JPH10299982A - 真空断熱体用の吸着剤及び真空断熱体 - Google Patents
真空断熱体用の吸着剤及び真空断熱体Info
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Abstract
性能が良くし取り付けを容易にする。 【解決手段】 ガス吸着用のゲッター材3は、底部3
1、先端部32、尖頭部を成す先端側部分33aを含み
底側部分33bが設けられることがある胴体部33から
成る。真空断熱体パネル1は、ゲッター材3をスペーサ
材2に突き刺してその底部31がスペーサ材2と同一平
面になるように取り付け、フィルム状容器4で覆って真
空引きして形成する。 【効果】 ゲッター材の取り付けが容易で、多量の接着
剤等でゲッター材の多孔を塞がないのでガス吸着性が良
く、断熱性能の良い状態を維持できる。
Description
つ断熱性材料と内部の気体を吸着する吸着剤とを外周体
で覆って形成した真空断熱体における吸着剤及び真空断
熱体に関し、冷蔵庫、冷凍庫、冷蔵室、冷凍室、加熱
室、加熱炉等の箱体や壁材等として内部と外部との間を
断熱する為の断熱構造部分に利用される。
は、従来、パネル材で覆われた心材と呼ばれるウレタン
ボードに対して、その経時変化によって発生するガスや
パネル材から僅かに透過するガスを吸着して真空を維持
する為のゲッター材と呼ばれる吸着剤をウレタンボード
に接触させて配置した構造のものが一般的であった。し
かしこの構造のものでは、ゲッター材が真空断熱パネル
から突出した形状になっているため、これがパネルを装
着する時の障害になることが多かった。
(a)に示す如く、粒状のゲッター剤3´を連通ウレタ
ンから成る断熱用のスペーサ材2´中に混練して形成し
た真空断熱パネル1´や(特開昭61−65996号公
報参照)、同図(b)に示す如く、シート型吸着剤とし
て、従来のように水酸化カルシュウムや活性炭等のガス
吸着剤を接着剤と混合し圧縮してシート型にしたゲッタ
ー材3´に周縁辺を持つアルミラミネートフィルムシー
ト4´を連通硬質ウレタンフォームのスペーサ材2´と
組み合わせて形成した真空断熱パネル1´が提案されて
いる(特開平5ー256563号公報参照)
は、ゲッター材としての活性炭をスペーサ材としの硬質
ポリウレタンに練り込む場合、ウレタン自体が活性炭の
表面に密着してガス吸着上必要となる多孔質の細孔を塞
ぎ、活性炭を一様に混合したにもかかわらず、ガスの吸
着効果を低下させるという問題がある。又、その効果の
不確実性から、ゲッター材の最適な混合量の決定も難し
くなる。更に、発泡時にゲッター材がウレタンの異物と
して作用する為、ゲッター材表面にスキン層が形成さ
れ、均質なウレタンを作る上でゲッター材の存在が障害
になるという欠点もあった。
シート型にする為に活性炭等を細粒にして接着剤と混合
するので、前例のウレタンと同様に、接着剤が細孔を塞
ぐ作用をなし、吸着効果を低下させるという問題があっ
た。又、活性炭等の吸着剤には柔軟性がないため、これ
をシート化するには製造や加工が難しいという問題もあ
った。
ける上記問題を解決し、真空断熱体における吸着剤の吸
着性能が良く、断熱性の良い状態を長期間維持でき、製
造が容易で利用性の向上された吸着剤及びこれを用いた
真空断熱体を提供することを課題とする。
するために、請求項1の発明は、連続した空間を持つ断
熱性材料を備えた真空断熱体内の気体を吸着するために
用いられる吸着剤おいて、吸着剤が、一部分及び他の部
分のうち少なくとも他の部分がほぼ平坦になっている底
部と、該底部の面積より小さい面積になっている先端部
と、前記底部と前記先端部との間の部分であって前記先
端部の方向に断面積が減少している先端側部分を備えた
間の部分と、を有することを特徴とする。
が通気性のある容器に入れられて形成されていることを
特徴とする。
に加えて、前記一部分が取扱用の凹部又は凸部の少なく
とも何れかで形成されていることを特徴とする。
熱性材料を備えた真空断熱体内の気体を吸着するために
用いられる吸着剤において、吸着剤が、細長い芯状であ
って長さ方向が前記断熱性材料の一面にほぼ直角な方向
になるように用いられることを特徴とする。
熱性材料と内部の気体を吸着する吸着剤とを外周体で覆
