JP2003320216A - 中空繊維状アルミニウムシリケイトからなる多孔質材料及びその製造方法 - Google Patents
中空繊維状アルミニウムシリケイトからなる多孔質材料及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高湿度下の吸水性に優れた無機多孔質材料、
その簡易な製法及びその吸水性を利用した用途を提供す
る。 【解決手段】 細孔半径１．５ｎｍ未満のメソポア細孔
を有し、かつ繊維間の空隙に直径６ｎｍ以上の細孔が保
持されている中空繊維状アルミニウムシリケイトからな
る多孔質材料である。この多孔質材料は、ケイ素化合物
とアルミニウム化合物の混合溶液からアルミニウムケイ
酸塩を合成し、次いで弱酸性条件下に処理して得られる
中空繊維状アルミニウムケイ酸塩のゲル状生成物を、凍
結乾燥または超臨界乾燥させることにより容易に製造で
きるものであって、吸水性及び耐久性に優れているか
ら、調湿材、結露防止剤及び水分貯蔵剤として有利に使
用できる。
その簡易な製法及びその吸水性を利用した用途を提供す
る。 【解決手段】 細孔半径１．５ｎｍ未満のメソポア細孔
を有し、かつ繊維間の空隙に直径６ｎｍ以上の細孔が保
持されている中空繊維状アルミニウムシリケイトからな
る多孔質材料である。この多孔質材料は、ケイ素化合物
とアルミニウム化合物の混合溶液からアルミニウムケイ
酸塩を合成し、次いで弱酸性条件下に処理して得られる
中空繊維状アルミニウムケイ酸塩のゲル状生成物を、凍
結乾燥または超臨界乾燥させることにより容易に製造で
きるものであって、吸水性及び耐久性に優れているか
ら、調湿材、結露防止剤及び水分貯蔵剤として有利に使
用できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高湿度条件下に優
れた吸水能を有する無機系多孔質材料に関するものであ
り、更に詳しくは、相対湿度９０％以上の高湿度下に優
れた吸水挙動を示す特定のメソポア細孔を有する中空繊
維状アルミニウムケイ酸塩からなる多孔質材料、その製
法及びその吸水性を利用した多様な用途に関するもので
ある。
れた吸水能を有する無機系多孔質材料に関するものであ
り、更に詳しくは、相対湿度９０％以上の高湿度下に優
れた吸水挙動を示す特定のメソポア細孔を有する中空繊
維状アルミニウムケイ酸塩からなる多孔質材料、その製
法及びその吸水性を利用した多様な用途に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、我が国における住居に関わる建築
物は、高品質化の進展に伴って高断熱化・高気密化が促
進され、内部結露の発生及びそれに伴う壁面の濡れやシ
ミの発生、カビやダニなどの繁殖などの問題が生じてい
る。このような居住空間の変化に伴い、結露防止対策技
術の重要性はますます高まっている。従来では、乾燥剤
として生石灰（酸化カルシウム）やシリカゲルなどを利
用したり、除湿器、エアコン等の空調設備を運転するこ
とにより、結露の発生を防止する方策が講じられてき
た。
物は、高品質化の進展に伴って高断熱化・高気密化が促
進され、内部結露の発生及びそれに伴う壁面の濡れやシ
ミの発生、カビやダニなどの繁殖などの問題が生じてい
る。このような居住空間の変化に伴い、結露防止対策技
術の重要性はますます高まっている。従来では、乾燥剤
として生石灰（酸化カルシウム）やシリカゲルなどを利
用したり、除湿器、エアコン等の空調設備を運転するこ
とにより、結露の発生を防止する方策が講じられてき
た。
【０００３】ところが、上記の乾燥剤は、いずれも吸湿
力が強く、除湿能力を制御し難いという問題があり、ま
た、一度飽和点に達すると吸湿能力は大幅に低下するた
め、吸湿に使用できる有効期間が短いという欠点があ
る。更に、一度吸収した水分を分離し吸湿能を回復させ
