CN1975272B - 除湿转子及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种除湿转子及其制造方法,即使加热器的温度比以往较低,也能够实现除湿量大且历时变化中的除湿量下降少。该除湿转子是在除湿转子的纤维质载体上装载有两种以上的沸石的除湿转子,其特征在于,在该纤维质载体上形成有三层结构的除湿剂层,该三层结构的除湿剂层由含有氢离子交换沸石或第二金属离子交换沸石的第一层与含有原沸石并夹持该第一层的第二层构成。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于同时通过除湿剂而对被处理空气进行除湿、对吸湿了水分的该除湿剂进行再生,并可连续地对该被处理空气进行除湿的旋转再生式除湿机的除湿转子。
背景技术
家庭用除湿机是具有装载有除湿剂的旋转式除湿转子和再生该除湿剂的加热器的旋转再生式除湿机。而且,该家庭用除湿机不仅在绝对湿度高的夏天,即使在绝对湿度低的冬天,也可用于在室内干燥洗涤物、防止结露。因此,该家庭用除湿机的除湿转子即使在绝对湿度低的条件下,也需要有优越的除湿性能。
另外,在工业用的除湿机的领域中,更需要增加低湿度的空气,特别是在半导体制造工厂等,极力除去成为氧化的原因的水分的所谓的干燥空气的需要在增加。因此,产业用的除湿机也要求在绝对湿度低的条件下,也要具有优越的除湿性能。
作为能够吸附绝对湿度低的空气中的水分的物质,公知的是沸石。作为该沸石,可举出Y形沸石、X型沸石、以及A型沸石,其中,Y型沸石与X型沸石或A型沸石相比,能够在低温下脱湿水分,因此,认为作为进行连续的除湿的旋转再生式除湿机用的除湿剂是最合适的。
一般地,通过合成而制得的沸石是成为该沸石的铝部位的反离子(counter ion)的阳离子为钠离子的钠沸石。而且,该钠沸石即使在绝对湿度低的空气中,也会吸湿速度很快的发挥出优越的吸湿性能。
因此,作为以往的除湿转子,开始使用装载有该钠沸石的转子。
但是,该钠沸石吸湿性高,而脱湿性低。因此,为了通过加热来脱湿该钠沸石,而使该钠沸石的吸湿性能再生,需要大量的热能。即,在旋转再生式除湿机中,使用装载有该钠沸石的除湿转子时,必须提高加热器的温度。
然而,近年来,由于节能化的原因,该旋转再生式除湿机的加热器的温度优选要低一些。而且,当降低加热器的温度时,由于不能够充分的进行该钠沸石的再生,所以当使装载有该钠沸石的除湿转子的加热器的温度比以往的低时,存在除湿性能不充分的问题。
与该钠沸石相比,作为能够以低温进行脱湿的物质,公知以氢离子来对沸石中铝部位(Al-O-)的反离子进行离子交换的氢离子交换沸石。但是,当该氢离子交换沸石在高温下反复吸湿脱湿水分时,沸石构架收缩而比表面积变小,导致在高温下除湿量很快降低,即,容易劣化。而且,在该旋转再生式除湿机中,在该除湿转子的近旁配置有高温加热器时,该除湿转子被曝露在高温下。因此,装载有该氢离子交换沸石的除湿转子由于该氢离子交换沸石的劣化迅速,导致除湿量下降迅速,并不实用。
发明内容
因此,本发明的课题在于,提供即使加热器的温度比以往的低,也具有优越的除湿性能,即,除湿量多并且在历时变化中的除湿量的下降小,即,耐久性优越的除湿转子。
本发明人等,为了解决上述以往技术中的问题,反复进行深入研究的结果:(1)除湿性能依赖于连续旋转时的每一次旋转的脱湿量(吸湿量-没有脱湿的残余的水分量);(2)在除湿转子上形成三层结构的除湿剂层,该三层结构的除湿剂层由含有耐水热性试验中的比表面积的下降率高并且脱湿峰值温度低的沸石的第一层与含有耐水热性试验中的比表面积的下降率低且脱湿峰值温度高的沸石且夹持该第一层的第二层构成;通过除湿转子的高温再生空气首先接触该第二层,从而在脱湿的同时,被夺走气化热而温度降低,接着与第一层接触。由此,在接触该第一层时,该再生空气的温度已降低,因此第一层沸石很难劣化,并且该第一层沸石是以比该第二层沸石低的低温下脱湿而得的沸石,因此,即使该再生空气的温度降低,也能再生。由此,能够看出除湿转子每旋转一次的脱湿量变多,从而完成了本发明。
即,本发明(1)提供一种除湿转子,在除湿转子的纤维质载体上装载有两种以上的沸石,在该纤维质载体上形成有由第一层和含有原沸石并夹持该第一层的第二层所构成的三层结构的除湿剂层,该第一层含有氢离子交换沸石或第二金属离子交换沸石,该氢离子交换沸石通过执行氢离子交换工序而制得,即以氢离子与原沸石中的作为第一金属离子的铝部位的反离子进行离子交换,从而制得氢离子交换沸石;该第二金属离子交换沸石通过执行氢离子交换工序以及第二金属离子交换工序而制得,即:氢离子交换工序,其以氢离子与原沸石中的作为第一金属离子的铝部位的反离子进行离子交换,从而制得氢离子交换沸石;第二金属离子交换工序,其以该原沸石的作为第一金属离子的铝部位的反离子以外的第二金属离子与该氢离子交换沸石中的氢离子进行离子交换,从而制得第二金属离子交换沸石。
另外,本发明(2)提供一种除湿转子,在除湿转子的纤维质载体上装载有两种以上的沸石,在该纤维质载体上形成有由第一层和夹持该第一层的第二层所形成的三层结构的除湿剂层,该第一层含有在耐水热性试验中的比表面积的下降率为15~20%的沸石,该第二层含有在耐水热性试验中的比表面积的下降率为0~10%的沸石,该第二层所含有的沸石的脱湿峰值温度与该第一层所含有的沸石的脱湿峰值温度的差为1~60℃。
另外,本发明(3)提供一种除湿转子的制造方法,具有:成形加工工序,其对片状的纤维质载体进行成形加工,从而制得转子形状的纤维质载体;第一层形成工序,其以含有第一层沸石的第一层形成用浆,对该转子形状的纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,从而制得形成有第一层的转子形状的纤维质载体;以及第二层形成工序,其以含有第二层沸石的第二层形成用浆,对该形成有第一层的转子形状的纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,从而制得除湿转子,该第一层沸石是氢离子交换沸石或第二金属离子交换沸石,该氢离子交换沸石通过执行氢离子交换工序而制得,即以氢离子与原沸石中的作为第一金属离子的铝部位的反离子进行离子交换,从而制得氢离子交换沸石;该第二金属离子交换沸石通过执行氢离子交换工序以及第二金属离子交换工序而制得,即:氢离子交换工序,其以氢离子与原沸石中的作为第一金属离子的铝部位的反离子进行离子交换,从而制得氢离子交换沸石;第二金属离子交换工序,其以该原沸石的作为第一金属离子的铝部位的反离子以外的第二金属离子与该氢离子交换沸石中的氢离子进行离子交换,从而制得第二金属离子交换沸石,该第二层沸石是原沸石。
另外,本发明(4)提供一种除湿转子的制造方法,具有:第一层形成工序,其以含有第一层沸石的第一层形成用浆,对片状的纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,从而制得形成有第一层的片状的纤维质载体;成形加工工序,其对该形成有第一层的片状的纤维质载体进行成形加工,从而制得形 成有第一层的转子形状的纤维质载体;以及第二层形成工序,其以含有第二层沸石的第二层形成用浆,对该形成有第一层的转子形状的纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,从而制得除湿转子,该第一层沸石是是氢离子交换沸石或第二金属离子交换沸石,该氢离子交换沸石通过执行氢离子交换工序而制得,即以氢离子与原沸石中的作为第一金属离子的铝部位的反离子进行离子交换,从而制得氢离子交换沸石;该第二金属离子交换沸石通过执行氢离子交换工序以及第二金属离子交换工序而制得,即:氢离子交换工序,其以氢离子与原沸石中的作为第一金属离子的铝部位的反离子进行离子交换,从而制得氢离子交换沸石;第二金属离子交换工序,其以该原沸石的作为第一金属离子的铝部位的反离子以外的第二金属离子与该氢离子交换沸石中的氢离子进行离子交换,从而制得第二金属离子交换沸石,该第二层沸石是原沸石。