って形成した真空断熱体において、吸着剤が、一部分及
び他の部分のうち少なくとも他の部分がほぼ平坦になっ
ている底部と、該底部の面積より十分小さい面積になっ
ている先端部と、前記底部と前記先端部との間の部分で
あって前記先端部の方向に断面積が減少している先端側
部分を備えた間の部分と、を有し、前記底部が前記断熱
性材料の一面とほぼ同一面になるように用いられている
ことを特徴とする。
熱性材料と内部の気体を吸着する吸着剤とを外周体で覆
って形成した真空断熱体において、吸着剤が、細長い芯
状であって長さ方向が前記断熱性材料の一面にほぼ直角
な方向になるように用いられていることを特徴とする。
体及びその吸着剤例を示す。同図(a)に示す如く、真
空断熱体である真空断熱パネル1は、断熱性材料として
のスペーサ材2及び吸着剤としてのゲッター材3を外周
体としてのフィルム状容器4で覆って形成されている。
スペーサ材2としては、例えばプラスチック発泡体であ
るウレタンフォームから成る連続した空間を持ち軽量で
断熱効果の大きい断熱性材料が用いられる。ゲッター材
3は、後述するように、スペーサ材2に突き刺すことに
よって取り付けている。フィルム状容器4は、例えばア
ルミニウムを蒸着したラミネートフィルムでできてい
て、ガスバリアー性即ち気体の難透過性を備えている。
体を吸着するために用いられ、活性炭等の吸着性材料か
ら成り、同図(b)に示す如く、底部31、先端部32
及びこれらの間の部分である胴体部33で構成されてい
る。底部31は、本例では全面が一様なほぼ平坦面にな
っている。先端部32は、底部31の面積より小さい面
積になっていればよいが、本例では最小面積として点状
になっている。胴体部33は、先端部33の方向に断面
積が減少している先端側部分33aを備えていて、この
部分と先端部32とで尖頭部を形成している。従って、
本例のゲッター材は、円錐体形状になっていて尖頭部の
みで構成されている。
の例では、先端側部分33aが截頭円錐体で形成されて
いる。先端部32の面積は、底部31より小さい面積と
してその1/10程度になっている。この面積は、ゲッ
ター材の大きさやスペーサ材の強さ等の性質にもよる
が、底部面積の1/5〜1/10程度以下になっている
ことが望ましい。このように先端部に一定の面積を付加
した構造にすることにより、ゲッター材3の種類や性状
によってその脆性が大きくても、先端の折れや欠けを防
止することができる。又、胴体部33には、先端側部分
33aに連続した円柱状の底側部分33bが設けられて
いる。このように断面の一様な部分を設ければ、スペー
サ材2との接触面積を多くしてガス吸着能力を大きくす
ることができる。
を成す先端側部分33aの他の形状例を示す。(d)は
錐体の一例として三角錐形状を示す。この形状のもの
は、単純な4面体であるので、その加工が容易である。
但し、錐体としては、例示した円錐及び三角錐の外、四
角錐及びこれ以上の多角錐、底面が楕円形等の変形錐体
等であってもよい。又、前記(c)に示す如く、先端部
32として截頭部を備えた截頭錐体であってもよい。
の反対側を先端部32とした例である。更に、截頭角
柱、截頭円柱、截頭楕円柱等の截頭柱体や、欠球 截頭
欠球欠楕円体、方光体等の特殊な形状のものであっても
よい。なお、(b)、(d)等のように、胴体部33
は、尖頭部を成す先端側部分33aのみで構成されてい
てもよく、又、(c)、(f)に示す如く、これに連続
した柱体を成す底側部分33bが形成されていてもよ
い。
して、例えば鉛筆の芯程度の太さで10〜20mm程度
の長さの細長い芯状である例を示す。このものは、
(a)の真空断熱パネルでは、その長さ方向がフィルム
状容器4の一面にほぼ直角な方向になるように、スペー
サ材2に突き刺し挿入することにより用いられる。従っ
て、その直径と長さとは、突き刺し易さと突き刺し時に
折れないこと等を考慮して決められる。
さいが、多本数の使用が容易であり、例えば全体的に分
布させ、真空断熱パネルにおける均一なガス吸着性や断
熱性を得ることができる。又、適当な平面状の用具で差
し込むことにより、その後端側をスペーサ材の面に揃え
るのが容易である。そして、断面が一様な形状になって
いるので、挿入状態が安定して維持される。なお、断面
が多角形状等他の形状であってもよいことは勿論であ
る。