ることが容易ではないため、繰り返し再利用することは
困難である。一方、除湿器、エアコン等の空調設備の運
転による除湿は、エネルギーを消費する点及び機器の設
置、管理などに諸経費を要する等の経済性の点から好ま
しいものではない。
力が強く、除湿能力を制御し難いという問題があり、ま
た、一度飽和点に達すると吸湿能力は大幅に低下するた
め、吸湿に使用できる有効期間が短いという欠点があ
る。更に、一度吸収した水分を分離し吸湿能を回復させ
ることが容易ではないため、繰り返し再利用することは
困難である。一方、除湿器、エアコン等の空調設備の運
転による除湿は、エネルギーを消費する点及び機器の設
置、管理などに諸経費を要する等の経済性の点から好ま
しいものではない。
【０００４】このような状況の下に、本発明者らは、先
に、特定のメソポア細孔を有する中空繊維状アルミニウ
ムケイ酸塩が、高湿度条件下において優れた吸水挙動を
示すことを見出し、特許出願を行った（特開２０００−
５２３３７）。ところが、この中空繊維状アルミニウム
ケイ酸塩は、その空隙に高湿度条件下の調湿に有効な大
きさの細孔が形成されるものの、中空繊維状アルミニウ
ムケイ酸塩同士の凝集により細孔が潰されて、吸水能が
十分に発揮できなくなるという問題があった。
に、特定のメソポア細孔を有する中空繊維状アルミニウ
ムケイ酸塩が、高湿度条件下において優れた吸水挙動を
示すことを見出し、特許出願を行った（特開２０００−
５２３３７）。ところが、この中空繊維状アルミニウム
ケイ酸塩は、その空隙に高湿度条件下の調湿に有効な大
きさの細孔が形成されるものの、中空繊維状アルミニウ
ムケイ酸塩同士の凝集により細孔が潰されて、吸水能が
十分に発揮できなくなるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
上記した課題を解消するためになされたものである。す
なわち、本発明の目的は、十分な吸水能を有し、高湿度
条件下において調湿能の発現に有効利用される細孔を長
期に亘り保持する耐久性に優れた新規な多孔質材料及び
その簡易な製造方法を提供することにある。また、本発
明の他の目的は、繰り返し使用可能な多孔質材料を用い
た良好な調湿材、結露防止剤及び結露防止方法を提供す
ることにある。
上記した課題を解消するためになされたものである。す
なわち、本発明の目的は、十分な吸水能を有し、高湿度
条件下において調湿能の発現に有効利用される細孔を長
期に亘り保持する耐久性に優れた新規な多孔質材料及び
その簡易な製造方法を提供することにある。また、本発
明の他の目的は、繰り返し使用可能な多孔質材料を用い
た良好な調湿材、結露防止剤及び結露防止方法を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来の吸
湿材における問題点を解消し、高吸水性を有する無機系
多孔質材料の開発に向けて鋭意研究を重ねた結果、特定
のメソポア細孔を有する中空繊維状アルミニウムケイ酸
塩のゲル状物を乾燥する過程で、ある種の方法を用いて
乾燥させると、得られる中空繊維状アルミニウムケイ酸
塩の間に凝集を起こさないことから、細孔が壊されずに
保持された状態で乾燥し、優れた吸水能を有する多孔質
材料が得られることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
湿材における問題点を解消し、高吸水性を有する無機系
多孔質材料の開発に向けて鋭意研究を重ねた結果、特定
のメソポア細孔を有する中空繊維状アルミニウムケイ酸
塩のゲル状物を乾燥する過程で、ある種の方法を用いて
乾燥させると、得られる中空繊維状アルミニウムケイ酸
塩の間に凝集を起こさないことから、細孔が壊されずに
保持された状態で乾燥し、優れた吸水能を有する多孔質
材料が得られることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
