CN104203372B - 气体吸附器件和收纳其的中空体 - Google Patents

气体吸附器件和收纳其的中空体 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种即使用气体吸附材料吸附含有水分的气体,也能够充分发挥气体吸附材料的气体吸附特性的气体吸附器件。气体吸附器件(1)包括:气体吸附部件(2),其包括具有开口部的容器(5)、收纳在容器(5)内的气体吸附材料(6)、和密封开口部的密封材料(7);水分吸附材料(3);和外覆材料(4),其收纳气体吸附部件(2)和水分吸附材料(3),内部被减压,在外覆材料(4)的内部,气体吸附部件(2)和水分吸附材料(3)以各自的长度方向端部相互相邻的状态配置。

Description

气体吸附器件和收纳其的中空体
技术领域
本发明涉及在要吸附的气体中含有水分的环境下气体吸附材料劣化少的气体吸附器件。
背景技术
提案有一种气体吸附器件:即使在要吸附的气体中含有容易被该气体吸附的水分的环境下,也通过用水分吸附材料覆盖气体吸附材料,防止气体吸附材料因水分而劣化(例如,参考专利文献1)。
图5是上述现有的气体吸附器件的概略图。如图5所示,气体吸附器件10包括:不透气性材料,优选由铝形成的上部开放容器11;载置于该容器的底部的吸气剂(getter)(气体吸附材料)13;和以完全覆盖第一颗粒(pellet)的方式收纳在上述容器的上部内的干燥剂15。通过采用这种结构,要吸附的气体(气体)到达吸气剂之前需要通过干燥剂,所以即使在要吸附的气体中含有水分的情况下,水分也被干燥剂吸附,从而只有水分减少后的气体到达吸气剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表平9-512088号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,上述现有的气体吸附器件中,干燥剂的形状为沿着上部开放容器的形状的圆盘状,器件外的气体通过干燥剂后就到达吸气剂。因此,气体所通过的干燥剂的路径短,有可能气体的水分不能被充分除去。另一方面,为了使气体所通过的干燥剂的路径变长,需要增加干燥剂的量,提高上部开放容器的高度。其结果是,在设置气体吸附器件的空间的尺寸受到限制的情况下,上部开放容器的高度越高越难以适用。
而且,上述现有的气体吸附器件,在应用于目的用途时,采用在大气中处理的结构,此时,如果处理时间长,则有可能会吸附通过干燥剂到达吸气剂的空气而导致劣化。
本发明是用于解决上述现有技术的课题的,即使在要吸附的气体中含有水分的情况下,也使充分减少水分后的气体到达吸气剂,由此防止气体吸附材料因水分而劣化,充分发挥吸气剂的气体吸附能力。
而且,提供一种即使长时间在大气中处理,也不会导致气体吸附材料劣化的气体吸附器件。
用于解决课题的方法
为了达到上述目的,本发明提供的气体吸附器件,包括气体吸附部件、水分吸附材料、和外覆材料,上述气体吸附部件和上述水分吸附材料收纳在所述外覆材料中,内部被减压,在上述外覆材料的内部,上述气体吸附部件和上述水分吸附材料以各自的长度方向的端部相互相邻的状态配置。
由此,经由连通部侵入的气体,通过水分吸附材料附近,所以即使在气体中含有水分的情况下,水分也被水分吸附材料吸附,从而使水分减少后的气体到达气体吸附材料,由此能够有效发挥气体吸附材料的气体吸附能力。
发明的效果
本发明能够提供一种能够有效发挥气体吸附材料的气体吸附能力,具有高的吸附能力的气体吸附器件。
附图说明
图1是本发明实施方式1的气体吸附器件的俯视概略图。
图2是图1的气体吸附器件的A-A线截面图。
图3是本发明的实施方式1的气体吸附器件的密封材料破坏后的俯视概略图。
图4是图3的气体吸附器件的B-B线截面图。
图5是本发明的实施方式1的气体吸附器件的外覆材料上的贯通孔形成后的俯视概略图。
图6是图5的气体吸附器件的C-C线截面图。
图7是表示本发明的实施方式1的气体吸附器件的外覆材料上的贯通孔形成前的一例的截面概略图。
图8是本发明的实施方式2的气体吸附器件的俯视概略图。
图9是图8的气体吸附器件的D-D线截面图。
图10是将本发明的实施方式的收纳有气体吸附器件的中空体应用于冷藏库的真空隔热材料的情况的概略图。
图11是现有的气体吸附器件的概略图。
具体实施方式
本发明的第一方式为一种气体吸附器件,其包括:气体吸附部件,其包括具有开口部的容器、收纳于上述容器的气体吸附材料、和密封上述开口部的密封材料;水分吸附材料;和外覆材料,其收纳上述气体吸附部件和上述水分吸附材料,内部被减压,在上述外覆材料的内部,上述气体吸附部件和上述水分吸附材料以各自的长度方向的端部相互相邻的状态配置。
根据上述结构,气体吸附器件,通过在外覆材料和气体吸附部件的容器形成将各自的内部和外部连通的连通部,成为使用状态。在该使用状态中,所述气体吸附部件和所述水分吸附材料在各自的长度方向以端部相互相邻的状态配置,所以能够使侵入到外覆材料内的气体依次通过水分吸附材料、气体吸附部件。其结果是,能够使气体吸附材料的气体吸附能力有效发挥。此外,能够使用薄型的水分吸附材料和薄型的气体吸附部件。其结果是,气体吸附器件中最厚的部分,为气体吸附部件和水分吸附材料的最厚的部分加上外覆材料的厚度的厚度,能够提供薄型的气体吸附器件。而且,由于气体吸附材料被密封在容器内,所以即使在大气中长时间处理气体吸附器件,气体吸附材料也不会劣化。