のゲッター材3は、その底部31、先端部32及び胴体
部33がペレット状の先端側容器5及び全体をカプセル
状にするための後端側容器6に入れられて形成されてい
る。先後端の容器5、6は、ゲッター材を入れられるよ
うに先端容器5が後端容器6内に分離可能に嵌まり込ん
でいる。これらの容器に入れられたゲッター材3は、ス
ペーサ材2内に突き刺され、その状態で真空断熱パネル
として形成される。そして、容器5、6が材料自体の性
質又は適当な加工によって通気性を持つように形成され
ていて、容器を介してスペーサ材2内の気体が吸着され
る。
性炭等は、容器の形状に近い形状に一体化されたもので
もよいが、通常の製造されたときの形状である小さい粒
状のものであってもよい。小粒状のものをそのまま用い
る場合には、結合するための接着剤は全く不要になると
共に、ガス吸着表面が最大になる。従って、ガス吸着性
能も最も良い状態になる。
31のうちの一部分に、それぞれゲッター材取扱用の凹
部としての穴31a及び凸部としての突起31bを設け
た例を示す。これらの穴及び突起は同時に設けられても
よい。このような部分を設けると、ゲッター材3をスペ
ーサ材2に突き刺すときの作業を機械化するような場合
に、使用する工具等を穴や突起に嵌合させ、容易に接続
することができる。又、手作業の場合にもその保持及び
取扱い性が良くなる。なお、突起31bは、ゲッター材
をスペーサ材に装着した後に折り取られる。このため、
切断容易なように突起を適当な大きさにしたり、適当な
切れ目を入れておいてもよい。
空断熱パネルとしては、種々の形状や材質のゲッター材
と組み合わせて、その使用目的に合わせて種々の形状や
構造のものを製造できるが、本例では、3種類の円錐体
状のゲッター材3a、3b、3cを配置して真空断熱パ
ネル1形成している。それぞれのゲッター材内には同一
種類の活性炭等が入れられるが、異なった種類のもので
もよい。このように種類の違ったゲッター材を組み合わ
せれば、スペーサ材2に対応してゲッター材を配合し、
量や性状を調整して良好な吸着効果を発揮させることが
できる。
た真空断熱パネルは、例えば次のように製造される。ス
ペーサ材2は、真空断熱パネル1の大きさ及び形状の型
枠内で発泡材を発泡させてパネル形状に製作する。ゲッ
ター材3は、図1に示すような種々の形状のうちの何れ
かの形状に製作される。例えば活性炭の場合には、通
常、図1に示すゲッター材3として出来上がったものよ
りは小粒であるため、少量の接着剤によってこれらを目
的とする形状に仮に結合又は焼結して必要な強度が出る
ように製造する。
を備えたゲッター材3をその底部33がスペーサ材2と
ほぼ同一平面になるようにスペーサ材2内に突き刺すこ
とによって結合される。この場合、ゲッター材自体がス
ペーサ材を押し広げつつ突き刺さるので、スペーサ材2
に予め穴明けや切り欠き加工を行なってゲッター材用の
スペースを設けておく必要がない。従って、ゲッター材
の取付作業は容易である。この作業は、直接人手によ
り、又は適当な工具を用いて行われる。工具を用いる場
合には、図2(b)、(c)に示す底部の穴33a又は
突起33bを有効に利用できる。
円錐体である場合に、これをスペーサ材2内に突き刺す
ときの力の状態を示す。ゲッター材3が例えば10mm
程度のサイズで小さい場合には、これを突き刺すときの
力はそれ程問題にならないが、ある程度サイズが大きく
なると突き刺す力も大きくなる。このときの状態は楔を
打ち込むときと同様であり、同図(a)に示す如く、ゲ
ッター材3は、突き刺し力Pに対して、スペーサ材2か
ら、ゲッター材3の円錐斜面に均一な垂直反力Nと斜面
方向摩擦力Fとを受る。
形に示すように突き刺し力Pと釣り合う。N及びFは、
ゲッター材が突き刺さっていくときの接触面積や面圧等
によって決まる。この場合、スペーサ材2が連続した空
間を持つ多孔質材で諸強度が低いため、ゲッター材3が
突き進むと、材料が塑性変形に近い変形をしたり局部的
に破断して順次空間部が縮小し、材料自体の圧密度は高
くなるが、突き刺しの終端近くになっても面圧がそれ程
高くなるということはない。従って、余り大きな垂直反
力は生じない。
度の圧縮強度等を持つが、上記のように局部的には変形
や剪断され易いので、ゲッター材表面に凹凸があって