【０００７】すなわち、本発明の多孔質材料は、細孔半
径１．５ｎｍ未満のメソポア細孔を有し、かつ繊維間の
空隙に直径６ｎｍ以上の細孔が保持されている中空繊維
状アルミニウムシリケイトからなることを特徴とするも
のである。この中空繊維状アルミニウムシリケイトは、
高湿度条件下に優れた吸水挙動を示すものである。ま
た、本発明の多孔質材料の製造方法は、ケイ素化合物と
アルミニウム化合物の混合溶液からアルミニウムケイ酸
塩を合成し、次いで弱酸性条件下に処理して得られる中
空繊維状アルミニウムケイ酸塩のゲル状生成物を、凍結
乾燥または超臨界乾燥させることによる，細孔半径１．
５ｎｍ未満のメソポア細孔を有し、かつ繊維間の空隙に
直径６ｎｍ以上の細孔が保持されている中空繊維状アル
ミニウムシリケイトからなるものである。
径１．５ｎｍ未満のメソポア細孔を有し、かつ繊維間の
空隙に直径６ｎｍ以上の細孔が保持されている中空繊維
状アルミニウムシリケイトからなることを特徴とするも
のである。この中空繊維状アルミニウムシリケイトは、
高湿度条件下に優れた吸水挙動を示すものである。ま
た、本発明の多孔質材料の製造方法は、ケイ素化合物と
アルミニウム化合物の混合溶液からアルミニウムケイ酸
塩を合成し、次いで弱酸性条件下に処理して得られる中
空繊維状アルミニウムケイ酸塩のゲル状生成物を、凍結
乾燥または超臨界乾燥させることによる，細孔半径１．
５ｎｍ未満のメソポア細孔を有し、かつ繊維間の空隙に
直径６ｎｍ以上の細孔が保持されている中空繊維状アル
ミニウムシリケイトからなるものである。
【０００８】本発明の調湿材は、上述の細孔半径１．５
ｎｍ未満のメソポア細孔を有し、かつ繊維間の空隙に直
径６ｎｍ以上の細孔が保持されている中空繊維状アルミ
ニウムシリケイトからなる多孔質材料を含むことを特徴
とする。
ｎｍ未満のメソポア細孔を有し、かつ繊維間の空隙に直
径６ｎｍ以上の細孔が保持されている中空繊維状アルミ
ニウムシリケイトからなる多孔質材料を含むことを特徴
とする。
【０００９】本発明の結露防止剤は、上述の細孔半径
１．５ｎｍ未満のメソポア細孔を有し、かつ繊維間の空
隙に直径６ｎｍ以上の細孔が保持されている中空繊維状
アルミニウムシリケイトからなる多孔質材料を含むこと
を特徴とする。また、本発明の結露防止方法は、高湿度
空間に、上述の細孔半径１．５ｎｍ未満のメソポア細孔
を有し、かつ繊維間の空隙に直径６ｎｍ以上の細孔が保
持されている中空繊維状アルミニウムシリケイトからな
る多孔質材料を用いることを特徴とする。
１．５ｎｍ未満のメソポア細孔を有し、かつ繊維間の空
隙に直径６ｎｍ以上の細孔が保持されている中空繊維状
アルミニウムシリケイトからなる多孔質材料を含むこと
を特徴とする。また、本発明の結露防止方法は、高湿度
空間に、上述の細孔半径１．５ｎｍ未満のメソポア細孔
を有し、かつ繊維間の空隙に直径６ｎｍ以上の細孔が保
持されている中空繊維状アルミニウムシリケイトからな
る多孔質材料を用いることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の多孔質材料は、メソポア細孔を持つ中空
繊維状アルミニウムシリケイトからなり、その繊維間の
空隙に細孔が形成されているものであって、そのメソポ
アの細孔半径は、１．５ｎｍ未満、好ましくは０．３〜
１．５ｎｍ未満の範囲のものであり、また、繊維間の空
隙に形成されている細孔直径は、６ｎｍ以上、好ましく
は６〜１０００ｎｍの範囲の大きさに相当するものであ
る。この多孔質材料は、十分な吸水能を持っており、特
に高湿度条件下の吸水に優れている中空繊維のチューブ
状アルミニウムケイ酸塩からなっていて、相対湿度９０
％以上の高湿度条件下において自重の約２００％以上の
水蒸気を吸着し、かつ相対湿度９０％程度以下の通常の
湿度条件下において吸着した水蒸気の大部分を放出でき