本发明的第二方式,在上述第一方式中,可以在上述外覆材料的与上述水分吸附材料接触的部分,形成有将该外覆材料的内部与外部连通的连通部。
根据上述结构,经由连通部侵入的气体,最开始通过水分吸附材料附近,所以即使在气体中含有水分的情况下,水分也被水分吸附材料吸附,从而使水分减少后的气体到达气体吸附材料。由此,能够有效发挥气体吸附材料的气体吸附能力,能够提供具有高的气体吸附能力的气体吸附器件。
此外,上述结构中,填充了气体吸附材料的容器和水分吸附材料位于外覆材料中,而且气体吸附材料位于容器中。由此,用气体吸附材料吸附气体吸附器件外的气体时,在外覆材料形成贯通孔等作为上述连通部从而将气体导入到外覆材料内,而且需要在容器上形成贯通孔或者破坏密封材料等,将外覆材料内的气体导入到容器内。
在这样的工序中,如果在外覆材料的与水分吸附材料接触的部分形成贯通孔作为上述连通部,则外覆材料的气体在导入到外覆材料内的时刻直接通过水分吸附材料附近,水分减少后到达气体吸附部件。
其结果是,水分减少后的气体到达气体吸附材料,所以能够有效发挥气体吸附材料的大部分气体吸附能力,能够提供高的吸附能力的气体吸附器件。
另外,利用外覆材料收纳气体吸附部件和水分吸附材料,对内部进行减压,由此,能够提供即使在大气中长时间处理也不会导致气体吸附材料劣化的气体吸附器件。
本发明的第三方式,在上述第一或第二方式中,密封材料为脆性材料。
上述结构中,密封材料为脆性材料,所以通过从外覆材料外部施加应力破坏密封材料,能够容易形成从容器的外部到容器的内部的通气路径。
此外,由于能够从外覆材料的外部破坏密封材料,所以在将填充了气体吸附材料的容器密封在外覆材料内之后,能够在任意时刻破坏密封材料,将气体导入到容器内。
本发明的第四方式,在上述第一方式到上述第三方式的任一个中,上述水分吸附材料可以收纳于具有通气性的包覆材料中。
在水分吸附材料未收纳于上述包覆材料的情况下,从外覆材料的连通部导入到外覆材料内的气体,存在通过水分吸附材料附近到达气体吸附部件的情况,和直接到达气体吸附部件的情况。在后者的情况下,由于要吸附的气体中含有的水分没有被除去,所以含有水分的空气的一部分到达气体吸附部件,气体吸附材料吸附水分而劣化。相对于此,根据本发明的方式,能够使要吸附的气体通过上述路径可靠地到达气体吸附部件。
根据上述结构,水分吸附材料收纳于具有通气性的包覆材料中,所以在外覆材料的与包覆材料接触的部分形成贯通孔,从而要吸附的气体被导入到包覆材料内部,停留在水分吸附材料附近之后,通过包覆材料到达气体吸附部件。由此,能够使气体停留在水分吸附材料附近的时间变长。
其结果是,气体中含有的水分被水分吸附材料充分吸附,所以到达气体吸附材料的气体的水分进一步减少。
像这样,即使在外覆材料外的气体含有水分的情况下,也使水分更加减少后的气体到达气体吸附部件,所以能够提供能够将气体吸附材料的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料能吸附的气体的吸附中的气体吸附器件。
本发明的第五方式,在上述第四方式中,上述包覆材料的至少一部分和上述外覆材料的至少一部分,可以彼此面紧贴。
根据上述结构,包覆材料的至少一部分和外覆材料的至少一部分彼此面紧贴,所以如果在外覆材料与包覆材料紧贴的部分形成贯通孔,则必然也在包覆材料形成贯通孔,外覆材料外部的要吸附的气体被可靠地导入到包覆材料内。其结果是,要吸附的气体到达气体吸附材料之前需要通过水分吸附材料附近,所以即使在要吸附的气体中含有水分的情况下,水分也被水分吸附材料吸附,从而只有水分减少后的气体到达气体吸附材料,由此,能够提供能够将气体吸附材料的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料能吸附的气体的吸附中的气体吸附器件。
本发明的第六方式,在上述第四方式中,上述包覆材料的至少一部分和上述外覆材料的至少一部分,可以彼此面粘着。
根据上述结构,包覆材料的至少一部分和所述外覆材料的至少一部分彼此面粘着,所以外覆材料和包覆材料总是紧贴。由此,气体吸附器件的处理时,通过对外覆材料施加应力,能够防止从包覆材料剥离。其结果是,如果在外覆材料和包覆材料粘着的部分形成贯通孔,则必然也在包覆材料形成贯通孔,外覆材料外部的要吸附的气体被可靠地导入到包覆材料内。
要吸附的气体到达气体吸附材料之前需要通过水分吸附材料附近,所以即使在要吸附的气体中含有水分的情况下,水分也被水分吸附材料吸附,从而只有水分减少后的气体到达气体吸附材料,由此,能够提供能够将气体吸附材料的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料能吸附的气体的吸附中的气体吸附器件。
本发明的第七方式为一种中空体,其将对上述第一方式到第六方式的任一个的气体吸附器件收纳在减压后的内部空间。
根据上述结构,收纳有上述气体吸附器件的中空体,能够适用于例如冷藏库的真空隔热材料、等离子体显示面板的放电空间、音响扬声器装置、真空包装、为了长期保存绘画而具有密封空间的画框、其他需要减压的内部空间的各种用途。