も、スペーサ材2と摺動するときに大きな摩擦力は発生
しない。なお、図2のようにゲッター材3が容器に入れ
られている場合には、その表面が滑らかであるため摩擦
力は更に小さくなる。
の合力として作用する突き刺し抵抗Rはそれ程大きくな
らないので、本発明のように尖頭部を持つゲッター材を
用いることにより、その大きさが多少大きくなっても、
スペーサ材に容易に突き刺すことができる。なお、スペ
ーサ材はそれ自体軟質であると共に空間部を持つので、
先端の尖ったゲッター材を突き刺しても、スペーサ材に
応力集中による亀裂が進行したり残留応力が発生するこ
とはなく、従ってスペーサ材がゲッター材部分で破断す
るようなことはない。そして、断熱特性は良好に維持さ
れる。
いとは言え適度の弾性と摩擦係数とを備えているので、
スペーサ材2内にゲッター材を突き刺すと、抜け出すこ
となくその状態は安定して保持される。そして、その底
面31がほぼ平坦面になっているので、フィルム状容器
4に沿って安定して保持される。
円錐体である場合について説明したが、他の種々の形状
の場合にも、ほぼ同様の作用により、これをスペーサ材
に容易に突き刺すことができる。例えば図1の(c)や
(f)のものでは、先端32が截頭部になっているが、
この面積が小さいので、ゲッター材を突き刺したとき
に、截頭部が強度の低いスペーサ材を破壊して容易に進
行することができる。傾斜部については図4で説明した
とおりである。
と、従来の製法と同様に、これらをフィルム状容器4で
覆い、図示しない真空ポンプ等を用いて容器内を高度の
真空状態にし、溶着等によって容器を密閉して真空断熱
パネルを完成する。
時のゲッター材の突き刺し工程とスペーサ材の諸特性と
がよく適合しているため、本発明により、ゲッター材の
装着作業を極めて容易に行うことができる。そして、ゲ
ッター材表面の多孔が接着剤や発泡時にスペーサ材の溶
融・密着によって塞がれることがないため、ゲッター材
のガス吸着性能が高く且つ長期間良好に維持され、真空
断熱パネルの断熱性効果を良くすることができる。又、
ゲッター材をスペーサ材内部に差し込むので、パネル表
面に突出部分ができず、真空断熱パネルの設計や製造を
容易にし、又その利用時の便利性を向上することができ
る。
発明においては、吸着剤が、ほぼ平坦な底部とこれより
小さい面積になっている先端部と先端部の方向に断面積
が減少している先端側部分を備えた間の部分とを有する
ので、先端部を断熱性材料に突き刺してその中に入れ、
底部をこれとほぼ同一平面にすることができる。その結
果、従来のように断熱性材料に予め穴明け等の加工をし
ておく必要がなり、その取り付け作業が極めて容易にな
る。又、底部と断熱性材料とを同一平面にできるので、
真空断熱体の設計や製作が容易になると共に、その利用
性を向上することができる。
が、連続した空間を持つ断熱性材料の強度特性等を好都
合に利用できるので、突き刺すために大きな力を必要と
せず、突き刺し後その状態が安定して保持され、その作
業自体も極めて容易に行うことができる。
材料に吸着剤を適用するため、従来の吸着剤を混合して
発泡させる場合のように、断熱材自体によって吸着剤の
多孔が密着閉塞されることがない。又、従来の吸着剤を
微粉にしてシート状に加工する場合のように、多量の接
着剤によって前記多孔が閉塞されることもない。その結
果、吸着剤のガス吸着性能が良く、真空断熱体の断熱性
能の良い状態を長期間維持することができる。又、吸着
剤の使用量を減少させることもできる。
られるので、その取付個数を自由に増減できる。従っ
て、断熱性材料の性質、即ち発生させるガスの種類や量
や、真空断熱体を覆う外周体の外気透過量等により、吸
着剤の種類や個数を自由に調整し、真空断熱体の断熱性
能の維持に最適な状態を実現することが可能になる。こ
の場合、吸着剤が、先端部分のみでなくそこから断面積
の拡大された部分を備えているので、単一の吸着剤のガ
スの吸着効果を大きくすることができる。
て、吸着剤が通気性のある容器に入れられて形成されて
いるので、吸着剤の表面が均一化され、その断熱性材料
への突き刺し時の摩擦抵抗を小さくし、その取付作業を
一層容易にすることができる。又、吸着剤を接着剤や焼
結等によって結合する必要がなくなるので、これを全く
用いない吸着剤では、その製造が一層容易になると共
