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      包含氣體吸附件的隔熱體的制作方法

      文檔序號:9332429閱讀:639來源:國知局
      包含氣體吸附件的隔熱體的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明涉及包含氣體吸附件的隔熱體,尤其是具有真空隔熱構(gòu)造的真空隔熱體、 即包含吸附該真空隔熱構(gòu)造的內(nèi)部的氣體的氣體吸附劑的隔熱體。
      【背景技術(shù)】
      [0002] 近年來,出于防止作為地球環(huán)境問題的溫暖化的重要性,在各個領(lǐng)域期待節(jié)能化, 對于民用設(shè)備也推進(jìn)節(jié)能。例如,對于冷凍冷藏庫,從有效利用冷熱的觀點出發(fā),要求具有 優(yōu)異的隔熱性的隔熱體。作為這樣的隔熱體的一個例子,能夠列舉具有真空隔熱構(gòu)造的真 空隔熱體。
      [0003] 真空隔熱體包括:保持空間的芯材;和隔斷空間與外部空氣的外覆件。真空隔熱 構(gòu)造通過對外覆件的內(nèi)部空間的氣體進(jìn)行真空排氣來實現(xiàn)。作為芯材一般使用粉體材料、 纖維材料、連通化的發(fā)泡體等。
      [0004] 在此,近年來,對真空隔熱體的要求涉及多個方面,進(jìn)一步要求高性能的真空隔熱 體。
      [0005] 真空隔熱體的隔熱原理是盡可能排除傳遞熱的空氣,降低由氣體進(jìn)行的熱傳導(dǎo)。 因此,作為用于提高真空隔熱體的隔熱性能的一個方法,能夠列舉使內(nèi)部壓力進(jìn)行一步為 低壓,抑制因分子的碰撞導(dǎo)致的氣體熱傳導(dǎo)。但是,在使用真空栗的工業(yè)的等級中,實際應(yīng) 用能夠得到的真空度為0.ITorr(約13. 3Pa)程度。因此,即使使內(nèi)部壓力進(jìn)一步為低壓, 實現(xiàn)0.ITorr以上的高真空在實質(zhì)上也很困難。
      [0006] 另外,作為用于提高真空隔熱體的隔熱性能的另一方法,能夠列舉除去真空隔熱 構(gòu)造內(nèi)的氣體。真空隔熱體的內(nèi)部如上所述為大致真空的低壓狀態(tài),但是有可能來自芯材 或外覆件的內(nèi)表面等稍微產(chǎn)生若干的氣體,或者較少的空氣從真空隔熱體的外部向內(nèi)部隨 時間推移而透過侵入。作為這樣的氣體成分,具體而言能夠列舉氮氣、氧氣、水分、氫等,但 是這些氣體成分在內(nèi)部存在(產(chǎn)生或者侵入)成為導(dǎo)致真空隔熱體的隨時間推移的隔熱性 能的劣化的主要原因。因此,當(dāng)能夠吸附除去這些內(nèi)部的氣體成分時,能夠提高真空隔熱體 的初始的隔熱性能,能夠良好地維持隨時間推移的隔熱性能。
      [0007] 作為這樣的氣體吸附件,例如提出了使用在專利文獻(xiàn)1中公開的Ba-Li合金的真 空維持器件。該真空維持器件,為了維持隔熱套內(nèi)的真空,形成將由Ba-Li合金形成的第一 顆粒(pellet)和包含干燥材料的第二顆粒重疊收納于容器內(nèi)部的結(jié)構(gòu),在室溫下也對氮 氣等氣體顯示反應(yīng)性。
      [0008] 另外,本申請發(fā)明人,提出了如專利文獻(xiàn)2公開的方式,使用由銅離子交換ZSM-5 型沸石形成的氣體吸附件的隔熱體。該隔熱體至少包括芯材、具有氣體阻隔性的外覆件和 氣體吸附件,通過對外覆件的內(nèi)部進(jìn)行減壓來實現(xiàn)真空隔熱構(gòu)造。氣體吸附件用于吸附外 覆件的內(nèi)部空間的空氣來維持該內(nèi)部空間的減壓狀態(tài)。
      [0009] 銅離子交換ZSM-5型沸石,對于作為空氣成分的氮氣和氧氣或者水分具有優(yōu)秀的 吸附能力。因此,當(dāng)氣體吸附件使用銅離子交換ZSM-5型沸石時,能夠良好地吸附除去在真 空栗中未排凈的空氣成分、在真空隔熱體的內(nèi)部產(chǎn)生的氣體、從外部向內(nèi)部隨時間推移而 透過侵入的空氣成分或者水分等。其結(jié)果是,真空隔熱體能夠發(fā)揮優(yōu)異的隔熱性能。
      [0010] 其中,沸石一般為粉體狀,但提案有大量成形包含沸石的原料來制造沸石構(gòu)造體 的技術(shù)。具體而言例如在專利文獻(xiàn)3和4中公開了一種技術(shù):將沸石顆粒、使該沸石顆粒彼 此結(jié)合的無機結(jié)合材料和有機黏合劑(binder)混合,擠壓模塑后進(jìn)行燒制,由此得到多孔 質(zhì)的沸石構(gòu)造體。