以下,参照附图对本发明的气体吸附器件的实施方式进行说明。但是,并不由本实施方式限定本发明。
(实施方式1)
图1是本发明的实施方式1的气体吸附器件的俯视概略图。图2是图1的气体吸附器件1的A-A线截面图。
如图1和图2所示,本实施方式的气体吸附器件1包括气体吸附部件2、水分吸附材料3、和外覆材料4,外覆材料4的内部气体吸附部件2和水分吸附材料3以各自的长度方向的端部相互相邻的状态配置。气体吸附部件2和水分吸附材料3收纳在上述外覆材料4中,外覆材料4的内部被减压。
此外,气体吸附部件2包括:具有开口部的容器5、收纳于容器5的气体吸附材料6、和密封开口部的密封材料7。水分吸附材料3和上述外覆材料4的一部分,例如彼此面接触。
而且,使用薄型的气体吸附部件2和薄型的水分吸附材料3,在外覆材料4的与水分吸附材料3接触的部分形成将外覆材料4内部与外部连通的连通部,以使得要吸附的气体通过水分吸附材料3附近之后被导入到气体吸附部件2,气体吸附部件2和水分吸附材料3在要吸附气体的通气路径中串列(串联)配置。由此,气体吸附器件1的最厚的部分,成为气体吸附部件2和水分吸附材料3的最厚部分加上外覆材料4的厚度的厚度,所以能够提供薄型的气体吸附器件1。
换言之,气体吸附部件2和水分吸附材料3以在各自的长度方向相互相邻的状态配置,所以能够使通过连通路侵入到外覆材料4内的气体依次通过水分吸附材料3、气体吸附部件2。此外,在厚度方向上水分吸附材料3和气体吸附部件2不重叠,所以通过使用薄型的水分吸附材料和薄型的气体吸附部件,能够减小气体吸附器件1的厚度。
上述结构中,填充了气体吸附材料6的容器5和水分吸附材料3位于外覆材料4中,此外,气体吸附材料6位于容器5中。由此,使气体吸附器件1外的气体由气体吸附材料6吸附时,需要在外覆材料4上形成贯通孔等作为连通部从而将气体导入到外覆材料4内,而且需要在容器5形成贯通孔或者破坏密封材料7等从而将外覆材料4内的气体导入到容器5内。
在这样的工序中,如果在外覆材料4的与水分吸附材料3接触的部分形成贯通孔(连通部),则外覆材料4的气体,在导入到外覆材料4内的时刻直接通过水分吸附材料3附近,水分减少后到达气体吸附部件2。
其结果是,能够提供能够将气体吸附材料6的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料6能吸附的气体的吸附中的气体吸附器件1。
对本实施方式的气体吸附器件的动作,图示进行说明。
图3是本实施方式1的气体吸附器件1的密封材料7破坏后的俯视概略图。图4是图3的气体吸附器件1的B-B线截面图。
如图3和图4所示,密封材料7被破坏,所以能够使容器5外部的气体通过开口部被吸附到气体吸附材料6。
实施方式1中,密封材料7为脆性材料,所以利用从外覆材料4的外部施加的应力破坏密封材料7,容易形成从容器5外部到容器5的内部的通气路径。此外,由于能够从外覆材料4的外部破坏密封材料7,在将填充了气体吸附材料6的容器5密封在外覆材料4内之后,能够在任意时刻破坏密封材料7,将气体导入到容器5内。
图5是表示本实施方式1的气体吸附器件1的外覆材料4上的贯通孔形成后的俯视概略图。图6是图5的气体吸附器件1的C-C线截面图。
如图5和图6所示,外覆材料4在与水分吸附材料3接触的部分形成贯通孔(连通部)8。
外覆材料4上的贯通孔8的形成,没有特别限定,以下表示一例。图7是表示本实施方式1的气体吸附器件1的外覆材料4上的贯通孔形成前的一例的截面概略图。如图7所示,通过任意的方法将预先设置在外覆材料4的水分吸附材料3附近的突起物20按压到外覆材料4,由此能够在外覆材料4形成贯通孔8。而且,在此将气体吸附器件1和突起物20减压密封到具有利用大气压将突起物20按压到气体吸附器件1的作用的外覆材料21内。由此,贯通孔8的形成不需要设置工序就能够实施。
气体吸附器件1的外部的气体,通过外覆材料4的贯通孔8,被导入到水分吸附材料3附近,通过水分吸附材料3附近时水分被除去,将水分减少后的气体放出到外覆材料4内部。接着,放出到外覆材料4的气体,通过被破坏的密封材料7导入到容器5内,被气体吸附材料6吸附。
如上所述,要吸附的气体到达气体吸附材料6之前通过水分吸附材料3附近,所以即使在要吸附的气体中含有水分的情况下,水分也被水分吸附材料3吸附,从而只有水分减少后的气体到达气体吸附材料6。由此,能够将气体吸附材料6的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料6能吸附的气体的吸附中。
水分吸附材料3没有特别限定,但优选为一旦吸附水分就牢固地吸附、难以脱离的化学结合的水分吸附材料。例如,可以使用氧化钙、氧化钾。
外覆材料4,没有特别限定,但优选由气体阻隔性优异,在破坏了容器5的密封材料7之后,即使长时间在大气中保存气体吸附器件1,也能够抑制气体吸附材料6的劣化的材料构成。外覆材料4形成为密闭的袋状或容器状。外覆材料4的气体渗透度只要为104[cm3/m2·day·atm]以下即可,优选为103[cm3/m2·day·atm]以下,更优选为102[cm3/m2·day·atm]以下。
并且,外覆材料4,需要从外部施加应力破坏内部的密封材料7,所以需要柔软性。