に、ガス吸着性能が更に良くなる。そしてこの場合に
は、例えば小粒の活性炭をそのままの状態で使用するこ
とができるので、吸着剤の成形作業が極めて簡単になる
と共に、その表面積が最大になり気体吸着性能を一層向
上させることができる。
明に加えて、底部の一部分に吸着剤取扱用の凹部や凸部
を設けているので、その取扱いが容易になり、真空断熱
体の製造を機械化する場合等に、突き刺しのための工具
等の装着を容易にすることができる。
を持つ断熱性材料を備えた真空断熱体内の気体を吸着す
るために用いられる吸着剤を、長さに対して先端部の寸
法が小さくなるように形成するので、これを断熱性材料
に突き刺し、容易にこれに取り付けることができる。こ
の場合、断熱性材料は、その物質自体の機械的特性及び
連続空間を有することから、諸強度が低いため、細長い
芯状の吸着剤をその長さ方向が断熱性材料の一面にほぼ
直角な方向になるように容易に突き刺すことができる。
さいが、多本数の使用が容易であり、例えば断熱性材料
に全体的に分布させ、真空断熱パネルにおける均一なガ
ス吸着性や断熱性を得ることができる。又、金槌等の平
面工具で打ち込むことにより、その後端側を断熱性材料
の面に揃えるのが容易である。そして、断面が一様な形
状になっているので、挿入状態を安定して維持すること
ができる。
のと同様に、断熱性材料への穴明け等の加工の省略、真
空断熱体の設計や製作の容易化、その利用性を向上、良
好なガス吸着性能、吸着剤の使用量の減少、取付数が自
由であること、等の諸効果を得ることができる。
持つ断熱性材料と内部の気体を吸着する吸着剤とを外周
体で覆って形成した真空断熱体の吸着剤を、請求項1と
同じ構成のものにするので、真空断熱体において請求項
1と同じ作用効果を得ることができる。
持つ断熱性材料と内部の気体を吸着する吸着剤とを外周
体で覆って形成した真空断熱体の吸着剤を、請求項4と
同じ構成のものにするので、真空断熱体において請求項
4と同じ作用効果を得ることができる。
材の構造例を示し、(a)は真空断熱パネルの断面図、
(b)乃至(g)はゲッター材の各種形状を示す斜視図
である。
斜視図である。
を示す説明図で、(b)は力の多角形を示す説明図であ
る。
を示す説明図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 連続した空間を持つ断熱性材料を備えた
真空断熱体内の気体を吸着するために用いられる吸着剤
おいて、 一部分及び他の部分のうち少なくとも他の部分がほぼ平
坦になっている底部と、該底部の面積より小さい面積に
なっている先端部と、前記底部と前記先端部との間の部
分であって前記先端部の方向に断面積が減少している先
端側部分を備えた間の部分と、を有することを特徴とす
る吸着剤 - 【請求項2】 通気性のある容器に入れられて形成され
ていることを特徴とする請求項1に記載の吸着剤。 - 【請求項3】 前記一部分が取扱用の凹部又は凸部の少
なくとも何れかで形成されていることを特徴とする請求
項1に記載の吸着剤。 - 【請求項4】 連続した空間を持つ断熱性材料を備えた
真空断熱体内の気体を吸着するために用いられる吸着剤
において、 細長い芯状であって長さ方向が前記断熱性材料の一面に
ほぼ直角な方向になるように用いられることを特徴とす
る吸着剤。 - 【請求項5】 連続した空間を持つ断熱性材料と内部の
気体を吸着する吸着剤とを外周体で覆って形成した真空
断熱体において、 前記吸着剤は、一部分及び他の部分のうち少なくとも他
の部分がほぼ平坦になっている底部と、該底部の面積よ
り十分小さい面積になっている先端部と、前記底部と前
記先端部との間の部分であって前記先端部の方向に断面
積が減少している先端側部分を備えた間の部分と、を有
し、前記底部が前記断熱性材料の一面とほぼ同一面にな
るように用いられていることを特徴とする真空断熱体。 - 【請求項6】 連続した空間を持つ断熱性材料と内部の
気体を吸着する吸着剤とを外周体で覆って形成した真空
断熱体において、 前記吸着剤は細長い芯状であって長さ方向が前記断熱性
材料の一面にほぼ直角な方向になるように用いられてい
ることを特徴とする真空断熱体。
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