るものであり、長期に亘って吸水や調湿に繰り返し利用
できるから、 耐久性及び省エネルギー化などに優れた
ものである。
する。本発明の多孔質材料は、メソポア細孔を持つ中空
繊維状アルミニウムシリケイトからなり、その繊維間の
空隙に細孔が形成されているものであって、そのメソポ
アの細孔半径は、１．５ｎｍ未満、好ましくは０．３〜
１．５ｎｍ未満の範囲のものであり、また、繊維間の空
隙に形成されている細孔直径は、６ｎｍ以上、好ましく
は６〜１０００ｎｍの範囲の大きさに相当するものであ
る。この多孔質材料は、十分な吸水能を持っており、特
に高湿度条件下の吸水に優れている中空繊維のチューブ
状アルミニウムケイ酸塩からなっていて、相対湿度９０
％以上の高湿度条件下において自重の約２００％以上の
水蒸気を吸着し、かつ相対湿度９０％程度以下の通常の
湿度条件下において吸着した水蒸気の大部分を放出でき
るものであり、長期に亘って吸水や調湿に繰り返し利用
できるから、 耐久性及び省エネルギー化などに優れた
ものである。
【００１１】本発明の多孔質材料の製法は、ケイ素化合
物溶液とアルミニウム化合物溶液とを混合して合成され
るアルミニウムケイ酸塩を、弱酸性条件下に処理して得
られる中空繊維状アルミニウムケイ酸塩のゲル状生成物
を、凍結乾燥または超臨界乾燥させることにより繊維間
の空隙を保持した中空繊維状アルミニウムシリケイトを
得るものである。この製法では、ゲル状物質間に存在す
る水を氷結させ、その氷を昇華させることにより乾燥さ
せているから、中空繊維状アルミニウムケイ酸塩同士の
凝集がなく、したがって、ゲル状態の中空繊維の空隙に
形成されている直径６ｎｍ以上の大きさの細孔は潰され
ずに保持した状態で乾燥されるために、吸水能が十分に
発揮される中空繊維状アルミニウムシリケイトを得るこ
とを特徴としている。このことは、従来法では、弱アル
カリ条件下にゲル化させた後、加熱乾燥させるために、
中空繊維状アルミニウムケイ酸塩の空隙に形成されてい
る細孔が、そのアルミニウムケイ酸塩同士の凝集により
潰されて生成する従来の中空繊維状アルミニウムシリケ
イトとは形状が異なることを意味している。
物溶液とアルミニウム化合物溶液とを混合して合成され
るアルミニウムケイ酸塩を、弱酸性条件下に処理して得
られる中空繊維状アルミニウムケイ酸塩のゲル状生成物
を、凍結乾燥または超臨界乾燥させることにより繊維間
の空隙を保持した中空繊維状アルミニウムシリケイトを
得るものである。この製法では、ゲル状物質間に存在す
る水を氷結させ、その氷を昇華させることにより乾燥さ
せているから、中空繊維状アルミニウムケイ酸塩同士の
凝集がなく、したがって、ゲル状態の中空繊維の空隙に
形成されている直径６ｎｍ以上の大きさの細孔は潰され
ずに保持した状態で乾燥されるために、吸水能が十分に
発揮される中空繊維状アルミニウムシリケイトを得るこ
とを特徴としている。このことは、従来法では、弱アル
カリ条件下にゲル化させた後、加熱乾燥させるために、
中空繊維状アルミニウムケイ酸塩の空隙に形成されてい
る細孔が、そのアルミニウムケイ酸塩同士の凝集により
潰されて生成する従来の中空繊維状アルミニウムシリケ
イトとは形状が異なることを意味している。
【００１２】本発明の製造方法において、原料としては
ケイ素化合物とアルミニウム化合物が用いられる、ケイ
素源として使用される試剤は、モノケイ酸類であればよ
く、具体的には、オルトケイ酸ナトリウム、メタケイ酸
ナトリウム、無定形コロイド状二酸化ケイ素（エアロジ
ルなど）などが好適なものとして挙げられる。また、そ
のケイ酸分子と結合させるアルミニウム源としては、ア
ルミニウムイオンを有するものであればよく、具体的に
は、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、過塩素酸ア
ルミニウムなどのアルミニウム化合物などが好適なもの
