维持保证为良好的性能。
另外,将膜10穿孔的开封部件9由金属或气体发生少的树脂形成。由此,能够防止在真空绝热件1的外覆件2内释放气体,使外覆件2内的真空度降低,或与膜10的情况同样地,使气体吸附件6的气体吸附能力消耗在该气体的吸附上。因此,由于能够在更长时间内,维持良好的气体吸附性能,保持真空绝热件1的绝热性能良好,因此较为有效。
这样形成的真空绝热件1中,由于气体吸附器件4薄且具有挠性,所以即使是数毫米厚程度的真空绝热件,或被弯曲等的真空绝热件,也能够通过将气体吸附器件4与芯材3一起封入使用,使其具有气体吸附效果,能够实现在长时间内具有良好的绝热性能的真空绝热件。
另外,在气体吸附器件4中,多孔部件7部分被穿孔,外覆件2内与气体吸附器件4内连通。因此,如上所述,真空绝热件1内的气体通过多孔部件7内而被气体吸附件6吸附,气体吸附件6的气体吸附速度能够通过多孔部件7的孔径和孔隙率中的至少任意一种来任意地设定控制。因此,能够稳定气体吸附性能,且能够实现在更长时间内发挥良好的绝热性能的真空绝热件。
另外,气体吸附器件4构成为在其包覆袋5的多孔部件7的交叉面部分7a的相对部分具备具有突起物8的开封部件9。因此,气体吸附器件4在被真空封装在真空绝热件1的外覆件2内时,由开封部件9的突起物8将包覆袋5穿孔,能够使内部的气体吸附件6与外覆件2内的真空区域连通。因此,能够防止包覆袋穿孔时,气体吸附件6吸附大气中的外部空气发生劣化,能够将真空绝热件1的绝热性在更长时间内维持保证得良好。
(第2实施方式)
接下来,对本发明的第2实施方式进行说明。
图8是示意性地表示本发明的第2实施方式中的气体吸附器件的构成的从侧面看的图。
本实施方式中的气体吸附器件4的构成为在气体吸附件6与多孔部件7之间设置有水分吸附件15。
根据该构成,来自多孔部件7的气体通过水分吸附件15后被气体吸附件6吸附,能够将气体中所含水分吸附去除。所以,能够防止气体吸附件6由于水分吸附而被浪费,能够在更长时间内,保证良好的气体吸附性能,提高可靠性。
另外,由于能够抑制气体吸附件6的由于水分吸附导致的吸附能力的浪费,所以不用考虑作为气体吸附件6使用的铜离子交换ZSM-5型沸石的由于水分吸附导致的消耗,能够降低铜离子交换ZSM-5型沸石的适用量,能够谋求气体吸附器件4的小型化。
进一步,构成包覆袋5的膜10的接合层10c,与玻璃等的熔融温度相比,能够在低很多的温度熔融,因此能够大幅降低热熔接温度。因此,即使在包覆袋5内同时设置水分吸附件15,也能够防止从水分吸附件15产生的气体导致气体吸附件6的性能劣化,能够实现一起设置有水分吸附件15的高性能的气体吸附器件4。
例如,成为接合层的材料,例如,PE其自身在100℃~140℃熔融,PP在130℃左右熔融,EMAA或乙烯系离聚物在100℃左右熔融。将这些制成层压膜的情况下,虽然因其叠层结构和厚度有所不同,但能够在大约160℃~190℃左右进行熔接。即使在包覆袋5内同时设置水分吸附件15,也能够防止由水分吸附件15的脱离气体使气体吸附件6的性能劣化,能够实现一起设置有水分吸附件15的高性能的气体吸附器件4。
需要说明的是,作为水分吸附件15能够使用氧化钙(CaO)、硅胶、沸石或者分子筛等各种材料。
作为其他的构成以及作用效果与第1实施方式是同样的,对于相同要素部分标记同一序号并省略了说明。
(第3实施方式)
接下来,对于第3实施方式进行说明。
图9是示意性地表示本发明的第3实施方式中的气体吸附器件的构成的从侧面看的图。
本实施方式中的气体吸附器件4通过在一个包覆袋5内,减压封入多组气体吸附件6和多孔部件7的组合而构成。
