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JP2006046512A - Heat insulating body - Google Patents

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JP2006046512A
JP2006046512A JP2004229147A JP2004229147A JP2006046512A JP 2006046512 A JP2006046512 A JP 2006046512A JP 2004229147 A JP2004229147 A JP 2004229147A JP 2004229147 A JP2004229147 A JP 2004229147A JP 2006046512 A JP2006046512 A JP 2006046512A
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Japan
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nitrogen
adsorbing
heat insulating
gas
insulating body
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JP2004229147A
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Akihiro Nozue
章浩 野末
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high performance vacuum heat insulating body having improved heat insulating performance by using adsorbing materials for reducing pressure in the vacuum heat insulating body, maintaining the pressure and effectively adsorbing nitrogen of small solid heat conduction and low reactivity when applied to the heat insulating body. <P>SOLUTION: The heat insulating body 4 comprises a core material 5, a gas adsorbing material 7 consisting of a nitrogen adsorptive metal and a nitrogen adsorbing film manufactured of a high polymer with simultaneous adsorption, a moisture adsorbing material 8, an oxygen adsorbing material 9, and a gas barrier shell material 6 depressurized for covering all of these. The used core material 5 is an inorganic fiber assembly and the used shell material 6 is a laminate film which consists of a surface protecting layer, a gas barrier layer and a thermally welded layer. The nitrogen adsorbing film adsorbs and removes nitrogen which cannot be removed in an industrial evacuation process. As a result, the heat insulating body 4 has improved heat insulating performance. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、気体吸着材を含む断熱体に関するものである。   The present invention relates to a heat insulator including a gas adsorbent.

近年、地球環境問題である温暖化を防止することの重要性から、省エネルギー化が望まれており、民生用機器に対しても、省エネルギーの推進が行われている。特に、冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機等の保温保冷機器では、熱を効率的に利用するという観点から、優れた断熱性能を有する断熱材が求められている。   In recent years, energy saving is desired because of the importance of preventing global warming, which is a global environmental problem, and energy saving is also promoted for consumer devices. In particular, in a heat and cold insulation device such as a refrigerator, a freezer, or a vending machine, a heat insulating material having excellent heat insulating performance is required from the viewpoint of efficiently using heat.

このような課題を解決する一手段として、空間を保持する芯材と、空間と外気を遮断する外被材によって構成される真空断熱体がある。その芯材として、一般に、粉体材料、繊維材料、連通化した発泡体などが用いられている。   As a means for solving such a problem, there is a vacuum heat insulating body constituted by a core material that holds a space and a jacket material that blocks the space and the outside air. In general, a powder material, a fiber material, a continuous foam, or the like is used as the core material.

例えば、冷蔵庫などに多く用いられている真空断熱材としては、真空断熱パネルがあり、真空断熱パネルは、無機繊維集合体を用いた芯材を、ガスバリア性の金属―プラスチックラミネートフィルム等で覆い、内部を真空排気した後、パックしてパネルとするものである。   For example, as a vacuum heat insulating material often used in refrigerators and the like, there is a vacuum heat insulating panel, and the vacuum heat insulating panel covers a core material using an inorganic fiber aggregate with a gas barrier metal-plastic laminate film or the like, The inside is evacuated and then packed into a panel.

これを冷蔵庫などの断熱箱体に用いる場合には、箱体の容器材料の内面に貼り付けられ、さらに発泡ウレタン樹脂を注入発泡成形する二重構造で構成されている。近年では、冷蔵庫などをはじめ真空断熱体への要求が多岐にわたってきており、一層高性能な真空断熱体が求められている。   When this is used for a heat-insulating box such as a refrigerator, it is affixed to the inner surface of the container material of the box, and further has a double structure in which a foamed urethane resin is injected and foam-molded. In recent years, demands for vacuum insulators such as refrigerators have been diversified, and higher performance vacuum insulators have been demanded.

空気が介在して熱伝導が行われる場合、断熱性能に影響を及ぼす物性として、気体の平均自由行程がある。気体の平均自由行程とは、空気を構成する分子の一つが、別の分子と衝突するまでに進む距離のことであり、平均自由行程よりも形成されている空隙が大きい場合は、空隙内において分子同士が衝突し、気体による熱伝導が生じるため、熱伝導率は大きくなる。   In the case where heat conduction is performed through the presence of air, there is a mean free path of gas as a physical property that affects the heat insulation performance. The mean free path of a gas is the distance traveled by one of the molecules that make up the air before colliding with another molecule. If the void formed is larger than the mean free path, Since the molecules collide with each other and heat conduction by gas occurs, the thermal conductivity increases.

真空断熱体の断熱原理は、熱を伝える空気をできる限り排除し、気体による熱伝導を低減することである。一方、平均自由行程よりも空隙が小さい場合は、熱伝導率は小さくなる。これは空気の衝突による熱伝導が、ほとんどなくなるためである。   The heat insulation principle of a vacuum heat insulator is to eliminate as much air as possible to transfer heat and reduce heat conduction by gas. On the other hand, when the void is smaller than the mean free path, the thermal conductivity is small. This is because there is almost no heat conduction due to air collision.

従って、真空断熱体の性能を長期間維持するためには、初期の内部圧力をより低圧とする必要がある。しかしながら、工業的レベルで高真空にすることは困難であり、実用的に達成可能な真空度は、13.3Pa程度までである。   Therefore, in order to maintain the performance of the vacuum insulator for a long period of time, the initial internal pressure needs to be lower. However, it is difficult to make a high vacuum at an industrial level, and the degree of vacuum that can be achieved practically is up to about 13.3 Pa.

また、真空断熱体内部から発生するガスや、外部から真空断熱体へ透過侵入してくるガスが、真空断熱体の経時的な断熱性能の劣化を招く要因となる。特に空気中にもっとも多く含まれる窒素は、反応性に乏しく、非極性分子のため、低圧における活性炭などの物理吸着材による除去が困難であり、その存在は、断熱性能の悪化要因となるものである。   Moreover, the gas generated from the inside of the vacuum heat insulator or the gas that permeates and enters the vacuum heat insulator from the outside becomes a factor that causes deterioration of the heat insulation performance of the vacuum heat insulator over time. In particular, nitrogen, which is the most abundant in air, is poorly reactive and is a non-polar molecule, so it is difficult to remove it with a physical adsorbent such as activated carbon at low pressure. is there.

一方、空気中に微量含まれる水素は、いかなる外被材をも透過し真空断熱体へ侵入することが可能であり、また低分子量であることから、気体熱伝導率が高いため、微量ではあるが、その存在は断熱性能の悪化要因となるものである。   On the other hand, hydrogen contained in a trace amount in the air can pass through any outer jacket material and penetrate into the vacuum insulator, and since it has a low molecular weight, it has a small amount of gas because of its high thermal conductivity. However, its presence is a factor that deteriorates the heat insulation performance.

このような課題を解決する手段として、窒素吸蔵合金や窒素ゲッター材と呼ばれる金属系の吸着材がある。例えば、窒素ゲッター材と呼ばれるものには、70%Zr―15%V―3.3%Fe―8や69%Zr―2.6%V―0.6%Fe―24.8%Mn―3%Mm(Mm:ミッシュメタル)の組成の合金があり、これらを断熱空間の最も温度が高いところに設置し、真空度維持に用いるものがある(特許文献1参照)。   As means for solving such problems, there are metal-based adsorbents called nitrogen storage alloys and nitrogen getter materials. For example, what are called nitrogen getter materials include 70% Zr-15% V-3.3% Fe-8 and 69% Zr-2.6% V-0.6% Fe-24.8% Mn-3. There are alloys having a composition of% Mm (Mm: Misch metal), and these are installed in the heat insulation space where the temperature is highest and used for maintaining the degree of vacuum (see Patent Document 1).