作为满足这样的性质的物质,优选制造具有气体阻隔层的塑料层压膜。气体阻隔层没有特别限定,可以为在铝箔等的金属箔、塑料膜上蒸镀铝等金属、二氧化硅、碳等而得到的气体阻隔层。
容器5优选气体阻隔性优秀的容器,以使得在制作气体吸附器件1时即使将气体吸附部件2在大气中进行处理,气体也不会到达气体吸附材料6而使气体吸附材料6劣化,没有特别限定,但是优选铜、铝等薄的金属容器、具有气体阻隔层的塑料层压膜。气体阻隔层没有特别限定,可以为在铝箔等的金属箔、塑料膜上蒸镀铝等金属、二氧化硅、碳等而得到的气体阻隔层。
气体吸附材料6没有特别限定,能够使用化学吸附、物理吸附的各种吸附材料,例如各种金属类吸气剂、沸石等气体吸附性的材料。这些气体吸附材料,除了要吸附的气体也能够吸附水分,但是能够抑制气体吸附材料因水分吸附而劣化,在能够充分发挥气体吸附能力的本发明的使用方法中特别能够发挥有效性。
密封材料7没有特别限定,可以为气体阻隔性和与容器5的紧贴性优异的密封材料,以使得在制作气体吸附器件1时即使将气体吸附部件2在大气中处理气体也不会到达气体吸附材料6而使气体吸附材料6劣化。而且,优选利用来自外覆材料4的外部的应力更容易破坏的脆性材料。
此外,所谓脆性材料,是对外部的应力的弹性变形的界限小,超过弹性变形的界限时被破坏的材料,优选弹性变形区域在1%以下,更优选在0.5%以下,没有特别限定,例如能够使用玻璃、陶瓷等无机材料。
根据以上结构,要吸附的气体到达气体吸附材料6之前需要通过水分吸附材料3附近,所以即使在要吸附的气体包含水分的情况下,水分也被水分吸附材料3吸附,从而只有水分减少后的气体到达气体吸附材料6。由此,能够提供能够将气体吸附材料6的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料6能吸附的气体的吸附中的气体吸附器件1。
而且,使用薄型的气体吸附材料2和薄型的水分吸附材料3,以在长度方向相邻的状态配置气体吸附部件2和水分吸附部件3,以使得要吸附的气体依次从水分吸附材料3向气体吸附部件2通过,由此,气体吸附器件1的最厚的部分,为气体吸附部件2和水分吸附材料3的最厚的部分加上外覆材料4的厚度的厚度,能够提供薄型的气体吸附器件1。
在此,薄型是指水分吸附材料和气体吸附部件的纵、横、高的三个方向中高度方向的大小(Scale)与其他方向相比最小,根据用途有所不同,例如,为高度方向为10mm以下,以更严格的条件使用的情况下为5mm以下。例如,优选气体吸附器件1的厚度相对于气体吸附部件2和水分吸附材料3的长度方向的长度的比为1/10以下。此外,水分吸附材料3中,高度方向的大小相对于长度方向的大小,优选为2倍以上,更优选为5倍以上,进一步优选为10倍以上。
以下,对于本发明的实施方式1,表示从实施例1到实施例6使密封材料和保存环境的湿度变化,进行空气吸附量的评价的结果。
从实施例1到6中,气体吸附器件包括气体吸附部件、水分吸附材料、外覆材料,气体吸附部件和水分吸附材料收纳在外覆材料中,内部被减压。气体吸附部件包括容器、填充于容器的气体吸附材料、和密封开口部的密封材料,所述水分吸附材料和所述外覆材料的一部分彼此面接触。
水分吸附材料使用大颗粒的氧化钙。外覆材料使用以低密度聚乙烯膜作为密封层、以铝箔作为阻隔层、以尼龙膜作为保护层的塑料层压膜。作为容器,使用一方为开口部的筒状的铝容器。使用沸石作为气体吸附材料。
在此,大颗粒的水分吸附材料,放入到将不影响通气性的无纺布成型为袋状的部件的水分吸附材料被整理为2mm的厚度使用。
接着,表示空气吸附量的评价方法。
作为外覆材料,使用每日侵入0.1cc空气的层压膜制袋品,蜂窝状的间隔物和气体吸附器件被真空密封在外覆材料内,在各个规定的条件下保管。将其1日中设置在1度10Pa的环境下,观察外覆材料有无膨胀。
例如,10日后开始膨胀,10Pa的吸附量为0.1cc×10=1cc。
此外,密封材料的破坏在大气中进行,之后在外覆材料形成连通部。将与间隔物一起在水分吸附材料附近设置有突起物的气体吸附器件真空密封时,因大气压而使突起物受到应力。其结果是,突起物按压外覆材料,在外覆材料产生贯通孔(连通部),外覆材料开封。
各条件下进行测定的气体吸附器件的n数为10。
在(表1)中综合表示实施例1到6的评价结果。
[表1]
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7
密封材料 钎焊材料 玻璃
包覆材料
面紧贴
粘着
湿度(%Rh) 0 60 80
弯曲次数 10 1
最大吸附量(cc) 1 0.9 0.9 0.9 0.9 0.8 1
厚度(mm) 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7
最开始,实施例1中,评价针对不含水分的空气的气体吸附部件的吸附能力,其以后的实施例中,评价针对含有水分的空气的气体吸附部件的吸附能力。
(实施例1)
实施例1中,作为密封材料使用由铝和硅的合金构成的钎焊材料。保存环境的湿度为0%Rh。
为了破坏密封材料而从外覆材料的外部使容器的密封材料部弯曲的次数为10次。这是因为钎焊材料为合金制且具有柔软性,所以为了可靠地破坏密封材料,需要多次弯曲。