根据该构成,通过预先改变各个多孔部件7的孔径和孔隙率,能够改变气体吸附速度,能够兼顾气体吸附的速效性和维持性,较为有效。
例如,将多个多孔部件7各自的孔径和孔隙率预先设置成一些较大,另一些较小,则孔径和孔隙率大的多孔部件7中,由于气体吸附速度快,所以真空绝热件内的气体在短时间被吸附,在真空绝热件的制造时,在将未能减压排气而残存的气体的吸附去除上发挥速效性。另外,另一些孔径和孔隙率小的多孔部件7中,气体吸附速度变慢。这里,在外覆件内,通过使气体吸附件6的吸附速度慢于与气体吸附器件另外设置的水分吸附剂的吸附速度,能够使长期透过外覆件侵入的气体中所含水分的大部分被水分吸附剂吸附去除。因此,能够防止气体吸附件6由于水分吸附导致的浪费,能够在长时间内,持续吸附真空绝热件内的气体。因此,适用于建材或LNG船等中使用的大型的真空绝热件时是合适的。
其他的作用效果与在第1实施方式和第2实施方式中说明的相同,因此省略说明。
以上,对于本发明所涉及的气体吸附器件以及使用了它的真空绝热件进行了说明,但本发明不限于这些。
例如,在实施方式中,作为多孔部件7例示了使树脂粉末烧结而构成的部件,但只要是具有不使气体吸附件6的粉末颗粒通过却使气体通过的功能的部件,也可以是例如无纺布或玻璃棉等的物质。另外,孔形状也可以不是三维网状孔,也可以是比气体吸附件6的粉末颗粒粒径小的直线的贯通孔群。需要说明的是,使用无纺布或玻璃棉的情况下,由于比多孔部件的挠性优异,将真空绝热件弯曲等的变形更容易。
另外,包覆袋5的形态也不仅限于实施方式中例示的三面袋,也可以是双重袋、双面袋或褶裥袋等的任何形态的袋。
进一步,包覆袋5的内表面与多孔部件7的交叉面部分7a的接合可以不是热熔接,也可以使用接合剂进行。
即,本次公开的实施方式中的所有方面都是例示,不应被认为是限制性的内容,本发明的范围不由上述说明表示,而是以权利要求书表示,意图在于包含与权利要求书均等意义和范围内的所有变更。
(第4实施方式)
接下来,对本发明的第4实施方式进行说明。本发明的第4实施方式至第6实施方式在于提供廉价且能够进行偏差小的穿孔的气体吸附器件用开封部件、能够得到稳定的气体吸附性能的气体吸附器件和使用它的真空绝热件以及设备。
图10是表示本发明的第4实施方式中的气体吸附器件用开封部件以及带有使用了它的气体吸附器件的真空绝热件的构成的剖面图,图11是表示将该气体吸附器件用开封部件和气体吸附器件安装好的状态的从侧面看的构成的示意图。另外,图12是示意性地表示本发明的第4实施方式中的气体吸附器件的收纳容器的膜构成的放大剖面图,图13是表示将该气体吸附器件用开封部件和气体吸附器件安装好的状态的放大的表示剖面构成的示意图。
另外,图14是表示将本发明的第4实施方式中的气体吸附器件用开封部件和气体吸附器件安装好的状态的俯视图,图15是表示将该气体吸附器件用开封部件和气体吸附器件安装好的状态的立体图。另外,图16是表示本发明的第4实施方式中的气体吸附器件用开封部件的外观的立体图,图17是用于说明将该气体吸附器件密封封装在外覆件内得到的真空绝热件的制造方法的示意图。
首先,如图10所示,本实施方式的真空绝热件101通过将气体吸附器件104与芯材103一起设置在外覆件102内部后,减压封装,使气体吸附器件104内部与外覆件102内部连通而构成。
需要说明的是,虽然未图示,但在外覆件102内部,可以与芯材103和气体吸附器件104一起设置有水分吸附剂。水分吸附剂吸附残存或侵入真空绝热件内的水分(水蒸气)。需要说明的是,作为水分吸附剂,没有特别限定,能够使用氧化钙或者氧化镁等化学吸附性物质、沸石这样的物理吸附性物质或者这些的混合物。