また、窒素吸蔵合金とよばれるものとしては、NdFe7やCeO2−Feがある(特許文献2参照)。 Examples of nitrogen storage alloys include NdFe 7 and CeO 2 —Fe (see Patent Document 2).

また、酸化コバルト、酸化銅またはそれらの混合物から選択される遷移金属酸化物と金属パラジウムとの混合物を水素吸着材として含むゲッターが提案されている(特許文献3参照)。   In addition, there has been proposed a getter including a mixture of a transition metal oxide selected from cobalt oxide, copper oxide or a mixture thereof and metal palladium as a hydrogen adsorbent (see Patent Document 3).

また、金属パラジウムおよび酸化パラジウム、銀を含むコーティングをゲッター材料表面に施した複合材料により水素を吸着する手法が提案されている(特許文献4参照)。   In addition, a method of adsorbing hydrogen using a composite material in which a coating containing metal palladium, palladium oxide, and silver is applied to the surface of the getter material has been proposed (see Patent Document 4).

また、金属系以外にもC60やC70などの球状カーボン材料を含む気体吸着材により、酸素、窒素、水素を吸着できることが提案されている(特許文献5参照)。
特表2003―535218号公報 特開2000―247613号公報 特開平9−47652号公報 特表2003−501556号公報 特表2003−514653号公報
Further, it has been proposed that oxygen, nitrogen, and hydrogen can be adsorbed by a gas adsorbent containing a spherical carbon material such as C60 or C70 in addition to a metal system (see Patent Document 5).
Special table 2003-535218 gazette JP 2000-247613 A Japanese Patent Laid-Open No. 9-47652 Special table 2003-501556 gazette Special table 2003-514653 gazette

しかしながら、特許文献1および特許文献2の構成による窒素ゲッター材を用いた気体吸着材では、反応速度をできるだけ上げるために、断熱空間内で最も温度が高い箇所に設置する。窒素ゲッター材自身は、金属材料のため固体熱伝導率が高く、そのため、熱伝導が大きくなる。   However, in the gas adsorbent using the nitrogen getter material having the configurations of Patent Document 1 and Patent Document 2, the gas adsorbent is installed at the highest temperature in the heat insulating space in order to increase the reaction rate as much as possible. Since the nitrogen getter material itself is a metal material, the solid heat conductivity is high, and therefore the heat conduction is increased.

また、窒素分子は三重結合を有し、約940kJ/molという非常に大きな結合エネルギーのため、開裂させるのが非常に困難であり、多くの窒素ゲッター材や窒素吸蔵合金では、窒素分子を開裂させるため、Feを混入させているが、それでも速やかに窒素を吸着させるには、数百度という高温が必要である。   Further, the nitrogen molecule has a triple bond and is very difficult to cleave due to a very large bond energy of about 940 kJ / mol. In many nitrogen getter materials and nitrogen storage alloys, the nitrogen molecule is cleaved. Therefore, Fe is mixed, but still a high temperature of several hundred degrees is necessary to quickly adsorb nitrogen.

そのため、100度以下の低温で、十分な窒素吸着速度を得るためには、窒素ゲッター材の使用量を増やす必要があり、その結果、吸着材を配設した部位の固体熱伝導率が著しく増加し、断熱体の断熱性能が悪化するという課題がある。   Therefore, in order to obtain a sufficient nitrogen adsorption rate at a low temperature of 100 ° C. or lower, it is necessary to increase the amount of nitrogen getter material used, and as a result, the solid thermal conductivity of the portion where the adsorbent material is disposed is significantly increased. However, there exists a subject that the heat insulation performance of a heat insulating body deteriorates.

また、特許文献3および特許文献4の構成でも、気体吸着材が金属酸化物および金属との混合物であるため、気体吸着材自身の熱伝導率が高く、多くの気体吸着材を適用することにより、断熱性能の悪化する部位が生じることとなる。   In the configurations of Patent Document 3 and Patent Document 4, since the gas adsorbent is a mixture of a metal oxide and a metal, the gas adsorbent itself has a high thermal conductivity, and by applying many gas adsorbents. As a result, a portion where the heat insulation performance deteriorates is generated.

また、特許文献5の構成では、気体吸着材がC60やC70などの球状カーボン材料であるため、炭素−炭素結合により形成される5員環および6員環が組み合わされ閉じられた球状構造では、多量の気体吸着は困難である。   Further, in the configuration of Patent Document 5, since the gas adsorbent is a spherical carbon material such as C60 or C70, in a spherical structure in which a 5-membered ring and a 6-membered ring formed by carbon-carbon bonds are combined and closed, A large amount of gas adsorption is difficult.

本発明の目的は、断熱体の内部圧力を低減し、かつ、その圧力を維持する気体吸着材を備えた断熱体であって、特に反応性に乏しく、吸着除去が困難な窒素と、あるいは、いかなる外被材をも通過する水素を速やかに吸着可能な気体吸着材を用い、断熱性能が優れた断熱体を提供することにある。   An object of the present invention is a heat insulator provided with a gas adsorbent that reduces the internal pressure of the heat insulator and maintains the pressure, and particularly has low reactivity and is difficult to remove by adsorption, or An object of the present invention is to provide a heat insulator having excellent heat insulation performance using a gas adsorbent capable of quickly adsorbing hydrogen that passes through any jacket material.

また、金属材料の使用量を減ずることで、固体熱伝導率の悪化を減じた、断熱性能が優れた断熱体を提供することにある。また、芯材の空隙径を低減することによりさらに優れた断熱性能を有する高性能な断熱体を提供することにある。   It is another object of the present invention to provide a heat insulator with excellent heat insulation performance in which the deterioration of solid thermal conductivity is reduced by reducing the amount of metal material used. Another object of the present invention is to provide a high-performance heat insulator having a further excellent heat insulating performance by reducing the gap diameter of the core material.

上記目的を達成するために、本発明の断熱体は、芯材と気体吸着材とをガスバリア性の外被材で覆い前記外被材の内部を減圧してなる断熱体であって、前記気体吸着材が、少なくとも、窒素吸着性金属と高分子を同時に蒸着する同時蒸発法によって作製した窒素吸着膜を含むことを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the heat insulating body of the present invention is a heat insulating body formed by covering a core material and a gas adsorbing material with a gas barrier outer covering material and depressurizing the inside of the outer covering material. The adsorbent includes at least a nitrogen adsorbing film produced by a co-evaporation method in which a nitrogen adsorbing metal and a polymer are vapor-deposited simultaneously.

これによって、窒素吸着膜中に窒素吸着性金属が微粒子として分散され、高表面積、高触媒活性を有すると共に、高分子中に固定されることで、取り扱い性が増し、また、蒸着された窒素吸着性金属は、活性化処理を行わなくても活性度は高く、そのため、工業的真空排気プロセスで除去しきれない残存窒素や、経時的に外部から侵入してくる窒素を吸着し、高性能な断熱体を提供することが出来る。   As a result, the nitrogen-adsorbing metal is dispersed as fine particles in the nitrogen-adsorbing film, has a high surface area and high catalytic activity, and is fixed in the polymer, thereby improving the handleability and the deposited nitrogen adsorption. The active metal is highly active without activation treatment, and therefore adsorbs residual nitrogen that cannot be removed by the industrial vacuum exhaust process and nitrogen that enters from the outside over time, and has high performance. Insulation can be provided.