在此,为了明确知道破坏的弯曲次数,预先评价密封材料的弯曲次数和破坏率。评价方法,n数为10,对弯曲次数为1次、3次、5次、8次破坏的数量进行评价。其结果是,在弯曲次数为1次的情况下,破坏的数量为0个,在弯曲次数为3次的情况下,破坏的数量为3个,在弯曲次数为5次的情况下,破坏的数量为8个,在弯曲次数为8次的情况下,破坏的数量为10个。因此,为了更可靠地破坏,弯曲次数要更多2次,为10次。
吸附量评价中,观察到外覆材料的膨胀,是在评价开始10日后。因此,它们在10Pa下的空气吸附量为1cc。
此外,考虑到保存环境的湿度为0%Rh所以到达气体吸附部件的空气完全不含水分,气体吸附材料的吸附能力的全部发挥在空气的吸附中的情况下,气体吸附材料能够吸附1cc。
实施例1中,水分吸附部件的厚度为2.0mm、气体吸附材料的厚度为2.5mm、外覆材料的厚度为0.1mm。因此,空气吸附器件的厚度,为最厚的气体吸附材料的厚度加上外覆材料的厚度的2.7mm。
(实施例2)
实施例2中,作为密封材料使用由铝和硅的合金构成的钎焊材料。保存环境的湿度为60%Rh。弯曲容器的密封材料的次数与实施例1同样为10次。
吸附量评价中,在10个中的8个气体吸附器件中观察到外覆材料的膨胀,是在评价开始9日后。因此,它们在10Pa下的最大空气吸附量为0.9cc。
空气吸附量的0.9cc,比没有因水分导致的劣化的实施例1差,但是与不使用水分吸附材料的比较例1所示的0.3cc相比,能够大幅抑制水分吸附导致的劣化。
如上所述可知,在实施例2的气体吸附器件中,水分被水分吸附材料吸附,只有水分减少后的空气到达气体吸附材料,由此,气体吸附材料的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料能吸附的气体的吸附中。
另一方面,在10个中的2个气体吸附器件中观察到外覆材料的膨胀,是在评价开始3日后。因此,它们在10Pa下的空气吸附量为0.3cc。
空气吸附量的0.3cc,与不使用水分吸附材料的比较例1所示的0.3cc同等,可知不能抑制水分吸附导致的劣化。为了明确其原因,开封外覆材料调查,结果发现弯曲次数多,所以作业中突起物从水分吸附材料附近离开,因此在气体吸附器件中,水分没有减少的空气不通过水分吸附材料附近而直接到达了气体吸附部件。
实施例2中,水分吸附部件的厚度为2.0mm,气体吸附材料的厚度为2.5mm、外覆材料的厚度为0.1mm。因此,空气吸附器件的厚度,为最厚的气体吸附材料的厚度加上外覆材料的厚度的2.7mm,虽然薄,但是水分被水分吸附材料吸附,只有水分减少后的空气到达气体吸附材料,由此,气体吸附材料的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料能吸附的气体的吸附中。
(实施例3)
实施例3中,作为密封材料,使用由铝和硅的合金构成的钎焊材料,水分吸附材料和外覆材料,面的一部分紧贴。
保存环境的湿度为60%Rh。弯曲容器的密封材料的次数与实施例1同样为10次。
吸附量评价中,在10个中的9个气体吸附器件中观察到外覆材料的膨胀,是在评价开始9日后。因此,它们在10Pa下的最大空气吸附量为0.9cc。
空气吸附量的0.9cc,比没有因水分导致的劣化的实施例1差,但是与不使用水分吸附材料的比较例1所示的0.3cc相比,能够大幅抑制水分吸附导致的劣化。
如上所述可知,根据实施例3的气体吸附器件,水分被水分吸附材料吸附,只有水分减少后的空气到达气体吸附材料,由此,气体吸附材料的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料能吸附的气体的吸附中。
另一方面,在10个中的1个气体吸附器件中观察到外覆材料的膨胀,是在评价开始3日后。因此,在10Pa下的空气吸附量为0.3cc。
在空气吸附量为0.3cc的情况下,比实施例2的2个少1个,这是因为水分吸附材料和外覆材料彼此面紧贴,所以即使突起物偏移,也会在水分吸附材料附近形成贯通孔,因水分吸附材料而水分减少后的空气到达气体吸附部件的概率变高。
实施例3中,水分吸附部件的厚度为2.0mm、气体吸附材料的厚度为2.5mm、外覆材料的厚度为0.1mm。因此,空气吸附器件的厚度,为最厚的气体吸附材料的厚度加上外覆材料的厚度的2.7mm,虽然薄,但是水分被水分吸附材料吸附,只有水分减少后的空气到达气体吸附材料,由此,气体吸附材料的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料能吸附的气体的吸附中。
(实施例4)
实施例4,作为密封材料使用由铝和硅的合金构成的钎焊材料,水分吸附材料和外覆材料,面的一部分通过热熔融粘着。保存环境的湿度为60%Rh。弯曲容器的密封材料的次数与实施例1同样为10次。
吸附量评价中,在10个全部的气体吸附器件中观察到外覆材料的膨胀,是在9日后。因此,它们在10Pa下的最大空气吸附量为0.9cc。
空气吸附量的0.9cc,比没有因水分导致的劣化的实施例1差,但是与不使用水分吸附材料的比较例1所示的0.3cc相比,能够大幅抑制水分吸附导致的劣化。
如上所述可知,在实施例4的气体吸附器件中,水分被水分吸附材料吸附,只有水分减少后的空气到达气体吸附材料,由此,气体吸附材料的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料能吸附的气体的吸附中。