として挙げられる。これらのケイ素源及びアルミニウム
源は、上記した化合物に限られるものではなく、それら
と同効のものであれば同様に使用可能である。
ケイ素化合物とアルミニウム化合物が用いられる、ケイ
素源として使用される試剤は、モノケイ酸類であればよ
く、具体的には、オルトケイ酸ナトリウム、メタケイ酸
ナトリウム、無定形コロイド状二酸化ケイ素（エアロジ
ルなど）などが好適なものとして挙げられる。また、そ
のケイ酸分子と結合させるアルミニウム源としては、ア
ルミニウムイオンを有するものであればよく、具体的に
は、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、過塩素酸ア
ルミニウムなどのアルミニウム化合物などが好適なもの
として挙げられる。これらのケイ素源及びアルミニウム
源は、上記した化合物に限られるものではなく、それら
と同効のものであれば同様に使用可能である。
【００１３】これらの原料を適切な水溶液に溶解させ、
それぞれ所定の濃度のケイ素化合物溶液とアルミニウム
化合物溶液を調整する。これらの溶液を任意の比率で混
合しても前駆体の形成には特に問題とはならないが、好
適にはケイ素／アルミニウム比は０．５〜１．０となる
ように混合する。溶液中のケイ素化合物濃度は１〜１０
００ｍｍｏｌ／ｌであり、またアルミニウム化合物濃度
は１〜２０００ｍｍｏｌ／ｌであるが、好適な濃度とし
ては１〜５００ｍｍｏｌ／ｌのケイ素化合物溶液と１〜
１０００ｍｍｏｌ／ｌのアルミニウム化合物溶液を混合
することが好ましい。このアルミニウム化合物溶液にケ
イ素化合物溶液を混合した後、アルカリ性溶液を滴下
し、ｐＨが弱酸性から中性付近になるように調整して、
前駆体を形成させる。この前駆体の生成過程における中
和反応に必要なアルカリ性溶液としては、例えば、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなどが用い
られる。
それぞれ所定の濃度のケイ素化合物溶液とアルミニウム
化合物溶液を調整する。これらの溶液を任意の比率で混
合しても前駆体の形成には特に問題とはならないが、好
適にはケイ素／アルミニウム比は０．５〜１．０となる
ように混合する。溶液中のケイ素化合物濃度は１〜１０
００ｍｍｏｌ／ｌであり、またアルミニウム化合物濃度
は１〜２０００ｍｍｏｌ／ｌであるが、好適な濃度とし
ては１〜５００ｍｍｏｌ／ｌのケイ素化合物溶液と１〜
１０００ｍｍｏｌ／ｌのアルミニウム化合物溶液を混合
することが好ましい。このアルミニウム化合物溶液にケ
イ素化合物溶液を混合した後、アルカリ性溶液を滴下
し、ｐＨが弱酸性から中性付近になるように調整して、
前駆体を形成させる。この前駆体の生成過程における中
和反応に必要なアルカリ性溶液としては、例えば、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなどが用い
られる。
【００１４】このようにして前駆体を形成させた後、遠
心分離、濾過及び膜分離等の処理を行って、溶液中の共
存イオンを取り除いた後、回収した前駆体を純水中に分
散させる。その後、副生成物の生成を抑制するため、そ
の分散液に酸を添加してｐＨが３〜６の弱酸性溶液、好
適にはｐＨが３．５〜４．５の弱酸性溶液に調整する。
また、その際に用いる酸としては、例えば、塩酸、硝
酸、過塩素酸などが挙げられる。
心分離、濾過及び膜分離等の処理を行って、溶液中の共
存イオンを取り除いた後、回収した前駆体を純水中に分
散させる。その後、副生成物の生成を抑制するため、そ
の分散液に酸を添加してｐＨが３〜６の弱酸性溶液、好
適にはｐＨが３．５〜４．５の弱酸性溶液に調整する。
また、その際に用いる酸としては、例えば、塩酸、硝
酸、過塩素酸などが挙げられる。
【００１５】この弱酸性水溶液に分散させた前駆体を２