さらに窒素吸着性金属が高分子中に分散されており、短時間であれば、活性を失うことなく大気中で取り扱うことができる。また、高温での活性化処理を行わないでよいため、耐熱性が低い外被材にも担持することができる。さらに、高分子が基材となるため、気体吸着材の固体熱伝導率は大きく減じられる。   Further, the nitrogen-adsorbing metal is dispersed in the polymer, and can be handled in the atmosphere without losing activity for a short time. Moreover, since it is not necessary to perform the activation process at high temperature, it can carry | support also to the jacket material with low heat resistance. Furthermore, since the polymer serves as a base material, the solid thermal conductivity of the gas adsorbent is greatly reduced.

また、本発明の断熱体は、前記窒素吸着性金属が、シングルナノ粒子であることを特徴とするものである。   Moreover, the heat insulating body of the present invention is characterized in that the nitrogen-adsorbing metal is a single nanoparticle.

同時蒸発法で作製した窒素吸着膜は、窒素吸着性金属粒子が10ナノメートル以下のシングルナノサイズであるため、これにより、粒子サイズ効果により特異な触媒能を有し、ボールミル等の機械的粉砕法により得られるマイクロメートルサイズの粒子と比べ、著しく触媒活性が向上する。   The nitrogen adsorbing film produced by the co-evaporation method has a single nanosize with nitrogen adsorbing metal particles of 10 nanometers or less, so that it has a unique catalytic ability due to the particle size effect, and mechanical grinding such as ball mill Compared with micrometer-sized particles obtained by the method, the catalytic activity is remarkably improved.

また、気体吸着材の表面積が著しく増加することで、反応速度も増加する。それによって、100度以下の低温でも、少量の窒素吸着性金属で十分な触媒活性と反応速度を有し、窒素吸着性金属の使用量を大幅に減らすことができ、固体熱伝導率を大きく減じられる。さらに、結晶サイズが非常に小さくなることで、フォノンによる熱伝導が低減され、気体吸着材の固体熱伝導率をさらに大きく減らすことができる。   In addition, the reaction rate increases as the surface area of the gas adsorbent increases significantly. Thereby, even at a low temperature of 100 degrees or less, a small amount of nitrogen-adsorbing metal has sufficient catalytic activity and reaction rate, the amount of nitrogen-adsorbing metal used can be greatly reduced, and the solid thermal conductivity is greatly reduced. It is done. Furthermore, since the crystal size is very small, heat conduction by phonons is reduced, and the solid thermal conductivity of the gas adsorbent can be further greatly reduced.

また、本発明の断熱体は、芯材としてメソ多孔構造を有することを特徴とするものである。   The heat insulator of the present invention is characterized by having a mesoporous structure as a core material.

これにより、芯材の空隙径を低減することでさらに優れた断熱性能を有する高性能な断熱体を提供することができる。   Thereby, the high performance heat insulating body which has the further outstanding heat insulation performance can be provided by reducing the space | gap diameter of a core material.

本発明の断熱体は、気体吸着材として、窒素吸着性金属と高分子を同時に蒸着する同時蒸発法によって作製した窒素吸着膜を含むことにより、気体吸着材の固体熱伝導を小さくすると共に、真空断熱材中の残存気体や芯材からの発生ガス、及び経時的に外部から侵入してくる気体、その中でも特に活性度の低い窒素と、いかなる外被材をも通過する水素を吸着可能とすることにより、工業的真空排気プロセスで除去しきれない残存窒素や、経時的に外部から侵入してくる窒素、また、いかなる外被材をも通過する水素を吸着し、断熱性能の向上を図ることができる。   The heat insulator of the present invention includes a nitrogen adsorbing film prepared by a co-evaporation method in which a nitrogen adsorbing metal and a polymer are simultaneously deposited as a gas adsorbing material, thereby reducing the solid heat conduction of the gas adsorbing material and It is possible to adsorb residual gas in the heat insulating material, gas generated from the core material, and gas that enters from the outside over time, particularly nitrogen with low activity and hydrogen that passes through any jacket material. By adsorbing residual nitrogen that cannot be removed by the industrial vacuum exhaust process, nitrogen that enters from the outside over time, and hydrogen that passes through any jacket material, it is possible to improve heat insulation performance Can do.

また、本発明の断熱体は、芯材としてメソ多孔構造を有することで、芯材の空隙径を低減することでき、さらに優れた断熱性能を有する高性能な断熱体を提供することができる。   Moreover, the heat insulating body of this invention can reduce the space | gap diameter of a core material by having a mesoporous structure as a core material, and can provide the high-performance heat insulating body which has the further outstanding heat insulation performance.

請求項1に記載の断熱体の発明は、芯材と気体吸着材とをガスバリア性の外被材で覆い前記外被材の内部を減圧してなる断熱体であって、前記気体吸着材が、少なくとも、窒素吸着性金属と高分子を同時に蒸着する同時蒸発法によって作製した窒素吸着膜を含むものであり、窒素吸着膜中に窒素吸着性金属が微粒子として分散され、高表面積、高触媒活性を有すると共に、高分子中に固定されることで、取り扱い性が増し、また、蒸着された窒素吸着性金属は、活性化処理を行わなくても活性度は高いため、工業的真空排気プロセスで除去しきれない残存窒素や、経時的に外部から侵入してくる窒素を吸着し、断熱体の断熱性能の向上を図ることができる。   The invention of the heat insulator according to claim 1 is a heat insulator formed by covering the core material and the gas adsorbing material with a gas barrier outer covering material and decompressing the inside of the outer covering material. , Which includes at least a nitrogen-adsorbing film produced by a co-evaporation method in which a nitrogen-adsorbing metal and a polymer are vapor-deposited at the same time. In addition, the handleability is increased by being fixed in the polymer, and the deposited nitrogen-adsorbing metal has high activity without performing the activation treatment. Residual nitrogen that cannot be removed or nitrogen that enters from the outside over time can be adsorbed to improve the heat insulation performance of the heat insulator.

さらに、高分子中に分散されており、短時間であれば、活性を失う大きな原因である酸素との接触が抑制され、活性を失うことなく大気中で取り扱うことができる。   Furthermore, it is dispersed in the polymer, and for a short time, contact with oxygen, which is a major cause of losing activity, is suppressed, and it can be handled in the atmosphere without losing activity.

また、高温での活性化処理を行わないでよいため、耐熱性が低い外被材にも窒素吸着膜を担持することができる。   Further, since it is not necessary to carry out the activation treatment at a high temperature, the nitrogen adsorption film can also be carried on the jacket material having low heat resistance.

また、窒素吸着膜は、高分子が基材となるため、気体吸着材の固体熱伝導率は大きく減じられる。   In addition, since the polymer of the nitrogen adsorption film is a base material, the solid thermal conductivity of the gas adsorbent is greatly reduced.

また、窒素吸着性金属は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、遷移元素を示し、これらを含むものであれば良く、混合物や化合物であってもよい。   Further, the nitrogen-adsorbing metal indicates an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth element, or a transition element, and may contain any of these, and may be a mixture or a compound.

また、高分子は特に特定するものではないが、断熱体内への外部からの窒素侵入速度よりも速いガス透過速度を有する必要がある。また、表面保護層、ガスバリア層、および熱溶着層によって構成されるラミネートフィルム等であれば、熱溶着層を窒素吸着膜で作製してもよい。   In addition, the polymer is not particularly specified, but it needs to have a gas permeation rate faster than the nitrogen penetration rate from the outside into the heat insulating body. Moreover, as long as it is a laminate film composed of a surface protective layer, a gas barrier layer, and a heat welding layer, the heat welding layer may be made of a nitrogen adsorption film.