另一方面,10个全部吸附量为0.9cc的主要原因,是水分吸附材料和外覆材料的面的一部分通过热熔融粘着,所以即使突起物偏移也在水分吸附材料附近形成贯通孔,因水分吸附材料而水分减少后的空气到达气体吸附部件的概率进一步变高。
实施例4中,水分吸附部件的厚度为2.0mm、气体吸附材料的厚度为2.5mm、外覆材料的厚度为0.1mm。因此,空气吸附器件的厚度,为最厚的气体吸附材料的厚度加上外覆材料的厚度的2.7mm,虽然薄,但是水分被水分吸附材料吸附,只有水分减少后的空气到达气体吸附材料,由此,能够将气体吸附材料的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料能吸附的气体的吸附中。
(实施例5)
实施例5中,使用玻璃作为密封材料。保存环境的湿度为60%Rh。为了破坏密封材料而从外覆材料的外部使容器的密封材料部弯曲的次数为1次。这是由于玻璃为脆性材料,所以一次弯曲就能可靠地破坏。
吸附量评价中,在10个全部的气体吸附器件中观察到外覆材料的膨胀,是在9日后。因此,它们在10Pa下的最大空气吸附量为0.9cc。
空气吸附量的0.9cc,比没有因水分导致的劣化的实施例1差,但是与不使用水分吸附材料的比较例1所示的0.3cc相比,能够大幅抑制水分吸附导致的劣化。
如上所述可知,根据实施例5的气体吸附器件,水分被水分吸附材料吸附,只有水分减少后的空气到达气体吸附材料,由此,气体吸附材料的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料能吸附的气体的吸附中。
10个全部吸附量为0.9cc的主要原因,是弯曲次数为1次,很少,突起物不会偏移,在水分吸附材料附近形成贯通孔,因水分吸附材料而水分减少后的空气到达气体吸附部件的概率进一步变高。
实施例5中,水分吸附部件的厚度为2.0mm、气体吸附材料的厚度为2.5mm、外覆材料的厚度为0.1mm。因此,空气吸附器件的厚度,为最厚的气体吸附材料的厚度加上外覆材料的厚度的2.7mm,虽然薄,但是水分被水分吸附材料吸附,只有水分减少后的空气到达气体吸附材料,由此,气体吸附材料的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料能吸附的气体的吸附中。
(实施例6)
实施例6中,使用玻璃作为密封材料。保存环境的湿度为80%Rh。
吸附量评价中,在10个全部的气体吸附器件中观察到外覆材料的膨胀,是在8日后。因此,它们在10Pa下的最大空气吸附量为0.8cc。
如上所述可知,根据实施例6的气体吸附器件,水分被水分吸附材料吸附,只有水分减少后的空气到达气体吸附材料,由此,气体吸附材料的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料能吸附的气体的吸附中。
实施例6中,水分吸附部件的厚度为2.0mm、气体吸附材料的厚度为2.5mm、外覆材料的厚度为0.1mm。因此,空气吸附器件的厚度,为最厚的气体吸附材料的厚度加上外覆材料的厚度的2.7mm,虽然薄,但是水分被水分吸附材料吸附,只有水分减少后的空气到达气体吸附材料,由此,气体吸附材料的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料能吸附的气体的吸附中。而且,即使在湿度高达80%Rh的情况下,也能够将水分吸附材料的厚度保持多达2.5mm使用,空气吸附器件的厚度保持2.7mm使用,最大空气吸附量能够接近1cc。
(实施方式2)
图8是本发明的实施方式2中气体吸附器件的俯视示意图。图9是图8的气体吸附器件的D-D线截面图。
图8和图9中,水分吸附材料3收纳在包覆材料9中,外覆材料4和包覆材料9通过热熔融粘着,各自的一部分彼此面紧贴。其他结构基于实施方式1。
上述结构中,水分吸附材料收纳在具有通气性的包覆材料中,由此,在外覆材料的与包覆材料接触的部分形成贯通孔,从而将要吸附的气体全部导入到包覆材料内部,停留在水分吸附材料附近之后,通过包覆材料到达气体吸附部件。由此,能够使停留在水分吸附材料附近的时间变长。
其结果是,气体中含有的水分被水分吸附材料充分吸附,所以到达气体吸附材料的气体的水分进一步减少。
包覆材料9的至少一部分和外覆材料4的至少一部分彼此面紧贴,所以在外覆材料4和包覆材料9紧贴的一部分上形成贯通孔时,必然在包覆材料9也产生贯通孔,能够将外覆材料4外部的要吸附的气体可靠地导入到包覆材料9内。其结果是,要吸附的气体到达气体吸附材料6之前需要通过水分吸附材料3附近,所以即使在要吸附的气体中含有水分的情况下,水分也被水分吸附材料3吸附,从而只有水分减少后的气体到达气体吸附材料6,由此,能够提供能够将气体吸附材料6的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料6能吸附的气体的吸附中的气体吸附器件。
本实施方式2中,包覆材料9没有特别限定,但由于需要在内部贮存气体后放出,所以优选具有适度的通气性,能够与包覆材料通过热熔融而紧贴的无纺布、纤维素(Cellulose)等制袋得到的材料。
所谓紧贴,是部件和部件的面至少一部分为面状接触,所谓粘着,是接触的各部分接合。