另外,本发明(5)提供一种除湿转子的制造方法,具有:第一层形成工序,其以含有第一层沸石的第一层形成用浆,对片状的纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,从而制得形成有第一层的片状的纤维质载体;第二层形成工序,其以含有第二层沸石的第二层形成用浆,对该形成有第一层的片状的纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,从而制得形成有第一层以及第二层的片状的纤维质载体;成形加工工序,其将该形成有第一层以及第二层的片状的纤维质载体成形加工为转子形状,从而制得除湿转子,该第一层沸石是是氢离子交换沸石或第二金属离子交换沸石,该氢离子交换沸石通过执行氢离子交换工序而制得,即以氢离子与原沸石中的作为第一金属离子的铝部位的反离子进行离子交换,从而制得氢离子交换沸石;该第二金属离子交换沸石通过执行氢离子交换工序以及第二金属离子交换工序而制得,即:氢离子交换工序,其以氢离子与原沸石中的作为第一金属离子的铝部位的反离子进行离子交换,从而制得氢离子交换沸石;第二金属离子交换工序,其以该原沸石的作为第一金属离子的铝部位的反离子以外的第二金属离子与该氢离子交换沸石中的氢离子进行离子交换,从而制得第二金属离子交换沸石,该第二层沸石是原沸石。
根据本发明,能够提供即使加热器的温度比以往的低,也能够实现除湿量多并且历时变化中的除湿量下降小,即,耐久性优越的除湿转子。
附图说明
图1是表示本发明的实施例的除湿转子的示意图。
图2是图1中的除湿转子的开口面的A部分的放大图。
图3是图1中的除湿转子的剖面的放大图。
图4是表示家庭用的除湿机的转子箱内的部件的结构的图。
图5是表示家庭用的除湿机的转子箱内的部件的配置位置的剖面图。
图6是家庭用的除湿机的立体图。
图7是从蜂窝转子的开口面3b侧看家庭用的除湿机的视图。
图8是表示加热器的热传至除湿剂层中的沸石的状态的示意图。
图9是表示本发明的除湿转子上形成的除湿剂层中的沸石的温度与除湿量的关系的图。
图10是表示除湿转子的除湿量的历时变化的曲线图。
图11是表示除湿转子的比表面积的历时变化的曲线图。
图12是表示在以往的技术的除湿转子上形成的除湿剂层中的沸石的温度与除湿量的关系的图形。
具体实施方式
本发明的除湿转子是在除湿转子的纤维质载体上装载有两种以上的沸石的除湿转子,在纤维质载体上,形成三层结构的除湿剂层,该三层结构的除湿剂层由第一层和夹持该第一层的第二层构成,该第一层含有在耐水热性试验中的比表面积的下降率为15~20%的沸石,该第二层含有在耐水热性试验中的比表面积的下降率为0~10%的沸石,该第二层所含有的沸石的脱湿峰值温度与该第一层所含有的沸石的脱湿峰值温度的差为1~60℃。而且,在该除湿转子的内部,形成用于相对于旋转轴方向而平行地通过被处理空气以及再生空气的通气孔洞。
参照图1~图3,针对本发明的除湿转子进行说明。图1表示本发明实施的实施例的除湿转子的示意图,图2是该除湿转子的开口面的A部分的放大图,图3是相对于形成通气孔洞的方向以直角面切割了该除湿转子的平坦部或波纹状部时的剖面的放大图。在图1中,在除湿转子1的内部形成用于相对于旋转轴而平行地通过被处理空气及再生空气的通气孔洞4;该除湿转子1在两端具有该通气孔洞4开口即开口面3a、3b。该开口面3a、3b是被 处理空气及再生空气的出入口。另外,该除湿转子1在中心附近具有用于安装转子轴的中心孔2。如图2所示,平坦部5及波纹状部6通过相互层叠而形成该通气孔洞4。如图3所示,在该除湿转子1的纤维质载体7上形成有三层结构的除湿剂层10,其由通过在该纤维质载体7上装载沸石而形成的第一层8、夹持该第一层8的第二层9而构成。而且,该第一层8含有沸石,另外,该第二层9含有与该第一层8含有的沸石种类不同的沸石。以下,为了区别该第一层8含有的沸石与该第二层9含有的沸石,将该第一层8含有的沸石称为第一层沸石,将该第二层9含有的沸石称为第二层沸石。换言之,在该除湿转子1的纤维质载体7上,装载有有两种不同种类的沸石,更详细地说,在该除湿转子1的该纤维质载体7上装载有有该第一层沸石,该第一层沸石上装载有有该第二层沸石。另外,在该纤维质载体7的纤维的空隙间(纤维间空隙)也装载有有该第一层沸石。
如图2所示,该除湿转子1的该纤维质载体7具有蜂窝结构。这样制造该蜂窝结构的该纤维质载体7:例如,使用无机粘接剂或有机粘接剂,将对多孔质的平坦状的纤维质载体及该平坦状纤维质载体进行波纹状加工而得的波纹状纤维质载体,粘接在该波纹状纤维质载体的突出部而层叠。此时,在该平坦状纤维质载体以及该波纹状纤维质载体之间形成的近似半圆柱形状的孔洞成为空气的通路,从而,两者层叠而在除湿转子1的旋转轴方向上形成该孔洞。作为进行该层叠的方法,例如,可举出将一对该平坦状纤维质载体及该波纹状纤维质载体重叠冰卷成轴状而层叠的方法。在图1~图3中表示了蜂窝结构的该纤维质载体7,但该纤维质载体7的结构并不仅限于此,而只要在相对于转子轴平行的方向上形成通气孔洞即可。
该纤维质载体是由纤维所形成的纺织物或非织造布。作为该纤维并没有特别限制,可举出E玻璃纤维、NCR玻璃纤维、ARG纤维、ECG纤维、S玻璃纤维、A玻璃纤维等的玻璃纤维或其短切原丝(chopped strand),陶瓷纤维、氧化铝纤维、多铝红柱石纤维、二氧化硅纤维、矿毛绝缘纤维、碳纤维等的无机纤维及有机纤维。作为有机纤维,可使用芳族聚酰胺纤维、尼龙纤维、聚对苯二甲酸乙二酯纤维等。作为该纤维质载体的纤维,在可提高除湿转子的强度这点上,优选使用无机纤维。
另外,作为形成该纤维质载体的该纤维,可举出生物溶解性无机纤维。 所谓该生物溶解性无机纤维,是指在40℃的生理盐水中的溶解率为1%以上的无机纤维。进一步详细地说明,作为该生物溶解性无机纤维,可举出,例如,JP特开2000-220037号公报、JP特开2002-68777号公报、JP特开2003-73926号公报或JP特开2003-212596号公报中记载的无机纤维,即,SiO2及CaO的总含量为85质量%以上,含有0.5~3.0质量%的MgO及2.0~8.0质量%的P2O5,并且,可以举出:根据德国危险物质规章的致癌性指数(KI值)为40以上的无机纤维;以SiO2、MgO及TiO2作为必须成分的无机纤维;以SiO2、MgO及氧化锰作为必须成分的无机纤维;含有52~72质量%的SiO2、不到3质量%的AL2O3、0~7质量%的MgO、7.5~9.5质量%的CaO、0~12质量%的B2O3、0~4质量%的BaO、0~3.5质量%的SrO、10~20.5质量%的Na2O、0.5~4.0质量%的K2O以及0~5质量%的P2O5的无机纤维。另外,该生物溶解性无机纤维也可以为上述一种或两种及两种以上的组合。