      [0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
      [0012] 專利文獻(xiàn)
      [0013] 專利文獻(xiàn)1 :日本特表平9-512088號公報
      [0014] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2006-43604號公報
      [0015] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2011-201723號公報
      [0016] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2011-200789號公報

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0017] 發(fā)明要解決的課題
      [0018] 但是,在所述結(jié)構(gòu)的氣體吸附件中,難以在抑制真空隔熱體的熱傳導(dǎo)率的增加的 同時提高實現(xiàn)氣體吸附容量和使用性。
      [0019] 具體而言,例如專利文獻(xiàn)1中公開的真空維持器件由Ba-Li合金顆粒和干燥材料 顆粒構(gòu)成,作為干燥材料例示了氧化鋇(BaO)。這樣的Ba-Li合金和干燥材料任一者的固體 熱傳導(dǎo)率都高,所以當(dāng)封入真空隔熱體的內(nèi)部作為氣體吸附件使用時,真空維持器件的存 在部位的熱傳導(dǎo)率會增加。
      [0020] 另一方面,專利文獻(xiàn)2中公開的銅離子交換ZSM-5型沸石為多孔體,所以使用它們 的氣體吸附件與專利文獻(xiàn)1公開的真空維持器件相比,固體熱傳導(dǎo)率低。因此,即使封入到 真空隔熱體的內(nèi)部,也能夠有效地抑制在氣體吸附件的存在部位熱傳導(dǎo)率增加的問題。但 是,銅離子交換ZSM-5型沸石基本上為粉體狀,所以有可能在封入到外覆件中時飛揚,或者 附著于外覆件。因此,為了將銅離子交換ZSM-5型沸石用作氣體吸附件,要求進(jìn)一步提高使 用性。
      [0021] 在此,專利文獻(xiàn)3和4中公開的沸石構(gòu)造體不是適合于真空隔熱體的氣體吸附件, 但是公開或啟示了吸附汽車的排出氣體的用途。因此,考慮利用專利文獻(xiàn)3或者4中公開 的成形方法成形銅離子交換ZSM-5型沸石。
      [0022] 但是,專利文獻(xiàn)3或者4中公開的成形方法是對沸石混合無機結(jié)合材料和有機黏 合劑成形之后進(jìn)行燒制。根據(jù)這樣的成形方法,有可能將銅離子交換ZSM-5型沸石的金屬 離子位點(ionsite)氧化。金屬離子位點為在減壓下顯示氣體吸附作用的吸附活性點,所 以該位點被氧化的沸石構(gòu)造體有可能無法充分吸附存在于真空隔熱體的內(nèi)部的稀薄的氣 體分子。
      [0023]另外,在沸石構(gòu)造體的成形使用有機黏合劑的情況下,即使通過燒制,有機黏合劑 也無法完全分解而作為有機成分殘留。當(dāng)外覆件的內(nèi)部被減壓時,有可能從殘留的有機成 分釋放微量的氣體。因此,將通過專利文獻(xiàn)3或者4公開的成形方法得到的沸石構(gòu)造體用 作氣體吸附件時,存在真空隔熱體的隔熱性能因釋放的微量的氣體而降低的問題。
      [0024] 本發(fā)明是為了解決這樣的課題而完成的,目的在于提供一種具有能夠抑制熱傳導(dǎo) 率的增加并且實現(xiàn)氣體吸附容量和使用性的提高的氣體吸附件的、具有真空隔熱構(gòu)造的隔 熱體。
      [0025] 用于解決課題的方法
      [0026] 為了解決上述的課題,本發(fā)明的隔熱體,包括:保持空間的芯材;具有氣體阻隔 性,以減壓密閉狀態(tài)將上述芯材封入到內(nèi)部的外覆件;和與上述芯材一起被封入到上述外 覆件的內(nèi)部的氣體吸附件,該氣體吸附件為銅離子交換ZSM-5型沸石成形體,所述銅離子 交換ZSM-5型沸石成形體含有進(jìn)行銅離子交換的ZSM-5型沸石、且以該沸石的密度比在上 述外覆件的內(nèi)部被減壓密封的狀態(tài)的上述芯材的密度高的方式成形。