日間加熱処理を行う。加熱の方法及び条件は、例えば、
マントルヒーターやオートクレーブを用いて、水が蒸発
しないように加熱を行えばよく、その温度範囲としては
５０〜１２０℃であるが、好適には１００℃前後が望ま
しい。加熱後、生成物を含む水溶液を１００℃で約1日
間かけて水を蒸発させ、ゲル状生成物を回収する。
日間加熱処理を行う。加熱の方法及び条件は、例えば、
マントルヒーターやオートクレーブを用いて、水が蒸発
しないように加熱を行えばよく、その温度範囲としては
５０〜１２０℃であるが、好適には１００℃前後が望ま
しい。加熱後、生成物を含む水溶液を１００℃で約1日
間かけて水を蒸発させ、ゲル状生成物を回収する。
【００１６】また、加熱後、生成物を含む水溶液にアル
カリ性水溶液を加えｐＨを８〜１２程度のアルカリ性水
溶液にすることにより、生成物をゲル状物質として凝集
させてもよい。このときに用いられるアルカリとして
は、例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウムなどが挙げられる。さらに、遠心分離により余分
な水を取り除いて、ゲル状生成物を回収することもでき
る。
カリ性水溶液を加えｐＨを８〜１２程度のアルカリ性水
溶液にすることにより、生成物をゲル状物質として凝集
させてもよい。このときに用いられるアルカリとして
は、例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウムなどが挙げられる。さらに、遠心分離により余分
な水を取り除いて、ゲル状生成物を回収することもでき
る。
【００１７】次に、回収されたゲル生成物を凍結乾燥ま
たは超臨界乾燥により乾燥させることが必要である。こ
の乾燥法を採用することにより、形成される中空繊維状
アルミニウムケイ酸塩による特異な立体形状をそのまま
保存することができる。その凍結乾燥としては、公知の
凍結乾燥装置を用いて、例えば、−５０〜−３０℃、１
００〜５００Ｐａの条件で脱水させることができる。ま
た、超臨界乾燥としては、例えば、通常の超臨界条件で
ある１０〜３０℃、５〜８ＭＰａにおいて脱水を行うこ
とができる。このようにして、細孔半径１．５ｎｍ未満
のメソポア細孔を有する中空繊維状アルミニウムシリケ
イトからなり、その中空繊維の空隙に６ｎｍ以上の細孔
が形成された特異な立体形状を有するチューブ状のアル
ミニウムシリケイトが得られる。
たは超臨界乾燥により乾燥させることが必要である。こ
の乾燥法を採用することにより、形成される中空繊維状
アルミニウムケイ酸塩による特異な立体形状をそのまま
保存することができる。その凍結乾燥としては、公知の
凍結乾燥装置を用いて、例えば、−５０〜−３０℃、１
００〜５００Ｐａの条件で脱水させることができる。ま
た、超臨界乾燥としては、例えば、通常の超臨界条件で
ある１０〜３０℃、５〜８ＭＰａにおいて脱水を行うこ
とができる。このようにして、細孔半径１．５ｎｍ未満
のメソポア細孔を有する中空繊維状アルミニウムシリケ
イトからなり、その中空繊維の空隙に６ｎｍ以上の細孔
が形成された特異な立体形状を有するチューブ状のアル
ミニウムシリケイトが得られる。
【００１８】上記方法により得られる中空繊維状アルミ
ニウムシリケイトは、上述した細孔を持つ中空状の繊維
が複雑に絡み合って形成されている無機系多孔質材料か
らなり、水の吸着能及び脱着能に優れた性能を示す上
に、耐久性を有するものであって、例えば、相対湿度９
０％以上の高湿度条件下においては、自重の約２００％
以上の水蒸気を吸着でき、かつ低湿度条件下においては
吸着した水蒸気の大部分を容易に放出できる特性を有す
るから、水分量の調整、水分の貯蔵及び空間内の結露防
止などに何度も繰り返し使用可能であり、調湿材、水分
貯蔵及び結露防止などに有利に利用できる。
ニウムシリケイトは、上述した細孔を持つ中空状の繊維