针对该生理盐水溶解率的测定方法进行说明。首先,将1000mg的将无机纤维粉碎至200网目以下的试样以及150ml的生理盐水放入三角烧瓶(300ml)中,并将其置入40℃的恒温箱中。接着,对该三角烧瓶持续施予50小时的每分钟120转的水平摇动。摇动后进行过滤,针对得到的滤液中含有的硅、镁、钙以及铝,通过ICP发光分析来测定各元素的浓度(mg/L)。然后,由各元素的浓度及溶解前的无机纤维中的各元素的含量(质量%),根据下式(1),计算出生理盐水溶解率C(%)。此外,在通过ICP发光分析得到的各元素的浓度中,设硅元素的浓度为a1(mg/L),设镁元素的浓度为a2(mg/L),设钙元素的浓度为a3(mg/L)以及设铝元素的浓度为a4(mg/L);在溶解前的无机纤维中的各元素的含量中,设硅元素的含量为b1(质量%),设镁元素的含量为b2(质量%),设钙元素的含量为b3(质量%)以及设铝元素的含量为b4(质量%)。
C(%)={滤液量(L)×(a1+a2+a3+a4)×100}/{溶解前的无机纤维量(mg)×(b1+b2+b3+b4)/100} (1)
另外,该纤维质载体为在该纤维质载体的纤维间有大量空隙的多孔体。该纤维质载体的纤维间的空隙率通常为80~95%,该纤维质载体的厚度通常为0.05~1mm。所谓该纤维间空隙率,是指纤维质载体的表观体积减去该纤 维质载体中纤维的体积的部分(以下,也记载为纤维间空隙),但也称为在该纤维质载体的表观体积中所占的比例。而且,由于该纤维质载体是多孔体,所以该纤维质载体7的纤维间空隙上也载有该第一层沸石。
另外,在该除湿转子1的说明中,记载了该除湿转子1是将平坦状的纤维质载体形成为除湿转子的形状,接着在所得的成形物上装载沸石而得的转子,但是,在本发明的除湿转子中,也可以是首先制作装载该第一层沸石及该第二层沸石的平坦状的纤维质载体,接着将该载体片形成为除湿转子的形状而得的转子,另外,也可以是首先在平坦状的纤维质载体上装载该第一层沸石,接着将形成了第一层的平坦状的纤维质载体形成为除湿转子的形状,接着在形成了该第一层的转子形状的纤维质载体上装载该第二层沸石而得的转子。
作为该第一层8中含有的该第一层沸石及该第二层9中含有的第二层沸石的构架结构,并没有特别限制,可举出A型、X型、八面型(faujasite type)等。其中因八面型的脱湿峰值温度低而优选,在八面型中特别优选Y型。而且,该第一层沸石及该第二层沸石,可用下述通式(1)表示:
aMxOy·Al2O3·bSiO2 (1)
(式中,M表示钠、钙、稀土类、锌、锡、锂、镁、钾、锰、铁,x及y的值为1以上的整数,根据M的价数不同,a的值为0.5~5,b的值为1~20。)
该第一层沸石的耐水热性试验中的比表面积的下降率为15~50%,优选为15~40%,特别优选为15~30%。由于该第一层沸石的耐水热性试验中的比表面积的下降率在上述范围内,所以实际应用中除湿转子的除湿量几乎不下降,而可长期维持初期的除湿量。该第一层沸石的耐水热性试验的比表面积的下降率不足15%,在除湿机的加热器温度低的条件下,除湿转子的除湿量变小,另外,当超过50%时,在实际应用中除湿转子的除湿量会下降,不可能长期维持初期的除湿量。
该第二层沸石的耐水热性试验中的比表面积的下降率为0~10%,优选为0~8%,特别优选为0~5%。由于该第二层沸石的耐水热性试验中的比表面积的下降率在上述范围内,所以即使曝露在高温下,沸石也难于劣化,因此历时变化中的除湿转子的除湿量的下降变少,即,除湿转子的耐久性提高。 当该第二层沸石的耐水热性的试验中的比表面积的下降率超过10%时,沸石易于劣化,在历时变化中的除湿转子的除湿量下降变快。
按以下的步骤进行本发明涉及的耐水热性试验。
(1)在上部开口的内径为30mm、高为30mm的玻璃制样品瓶中,放入1~4个0.5~2g的沸石,放置于容积为2L的压力容器中。此时,该样品瓶放置在后续加入该压力容器的蒸馏水的水面上方,另外,在该样品瓶的开口的上方设置有防止凝结水落下的器具,使凝结水不落下在该样品瓶内。
(2)向该压力容器中加入500ml蒸馏水,密闭该压力容器。
(3)将该压力容器加热至105℃,将沸石曝露在105℃,0.12MPa的水蒸气中48小时。
(4)经过48小时后,冷却该压力容器,打开该压力容器,取出沸石,得到试验后的沸石。
然后,测定该耐水热性试验前的沸石的比表面积B(mm2/g)及该耐水性试验后的沸石的比表面积C(mm2/g),通过下述式(3),求得比表面积的下降率D(%)。
D={(B-C)/B}×100 (3)
此外,该耐水热性试验中的比表面积的下降率是表示沸石在高温下反复脱湿时的劣化的难易程度、即历时变化中的除湿量的下降的速率的指标。而且,该耐水热性试验中的比表面积的下降率低的沸石即使在高温下反复脱湿也很难劣化,另一方面,该耐水热性试验中的比表面积的下降率高的沸石在高温下反复脱湿时容易劣化。
该第二层沸石的脱湿峰值温度与该第一层沸石的脱湿峰值温度的差(第二层沸石的脱湿峰值温度-第一层沸石的脱湿峰值温度)为1~60℃,优选为2~40℃,特别优选为3~20℃,更优选为3~18℃,进一步优选为3~15℃。由于该脱湿峰值温度的差在上述范围内,所以除湿转子的除湿量变大。即,该第一层沸石的脱湿峰值温度比该第二层沸石的脱湿峰值温度低1~60℃,优选为低2~40℃,特别优选为低3~20℃,更优选为低3~18℃,进一步优选为低3~15℃。
该第一层沸石的脱湿峰值温度优选为70~160℃,特别优选为100~155℃,进一步优选为120~145℃。由于该第一层沸石的脱湿峰值温度在上述范 围内,所以除湿转子的除湿量变大。另外,当该第一层沸石的脱湿峰值温度超过160℃时,除湿转子的除湿量变小。另外,很难合成脱湿峰值温度不足70℃的沸石。
该第二层沸石的脱湿峰值温度优选为120~200℃,特别优选为125~180℃,更优选为130~160℃。由于该第二层沸石的脱湿峰值温度在上述范围内,所以除湿转子的除湿量变大。另外,当该第二层沸石的脱湿峰值温度高于200℃时,在除湿机的加热器温度低的条件下,除湿转子的除湿量变小。另外,脱湿峰值温度低的沸石在耐水热性试验中的比表面积的下降率有变大的趋势,因此当该第二层沸石的脱湿峰值温度低于120℃时,沸石容易劣化,导致历时变化中的除湿转子的除湿量的下降变快。
另外,在本发明中,该脱湿峰值温度为如下所述求得的值。首先,将沸石静置在25℃、50%RH中直到达到饱和,使其充分吸附水分。接着,取20mg的吸附了水分的沸石,用示差扫描式量热量计以10℃/每分钟从室温升温到600℃,从而测定脱湿所需要的能量。然后,将得到的脱湿所需要的能量的曲线的峰值的温度作为该脱湿峰值温度。该脱湿峰值温度是表示降低温度时的脱湿的难易程度的指标,例如,将沸石a的脱湿峰值温度设为150℃、将沸石b的脱湿峰值温度设为100℃时,表示该沸石b的能够脱湿的温度的下限比该沸石a的能够脱湿的温度的下限更低。另外,该脱湿峰值温度并不直接表示沸石完全脱湿的温度。
针对沸石的耐水热性试验中的比表面积的下降率及脱湿峰值温度、与沸石中的铝部位(Al-O-)的反离子为氢离子的酸点数之间的关系进行说明。在沸石中,酸点数越多,在高温下反复进行水分的吸脱湿时,越容易引起构架结构的收缩,所以因反复进行水分的吸脱湿而比表面积容易下降,即,耐水热性试验中的比表面积的下降率变大。另外,沸石中酸点越多,脱湿峰值温度变得越低。
并且,在通过公知的合成方法而合成的沸石并且没有进行离子交换处理的沸石(以下,将没有进行离子交换处理的沸石也记载为原沸石。)中,没有酸点,即使有也很少。例如,在该铝部位的反离子是钠离子的原沸石时,该铝部位的反离子几乎都是钠离子。因此,该原沸石在耐水热性试验中的比表面积的下降率低,脱湿峰值温度高。