また、気体吸着材は、窒素以外の酸素、水素、二酸化炭素、水、一酸化炭素等の気体を吸着するために、窒素吸着膜からなる気体吸着材と、その他の気体吸着材、例えば公知の化学吸着材や物理吸着材を併用ハイブリット化することも可能である。その構成比は、使用環境や内部発生ガスの種類により選択できるものである。   The gas adsorbent is composed of a nitrogen adsorbent film and other gas adsorbents, such as a known one, in order to adsorb gases other than nitrogen, such as oxygen, hydrogen, carbon dioxide, water, and carbon monoxide. It is also possible to hybridize with a chemical adsorbent or a physical adsorbent. The composition ratio can be selected depending on the use environment and the type of internally generated gas.

また、本発明における外被材は、ガスバリア性を有するものが利用でき、金属容器やガラス容器、樹脂と金属の積層されたガスバリア容器、さらには表面保護層、ガスバリア層、および熱溶着層によって構成されるラミネートフィルムなど、気体侵入を阻害可能な種々の材料および複合材料が利用できる。   In addition, as the jacket material in the present invention, a material having a gas barrier property can be used. Various materials and composite materials that can inhibit gas intrusion can be used, such as laminated films.

また、本発明における芯材としては、ポリスチレンやポリウレタンなどのポリマー材料の連通気泡体や、無機材料の連通気泡体、無機および有機の粉末、無機および有機の繊維材料などが利用できる。またそれらの混合物であっても良い。   In addition, as the core material in the present invention, open cells of polymer materials such as polystyrene and polyurethane, open cells of inorganic materials, inorganic and organic powders, inorganic and organic fiber materials, and the like can be used. A mixture thereof may also be used.

請求項2に記載の断熱体の発明は、請求項1に記載の発明における前記窒素吸着性金属が、シングルナノ粒子であるものであり、シングルナノ粒子からなる窒素吸着性金属は、粒子サイズ効果による特異な触媒活性と非常に大きな表面積により、100度以下の低温でも、窒素の吸蔵速度が著しく大きく、少量の窒素吸着性金属で、工業的真空排気プロセスで除去しきれない残存窒素や、経時的に外部から侵入してくる窒素を吸着し、高性能な断熱体を供給できる。さらに、活性が大きいため固体熱伝導率が大きな窒素吸着性金属の使用量が少量で、効果が得られるため、気体吸着材の固体熱伝導率を低減することが出来る。さらに、超微細粒子のためフォノンによる固体熱伝導率が減少するため、気体吸着材自身の固体熱伝導率を減じることができ、その結果、断熱体の断熱性能の向上を図ることができる。   The invention of claim 2 is a heat insulating body according to claim 1, wherein the nitrogen adsorbing metal in the invention of claim 1 is a single nanoparticle, and the nitrogen adsorbing metal comprising a single nanoparticle has a particle size effect. Due to the peculiar catalytic activity and extremely large surface area, the nitrogen occlusion rate is remarkably large even at a low temperature of 100 ° C or less, and a small amount of nitrogen-adsorbing metal cannot be removed by an industrial vacuum exhaust process. It can adsorb nitrogen entering from outside and supply high-performance insulation. Furthermore, since the activity is large and the effect is obtained with a small amount of nitrogen-adsorbing metal having a large solid thermal conductivity, the solid thermal conductivity of the gas adsorbent can be reduced. Furthermore, since the solid thermal conductivity due to phonons is reduced due to the ultrafine particles, the solid thermal conductivity of the gas adsorbent itself can be reduced, and as a result, the thermal insulation performance of the thermal insulator can be improved.

請求項3に記載の断熱体の発明は、請求項1に記載の発明における前記気体吸着材が、少なくとも、水素吸着性金属と高分子を同時に蒸着する同時蒸発法によって作製した水素吸着膜を含むものであり、水素吸着膜中に水素吸着性金属が微粒子として分散され、高表面積、高触媒活性を有すると共に、高分子中に固定されることで、取り扱い性が増し、また、蒸着された窒素吸着性金属は、活性化処理を行わなくても活性度は高いため、あらゆる外被材を通過し、経時的に外部から侵入してくる水素を吸着し、断熱体の断熱性能の向上を図ることができる。   According to a third aspect of the present invention, the gas adsorbent in the first aspect of the invention includes at least a hydrogen adsorption film produced by a co-evaporation method in which a hydrogen adsorbing metal and a polymer are simultaneously deposited. The hydrogen-adsorbing metal is dispersed as fine particles in the hydrogen-adsorbing film, has a high surface area and a high catalytic activity, and is fixed in a polymer, so that the handleability is increased, and the deposited nitrogen Since the adsorptive metal has a high degree of activity without performing an activation treatment, it adsorbs hydrogen that passes through any jacket material and enters from the outside over time, thereby improving the heat insulation performance of the heat insulator. be able to.

また、水素吸着膜は、高分子が基材となるため、気体吸着材の固体熱伝導率は大きく減じられる。   In addition, since the hydrogen adsorption film is made of a polymer, the solid thermal conductivity of the gas adsorbent is greatly reduced.

また、水素吸着性金属は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、4族元素、5族元素、パラジウムを示し、これらをふくものであれば良く、また、混合物や化合物であってもよい。   Further, the hydrogen-adsorbing metal indicates alkali metal, alkaline earth metal, rare earth element, group 4 element, group 5 element, palladium, and any material may be used as long as it contains these, and may be a mixture or a compound. .

また、高分子は、特に特定するものではないが、表面保護層、ガスバリア層、および熱溶着層によって構成されるラミネートフィルム等であれば、熱溶着層を水素吸着膜で作製してもよい。   In addition, the polymer is not particularly specified, but the heat welding layer may be made of a hydrogen adsorption film as long as it is a laminate film composed of a surface protective layer, a gas barrier layer, and a heat welding layer.

また、気体吸着材は、水素以外の酸素、窒素、二酸化炭素、水、一酸化炭素等の気体を吸着するために、水素吸着膜からなる気体吸着材と、その他の気体吸着材、例えば公知の化学吸着材や物理吸着材を併用ハイブリット化することも可能である。その構成比は、使用環境や内部発生ガスの種類により選択できるものである。   Further, the gas adsorbent is composed of a hydrogen adsorbent film and other gas adsorbents, for example, a known one, in order to adsorb gases other than hydrogen, such as oxygen, nitrogen, carbon dioxide, water, and carbon monoxide It is also possible to hybridize with a chemical adsorbent or a physical adsorbent. The composition ratio can be selected depending on the use environment and the type of internally generated gas.

請求項4に記載の断熱体の発明は、請求項3に記載の発明における前記水素吸着性金属が、シングルナノ粒子であるものであり、シングルナノ粒子からなる水素吸着性金属は、粒子サイズ効果による特異な触媒活性と非常に大きな表面積により、100度以下の低温でも、水素の吸蔵速度が著しく大きく、少量の水素吸着性金属で、いかなる外被材をも通過し、経時的に外部から侵入してくる水素を吸着し、高性能な断熱体を供給できる。   According to a fourth aspect of the invention, the hydrogen-adsorbing metal in the invention according to the third aspect is a single nanoparticle, and the hydrogen-adsorbing metal comprising a single nanoparticle has a particle size effect. Due to its unique catalytic activity and extremely large surface area, the hydrogen storage rate is extremely large even at low temperatures of 100 degrees or less, and it passes through any jacket material with a small amount of hydrogen-adsorbing metal, and penetrates from the outside over time. Adsorbs incoming hydrogen and supplies high-performance insulation.