气体吸附器件104如图11所示是在由具有阻气性的挠性的层压膜形成的吸附件收纳容器105内,插入气体吸附件106,通过减压密封而形成为扁平形状。
进一步,气体吸附器件4也如图11所示,在吸附件收纳容器105的设置有气体吸附件106的部分的表面具备开封部件108。
开封部件108如图16所示,由包含不锈钢等的弹簧线材构成。弹簧线材被制成线圈状,通过使其一端部侧的线圈卷绕密度密于另一端侧的线圈卷绕密度,形成将气体吸附器件104夹住的把持部109。另外,通过使线圈密度疏的另一端侧的前端部分向把持部109侧弯曲,形成对气体吸附器件104开孔的穿孔部110。
把持部109通过使线圈卷绕线彼此至少一圈以上紧密接触而构成。穿孔部110通过将从线圈状部分向线圈中心部弯曲的前端部分进一步向把持部109侧弯曲并切断而构成。
另外,开封部件108的弹簧线材由穿孔部110进行的穿孔没有困难地进行的线径例如0.5~1.0mm左右的线材构成,剖面为圆形状或椭圆形状,其外周面以圆弧状构成。线径小的情况下,由穿孔得到的孔径小,虽然气体吸附速度变慢,但在外覆件内,通过使气体吸附件106的吸附速度慢于与气体吸附器件另外设置的水分吸附剂的吸附速度,能够将长期透过外覆件102侵入的气体中所含水分的大部分通过水分吸附剂吸附去除。因此,能够防止气体吸附件106由于吸附水分而导致的浪费,能够在长时间内,持续吸附真空绝热件内的气体。所以,适用于建材和LNG船等中使用的大型的真空绝热件时是合适的。
需要说明的是,作为开封部件108的弹簧线材,可以使用不锈钢等金属材料,但只要是在真空气氛中气体发生少的材料,则可以是任何材料,也可以是例如能够使其具有弹簧性的树脂材料。
另一方面,气体吸附器件104的吸附件收纳容器105通过将阻气性高的膜例如如图12所示的至少具有通过将最外层的保护层112a、通过将中间的阻气层112b、通过将最内层的接合层112c的至少三层的层压膜112密封熔接为袋状而构成。
本实施方式中,如图14所示,吸附件收纳容器105构成为,将两张层压膜112的周边密封熔接(淡灰色部分)成袋状,其开口部(深灰色部分)与层压膜112的周边一起被设为仅有层压膜层的薄壁部105a。其也可以是例如将一张层压膜112制成袋状等的任何形态。
另外,层压膜112之中,由最内层的膜部件构成的接合层112c是将层压膜112之间的外周部通过密封熔接牢固地接合的层。作为接合层112c,可以使用能够热熔接的树脂,例如直链状低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、茂金属聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)或者乙烯-甲基丙烯酸共聚物(EMAA)。另外作为接合层112c,也可以使用无拉伸聚丙烯(CPP)、双轴拉伸聚丙烯(OPP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)或离聚物等的树脂膜。
作为成为层压膜112的中间层的阻气层112b,使用没有气体透过性的铝箔(Al箔)、铜箔(Cu箔)或不锈钢箔等金属箔等。根据情况,阻气层112b也可以由在气体透过性低的乙烯-乙烯醇共聚树脂膜(EVOH膜)或聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)等的树脂膜上,蒸镀Al、Cu等的金属或金属氧化物得到的膜(金属蒸镀膜),或者蒸镀二氧化硅、氧化铝等金属氧化物或类金刚石碳(DLC)等得到的膜构成。