另一方面,当以公知的方法,将该原沸石的该铝部位的反离子离子交换为氢离子时,得到该铝部位的反离子的半数以上为氢离子的沸石(以下,也记载为氢离子交换沸石。)。该氢离子交换沸石中的酸点数比原沸石中的酸点数多。因此,该氢离子交换沸石与该原沸石相比,耐水热性试验中的比表面积的下降率高,脱湿峰值温度低。
而且,当以公知的方法,将该氢离子交换沸石的氢离子离子交换为第二金属离子时,得所以该第二金属离子进行了离子交换的沸石(以下,也记载为第二金属离子交换沸石。)。此外,在本发明中,第二金属离子是指与以氢离子进行离子交换前的原沸石的铝部位的反离子不同的金属离子。在该第二金属离子的离子交换中,该氢离子交换沸石中的氢离子没有全部被该第二金属离子离子交换,所以在该第二金属离子交换沸石中,残留有该铝部位的反离子仍然是氢离子的酸点。因此,该第二金属离子交换沸石中的酸点数比该原沸石中的酸点数多。从而,该第二金属离子交换沸石与该原沸石相比,其在耐水热性试验中的比表面积的下降率高,脱湿峰值温度低。
并且,该原沸石的耐水热性试验中的比表面积的下降率为0~8%,脱湿峰值温度为125~160℃。另外,该氢离子交换沸石中的耐水热性试验中的比表面积的下降率为15~45%,脱湿峰值温度为80~140℃。另外,该第二金属离子交换沸石的耐水热性试验中的比表面积的下降率为15~40%,脱湿峰值温度为100~150℃。即,该原沸石满足该第一层沸石的必要条件,该氢离子交换沸石以及该第二金属离子交换沸石满足该第二层沸石的必要条件。并且,该原沸石的耐水热性试验中的比表面积的下降率优选为0~5%,脱湿峰值温度优选为130~145℃。另外,该氢离子交换沸石的耐水热性试验中的比表面积的下降率优选为15~40%,脱湿峰值温度优选为90~120℃。另外,该第二金属离子沸石的耐水热性试验中的比表面积的下降率优选为15~30%,脱湿峰值温度优选为120~140℃。
因此,作为该第一层沸石,可举出该氢离子交换沸石或该第二金属离子交换沸石,另外,作为该第二层沸石,可举出该原沸石。
即,作为该第二层沸石,可举出该原沸石且该原沸石铝部位的反离子是钠离子的钠沸石、该原沸石且该原沸石铝部位的反离子是钙离子的钙沸石、或者该原沸石且该原沸石铝部位的反离子是钾离子的钾沸石。工业上制造的 该原沸石多数是钠沸石,所以在廉价这点上,优选该第二层沸石是该钠沸石。
该原沸石可使用公知的沸石制造方法来制造。
另外,作为该第一层沸石,可举出该氢离子交换沸石,其以氢离子与该原沸石的铝部位的反离子进行离子交换,进行得到该氢离子交换沸石的氢离子交换工序而得。
另外,作为该第一层沸石,可举出该第二金属离子交换沸石,其通过进行以下工序而得到:以氢离子与该原沸石的铝部位的反离子进行离子交换,从而得到该氢离子交换沸石的氢离子交换工序;以及进行以该第二金属离子,即,以与以该氢离子交换工序进行了离子交换的该原沸石的铝部位的反离子不同的金属离子来与该氢离子交换沸石的氢离子进行离子交换,从而得到该第二金属离子交换沸石的第二金属离子交换工序。
在该氢离子交换沸石及该第二金属离子交换沸石涉及的该氢离子交换工序中,作为以氢离子来与该原沸石的铝部位的反离子进行离子交换的方法并没有特别的限制,可以是任何公知的方法。例如可进行这样的该氢离子交换工序:在氯化铵水溶液中浸渍该原沸石,以铵离子进行离子交换后,干燥、煅烧。
另外,在使用该原沸石作为该第二层沸石时,在该离子交换工序中使用的原沸石与作为该第二层沸石使用的原沸石可以是相同的,或者也可以是反离子或构架结构不同的沸石。
作为该第二金属离子交换工序涉及的第二金属离子,只要是与在该氢离子交换工序中离子交换了的原沸石的铝部位的反离子不同的金属离子即可,并没有特别限制,例如,可举出稀土类离子、锌离子、锡离子等。
作为以该第二金属离子与进行该氢离子交换工序而得的该氢离子交换沸石的氢离子进行离子交换的方法,没有特别的限制,可以是任何的公知方法。例如,该第二金属离子交换工序,可举出在含有该第二金属离子的水溶液中浸渍该氢离子交换沸石的方法。可通过在水中混合例如稀土类、锌或锡的例如氯化物盐、硫酸盐、硝酸盐等而制得含有该第二金属离子的水溶液。另外,以该第二金属离子交换工序进行了离子交换后,能够根据需要,对该第二金属离子交换沸石进行洗涤或干燥。
如上所述,工业上制造的该原沸石大多是钠沸石,所以该第一层沸石是 这样制得的该第二金属离子的交换沸石:进行以氢离子与该原沸石即钠沸石的钠离子进行离子交换,从而制得该氢离子交换沸石的氢离子交换工序;以及以该第二金属离子与该氢离子交换沸石的氢离子进行离子交换,从而制得该第二金属离子交换沸石的第二金属离子的交换工序,并且因价格低廉而优选。即,该第一层沸石优选为铝部位的反离子是钠离子以外的金属离子即非钠沸石。
另外,当该第二金属离子是稀土类的离子时,该第一层沸石的脱湿峰值温度较低,因此,能够降低加热器温度而优选。即,该第一层沸石优选为铝部位的反离子是稀土类离子的稀土类沸石。
此外,通过选择沸石的晶体结构、该铝部位的反离子的种类、二氧化硅与三氧化二铝的比(SiO2/Al2O3)等,或者选择用于离子交换的离子的种类、离子的浓度、温度、时间、pH值等的离子交换条件,调整沸石中的酸点数,从而能够制得该耐水热性试验中的比表面积的下降率及该脱湿峰值温度满足该第一层沸石及该第二层沸石的条件的沸石。
含有该纤维质载体7的第一层8的厚度为0.05~2mm,优选为0.1~0.15mm。由于该第一层8的厚度在上述范围内,所以即使在加热器的温度低的条件下,除湿转子的除湿量也会变大。此外,当该第一层沸石的装载量少时,该第一层沸石几乎都会装载在该纤维质载体7的纤维间空隙中。此时,该第一层8的厚度与该纤维质载体7的厚度几乎相同。
该第二层9的厚度为0.01~0.2mm,优选为0.05~0.15mm。由于该第二层9的厚度在上述范围内,所以除湿转子的除湿性能变高。
该第一层8的装载量与该第二层9的装载量的比(质量比,该第一层∶该第二层)优选为10∶90~90∶10,特别优选为20∶80~50∶50。由于该第一层8的装载量与该第二层9的装载量的比在上述范围内,所以即使加热器温度比以往的低,本发明的除湿量多并且耐久性优越的效果也能够得到提高。
该第一层8除了该第一层沸石以外还可以含有为用于在纤维质载体7上装载该第一层沸石的粘接剂、或脱气味剂、催化剂等的各种的功能剂或增强剂。
另外,该第二层9除了该第二层沸石以外还含有用于在该第一层8上装 载该第二层沸石的粘接剂、或脱气味剂、催化剂等的各种的功能剂或增强剂。
作为该第一层8及该第二层9上含有的粘接剂,并没有特别地限制,例如,可举出二氧化硅、碱性硅酸盐、三氧化二铝、二氧化钛等。另外,作为该第一层8及该第二层9中含有的功能剂,并没有特别地限制,例如,可举出滑石、二氧化硅粉末、二氧化锰等。
由该第一层8及该第二层9构成的三层结构的该除湿剂层10通过以下工序形成:首先在该纤维质载体7上装载该第一层沸石,形成该第一层8,接着在该第一层8的两表面上装载该第二层沸石。此外,在该纤维质载体的纤维间空隙中也装载有该第一层沸石。
作为该第一层沸石的装载方法,并没有特别的限制,可举出用含有该第一层沸石的浆来对该纤维质载体7进行浸渍处理或涂敷处理,接着干燥,并根据需要在300~600℃下进行煅烧的方法;作为该第二层沸石的装载方法,并没有特别的限制,可举出这样的方法:用含有该第二层沸石的浆浸渍处理或涂敷处理形成该第一层的该纤维质载体7,然后干燥,根据需要在300~600℃下煅烧。
作为本发明的除湿转子的制造方法,可举出以下的方法。