さらに、活性が大きいため固体熱伝導率が大きな水素吸着性金属の使用量が少量で、効果が得られるため、気体吸着材の固体熱伝導率を低減することが出来る。さらに、超微細粒子のためフォノンによる固体熱伝導率が減少するため、気体吸着材自身の固体熱伝導率を減じることができ、その結果、断熱体の断熱性能の向上を図ることができる。   Furthermore, since the activity is large and the effect is obtained with a small amount of the hydrogen-adsorbing metal having a large solid thermal conductivity, the solid thermal conductivity of the gas adsorbent can be reduced. Furthermore, since the solid thermal conductivity due to phonons is reduced due to the ultrafine particles, the solid thermal conductivity of the gas adsorbent itself can be reduced, and as a result, the thermal insulation performance of the thermal insulator can be improved.

請求項5に記載の断熱体の発明は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の発明における前記芯材が、メソ多孔構造を有するものであり、気体吸着材が、工業的真空排気プロセスで除去しきれない残存窒素や、経時的に外部から侵入してくる窒素、あるいは、いかなる外被材をも通過し、経時的に外部から侵入してくる水素を吸着し、その結果、断熱体の断熱性能の向上を図ることができる一方で、芯材の空隙径が2〜50nmの範囲であるために、平均自由行程よりも空隙が小さく、その結果、気体吸着材によっても除去しきれなかった残存気体の気体熱伝導を、より低減可能とするものである。   According to a fifth aspect of the present invention, the core material according to any one of the first to fourth aspects has a mesoporous structure, and the gas adsorbent is industrial. Adsorbs residual nitrogen that cannot be removed by the evacuation process, nitrogen that enters from the outside over time, or hydrogen that passes through any jacket material and enters from the outside over time. While the heat insulation performance of the heat insulator can be improved, since the void diameter of the core material is in the range of 2 to 50 nm, the void is smaller than the mean free path. As a result, it is also removed by the gas adsorbent. This makes it possible to further reduce the gas heat conduction of the residual gas that has not been completely removed.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における窒素吸着膜1の模式図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of a nitrogen adsorption film 1 according to Embodiment 1 of the present invention.

図1において、窒素吸着膜1は、窒素吸着性金属2と高分子3を同時蒸着法により作製したもので、高分子3の中に、窒素吸着性金属2が10ナノメートル以下の微粒子として取り込まれている。   In FIG. 1, a nitrogen adsorbing film 1 is produced by simultaneous vapor deposition of a nitrogen adsorbing metal 2 and a polymer 3, and the nitrogen adsorbing metal 2 is taken into the polymer 3 as fine particles of 10 nanometers or less. It is.

図2は、本発明の実施の形態1における窒素吸着膜1からなる気体吸着材7を適用した断熱体の断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view of a heat insulator to which the gas adsorbent 7 made of the nitrogen adsorption film 1 according to Embodiment 1 of the present invention is applied.

図2において、断熱体4は、芯材5と窒素吸着膜1からなる気体吸着材7と水分吸着材8と酸素吸着材9とをガスバリア性の外被材6で覆い外被材6の内部を減圧してなり、芯材5として、無機繊維集合体を、外被材6として、表面保護層、ガスバリア層、および熱溶着層によって構成されるラミネートフィルムが用いられたものであり、工業的真空排気プロセスで除去しきれない窒素を、窒素吸着膜が吸着除去し、その結果、断熱体4の断熱性能の向上を図ることができる。   In FIG. 2, the heat insulator 4 includes a gas adsorbent 7, a moisture adsorbent 8, and an oxygen adsorbent 9 made of a core material 5 and a nitrogen adsorbing film 1 covered with a gas barrier outer covering 6. And a laminated film composed of an inorganic fiber aggregate as the core material 5 and a surface protective layer, a gas barrier layer, and a heat-welded layer as the jacket material 6 is used as an industrial material. Nitrogen adsorption film adsorbs and removes nitrogen that cannot be removed by the evacuation process, and as a result, the heat insulation performance of the heat insulator 4 can be improved.

窒素吸蔵性金属の種類を変えた気体吸着材を適用した断熱体における気体吸着の評価結果を、実施例1から実施例4に示す。実施例1から4においては、水分吸着材には酸化カルシウムを、酸素吸着材には、鉄系脱酸素材を用いた。評価は、いずれも初期の内圧を13Paとし、その後の経時的な内圧増大を比較例1の断熱体と比較して行った。   Example 1 to Example 4 show the results of gas adsorption evaluation in a heat insulator to which a gas adsorbent with a different type of nitrogen storage metal is applied. In Examples 1 to 4, calcium oxide was used as the moisture adsorbing material, and an iron-based deoxidizing material was used as the oxygen adsorbing material. In all the evaluations, the initial internal pressure was set to 13 Pa, and the subsequent increase in internal pressure over time was compared with the heat insulating body of Comparative Example 1.

(実施例1)
気体吸着材として、NdFe7からなる窒素吸着性金属をポリエチレンと同時蒸着し、作製した窒素吸着膜を、外被材内側に貼り、水分吸着材として酸化カルシウム、及び酸素吸着材として鉄系酸素吸着材を用いた断熱体を作製した。
Example 1
Nitrogen-adsorptive metal consisting of NdFe 7 is co-deposited with polyethylene as a gas adsorbent, and the produced nitrogen adsorbent film is attached to the inside of the jacket material, calcium oxide as the moisture adsorbent, and iron-based oxygen adsorption as the oxygen adsorbent A heat insulator using the material was produced.

経時1ヶ月後の内圧は16Paであり、比較例1と比較して経時的な劣化は少ない。これは、窒素吸着性金属が活性を維持し、かつ高表面積、高触媒活性により、外被材を透過侵入してくる窒素を速やかに吸着しているためと考える。   The internal pressure after one month with time is 16 Pa, and there is little deterioration over time as compared with Comparative Example 1. This is thought to be because the nitrogen-adsorbing metal maintains its activity and rapidly adsorbs nitrogen that permeates and penetrates the jacket material due to its high surface area and high catalytic activity.

(実施例2)
気体吸着材として、Sm2Fe17からなる窒素吸着性金属をポリエチレンと同時蒸着し、作製した窒素吸着膜を外被材内側に貼り、水分吸着材として酸化カルシウム、及び酸素吸着材として鉄系酸素吸着材を用いた断熱体を作製した。
(Example 2)
As a gas adsorbent, a nitrogen-adsorbing metal composed of Sm 2 Fe 17 is co-deposited with polyethylene, and the produced nitrogen adsorbing film is pasted on the inner side of the jacket material, calcium oxide as the moisture adsorbent, and iron-based oxygen as the oxygen adsorbent. A heat insulator using an adsorbent was prepared.

経時1ヶ月後の内圧は18Paであり、比較例1と比較して経時的な劣化は少ない。これは、窒素吸着性金属が活性を維持し、かつ高表面積、高触媒活性により、外被材を透過侵入してくる窒素を速やかに吸着しているためと考える。   The internal pressure after one month with time is 18 Pa, and there is little deterioration over time as compared with Comparative Example 1. This is thought to be because the nitrogen-adsorbing metal maintains its activity and rapidly adsorbs nitrogen that permeates and penetrates the jacket material due to its high surface area and high catalytic activity.

(実施例3)
気体吸着材として、LaNi4.5Fe0.5からなる窒素吸着性金属をポリエチレンと同時蒸着し、作製した窒素吸着膜を外被材内側に貼り、水分吸着材として酸化カルシウム、及び酸素吸着材として鉄系酸素吸着材を用いた断熱体を作製した。
(Example 3)
A nitrogen-adsorbing metal composed of LaNi 4.5 Fe 0.5 is co-deposited with polyethylene as a gas adsorbing material, and the produced nitrogen-adsorbing film is attached to the inside of the jacket material, calcium oxide as the moisture adsorbing material, and iron-based oxygen as the oxygen adsorbing material A heat insulator using an adsorbent was prepared.