作为成为层压膜112的最外层的保护层112a,是保护阻气层112b的层。保护层112a可以使用尼龙膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)、聚乙烯膜(PE膜)或聚丙烯膜(PP膜)等。其中,优选吸水率低的膜,例如PET膜、PE膜或PP膜等,只要是具有PET同等以下的吸水率的树脂就能够是任意树脂,不受上述例子的特别限定。
另一方面,气体吸附件106能够适用氧化钙或氧化镁等化学吸附性物质、沸石这样的物理吸附性物质、或者这些的混合物或者BaLi4等的气体吸附合金。本实施方式中,使用气体吸附容量以及吸附能力特别高的铜离子交换ZSM-5型沸石。作为其他的气体吸附能力高的吸附材料有含有钡(Ba)或锶(Sr)的ZSM-5型沸石或者ZSM-5型沸石中含有M-O-M种(M:Ba或Sr,O:氧)的吸附材料等,可以使用这些或者将这些组合使用。
气体吸附器件104在保存时,不会因开封部件108导致穿孔,通过吸附件收纳容器105保持为减压密闭状态。由此,气体吸附件106不会与外部的空气接触,气体吸附件106的吸附能力被维持。
对于如上构成的气体吸附器件用开封部件以及使用了它的气体吸附器件104和真空绝热件101,接下来对其动作和作用进行说明。
首先,开封部件108由于通过使用弹簧线材形成,与由板弹簧构成的开封部件相比,能够大幅降低其用料。而且,开封部件108的把持部109和穿孔部110通过仅将弹簧线材弯曲就能够形成,不需要像板弹簧式的开封部件那样的冲压裁断、数次的冲压弯折以及切制并翘起的加工等多个工序。因此,由于该用料降低和工时削减,能够大幅降低成本,能够廉价地提供气体吸附器件104。
另外,开封部件108利用其把持部109夹住气体吸附容器,以装配在气体吸附容器的状态使用。由于成为吸附件收纳容器105的袋的外周边缘部被制成薄壁部105a,所以开封部件108只要从该薄壁部105a将把持部109插入即可安装,能够容易地进行向吸附件收纳容器105的装配。
而且,开封部件108的把持部109是将弹簧线材制成线圈状,使其一端部侧的线圈卷绕密度密于另一端侧的线圈卷绕密度而构成。因此,能够将气体吸附器件104弹性地夹持在弹簧线材彼此之间,使装配可靠。
特别是,把持部109是使线圈卷绕线之间至少一圈以上紧密接触而构成,弹簧力带来的弹性压紧性强,能够强力地把持气体吸附器件104。
因此,开封部件108相对于吸附件收纳容器105的位置偏移以及发生脱落的可能性降低,由于装配固定在规定位置,能够实现没有位置偏移等导致的穿孔失误等的可靠性高的气体吸附器件104。
另外,在该开封部件108中,被制成线圈状的弹簧线材的与把持部109相反侧的端部由于被施加外力而压入,穿孔部110刺入吸附件收纳容器105中进行穿孔。此时,穿孔部110直接利用弹簧线材的前端部而构成。因此,由于穿孔部110的线材径在全部长度上相同,所以即使外力的施加方式不同而在穿孔深度上产生偏差,开在气体吸附器件104的吸附件收纳容器105的孔也会成为一定的大小。
因此,气体吸附器件104能够将吸附件收纳容器105周围的气体没有吸附速度偏差地,稳定地吸附,气体吸附性能稳定,且可靠性高。
另外,穿孔部110是将从线圈状部分向线圈中心部弯曲的前端部分进一步向把持部109侧弯曲,构成在气体吸附器件104开孔的穿孔部110。穿孔部110是在线圈状部分的线圈中心,即,在把持气体吸附器件104的把持部109的线圈中心附近进行穿孔。因此,能够防止在气体吸附器件104的外周的没有气体吸附件106的边缘附近进行穿孔这样的穿孔失误,能够实现可靠的穿孔。
接下来,对于使用了开封部件108的气体吸附器件104和使用了它的真空绝热件101,对于其作用和效果进行说明。