(i)本发明的第一方式的除湿转子的制造方法(以下也记载为本发明的第一方式的制造方法)具有:成形加工工序(A),其对片状的纤维质载体进行成形加工,从而制得转子形状的纤维质载体;第一层形成工序(A),其用含有该第一层沸石的第一层形成用浆来对浸渍处理或涂敷处理该转子形状的纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,接着干燥,从而制得形成第一层的转子形状的纤维质载体;以及第二层形成工序(A),其用含有该第二层沸石的第二层形成用浆来对浸渍处理或涂敷处理形成有该第一层的转子形状的纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,接着干燥,从而制得除湿转子。
(ii)本发明的第二方式的除湿转子的制造方法(以下也记载为本发明的第二方式的制造方法)具有:第一层形成工序(B),其用含有第一层沸石的第一层形成用浆来对片状的纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,接着干燥,从而制得形成有第一层的片状的纤维质载体;成形加工工序(B),其对形成有该第一层的片状的纤维质载体进行成形加工,从而制得形成有第一层的转子形状的纤维质载体;以及第二层形成工序(B),其用含有该第 二层沸石的第二层形成用浆来对形成有该第一层的转子形状的纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,接着干燥,从而制得除湿转子。
(iii)本发明的第三方式的除湿转子的制造方法(以下也记载为本发明的第三方式的制造方法)具有:第一层形成工序(C),其用含有第一层沸石的第一层形成用浆来对片状的纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,接着干燥,从而制得形成有第一层的片状的纤维质载体的;以及第二层形成工序(C),其用含有该第二层沸石的第二层形成用浆来对形成有该第一层的片状的纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,接着干燥,从而制得形成有第一层及第二层的片状的纤维质载体;以及成形加工工序(C),其将形成有该第一层及第二层的片状的纤维质载体成形加工为转子形状,从而制得除湿转子。
即,本发明的第一方式的制造方法、本发明的第二方式的制造方法及本发明的第三方式的制造方法是进行成形成转子状的成形工序时期不同的除湿转子的制造方法。因此,在本发明的第一方式的制造方法、本发明的第二方式的制造方法及本发明的第三方式的制造方法中,该第一层形成工序及该第二层形成工序中使用的纤维质载体的形状是不同的,而该第一层及该第二层的形成方法相同。
本发明的第一方式的制造方法、本发明的第二方式的制造方法及本发明的第三方式的制造方法涉及的纤维质载体与上述本发明的除湿转子涉及的纤维质载体相同。
本发明的第一方式的制造方法、本发明的第二方式的制造方法及本发明的第三方式的制造方法涉及的第一层沸石及第二层沸石与上述本发明的除湿转子涉及的第一层沸石及第二层沸石相同。另外,上述该第一层沸石与上述该第二层沸石之间的在耐水热性试验中的比表面积的下降率及脱湿峰值温度的关系也相同。
并且,本发明的第一方式的制造方法、本发明的第二方式的制造方法及本发明的第三方式的制造方法涉及的第一层沸石优选为该氢离子交换沸石或该第二金属离子交换沸石,本发明的第一方式的制造方法、本发明的第二方式的制造方法及本发明的第三方式的制造方法涉及的第二层沸石优选为该原沸石。
该第一层形成工序涉及的第一层形成用浆含有该第一层沸石。而且,该第一层形成用浆,在水中混合该第一层沸石及粘接剂,根据需要进一步混合脱气味剂、催化剂等功能剂或增强剂、分散剂、消泡剂,并通过分散调制而成。
另外,该第二层形成工序涉及的第二层形成用浆含有该第二层沸石。而且,该第二层形成用浆,在水中混合该第二层沸石及粘接剂,根据需要进一步混合脱气味剂、催化剂等功能剂或增强剂、分散剂、消泡剂,通过分散调制而成。作为该第一层形成用浆及该第二层形成用浆涉及的粘接剂,可举出二氧化硅溶胶、碱性硅酸盐、三氧化二铝溶胶、二氧化钛溶胶等。
而且,该第一层形成工序(A)~(C)及该第二层形成工序(A)~(C),是用该第一层形成用浆或该第二层形成用浆来对该纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,接着通过干燥而进行的。进行该浸渍处理的方法并没有特别限制,例如可通过在放入该浆的浸渍槽中静置该纤维质载体而进行。另外,进行该涂敷处理的方法并没有特别限制,例如,可通过使用辊涂机、喷射器等对该纤维质载体涂敷该浆而进行。另外,可反复进行多次该浸渍处理或该涂敷处理。另外,该干燥后可根据需要在300~600℃下进行煅烧。
下面,参照图4~图7,针对使用了本发明的除湿转子的家庭用除湿机进行说明。图4是表示家庭用的除湿机的转子箱内的部件的结构的图;图5是表示该家庭用的除湿机的转子箱内的部件的配置位置的剖面图;图6是该家庭用的除湿机的立体图;图7是从蜂窝转子的开口面3b侧看该家庭用的除湿机的图。
如图4所示,家庭用的除湿机的转子箱内由转子轴12、形成有由该第一层及该第二层构成的三层结构的除湿剂层的除湿转子1、第一供给机17、第二供给机14、加热器15以及吸湿空气排气管16而构成,各构成部件在转子箱内的配置位置如图5所示。
并且,图6及图7中的家庭用的除湿机20由下述部件构成:以放射状棱24来形成该除湿转子1的开口面3a、3b侧的转子箱22、设置在该转子箱22内的该除湿转子1、该第一供给机17、该第二供给机14、该加热装置15以及该吸湿空气排气管16、以及干燥空气吸入管21、设置有排水管26且在内部设置有冷却片的冷凝机25、及没有图示的使该除湿转子1旋转的马达。 另外,该第二供给机14及该加热装置15设置在该干燥空气吸入管21内。
如图5所示,该吸湿空气排气管16是用于将吸湿空气L向该转子箱22外排放的排气管,同时也是用于使通过该第一供给机1 7供给至该转子箱22内的被处理空气M不流入该除湿转子1中的再生区域的遮挡壁。
在该家庭用的除湿机20上,由于没有设置将该开口面3a、3b分成除湿区域与再生区域的分割部件,所以,通过该第一供给机17及该第二供给机14所供给的空气的流动,在该除湿转子1内形成除湿区域及再生区域。即,该除湿转子1内被处理空气M流通的部分为除湿区域,干燥用空气K流通的部分为再生区域。另外,在开口面3a中,接收由该第二供给机14所供给的干燥用空气K的面为再生区域;该开口面3b中,由该吸湿空气排气管16遮挡向除湿转子1供给被处理空气M的面以外为除湿区域。
如下进行该家庭用除湿机20的运转。该家庭用的除湿机20被设置在存在被处理空气M的室内。然后,通过该第一供给机17将周围存在的被处理空气M供给至该除湿转子1内,该被处理空气M在通过该除湿转子1内时与沸石接触,从而该被处理空气M中的水分移动至沸石上,从而该被处理空气M被除湿。除去水分的除湿空气N从该除湿转子1的开口面3a向周围排出。
接着,通过该除湿转子1的旋转,在该除湿区域吸收了水分的该沸石向再生区域移动。然后,使用该第二供给机14使空气通过该加热器15,并将加热的干燥用空气K供给至该除湿转子1。该干燥用空气K与该沸石接触,该沸石中的水分移动至该干燥用空气K中,从而使该沸石脱湿。吸湿了水分的吸湿空气L被从吸湿空气排气管16向该除湿转子1外排出,该吸湿空气L在冷凝机25内接触冷却片而冷凝成水分,水分被从该吸湿空气L中除去,然后,除去了水分的空气P被向周边放出。