経時1ヶ月後の内圧は17Paであり、比較例1と比較して経時的な劣化は少ない。これは、窒素吸着性金属が活性を維持し、かつ高表面積、高触媒活性により、外被材を透過侵入してくる窒素を速やかに吸着しているためと考える。   The internal pressure after one month with time is 17 Pa, and deterioration with time is small as compared with Comparative Example 1. This is thought to be because the nitrogen-adsorbing metal maintains its activity and rapidly adsorbs nitrogen that permeates and penetrates the jacket material due to its high surface area and high catalytic activity.

(実施例4)
気体吸着材として、Zr0.70.15Fe0.15からなる窒素吸着性金属をポリエチレンと同時蒸着し、作製した窒素吸着膜を外被材内側に貼り、水分吸着材として酸化カルシウム、及び酸素吸着材として鉄系酸素吸着材を用いた断熱体を作製した。
Example 4
As a gas adsorbent, a nitrogen-adsorbing metal composed of Zr 0.7 V 0.15 Fe 0.15 is co-deposited with polyethylene, and the produced nitrogen adsorbing film is attached to the inner side of the outer jacket material, and calcium oxide is used as a moisture adsorbing material, and iron is used as an oxygen adsorbing material. A heat insulator using a system oxygen adsorbent was prepared.

経時1ヶ月後の内圧は17Paであり、比較例1と比較して経時的な劣化は少ない。これは、窒素吸着性金属が活性を維持し、かつ高表面積、高触媒活性により、外被材を透過侵入してくる窒素を速やかに吸着しているためと考える。   The internal pressure after one month with time is 17 Pa, and deterioration with time is small as compared with Comparative Example 1. This is thought to be because the nitrogen-adsorbing metal maintains its activity and rapidly adsorbs nitrogen that permeates and penetrates the jacket material due to its high surface area and high catalytic activity.

(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2における水素吸着膜10の模式図である。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a schematic diagram of the hydrogen adsorption film 10 according to Embodiment 2 of the present invention.

図3において、水素吸着膜10は、水素吸着性金属11と高分子12を同時蒸着法により作製したもので、高分子12の中に、水素吸着性金属11が10ナノメートル以下の微粒子として取り込まれている。   In FIG. 3, a hydrogen adsorption film 10 is formed by simultaneously depositing a hydrogen adsorbing metal 11 and a polymer 12, and the hydrogen adsorbing metal 11 is taken into the polymer 12 as fine particles of 10 nanometers or less. It is.

図4は、本発明の実施の形態2における水素吸着膜10からなる気体吸着材13を適用した断熱体14の断面図である。   FIG. 4 is a cross-sectional view of a heat insulator 14 to which a gas adsorbent 13 made of the hydrogen adsorption film 10 according to Embodiment 2 of the present invention is applied.

図4において、断熱体14は、芯材5と水素吸着膜10からなる気体吸着材13と水分吸着材8と酸素吸着材9とをガスバリア性の外被材6で覆い外被材6の内部を減圧してなるものである。芯材5、外被材6は、実施の形態1と同様のものを使用している。   In FIG. 4, the heat insulator 14 covers the gas adsorbent 13, the moisture adsorbent 8, and the oxygen adsorbent 9 made up of the core material 5 and the hydrogen adsorbing film 10 with a gas barrier outer covering 6 and the inside of the outer covering 6. The pressure is reduced. The core material 5 and the jacket material 6 are the same as those in the first embodiment.

これにより、工業的真空排気プロセスで除去しきれない水素や外被材6を通過し外部から侵入する水素を、水素吸着膜10が吸着除去し、その結果、断熱体14の断熱性能の向上を図ることができる。   As a result, the hydrogen adsorption film 10 absorbs and removes hydrogen that cannot be removed by the industrial vacuum exhaust process and hydrogen that passes through the outer cover material 6 and enters from the outside. As a result, the heat insulation performance of the heat insulator 14 is improved. Can be planned.

水素吸蔵性金属の種類を変えた気体吸着材を適用した断熱体における気体吸着の評価結果を、実施例5から実施例7に示す。実施例5から7においては、水分吸着材には、酸化カルシウムを、窒素および酸素吸着材には、Ba−Li合金を用いた。評価は、いずれも初期の内圧を13Paとし、その後の経時的な内圧増大を比較例2の断熱体と比較して行った。   The evaluation results of the gas adsorption in the heat insulator to which the gas adsorbent in which the kind of the hydrogen storage metal is changed are shown in Examples 5 to 7. In Examples 5 to 7, calcium oxide was used as the moisture adsorbing material, and Ba—Li alloy was used as the nitrogen and oxygen adsorbing materials. In all the evaluations, the initial internal pressure was 13 Pa, and the subsequent increase in internal pressure over time was compared with that of the heat insulating body of Comparative Example 2.

(実施例5)
気体吸着材として、Laからなる水素吸着性金属をポリエチレンと同時蒸着し、作製した水素吸着膜を熱溶着層に貼り、水分吸着材として酸化カルシウム、及び窒素・酸素吸着材としてBa−Li合金を用いた断熱体を作製した。
(Example 5)
As a gas adsorbent, a hydrogen-adsorbing metal composed of La is co-deposited with polyethylene, and the produced hydrogen-adsorbing film is attached to a heat-welded layer, calcium oxide as a moisture adsorbent, and Ba-Li alloy as a nitrogen / oxygen adsorbent. The heat insulator used was produced.

経時1ヶ月後の内圧は22Paであり、比較例2と比較して経時的な劣化はほぼ同等である。これは、水素吸着性金属が活性を維持し、かつ高表面積、高触媒活性により外被材を透過侵入してくる水素を速やかに吸着しているためと考える。   The internal pressure after one month with time was 22 Pa, and the deterioration with time was almost the same as in Comparative Example 2. This is thought to be because the hydrogen-adsorbing metal maintains its activity and rapidly adsorbs hydrogen that permeates and penetrates the jacket material due to its high surface area and high catalytic activity.

(実施例6)
気体吸着材として、ZrNi2からなる水素吸着性金属をポリエチレンと同時蒸着し、作製した水素吸着膜を熱溶着層に貼り、水分吸着材として酸化カルシウム、及び窒素・酸素吸着材としてBa−Li合金を用いた断熱体を作製した。
(Example 6)
As a gas adsorbent, a hydrogen-adsorbing metal composed of ZrNi 2 is co-deposited with polyethylene, and the produced hydrogen adsorbing film is attached to a heat-welded layer, calcium oxide as a moisture adsorbing material, and Ba-Li alloy as a nitrogen / oxygen adsorbing material. A heat insulator using was manufactured.

経時1ヶ月後の内圧は21Paであり、比較例2と比較して経時的な劣化はほぼ同等である。これは、水素吸着性金属が活性を維持し、かつ高表面積、高触媒活性により外被材を透過侵入してくる水素を速やかに吸着しているためと考える。   The internal pressure after one month with time is 21 Pa, and the deterioration with time is almost the same as in Comparative Example 2. This is thought to be because the hydrogen-adsorbing metal maintains its activity and rapidly adsorbs hydrogen that permeates and penetrates the jacket material due to its high surface area and high catalytic activity.

(実施例7)
気体吸着材として、MgNi2からなる水素吸着性金属をポリエチレンと同時蒸着し、作製した水素吸着膜を熱溶着層に貼り、水分吸着材として酸化カルシウム、及び窒素・酸素吸着材としてBa−Li合金を用いた断熱体を作製した。
(Example 7)
As a gas adsorbent, a hydrogen-adsorbing metal composed of MgNi 2 is co-deposited with polyethylene, and the produced hydrogen adsorbing film is attached to the heat-welded layer, calcium oxide as the moisture adsorbing material, and Ba—Li alloy as the nitrogen / oxygen adsorbing material. A heat insulator using was manufactured.