首先,真空绝热件101是在外覆件102内部插入装配有开封部件108的气体吸附器件104,将内部排气至真空后,外覆件102的袋开口部被热熔接封装而制造的。
图17是用于说明上述真空绝热件101的制造方法的示意图。真空绝热件101被放入真空包装器114的减压腔室115内,利用真空泵116将减压腔室115内真空排气。由此,外覆件102内的气体被真空排气而减压,外覆件102的开口部被热封机117热熔接、进行封装而制造。
此时,气体吸附器件104的开封部件108,由于从由真空泵116减压封装的真空绝热件101取出至大气压下时所施加的大气压外力或者在减压封装后进行的辊压等机械性外力,经由真空绝热件101的外覆件102被压入,穿孔部110刺入吸附件收纳容器105中,将吸附件收纳容器105穿孔。
由此,气体吸附器件104内部和真空绝热件101的外覆件102内部连通,气体吸附件106对外覆件102内残存等的气体进行吸附。
这里,由于在气体吸附器件104上开的孔没有偏差,是大致固定大小的孔,所以在外覆件102内残存等的气体能够没有吸附速度的偏差而被可靠地吸附。因此,真空绝热件101能够发挥良好且稳定的真空绝热性能。
另外,将气体吸附器件104穿孔的开封部件108相对于吸附件收纳容器105不会发生位置偏移地被弹性紧压固定,能够将吸附件收纳容器105的吸附件部分可靠地穿孔。所以,由穿孔失误导致的气体吸附不良也被抑制。因此,从该观点出发,真空绝热件101能够可靠地吸附在外覆件102内残存等的气体,从而维持真空度。由此,真空绝热件101不会引起绝热不良,能够发挥高的真空绝热效果,能够实现高的可靠性。
另外,气体吸附器件104的可靠的穿孔也可以通过使开封部件108的穿孔部110形成于比线圈状的外周部分更靠中心部来达到。加上该作用,能够可靠地抑制由穿孔失误导致的气体吸附不良,能够更加提高对于真空绝热效果的可靠性。
另外,穿孔是对密封在真空绝热件101的外覆件102内的状态的气体吸附器件104进行的。因此,能够防止在大气中穿孔后放入外覆件102内再进行真空排气的情况那样,将吸附件收纳容器105穿孔时,气体吸附件106暴露在大气中的空气中,将其吸附而劣化,能够使气体吸附件106的气体吸附性能在更长时间内维持保证为良好的性能。
另外,将构成开封部件108的弹簧线材的剖面制成圆或椭圆形状,将其外周面制成圆弧状。因此,即使真空绝热件101的外覆件102由于大气压而紧压于开封部件108的弹簧线材,也会由于弹簧线材的外周面为圆弧状,而防止外覆件102的破袋,可靠地保持真空绝热件101的真空度,能够确保可靠性。即,若开封部件108由板材形成,则在板材的角部,大气压的应力集中容易发生在外覆件102处,而有破袋的可能性。然而,在本实施方式中,由于开封部件108是线材,其外周面为圆弧状。由此,不会引起应力集中,能够防止外覆件102的破袋。作为其结果,真空绝热件101能够在长时间内可靠地保持真空度,能够确保作为真空绝热件101的可靠性。
另外,将气体吸附器件104穿孔的开封部件108由不锈钢等金属形成。所以,能够防止在真空绝热件101的外覆件102内释放气体,使外覆件102内的真空度降低,能够防止气体吸附件106的气体吸附能力由于吸附该气体而被消耗。因此,能够在长时间内维持良好的气体吸附性能,使真空绝热件101的绝热性能保持良好。
进一步,形成吸附件收纳容器105的层压膜112的保护层112a由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或具有PET同等以下的吸水率的树脂构成。由此,能够防止在保存气体吸附器件104时,保护层112a吸收大气中的水分,在适用于真空绝热件101时,该水分在真空绝热件101的外覆件102内释放,使外覆件102内的真空度降低或气体吸附件106的气体吸附能力消耗在该水分的吸附上。因此,可以在更长时间内维持气体吸附性能,保持适用了它的真空绝热件101的绝热性能良好。