接下来,通过该除湿转子1的旋转,在该再生区域脱湿的该沸石向该除湿区域移动,再次用于该被处理空气M的除湿。
该除湿转子1的旋转可以是连续的,也可以是间歇性的。在该除湿转子1连续选转时,作为旋动速度并没有特别的限制,大概为10~120转/小时,优选为20~80转/小时。另外,在该除湿转子1间歇性的旋转时,每一次该除湿转子1的旋转量为1/12~1/3转,旋转间隔可以为定期的也可以为不定 期的。使该除湿转子1连续的旋转时,由于通常有一定量的再生的沸石被供给至除湿区域,所以除湿效率高并且除湿性能稳定,因而优选。
另外,从同一空间供给该被处理空气M及干燥用空气K,并且向同一空间放出该除湿空气N及除去了该水分的空气P。
该家庭用的除湿机中,参照图8针对该除湿剂层中的沸石的再生进行说明。图8是表示该加热器的热向该除湿剂层中沸石传递的状态的示意图、剖视图。在图8中,在纤维质载体32上形成有含有沸石的除湿剂层31。该除湿剂层31中的该沸石通过从加热器15放出的辐射热34,来加热再生空气33的供给侧的该除湿剂层31的面37(以下,也只记载为面37。),而且,该辐射热34的热在该除湿剂层31中的沸石中传导,从而传至B部分的沸石。另外,在符号38的箭头的方向上,由该加热器15所加热的再生空气33在通过该除湿剂层31时,与该B部分的沸石接触,从而该再生空气33中的热被传至该B部分的沸石。即,该B部分的沸石通过沸石的传导热35及再生空气的热36而被加热。而且,被加热的该B部分的沸石脱去吸湿了的水分,该再生空气33接收该水分,从而再生该B部分的沸石。上述反应,在该除湿剂层31的全部区域发生,从而再生该除湿剂层31。
而且,该除湿剂层31中的沸石的脱湿是通过从该面37向该除湿剂层31的内部(符号38的箭头的方向)通过该再生空气33时,蒸发该沸石的水分而使其在该再生空气33中作为水蒸气移动而进行的,因此,脱湿时,该除湿剂层31中的沸石被夺取蒸发潜热而温度下降。因此,从该面37越到内部,即,离该面37越远,越接近该纤维质载体32,该除湿剂层31中的沸石的温度越变低。
在该家庭用的除湿装置中,除湿转子的表面温度通常为300~800℃,因此,该面37的温度极高,该面37附近的沸石被曝露在极高的温度下。因此,在以往的除湿转子中使用了耐水热性试验中的比表面积的下降率小的沸石。然而,在以往的除湿转子中使用的沸石的脱湿峰值温度高,所以由于抑制消费电力,而减低除湿转子的表面温度时,不能充分再生的沸石增加,同时导致除湿转子的初期性能及长期性能下降。
参照图9及图12,针对除湿剂层中的沸石的温度与除湿量的关系进行说明。图9是表示在本发明的除湿转子上形成的除湿剂层中的沸石的温度与除湿量的关系的图。在图9中,(9-1)是以纵轴为沸石的温度、横轴为与面37的距离而作曲线的曲线图,是在再生区域上有该除湿剂层31时的曲线图。(9-2)是由该第一层及该第二层构成的该除湿剂层31的剖面的一部分的放大图。(9-3)是以纵轴为沸石的除湿量的累积值、横轴为与面37的距离而作曲线的曲线图,是在除湿区域上有该除湿剂层31时的曲线图。此外,在(9-1)中,符号F表示第二层41所含有的沸石被完全脱湿时的必须的温度,符号G表示第一层42所含有的沸石被完全脱湿时必须的温度,符号E表示该第二层41与该第一层42的临界的温度;在(9-2)中,符号38表示再生空气33通过该除湿剂层31的方向。另外,图12是表示在以往的除湿转子上形成的除湿剂层,即,含有一种沸石的除湿剂层中的沸石的温度与除湿量的关系的图。在图12中,(12-1)是以纵轴为沸石的温度、横轴为与面37的距离而作曲线的曲线图,是在再生区域上有该除湿剂层31时的曲线图。(12-2)是含有单一的沸石的该除湿剂层31的剖面的一部分的放大图。(12-3)是以纵轴为沸石的除湿量的累积值、横轴为与面37的距离而作曲线的曲线图,是在除湿区域上有该除湿剂层31时的曲线图。此外,在(12-1)中,符号K表示该除湿剂层31中含有的沸石被完全脱湿时的必须的温度;在(12-2)中,符号38表示再生空气33通过该除湿剂层31的方向。
如图12所示,在以往的除湿转子的情况下,该除湿剂层31中的沸石的温度越往该除湿剂层31的内部,即,与该面37越远,则温度越低,但只要该面37的温度在(12-1)的曲线中的H的位置,则该纤维质载体32的附近的沸石的温度就会在该除湿剂层31中的沸石被完全脱湿时必须的温度K以上,从而该除湿剂层31中的沸石被全部再生。因此,移动到除湿区域时,该除湿剂层31中的全部的沸石发挥除湿功能,从而如(12-3)的曲线中的55所示,除湿量的累积值在该除湿剂层31的全部范围内增加。但是,当该面37的温度在(12-1)的曲线中的J位置以下时,在该除湿剂层31上产生达不到沸石被完全脱湿必须的温度K的部分56。因此,由于达不到该沸石被完全脱湿的必须的温度K的部分56的沸石不能被再生,所以即使移动到除湿区域,也不吸湿被处理空气中的水分。因此,如(12-3)的曲线中的57所示,脱湿量的累积量变低。由此,以往的除湿转子在降低加热器温度时,除湿量会减少。
另一方面,如图9所示,在本发明的除湿转子的情况下,该除湿剂层31中的沸石的温度越往该除湿剂层31的内部则温度降低,当该面37的温度在(9-1)的曲线中的C的位置时,该第二层41中的沸石的温度在该第二层41中的沸石被完全脱湿必须的温度F以上,并且该第一层42中的沸石的温度在该第一层42中的沸石被完全脱湿的必须的温度G以上,所以该除湿剂层31中的沸石被全部再生。因此,在移动到除湿区域时,该除湿剂层31中的全部的沸石发挥除湿功能,从而如(9-3)的曲线中的46所示,除湿量的累积值在该除湿剂层31的全范围内增加。另外,该面37的温度即使在(9-1)的曲线中的D位置以下,该第二层41中的沸石的温度也在该第二层41中的沸石被完全脱湿的必须的温度F以上,并且该第一层42中的沸石的温度也在该第一层42中的沸石被完全脱湿的必须的温度G以上,所以该除湿剂层31中的全部的沸石发挥除湿功能。因此,该面37的温度即使在D的位置以下,(9-3)的曲线与该面37的温度下降前(在C位置时)的曲线也相同。由此,本发明的除湿转子即使在降低加热器温度时,除湿量也很难减少。
而且,在本发明的除湿转子的情况下,该第一层42中的沸石的耐水热性试验中的比表面积的下降率高,但该第一层42中的沸石被曝露的温度是在(9-1)的曲线中的E的位置以下的温度,所以该第一层42中的沸石很难劣化。即,因为该第二层41存在于该第一层42上,所以能够防止该第一层42被曝露在高温下。
下面,列举实施例来更加具体地对本发明进行说明,但这些仅是举例,并不限制本发明。
实施例
(实施例1)
(制作蜂窝结构的纤维质载体)
将生物溶解性纤维与有机纤维及有机粘接剂一起造纸,从而制得片状的纤维质载体。将该片状的纤维质载体加工成间距为2.7mm,峰高为1.5mm的波纹形状,从而制得波纹状的纤维质载体。然后,将该片状的纤维质载体与该波纹状的纤维质载体叠合,卷成圆环形状,从而制得外径为250mm、内径为20mm、厚度为20mm的蜂窝结构的纤维质载体。
(调制第一层沸石)
在10%的氯化铵水溶液中,以室温浸渍合成钠Y型沸石A(是构架结构为Y型,铝部位的反离子为钠离子,没有进行离子交换的原沸石。在耐水热性试验中的比表面积下降率为3%,脱湿峰值温度为138℃。)两小时。接着,过滤出Y型沸石后,以110℃干燥1小时,进一步以500℃煅烧一小时。再进行两次上述从在氯化铵水溶液中浸渍到以500℃煅烧的工序,从而制得氢离子被交换了的氢离子交换Y型沸石B。