経時1ヶ月後の内圧は20Paであり、比較例2と比較して経時的な劣化は、ほぼ同等である。これは、水素吸着性金属が活性を維持し、かつ高表面積、高触媒活性により外被材を透過侵入してくる水素を速やかに吸着しているためと考える。   The internal pressure after one month with time is 20 Pa, and the deterioration with time is almost the same as that of Comparative Example 2. This is thought to be because the hydrogen-adsorbing metal maintains its activity and rapidly adsorbs hydrogen that permeates and penetrates the jacket material due to its high surface area and high catalytic activity.

(実施の形態3)
図5は、本発明の実施の形態3における、窒素吸着膜1からなる気体吸着材7を適用した断熱体15の断面図である。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a cross-sectional view of the heat insulator 15 to which the gas adsorbent 7 made of the nitrogen adsorbing film 1 is applied in Embodiment 3 of the present invention.

断熱体15は、芯材5と窒素吸着膜1からなる気体吸着材7とをガスバリア性の外被材6で覆い外被材6の内部を減圧してなるものである。芯材5、外被材6は、実施の形態1と同様のものを使用している。   The heat insulator 15 is formed by covering the core material 5 and the gas adsorbing material 7 made of the nitrogen adsorbing film 1 with a gas barrier outer covering material 6 and reducing the pressure inside the outer covering material 6. The core material 5 and the jacket material 6 are the same as those in the first embodiment.

窒素吸着性金属として実施例1にて使用した気体吸着材を適用した断熱体における断熱性能の評価結果を実施例8に示す。評価は、吸着材を含む部位の熱伝導率を測定し、比較例3の断熱体と比較した。   The evaluation result of the heat insulation performance in the heat insulating body to which the gas adsorbent used in Example 1 is applied as the nitrogen adsorbing metal is shown in Example 8. Evaluation measured the thermal conductivity of the site | part containing an adsorbent, and compared with the heat insulating body of the comparative example 3. FIG.

(実施例8)
気体吸着材として、NdFe7からなる窒素吸着性金属をポリエチレンと同時蒸着し、作製した窒素吸着膜を用いて断熱体を作製した。気体吸着材を含む部位の熱伝導率は、0.0027W/mKであり、比較例3と比較して熱伝導率は小さい。これは、気体吸着材に窒素吸着性金属が高分散した窒素吸着膜を用いているため、金属成分が少量で窒素吸着効果を発揮するため、吸着材自身の熱伝導率が小さくなるためと考える。
(Example 8)
As a gas adsorbent, a nitrogen adsorbing metal composed of NdFe 7 was co-evaporated with polyethylene, and a heat insulator was produced using the produced nitrogen adsorbing film. The thermal conductivity of the portion including the gas adsorbent is 0.0027 W / mK, which is smaller than that of Comparative Example 3. This is because the nitrogen adsorbing film in which the nitrogen adsorbing metal is highly dispersed is used in the gas adsorbing material, so that the adsorbent itself has a low thermal conductivity because the metal adsorbing effect is exhibited with a small amount of metal components. .

(実施の形態4)
図6は、本発明の実施の形態4における、水素吸着膜10からなる気体吸着材13を適用した断熱体16の断面図である。
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a cross-sectional view of the heat insulator 16 to which the gas adsorbent 13 made of the hydrogen adsorption film 10 is applied in Embodiment 4 of the present invention.

断熱体16は、芯材5と水素吸着膜10からなる気体吸着材13とをガスバリア性の外被材6で覆い外被材6の内部を減圧してなるものである。芯材5、外被材6は実施の形態1と同様のものを使用している。   The heat insulator 16 is formed by covering the core material 5 and the gas adsorbing material 13 made of the hydrogen adsorbing film 10 with a gas barrier covering material 6 and reducing the pressure inside the covering material 6. The core material 5 and the jacket material 6 are the same as those in the first embodiment.

水素吸着性金属として実施例5にて使用した気体吸着材を適用した断熱体における断熱性能の評価結果を実施例9に示す。評価は、吸着材を含む部位の熱伝導率を測定し、比較例4の断熱体と比較した。   Example 9 shows the evaluation results of the heat insulating performance of the heat insulating body to which the gas adsorbent used in Example 5 is applied as the hydrogen adsorbing metal. Evaluation measured the thermal conductivity of the site | part containing an adsorbent, and compared with the heat insulating body of the comparative example 4.

(実施例9)
気体吸着材として、Laからなる水素吸着性金属をポリエチレンと同時蒸着し作製した窒素吸着膜を用いて断熱体を作製した。気体吸着材を含む部位の熱伝導率は、0.0026W/mKであり、比較例4と比較して熱伝導率は小さい。これは、気体吸着材に水素吸着性金属が高分散した水素吸着膜を用いているため、金属成分が少量で水素吸着効果を発揮するため、吸着材自身の熱伝導率が小さくなるためと考える。
Example 9
As a gas adsorbent, a heat insulating body was manufactured using a nitrogen adsorbing film prepared by co-depositing a hydrogen-adsorbing metal made of La with polyethylene. The thermal conductivity of the part including the gas adsorbent is 0.0026 W / mK, which is smaller than that of Comparative Example 4. This is because the hydrogen adsorbing film in which the hydrogen adsorbing metal is highly dispersed is used in the gas adsorbing material, so that the heat conductivity of the adsorbing material itself is reduced because the metal adsorbing effect is exhibited even with a small amount of metal components. .

(実施の形態5)
図7は、本発明の実施の形態5における、窒素吸着膜1からなる気体吸着材7を適用した断熱体17の断面図である。
(Embodiment 5)
FIG. 7 is a cross-sectional view of a heat insulator 17 to which the gas adsorbent 7 made of the nitrogen adsorption film 1 is applied in the fifth embodiment of the present invention.

断熱体17は、メソ多孔構造を有する芯材18と窒素吸着膜1からなる気体吸着材7とをガスバリア性の外被材6で覆い外被材6の内部を減圧してなるものであり、芯材18として気相法により製造されたシリカ粉体を圧縮成形したメソ多孔体を、外被材6として、表面保護層、ガスバリア層、および熱溶着層によって構成されるラミネートフィルムを、気体吸着材7として、実施の形態1の気体吸着材7が用いられたものであり、工業的真空排気プロセスで除去しきれない窒素および経時的に外部から侵入してくる窒素を窒素吸着膜1が吸着除去し、その結果、断熱体17の断熱性能の向上を図ることができる。   The heat insulator 17 is formed by covering the core material 18 having a mesoporous structure and the gas adsorbent 7 composed of the nitrogen adsorbing film 1 with a gas barrier outer sheath material 6 and reducing the pressure inside the outer sheath material 6. Gas adsorption of a mesoporous material obtained by compression-molding silica powder produced by a vapor phase method as the core material 18 and a laminate film composed of a surface protective layer, a gas barrier layer, and a heat-welded layer as the jacket material 6 As the material 7, the gas adsorbent 7 of Embodiment 1 is used, and the nitrogen adsorbing film 1 adsorbs nitrogen that cannot be removed by the industrial vacuum exhaust process and nitrogen that enters from the outside over time. As a result, the heat insulation performance of the heat insulator 17 can be improved.

また、芯材18の空隙径が2〜50nmの範囲であるために、平均自由行程よりも空隙が小さく、その結果、気体吸着材によっても除去しきれなかった残存気体の衝突による気体熱伝導を抑制することが可能であるため、優れた断熱性能を有する断熱体が提供できるものである。   Moreover, since the void diameter of the core material 18 is in the range of 2 to 50 nm, the void is smaller than the mean free path. Since it can suppress, the heat insulating body which has the outstanding heat insulation performance can be provided.