需要说明的是,保护层112a更优选使用PET或具有PET同等以下程度的吸水率的树脂,但不特别限定于这些例子。
另一方面,如此形成的真空绝热件101由于气体吸附器件104薄且具有挠性,所以能够用作数毫米厚程度的真空绝热件101以及使其弯曲等的真空绝热件。即,能够实现能够不受所适用的设备的形态和形状制约地使用的真空绝热件。
而且,如此形成的真空绝热件101也能够作为冰箱或者自动售货机等的各种冷冻设备、恒温槽或者热水瓶等保温保冷设备、建材、保存LNG等超低温物质的储罐、船舶等的绝热壁体、绝热板材或绝热设备等使用。
(第5实施方式)
接下来,对于本发明的第5实施方式进行说明。
图18是表示将本发明的第5实施方式中的气体吸附器件用开封部件和气体吸附器件安装好的状态的俯视图,图19是表示将该气体吸附器件用开封部件和气体吸附器件安装好的状态的表示放大剖面构成的示意图。
本实施方式中的气体吸附器件104是将多孔部件118与气体吸附件106一起插入在吸附件收纳容器105内并减压密封。另外,气体吸附件106与多孔部件118具有以平面状的状态相邻接的构成。
这里,多孔部件118通过使树脂粉末烧结而构成,具有三维网状孔的结构,具有不使气体吸附件106的粉体通过但使气体通过的多孔结构。
另外,多孔部件118由于在气体吸附器件104的制造过程中进行抽真空,与成为吸附件收纳容器105的层压膜112的内表面由于大气压而相接。本实施方式中,构成多孔部件118的树脂由与成为层压膜112的最内层的接合层112c具有相容性的热熔融性树脂构成,例如由直链状低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、超高分子量聚乙烯(UHPE)或聚丙烯(PP)等的树脂构成。由此,多孔部件118与构成层压膜112的最内层的接合层112c通过热熔接而被物理性地一体化。
另外,开封部件108与在上述第4实施方式中说明的开封部件为同样的构成,但开封部件108被装配成为在吸附件收纳容器105的多孔部件118部分穿孔。
如上构成的气体吸附器件104如上所述,在利用抽真空装置减压后,通过密封熔接制造。此时,即,将吸附件收纳容器105的袋进行减压封装时,通过从多孔部件118侧向气体吸附件106侧进行抽吸减压,由于多孔部件118的存在,能够防止袋内的气体吸附件106从袋中被不必要地抽吸排气。因此,能够不使用具有防止气体吸附件漏出的功能的特殊装置,通过抽真空来制造,而且由于不需要减慢抽真空速度就能够进行减压密封,所以能够使生产率提高,能够提供廉价的气体吸附器件104。
另外,气体吸附件106和多孔部件118在具有挠性的袋内,以平面状状态邻接配置。由此,与将气体吸附件106和多孔部件118重合配置的情况相比,能够使厚度变薄,并且使弯曲等变形变得容易。因此,与第4实施方式同样地,也能够适用于数毫米左右的薄的真空绝热件以及弯曲成圆弧状使用的真空绝热件等。
而且,通过将袋的平面宽度变大,还能够在保持厚度薄的同时使气体吸附件106的量变多,能够在长时间内维持气体吸附能力,并且使开封部件108的装配也变得容易,能够提高操作性。