接着,在含有30mol/L的镧离子及30mol/L的铈离子的水溶液中,以25℃浸渍氢离子交换Y型沸石B两小时。接着,过滤及水洗Y型沸石,以200℃干燥两小时,从而制得以稀土类离子交换了的稀土类离子交换Y型沸石C。该稀土类离子交换Y型沸石C的耐水热性试验中的比表面积的下降率为25%,脱湿峰值温度为130℃。
(装载沸石)
在水中,将如上述制得的该稀土类离子交换Y型沸石C及胶体二氧化硅混合为该稀土类离子Y型交换沸石C的含量为24%、胶体二氧化硅的固体成分的含量为6质量%,从而调制第一层形成用浆,在该第一次形成用浆中浸渍该蜂窝结构的纤维质载体。然后,从该浆中取出该蜂窝结构的纤维质载体,以150℃干燥三小时,接着以500℃煅烧一小时,从而制得第一层形成纤维质载体。
接着,在水中,将该合成钠Y型沸石A及胶体二氧化硅混合为该合成钠Y型沸石A的含量为24质量%、胶体二氧化硅的固体成分的含量为6质量%,从而调制第二层形成用浆,在该第二次形成用浆中浸渍该第一层形成纤维质载体。然后,从该浆中取出该第一层形成纤维质载体,以150℃干燥三小时,接着以500℃煅烧1小时,从而制得除湿转子。在制得的除湿转子中,该稀土类离子交换Y型沸石C(第一层沸石)的装载量为40g,该合成钠Y型沸石A(第二层沸石)的装载量为80g。
(除湿耐久性试验)
在如图6所示的该家庭用的除湿机20中,设置该除湿转子,将该家庭用的除湿机设置在控制为25℃、50%RH的恒温恒湿室内,以下述的运行条件进行除湿。图10表示除湿量的历时变化,图11表示除湿转子的比表面积的历时变化。
(试验条件)
使热电偶接触到再生空气的入口侧的蜂窝转子的开口面时,用该热电偶测定的温度为500℃;
使热电偶接触到再生空气的出口侧的蜂窝转子的开口面时,用该热电偶测定的温度为60℃;
除湿转子1的旋动速为0.5转/分钟。
比较例1
(制作蜂窝结构的纤维质载体)
以与实施例1同样的方法制得蜂窝结构的纤维质载体。
(装载沸石)
在水中,将实施例1中使用的稀土类离子交换Y型沸石C及胶体二氧化硅混合为该稀土类离子交换Y型沸石C的含量为24%、胶体二氧化硅的固体成分的含量为6质量%,从而调制装载用浆,在该装载用浆中浸渍该蜂窝结构的纤维质载体。然后,从该浆中取出该蜂窝结构的纤维质载体,以150℃干燥三小时。然后,再次进行从该浸渍开始至干燥结束的操作,从而制得除湿转子。在制得的除湿转子中,该稀土类离子交换Y型沸石C的装载量为120g。
(除湿耐久性试验)
除将该家庭用的除湿机20上设置的除湿转子做成如上述制得的除湿转子以外,其余以与实施例1同样的方法进行试验。图10表示除湿量的历时变化,图11表示除湿转子的比表面积的历时变化。
(比较例2)
(制作蜂窝结构的纤维质载体)
以与实施例1同样的方法制得蜂窝结构的纤维质载体。
(装载沸石)
在水中,将实施例1中使用的合成钠Y型沸石A及胶体二氧化硅混合为合成钠Y型沸石A的含量为24质量%、胶体二氧化硅的固体成分的含量为6质量%,从而调制装载用浆,在该装载用浆中浸渍该蜂窝结构的纤维质载体。然后,从该浆中取出该蜂窝结构的纤维质载体,以150℃干燥三小时。接着,再次进行从该浸渍开始至干燥结束的操作,从而制得除湿转子。在制 得的除湿转子中,该合成钠Y型沸石A的装载量为120g。
(除湿耐久性试验)
除将在该家庭用的除湿机20上设置的除湿转子做成如上述制得的除湿转子以外,其余以与实施例1同样的方法进行试验。图10表示除湿量的历时变化,图11表示除湿转子的比表面积的历时变化。
(实施例2)
(制作蜂窝结构的纤维质载体)
以与实施例1同样的方法制得蜂窝结构的纤维质载体。
(调制第一层沸石)
以与实施例1同样的方法制得稀土类离子交换Y型沸石C。
(装载沸石)
在水中,将该稀土类离子交换Y型沸石C及胶体二氧化硅混合为该稀土类离子交换Y型沸石C的含量为36质量%、胶体二氧化硅的固体成分的含量为9质量%,从而调制第一层形成用浆,在该第一次形成用浆中浸渍该蜂窝结构的纤维质载体。然后,从该浆中取出该蜂窝结构的纤维质载体,以150℃干燥三小时,接着以500℃煅烧一小时,从而制得第一层形成纤维质载体。
接着,在水中,将该合成钠Y型沸石A及胶体二氧化硅混合为该合成钠Y型沸石A的含量为20质量%、胶体二氧化硅的固体成分的含量为5质量%,从而调制第二层形成用浆,在该第二次形成用浆中浸渍该第一层形成纤维质载体。然后,从该浆中取出该第一层形成纤维质载体,以150℃干燥三小时,接着以500℃煅烧一小时,从而制得除湿转子。在制得的除湿转子中,该稀土类离子交换Y型沸石C(第一层沸石)的装载量为80g,该合成钠Y型沸石A(第二层沸石)的装载量为40g。
(除湿耐久性试验)
除将在该家庭用的除湿机20上设置的除湿转子做成如上述制得的除湿转子以外,其余以与实施例1同样的方法进行试验。图10表示除湿量的历时变化,图11表示除湿转子的比表面积的历时变化。
(实施例3)
(制作蜂窝结构的纤维质载体)
以与实施例1同样的方法制得蜂窝结构的纤维质载体。
(调制第一层沸石)
在10%的氯化铵水溶液中,以室温浸渍合成钠Y型沸石D(是构架结构为Y型,铝部位的反离子为钠离子,没有进行离子交换的原沸石。)两小时。然后,过滤出Y型沸石后,以110℃干燥一小时,进一步以500℃煅烧一小时。再进行两次从在上述氯化铵水溶液中浸渍到以500℃煅烧的工序,从而制得氢离子被交换了的氢离子交换Y型沸石E。该氢离子交换Y型沸石E的耐水热性试验中的比表面积的下降率为15%,脱湿峰值温度为94℃。
(装载沸石)
在水中,将混合该氢离子交换Y型沸石E及胶体二氧化硅混合为该氢离子交换Y型沸石E的含量为21质量%、胶体二氧化硅的固体成分的含量为6质量%,从而调制第一层形成用浆,在该第一次形成用浆中浸渍该蜂窝结构的纤维质载体。然后,从该浆中取出该蜂窝结构的纤维质载体,以150℃干燥三小时,接着以500℃煅烧一小时,从而制得第一层形成纤维质载体。
接着,在水中,将混合实施例1中使用的合成钠Y型沸石A及胶体二氧化硅混合为该合成钠Y型沸石A的含量为24质量%、胶体二氧化硅的固体成分的含量为6质量%,从而调制第二层形成用浆,在该第二次形成用浆中浸渍该第一层形成纤维质载体。然后,从该浆中取出该第一层形成纤维质载体,以150℃干燥三小时,接着以500℃煅烧一小时,从而制得除湿转子。在制得的除湿转子中,该氢离子交换Y型沸石E(第一层沸石)的装载量为50g,该合成钠Y型沸石A(第二层沸石)的装载量为100g。
(除湿耐久性试验)
除将在该家庭用的除湿机20上设置的除湿转子做成如上述制得的除湿转子以外,其余以与实施例1同样的方法进行试验。图10表示除湿量的历时变化,图11表示除湿转子的比表面积的历时变化。
(比较例3)
(制作蜂窝结构的纤维质载体)
以与实施例1同样的方法制得蜂窝结构的纤维质载体。
(装载沸石)
在水中,将实施例3中使用的氢离子交换Y型沸石E及胶体二氧化硅混合为该氢离子交换Y型沸石E的含量为21质量%、胶体二氧化硅的固体成 分的含量为6质量%,从而调制装载用浆,在该装载用浆中浸渍该蜂窝结构的纤维质载体。然后,从该浆中取出该蜂窝结构的纤维质载体,以150℃干燥三小时,接着再次进行从该浸渍开始至干燥结束的操作,从而制得除湿转子。在制得的除湿转子中,该氢离子交换Y型沸石E的装载量为140g。
(除湿耐久性试验)