      [0027] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu),能夠有效地降低隔熱體的內(nèi)部壓力,所以能夠提高初始的隔熱性 能,并且能夠有效地抑制內(nèi)部壓力的隨時間推移的增加,所以能夠維持隨時間推移的隔熱 性。即使被封入到隔熱體的內(nèi)部,也能夠有效地抑制在氣體吸附件的存在部位熱傳導(dǎo)率局 部地增加的風(fēng)險。其結(jié)果是,能夠有效地避免因氣體吸附件導(dǎo)致的隔熱體的局部的隔熱性 能的降低。而且,能夠?qū)怏w吸附件在隔熱體的內(nèi)部以穩(wěn)定的狀態(tài)封入,所以作為氣體吸附 件的使用性優(yōu)良,且能夠避免損害隔熱體的外觀的問題。
      [0028] 本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點參照附圖通過以下優(yōu)選的實施方式的具體說明變 得顯而易見。
      [0029] 發(fā)明效果
      [0030] 在本發(fā)明中,根據(jù)以上的結(jié)構(gòu),發(fā)揮能夠提供具有能夠抑制熱傳導(dǎo)率的增加并實 現(xiàn)氣體吸附容量和使用性的提高的氣體吸附件的、具有真空隔熱構(gòu)造的隔熱體的效果。
      【附圖說明】
      [0031] 圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的隔熱體的概略結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。
      [0032] 圖2是表示圖1中所示的隔熱體所具備的氣體吸附件中使用的、銅離子交換ZSM-5 型沸石成形體的概略結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。
      [0033] 圖3中,圖3A是表示本發(fā)明的實施方式2的隔熱體的概略結(jié)構(gòu)的示意性截面圖, 圖3B是表示圖3A所示的隔熱體的另一結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。
      [0034] 圖4是表示圖3B所示的隔熱體中使用的氣體吸附件的具體的結(jié)構(gòu)的一個例子的 示意性截面圖。
      [0035] 圖5是表示圖3B所示的隔熱體中使用的氣體吸附件的具體的結(jié)構(gòu)的另一例子的 示意性截面圖。
      【具體實施方式】
      [0036] 本發(fā)明的隔熱體包括:保持空間的芯材;具有氣體阻隔性,以減壓密閉狀態(tài)將上 述芯材封入到內(nèi)部的外覆件;和與上述芯材一起被封入到上述外覆件的內(nèi)部的氣體吸附 件,該氣體吸附件為銅離子交換ZSM-5型沸石成形體,所述銅離子交換ZSM-5型沸石成形體 含有進(jìn)行銅離子交換的ZSM-5型沸石、且以該沸石的密度比在上述外覆件的內(nèi)部被減壓密 封的狀態(tài)的上述芯材的密度高的方式成形。
      [0037] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu),氣體吸附件包含氣體吸附容量相對較大的進(jìn)行銅離子交換而成的 ZSM-5型沸石(銅離子交換ZSM-5型沸石)。因此,能夠良好地吸附除去存在于隔熱體的內(nèi) 部的微量的氣體(例如在真空栗等中未排凈的空氣成分、在內(nèi)部產(chǎn)生的少量的氣體、從外 部向內(nèi)部隨時間推移地透過侵入的少量的空氣成分或者水分等)。由此,能夠有效地降低隔 熱體的內(nèi)部壓力,所以能夠提高初始的隔熱性能,并且能夠有效地抑制內(nèi)部壓力的隨時間 推移的增加,所以能夠維持隨時間推移的隔熱性。
      [0038] 另外,根據(jù)上述結(jié)構(gòu),氣體吸附件形成為銅離子交換ZSM-5型沸石的密度高于芯 材的密度。銅離子交換ZSM-5型沸石為無機多孔體,氣相的比率較高,所以即使高密度地成 形,固體熱傳導(dǎo)率也相對較低。因此,即使被封入隔熱體的內(nèi)部,也能夠有效地抑制在氣體 吸附件的存在部位熱傳導(dǎo)率局部地增加的問題。其結(jié)果是,能夠有效地避免因氣體吸附件 導(dǎo)致的隔熱體的局部的隔熱性能的降低。
      [0039] 而且,氣體吸附件為銅離子交換ZSM-5型沸石成形體,所以使用性提高。因此,當(dāng) 封入到外覆件的內(nèi)部時等,能夠有效地抑制以粉體狀的銅離子交換ZSM-5型沸石的方式飛 揚或者附著于外覆件。因此,
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