另外,由于将吸附件收纳容器105的多孔部件118部分穿孔,所以气体吸附器件104经由多孔部件118内,吸附周围的气体。由此,能够通过多孔部件118的孔径和孔隙率任意地设定控制气体吸附件106的气体吸附速度。进一步,在外覆件102内,通过使气体吸附件106的吸附速度慢于与气体吸附器件104另外设置的水分吸附剂的吸附速度,能够将长期透过外覆件侵入的气体中所含水分的大部分被水分吸附剂吸附去除。因此,能够防止气体吸附件106由于水分吸附导致的浪费,能够在长时间内,持续吸附真空绝热件内的气体。因此,能够实现如下的真空绝热件101,其既能够得到上述的生产率提高效果等,又能够使气体吸附性能进一步没有偏差地稳定,且减慢气体吸附速度,使气体吸附能力维持,在更长时间内发挥良好的绝热性能。
另外,就气体吸附件106的吸附件收纳容器105而言,最内层的膜部件与多孔部件118通过热熔接,即,构成吸附件收纳容器105的层压膜112与多孔部件118通过树脂之间的相熔,从而使其整个面都没有间隙地接合。由此,不存在从气体吸附件106的周围吸附的气体从构成吸附件收纳容器105的层压膜112与多孔部件118之间的间隙泄露的情况,能够提高性能稳定性。进一步,在将吸附件收纳容器105的袋密封时,还能够在进行袋的熔接封装的同时,使袋内表面与多孔部件118表面进行接合,也能够使生产率提高。
另外,由于多孔部件118通过将树脂粉末烧结而形成,多孔部件118不会因穿孔时的外力发生裂口,能够防止气体经由裂口泄露吸附到气体吸附件106。因此,气体吸附件106必然经由多孔部件118的孔对气体进行吸附,能够促进气体吸附性能的稳定化。
需要说明的是,气体吸附器件104的其他的构成和效果以及真空绝热件101的构成及制造方法和效果与第4实施方式相同,省略说明。
(第6实施方式)
接下来,对于第6实施方式进行说明。
图20是表示将本发明的第6实施方式中的气体吸附器件用开封部件和气体吸附器件安装好的状态的表示放大剖面构成的示意图。
第6实施方式中的气体吸附器件104构成为,在第5实施方式所示的气体吸附件106与多孔部件118之间,配置有水分吸附件119。
需要说明的是,水分吸附件119既能够使用氧化钙(CaO),除此以外,也能够使用硅胶、沸石或分子筛等各种材料。
通过这样的构成,气体吸附器件104是,即使从气体吸附器件104的周围吸附的气体含有水分,也能够将该水分利用水分吸附件119可靠地吸附去除。因此,能够防止气体吸附件106由于水分吸附导致的浪费,能够在更长时间内保证良好的气体吸附性能,使可靠性提高。
另外,由于能够抑制水分吸附导致的吸附能力的浪费,所以不用考虑作为气体吸附件106使用的铜离子交换ZSM-5型沸石的由于水分吸附导致的消耗,能够降低铜离子交换ZSM-5型沸石的适用量,能够谋求气体吸附器件104的小型化。
加之,构成吸附件收纳容器105的层压膜112的接合层112c与玻璃等的熔融温度相比,由于能够在低很多的温度熔融,所以能够大幅降低热熔接温度。因此,即使在吸附件收纳容器105内同时设置水分吸附件119,也能够防止由水分吸附件119的脱离气体使气体吸附件106的性能劣化,能够实现一起设置有水分吸附件119的高性能的气体吸附器件104。
例如,成为接合层的PE,其自身在100℃~140℃熔融,PP在130℃左右熔融,EMAA或乙烯系离聚物在100℃左右熔融,将这些制成层压膜的情况下,虽然因其叠层结构以及厚度有所不同,但能够在大约160℃~190℃左右熔接。因此,即使在吸附件收纳容器105内同时设置水分吸附件119,也能够防止由水分吸附件119的脱离气体使气体吸附件106的性能劣化,能够实现一起设置有水分吸附件119的高性能的气体吸附器件104。