以下,对于本发明的实施方式2,表示在实施例7中使密封材料、包覆材料和外覆材料的紧贴方法和保存环境的湿度变化进行评价的结果。
(实施例7)
实施例7中,使用玻璃作为密封材料。作为包覆材料使用平均纤维径为10μm、由PET纤维构成的平均孔径为50μm的无纺布构成的材料,包覆材料和外覆材料的密封层彼此在面上热熔融。保存环境的湿度为80%Rh。
为了破坏密封材料而从外覆材料的外部使容器的密封材料部弯曲的次数为1次。这是由于玻璃为脆性材料,所以一次弯曲就能可靠地破坏。
吸附量评价中,在10个全部的气体吸附器件中观察到外覆材料的膨胀,是在10日后。因此,它们在10Pa以下中最大空气吸附量为1cc。
空气吸附量的1cc,与没有因水分导致的劣化的实施例1中同等。这是因为,外覆材料外的气体被全部导入到包覆材料内,由此长时间停留在水分吸附材料附近,能够更可靠地减少水分,只有水分减少后的空气到达气体吸附部件。
如上所述可知,在实施例7的气体吸附器件中,水分被水分吸附材料吸附,从而只有水分减少后的空气到达气体吸附材料,由此,气体吸附材料的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料能吸附的气体的吸附中。
实施例7中,水分吸附部件的厚度为2.0mm、气体吸附材料的厚度为2.5mm、外覆材料的厚度为0.1mm。因此,空气吸附器件的厚度,为最厚的气体吸附材料的厚度加上外覆材料的厚度的2.7mm,虽然薄,但是水分被水分吸附材料吸附,只有水分减少后的空气到达气体吸附材料,由此,气体吸附材料的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料能吸附的气体的吸附中。
以下,从比较例1到4表示相对于本发明的比较例。
在此,比较例1到4的结构等总结示于表2。
[表2]
比较例1 比较例2 比较例3 比较例4
密封材料 玻璃
包覆材料
面紧贴 ---
粘着 ---
湿度(%Rh) 60% 80% 60%
弯曲次数 1 ---
最大吸附量(cc) 0.3 0.2 0.4 0.8
厚度(mm) 2.7 2.7 7 28
(比较例1)
比较例1中包括气体吸附部件和外覆材料,气体吸附部件收纳于外覆材料,内部被减压。气体吸附部件包括:具有开口部的容器、收纳于容器的气体吸附材料、和密封开口部的密封材料。
使用玻璃作为密封材料。保存环境的湿度为60%Rh。
为了破坏密封材料而从外覆材料的外部使容器的密封材料部弯曲的次数为1次。这是由于玻璃为脆性材料,所以一次弯曲就能可靠地破坏。
吸附量评价中,在10个全部的气体吸附器件中观察到外覆材料的膨胀,是在3日后。因此,它们在10Pa以下中最大空气吸附量为0.3cc。
与不含水分的空气的吸附量1cc相比大幅度降低,这是因为没有使用水分吸附材料,包含水分的空气到达气体吸附器件,气体吸附材料吸附水分,使得只有气体吸附材料能够吸附的空气的吸附能力大部分劣化。
比较例1中,气体吸附材料的厚度为2.5mm、外覆材料的厚度为0.1mm。因此,空气吸附器件的厚度,为最厚的气体吸附材料的厚度加上外覆材料的厚度的2.7mm。
(比较例2)
比较例2中具备气体吸附部件和外覆材料,气体吸附部件收纳在外覆材料内,内部被减压。气体吸附部件包括:具有开口部的容器、收纳于容器的气体吸附材料、和密封开口部的密封材料。
为了破坏密封材料而从外覆材料的外部使容器的密封材料部弯曲的次数为1次。这是由于玻璃为脆性材料,所以一次弯曲就能可靠地破坏。
吸附量评价中,在10个全部的气体吸附器件中观察到外覆材料的膨胀,是在2日后。因此,它们在10Pa以下中最大空气吸附量为0.2cc。
与不含水分的空气的吸附量1cc相比大幅度降低,这是因为,由于没有使用水分吸附材料,所以包含水分的空气到达气体吸附器件,气体吸附材料吸附水分,从而使只有气体吸附材料能吸附的空气的吸附能力大部分劣化。
而且可知,保存环境的湿度为80%Rh,所以与保存环境的湿度为60%Rh的情况相比较,劣化程度较大。
比较例2中,气体吸附材料的厚度为2.5mm、外覆材料的厚度为0.1mm。因此,空气吸附器件的厚度,为最厚的气体吸附材料的厚度加上外覆材料的厚度的2.7mm。
(比较例3)
接着,将与现有的气体吸附器件同样结构的气体吸附器件作为比较例进行评价。
比较例3中,使用在厚度1mm的由铝形成的上部开放容器的底部设置将空气吸附材料成型为厚度3mm的第一颗粒,以完全覆盖第一颗粒的方式设置有由水分吸附材料构成的成型为厚度3mm的第二颗粒的气体吸附器件。
在上述结构中,气体吸附器件的厚度为各个构成要素的厚度合计的7mm,与实施例相比较厚,难以应用于例如厚度5mm的真空隔热材料的情况。
吸附量评价中,在10个全部的气体吸附器件中观察到外覆材料的膨胀,是在4日后。因此,它们在10Pa以下中最大空气吸附量为0.4cc。
与不含水分的空气的吸附量1cc相比降低,这是因为,第二颗粒的厚度薄至3mm,水分不能充分减少,含有水分的空气到达气体吸附材料,从而只有气体吸附材料能吸附的空气的吸附能力的大部分劣化。
(比较例4)
接着,在与现有的气体吸附器件同样结构的气体吸附器件中,进行用于发挥与实施例同等的吸附能力的评价。