除将在该家庭用的除湿机20上设置的除湿转子做成如上述制得的除湿转子以外,其余以与实施例1同样的方法进行试验。图10表示除湿量的历时变化,图11表示除湿转子的比表面积的历时变化。
根据本发明,能够制造出即使加热器的温度较低也能充分发挥除湿性能的家庭用除湿机。
Claims (20)
1.一种除湿转子,在除湿转子的纤维质载体上装载有两种以上的沸石,其特征在于,在该纤维质载体上形成有由第一层、和含有原沸石并中间夹持着该第一层的第二层构成的三层结构的除湿剂层,该第一层含有氢离子交换沸石或第二金属离子交换沸石,该氢离子交换沸石是通过进行氢离子交换工序而制得的,该氢离子交换工序是以氢离子与原沸石中的作为第一金属离子的铝部位的反离子进行离子交换而得到氢离子交换沸石的工序;该第二金属离子交换沸石是通过进行氢离子交换工序以及第二金属离子交换工序而制得的,该氢离子交换工序是以氢离子与原沸石中的作为第一金属离子的铝部位的反离子进行离子交换而得到氢离子交换沸石的工序,该第二金属离子交换工序是以该原沸石的作为第一金属离子的铝部位的反离子以外的第二金属离子与该氢离子交换沸石中的氢离子进行离子交换而得到第二金属离子交换沸石的工序。
2.根据权利要求1所述的除湿转子,其特征在于,上述第一层所含的上述氢离子交换沸石或上述第二金属离子交换沸石的耐水热性试验中的比表面积的下降率为15~20%,上述第二层所含的上述原沸石的耐水热性试验中的比表面积的下降率为0~10%,上述氢离子交换沸石或上述第二金属离子交换沸石的脱湿峰值温度与上述原沸石的脱湿峰值温度的差为1~60℃。
3.根据权利要求1或2中的任一项所述的除湿转子,其特征在于,上述第二层所含的沸石是钠沸石。
4.根据权利要求1或2中的任一项所述的除湿转子,其特征在于,上述第一层所含的沸石是非钠沸石。
5.根据权利要求3所述的除湿转子,其特征在于,上述第一层所含的沸石是非钠沸石。
6.根据权利要求1或2中的任一项所述的除湿转子,其特征在于,上述第一层所含的沸石是稀土类沸石。
7.根据权利要求3所述的除湿转子,其特征在于,上述第一层所含的沸石是稀土类沸石。
8.根据权利要求4所述的除湿转子,其特征在于,上述第一层所含的沸石是稀土类沸石。
9.根据权利要求5所述的除湿转子,其特征在于,上述第一层所含的沸石是稀土类沸石。
10.根据权利要求1或2中的任一项所述的除湿转子,其特征在于,上述纤维质载体是由生物溶解性纤维成形而制得的纤维质载体。
11.根据权利要求3所述的除湿转子,其特征在于,上述纤维质载体是由生物溶解性纤维成形而制得的纤维质载体。
12.根据权利要求4所述的除湿转子,其特征在于,上述纤维质载体是由生物溶解性纤维成形而制得的纤维质载体。
13.根据权利要求5所述的除湿转子,其特征在于,上述纤维质载体是由生物溶解性纤维成形而制得的纤维质载体。
14.根据权利要求6所述的除湿转子,其特征在于,上述纤维质载体是由生物溶解性纤维成形而制得的纤维质载体。
15.根据权利要求7所述的除湿转子,其特征在于,上述纤维质载体是由生物溶解性纤维成形而制得的纤维质载体。
16.根据权利要求8所述的除湿转子,其特征在于,上述纤维质载体是由生物溶解性纤维成形而制得的纤维质载体。
17.根据权利要求9所述的除湿转子,其特征在于,上述纤维质载体是由生物溶解性纤维成形而制得的纤维质载体。
18.一种除湿转子的制造方法,用于制造权利要求1所述的除湿转子,其特征在于,具有:成形加工工序,对片状的纤维质载体进行成形加工,从而制得转子形状的纤维质载体;第一层形成工序,以含有第一层沸石的第一层形成用浆,对该转子形状的纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,从而制得形成有第一层的转子形状的纤维质载体;以及第二层形成工序,以含有第二层沸石的第二层形成用浆,对该形成有第一层的转子形状的纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,从而制得除湿转子,
该第一层沸石是氢离子交换沸石或第二金属离子交换沸石,该氢离子交换沸石是通过进行氢离子交换工序而制得的,该氢离子交换工序是以氢离子与原沸石中的作为第一金属离子的铝部位的反离子进行离子交换而得到氢离子交换沸石的工序;该第二金属离子交换沸石是通过进行氢离子交换工序以及第二金属离子交换工序而制得的,该氢离子交换工序是以氢离子与原沸石中的作为第一金属离子的铝部位的反离子进行离子交换而得到氢离子交换沸石的工序,该第二金属离子交换工序是以该原沸石的作为第一金属离子的铝部位的反离子以外的第二金属离子与该氢离子交换沸石中的氢离子进行离子交换而得到第二金属离子交换沸石的工序,
该第二层沸石是原沸石。
19.一种除湿转子的制造方法,用于制造权利要求1所述的除湿转子,其特征在于,具有:第一层形成工序,以含有第一层沸石的第一层形成用浆,对片状的纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,从而制得形成有第一层的片状的纤维质载体;成形加工工序,对该形成有第一层的片状的纤维质载体进行成形加工,从而制得形成有第一层的转子形状的纤维质载体;以及第二层形成工序,以含有第二层沸石的第二层形成用浆,对该形成有第一层的转子形状的纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,从而制得除湿转子,
该第一层沸石是氢离子交换沸石或第二金属离子交换沸石,该氢离子交换沸石是通过进行氢离子交换工序而制得的,该氢离子交换工序是以氢离子与原沸石中的作为第一金属离子的铝部位的反离子进行离子交换而得到氢离子交换沸石的工序;该第二金属离子交换沸石是通过进行氢离子交换工序以及第二金属离子交换工序而制得的,该氢离子交换工序是以氢离子与原沸石中的作为第一金属离子的铝部位的反离子进行离子交换而得到氢离子交换沸石的工序,该第二金属离子交换工序是以该原沸石的作为第一金属离子的铝部位的反离子以外的第二金属离子与该氢离子交换沸石中的氢离子进行离子交换而得到第二金属离子交换沸石的工序,
该第二层沸石是原沸石。
20.一种除湿转子的制造方法,用于制造权利要求1所述的除湿转子,其特征在于,具有:第一层形成工序,以含有第一层沸石的第一层形成用浆,对片状的纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,从而制得形成有第一层的片状的纤维质载体;第二层形成工序,以含有第二层沸石的第二层形成用浆,对该形成有第一层的片状的纤维质载体进行浸渍处理或涂敷处理,从而制得形成有第一层以及第二层的片状的纤维质载体;成形加工工序,将该形成有第一层以及第二层的片状的纤维质载体成形加工成转子形状,从而制得除湿转子,
该第一层沸石是氢离子交换沸石或第二金属离子交换沸石,该氢离子交换沸石是通过进行氢离子交换工序而制得的,该氢离子交换工序是以氢离子与原沸石中的作为第一金属离子的铝部位的反离子进行离子交换而得到氢离子交换沸石的工序;该第二金属离子交换沸石是通过进行氢离子交换工序以及第二金属离子交换工序而制得的,该氢离子交换工序是以氢离子与原沸石中的作为第一金属离子的铝部位的反离子进行离子交换而得到氢离子交换沸石的工序,该第二金属离子交换工序是以该原沸石的作为第一金属离子的铝部位的反离子以外的第二金属离子与该氢离子交换沸石中的氢离子进行离子交换而得到第二金属离子交换沸石的工序,
该第二层沸石是原沸石。
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