需要说明的是,使用水分吸附件119的情况下,虽然未图示,但在构成吸附件收纳容器105的层压膜112中,在阻气层112b与接合层112c之间使用尼龙膜,对于提高层压膜112整体的强度是有效的。即,作为水分吸附件119,使用例如氧化钙的情况下,氧化钙的颗粒之中有粒径大的颗粒时,层压膜112的与该颗粒相对的部分会被施加大的拉伸力。而且,有时会在构成阻气层112b的铝箔上,以上述大的颗粒为起点发生开裂或针眼等。然而,如上所述,若在层压膜112中预先使用尼龙膜,则能够抑制以大颗粒为起点的开裂和针眼的发生,能够有效地保证性能。
需要说明的是,气体吸附器件104的其他的构成和效果以及真空绝热件101的构成及制造方法与效果与第5实施方式是相同的,省略说明。
以上,对于本发明所涉及的气体吸附器件用的开封部件108以及使用了它的气体吸附器件104以及真空绝热件101,利用第4实施方式至第6实施方式进行了说明,但本发明不限定于这些。
例如,实施方式中例示了开封部件108的线圈形状是从把持部109至设置有穿孔部110的部分的自由长度(全长)由同径的筒状线圈形成的形状,本发明不限定于此,也可以是穿孔部110侧为细径的圆锥状线圈、椭圆筒状线圈、长方形等的多棱筒状线圈或者具有线圈部的螺旋弹簧形状等。
而且,将开封部件108的线圈形状制成圆锥状的部件中,通过在其顶点部分设置穿孔部110,能够使穿孔部110位于线圈状中心部分,能够容易实现穿孔失误少的可靠的穿孔。另外,在制成长方形的线圈状的部件中,能够规定向吸附件收纳容器105插入装配的方向,即,能够规定为从长方形的短边侧插入吸附件收纳容器105进行装配,能够使操作性提高。
另外,穿孔部110例示了从线圈状部分向线圈中心部弯曲,其前端部分向把持部109侧弯曲而构成的情况,但也可以是不向线圈中心部弯曲而是直接从线圈状部分向把持部109侧弯曲而构成。
进一步,气体吸附器件104的吸附件收纳容器105在上述的实施方式中,例示了将层压膜112制成袋状的情况,但它也可以是将扁平的金属容器的开口使用层压膜112进行密封的构成。
另外,多孔部件118例示了使树脂粉末烧结而构成的情况,但它也可以是无纺布等这样的材料,另外,孔形状也可以不是三维网状孔而是比气体吸附件106的粉体颗粒直径小的直线的贯通孔群。
进一步,真空绝热件101例示了在具有挠性的外覆件102内减压密封有芯材103的情况,但它也可以是外覆件102由不具有挠性的刚体制成的情况,例如,由金属板或者树脂板制成,或者将由金属板或者树脂板制成的箱体的开口利用挠性的片材密封而构成等,能够设想各种情况。
如上所述,本次公开的实施方式在全部方面为例示,不应认为是限制性的内容,本发明的范围不由上述说明表示,而是以权利要求书表示,意图在于包含与权利要求书均等意义和范围内的所有变更
产业上的可利用性
如上所述,本发明由于生产率高、能够廉价地提供而且薄且具有挠性,所以能够适用于多种多样的真空绝热件,进而还具有能够在长时间内维持气体吸附能力这样显著的效果。因此,本发明能够适合利用于需要绝热性能优异且长期耐久性优异的绝热材料的用途,例如冰箱、保温保冷容器、自动售货机、热泵供热水器、电热水器、运输用集装箱、汽车、铁道车辆以及LNG船及住宅等的绝热体等,是有用的。
符号说明
1、101 真空绝热件
2、102 外覆件
3、103 芯材
4、104 气体吸附器件
5 包覆袋
6、106 气体吸附件
7、118 多孔部件
7a 交叉面部分
8 突起物
9、108 开封部件
10 膜
10a 保护层
10b 阻气层
10c 接合层
11、114 真空包装器
12、115 减压腔室
13、116 真空泵
14、117 热封机
15、119 水分吸附件
105 吸附件收纳容器
105a 薄壁部
109 把持部
110 穿孔部
112 层压膜
112a 保护层
112b 阻气层
112c 接合层