(実施の形態6)
図8は、本発明の実施の形態6における、窒素吸着膜1からなる気体吸着材7を適用した断熱体19の断面図を示すものである。
(Embodiment 6)
FIG. 8 shows a sectional view of a heat insulator 19 to which the gas adsorbent 7 made of the nitrogen adsorbing film 1 is applied in the sixth embodiment of the present invention.

断熱体19は、芯材5と気体を吸着する気体吸着材7とをガスバリア性の外被材20で覆い外被材20の内部を減圧してなるものであり、芯材5として無機繊維集合体を、外被材20としてステンレス鋼からなる容器を、気体吸着材7として実施の形態1の気体吸着材7を用いたことを特徴とするものであり、工業的真空排気プロセスで除去しきれない窒素を窒素吸着膜が吸着除去し、その結果、断熱体19の断熱性能の向上を図ることができる。   The heat insulator 19 is formed by covering the core material 5 and the gas adsorbing material 7 that adsorbs gas with the gas barrier outer material 20 and reducing the pressure inside the outer material 20. The body is made of stainless steel as the jacket material 20 and the gas adsorbing material 7 of the first embodiment is used as the gas adsorbing material 7 and can be removed by an industrial vacuum exhaust process. The nitrogen adsorbing film absorbs and removes no nitrogen, and as a result, the heat insulating performance of the heat insulating body 19 can be improved.

次に本発明の気体吸着材および断熱体に対する比較例を示す。評価方法は実施例に準じるものとする。   Next, the comparative example with respect to the gas adsorbent of this invention and a heat insulating body is shown. The evaluation method shall be in accordance with the example.

(比較例1)
吸着材として、酸化カルシウムとZr0.70.15Fe0.15合金をペレット状にし、また、酸素吸着材として鉄系脱酸素材を用いて断熱体を作製した。経時1ヶ月後の内圧は22Paであった。
(Comparative Example 1)
As an adsorbent, calcium oxide and Zr 0.7 V 0.15 Fe 0.15 alloy were pelletized, and an iron-based deoxidation material was used as an oxygen adsorbent to produce a heat insulator. The internal pressure after 1 month was 22 Pa.

(比較例2)
吸着材として、酸化カルシウムとBa−Li合金と酸化コバルトをペレット状にし、断熱体を作製した。経時1ヶ月後の内圧は23Paであった。
(Comparative Example 2)
As an adsorbent, calcium oxide, Ba-Li alloy, and cobalt oxide were pelletized to produce a heat insulator. The internal pressure after 1 month was 23 Pa.

(比較例3)
吸着材として、Zr0.70.15Fe0.15合金を用いて断熱体を作製した。吸着材を含む部位の熱伝導率は、0.0064W/mKであった。
(Comparative Example 3)
A heat insulator was produced using Zr 0.7 V 0.15 Fe 0.15 alloy as the adsorbent. The thermal conductivity of the part including the adsorbent was 0.0064 W / mK.

(比較例4)
吸着材として、酸化コバルトを用いて断熱体を作製した。吸着材を含む部位の熱伝導率は、0.0054W/mKであった。
(Comparative Example 4)
A heat insulator was produced using cobalt oxide as an adsorbent. The thermal conductivity of the part including the adsorbent was 0.0054 W / mK.

本発明にかかる断熱体は、真空断熱材中の気体、その中でも特に反応性が低い窒素を吸着可能とすることにより、断熱性能の向上を図ることができ、優れた断熱性能を発現可能なものであり、冷凍冷蔵庫および冷凍機器をはじめとした温冷熱機器や、熱や寒さから保護したい物象などのあらゆる断熱用途に適用できる。   The heat insulator according to the present invention is capable of adsorbing gas in a vacuum heat insulating material, particularly nitrogen having particularly low reactivity, thereby improving heat insulation performance and capable of expressing excellent heat insulation performance. Therefore, it can be applied to various heat insulation applications such as a refrigerator / freezer and a heating / cooling apparatus such as a refrigeration apparatus and a physical object to be protected from heat and cold.

本発明の実施の形態1における断熱体の窒素吸着膜の模式図The schematic diagram of the nitrogen adsorption film of the heat insulating body in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1における断熱体の断面図Sectional drawing of the heat insulating body in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態2における断熱体の水素吸着膜の模式図The schematic diagram of the hydrogen adsorption film of the heat insulating body in Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態2における断熱体の断面図Sectional drawing of the heat insulating body in Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態3における断熱体の断面図Sectional drawing of the heat insulating body in Embodiment 3 of this invention 本発明の実施の形態4における断熱体の断面図Sectional drawing of the heat insulating body in Embodiment 4 of this invention 本発明の実施の形態5における断熱体の断面図Sectional drawing of the heat insulating body in Embodiment 5 of this invention 本発明の実施の形態6における断熱体の断面図Sectional drawing of the heat insulating body in Embodiment 6 of this invention

符号の説明Explanation of symbols

1 窒素吸着膜
2 窒素吸着性金属
3 高分子
4 断熱体
5 芯材
6 外被材
7 気体吸着材
8 水分吸着材
9 酸素吸着材
10 水素吸着膜
11 水素吸着性金属
12 高分子
13 気体吸着材
14 断熱体
15 断熱体
16 断熱体
17 断熱体
18 メソ多孔構造を有する芯材
19 断熱体
20 外被材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nitrogen adsorption film 2 Nitrogen adsorption metal 3 Polymer 4 Heat insulator 5 Core material 6 Cover material 7 Gas adsorption material 8 Moisture adsorption material 9 Oxygen adsorption material 10 Hydrogen adsorption film 11 Hydrogen adsorption metal 12 Polymer 13 Gas adsorption material DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Heat insulator 15 Heat insulator 16 Heat insulator 17 Heat insulator 18 Core material which has mesoporous structure 19 Heat insulator 20 Jacket | cover material

Claims (5)

芯材と気体吸着材とをガスバリア性の外被材で覆い前記外被材の内部を減圧してなる断熱体であって、前記気体吸着材が、少なくとも、窒素吸着性金属と高分子を同時に蒸着する同時蒸発法によって作製した窒素吸着膜を含むことを特徴とする断熱体。   A heat insulator formed by covering a core material and a gas adsorbing material with a gas barrier outer covering material and depressurizing the inside of the outer covering material, wherein the gas adsorbing material includes at least a nitrogen adsorbing metal and a polymer at the same time. A thermal insulator comprising a nitrogen adsorption film produced by a co-evaporation method for vapor deposition. 前記窒素吸着性金属が、シングルナノ粒子であることを特徴とする請求項1に記載の断熱体。   The heat insulating body according to claim 1, wherein the nitrogen-adsorbing metal is a single nanoparticle. 前記気体吸着材が、少なくとも、水素吸着性金属と高分子を同時に蒸着する同時蒸発法によって作製した水素吸着膜を含むことを特徴とする請求項1記載の断熱体。   The heat insulator according to claim 1, wherein the gas adsorbent includes at least a hydrogen adsorbing film produced by a co-evaporation method in which a hydrogen adsorbing metal and a polymer are vapor-deposited simultaneously. 前記水素吸着性金属が、シングルナノ粒子であることを特徴とする請求項3に記載の断熱体。   The heat insulator according to claim 3, wherein the hydrogen-adsorbing metal is a single nanoparticle. 前記芯材が、メソ多孔構造を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項記載の断熱体。   The heat insulating body according to any one of claims 1 to 4, wherein the core member has a mesoporous structure.
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