比较例4中,使用在厚度1mm的由铝形成的上部开放容器的底部设置将空气吸附材料成型为厚度3mm的第一颗粒,以完全覆盖第一颗粒的方式设置有由水分吸附材料构成的成型为厚度25mm的第二颗粒的气体吸附器件。
吸附量评价中,在10个全部的气体吸附器件中观察到外覆材料的膨胀,是在8日后。因此,它们在10Pa下的最大空气吸附量为0.8cc。
与比较例3相比,空气吸附量变大。这是由于第二颗粒为25mm厚,所以要吸附的气体通过水分吸附材料附近的路径变长,水分减少后的空气到达气体吸附材料。因此,能够将气体吸附材料的气体吸附能力的大部分发挥在只有气体吸附材料能吸附的空气的吸附中。
但是,该气体吸附器件的厚度,为各个构成要素合计的28mm。这比实施例所示的气体吸附器件的厚度2.7mm厚很多。因此,难以应用在厚度限制的部件、例如厚度10mm的真空隔热材料中。
(实施方式3)
收纳有上述各实施方式的气体吸附器件的中空体,能够适用于例如冷藏库的真空隔热材料、真空包装、为了长期保存绘画等而具备密封空间的画框、其他需要减压的内部空间的各种用途中。
特别是,长期保存绘画、美术品的情况下、环境条件变化的输送时、搬运时,有可能存在湿度或气体带来的霉化、劣化等不良影响,但通过在收纳有上述气体吸附器件的中空体内进行保存,能够发挥防止绘画或美术品的劣化,保持品质良好的状态的特别的效果。
图7是收纳本发明实施方式的气体吸附器件的中空体应用于冷藏库的真空隔热材料的情况的概略图。如图7所示,在冷藏库200的侧面壁配置具备气体吸附器件1的真空隔热材料100。
真空隔热材料100,在冷藏库200的侧面壁与发泡隔热材料(未图示)一起配置,将芯材和气体吸附器件1内包并进行减压密封。
本实施方式的真空隔热材料100,制造时进行抽真空并密封。之后,冷藏库组装时,在气体吸附器件1的外覆材料4形成贯通孔(连通部),进而破坏密封材料7,进行二级减压。通过该二级减压,能够大幅提高真空度。
(变形例)
此外,上述各实施方式中,外覆材料4的贯通孔(连通部),通过利用外覆材料4的柔软性和大气压将突起物20(开封销)从上按压到外覆材料4而形成,但是不限于此。此外,可以在外覆材料4的表面预先设置缺口,也可以例如由纸等容易破裂的材料构成外覆材料。由此,利用将气体吸附器件1减压密封后的外覆材料的柔软性,能够通过从外覆材料上施加力来形成外覆材料4的贯通孔(连通部)。此外,也可以由热膨胀率不同的至少两种材料构成外覆材料,在产品内部设置气体吸附器件之后,通过加热在两个部件之间形成间隙(连通部)。
如上所述的贯通孔的形成方法的全部,能够适用于由真空隔热材料这样的软质材料形成的产品。与此相对,作为外部变形困难的产品,例如作为对壳体进行抽真空并进行密闭密封的产品的冷藏库主体等中使用的真空隔热壳体、电视机中使用的等离子体显示面板的放电空间、或者音像扬声器装置那样的壳体由金属或硬质树脂形成的产品中,优选由热膨胀率不同的材料构成外覆材料,通过加热形成间隙(连通部)的方法。
此外,上述各实施方式中,气体吸附部件的开口部,通过利用外覆材料的柔软性施加力,使气体吸附部件的容器和密封材料变形,破坏密封材料而形成。进而需要不破坏容器,只破坏密封材料,所以密封材料例如为玻璃等脆性材料。
另外,气体吸附部件由外覆材料密闭,所以能够在气体吸附器件存在于大气中的时刻破坏密封材料。于是,在将气体吸附器件设置于产品中之后难以对容器施加力的情况下,也可以在大气中,通过包覆材料对容器施加力而使之变形,破坏密封材料后,将气体吸附器件设置于产品中。如上所述的气体吸附部件的开口部的形成方法,不仅能够适用于由真空隔热材料这样的软质材料形成的产品,也能够适用于外部变形困难的产品。
产业上的可利用性
本发明的气体吸附器件,在真空隔热材料等那样需要长时间保持真空、需要吸附含有水蒸气的空气的情况下特别有用。
附图标记的说明
1 气体吸附器件
2 气体吸附部件
3 水分吸附材料
4 外覆材料
5 容器
6 气体吸附材料
7 密封材料
8 贯通孔
9 包覆材料
20 突起物
21 外覆材料
100 真空隔热材料(中空体)
200 冷藏库

Claims (7)

1.一种气体吸附器件,其特征在于,包括:
气体吸附部件,其包括具有开口部的容器、收纳于所述容器的气体吸附材料、和密封所述开口部的密封材料;
水分吸附材料;和
外覆材料,其收纳所述气体吸附部件和所述水分吸附材料,内部被减压,
在所述外覆材料的内部,所述气体吸附部件和所述水分吸附材料以各自的长度方向的端部相互相邻的状态配置。
2.如权利要求1所述的气体吸附器件,其特征在于:
在所述外覆材料的与所述水分吸附材料接触的部分,形成有将该外覆材料的内部与外部连通的连通部。
3.如权利要求1或2所述的气体吸附器件,其特征在于:
所述密封材料为脆性材料。
4.如权利要求1或2所述的气体吸附器件,其特征在于:
所述水分吸附材料收纳于具有通气性的包覆材料中。
5.如权利要求4所述的气体吸附器件,其特征在于:
所述包覆材料的至少一部分和所述外覆材料的至少一部分,彼此面紧贴。
6.如权利要求4所述的气体吸附器件,其特征在于:
所述包覆材料的至少一部分和所述外覆材料的至少一部分,彼此面粘着。
7.一种中空体,其特征在于:
在减压后的内部空间收纳权利要求1~6中任一项所述的气体吸附器件。
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