が複雑に絡み合って形成されている無機系多孔質材料か
らなり、水の吸着能及び脱着能に優れた性能を示す上
に、耐久性を有するものであって、例えば、相対湿度９
０％以上の高湿度条件下においては、自重の約２００％
以上の水蒸気を吸着でき、かつ低湿度条件下においては
吸着した水蒸気の大部分を容易に放出できる特性を有す
るから、水分量の調整、水分の貯蔵及び空間内の結露防
止などに何度も繰り返し使用可能であり、調湿材、水分
貯蔵及び結露防止などに有利に利用できる。
【００１９】本発明の中空繊維状アルミニウムシリケイ
トからなる多孔質材料を調湿材として用いるには、湿度
の調節を要する室内や容器内に、例えば、従来公知のタ
イル状の壁材或いは壁紙などとして配置することにより
行う。また、その多孔質材料は、多量の水分を吸着し保
持できるから、水分の凝縮により生起する結露を防止す
るには、結露の発生し易い住居の窓際や押入れなどに、
従来より乾燥剤として用いられている生石灰（酸化カル
シウム）やシリカゲルなどと同様に配置することにより
行うことができる。
トからなる多孔質材料を調湿材として用いるには、湿度
の調節を要する室内や容器内に、例えば、従来公知のタ
イル状の壁材或いは壁紙などとして配置することにより
行う。また、その多孔質材料は、多量の水分を吸着し保
持できるから、水分の凝縮により生起する結露を防止す
るには、結露の発生し易い住居の窓際や押入れなどに、
従来より乾燥剤として用いられている生石灰（酸化カル
シウム）やシリカゲルなどと同様に配置することにより
行うことができる。
【００２０】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はこの実施例により何ら限定される
ものではない。 実施例１ ＳｉＯ２濃度が１００ｍｍｏｌ／ｌになるように、純水
で希釈したオルトケイ酸ナトリウム水溶液１２５ｍｌを
調整した。また、これとは別に、塩化アルミニウムを純
水に溶解させ、Ａｌ２Ｏ３濃度が１５０ｍｍｏｌ／ｌの
水溶液１２５ｍｌを調整した。次に、この調整された塩
化アルミニウム水溶液に、上記のオルトケイ酸水溶液を
混合し、マグネティックスターラーで攪拌して混合溶液
を調整した。この溶液のケイ素／アルミニウム比は０．
６７であった。その後、この混合溶液に１Ｎ水酸化ナト
リウム水溶液２２ｍｌを滴下して、ｐＨを約６になるよ
うに調整した溶液を、遠心分離にかけて前駆体を回収し
た。さらに、この前駆体を純水で３回の遠心分離により
洗浄した後、１０００ｍｌの純水中に分散させた。
説明するが、本発明はこの実施例により何ら限定される
ものではない。 実施例１ ＳｉＯ２濃度が１００ｍｍｏｌ／ｌになるように、純水
で希釈したオルトケイ酸ナトリウム水溶液１２５ｍｌを
調整した。また、これとは別に、塩化アルミニウムを純
水に溶解させ、Ａｌ２Ｏ３濃度が１５０ｍｍｏｌ／ｌの
水溶液１２５ｍｌを調整した。次に、この調整された塩
化アルミニウム水溶液に、上記のオルトケイ酸水溶液を
混合し、マグネティックスターラーで攪拌して混合溶液
を調整した。この溶液のケイ素／アルミニウム比は０．
６７であった。その後、この混合溶液に１Ｎ水酸化ナト
リウム水溶液２２ｍｌを滴下して、ｐＨを約６になるよ
うに調整した溶液を、遠心分離にかけて前駆体を回収し
た。さらに、この前駆体を純水で３回の遠心分離により
洗浄した後、１０００ｍｌの純水中に分散させた。
【００２１】次に、その前駆体を分散させた溶液に５Ｎ
塩酸１．２ｍｌを添加してｐＨを約４になるように調整
した溶液を、マントルヒーターにて１００℃で２日間加
熱した。加熱終了後、その溶液をビーカーに移し１００
℃の乾燥器内に約１日静置して水を蒸発させた。これに
よって得られたゲル状の生成物を、凍結乾燥装置（商品
名：真空凍結乾燥機ＦＤ−５Ｎ型、東京理化機器機械社
製）を用いて３００Ｐａ、−４５℃において１２時間の
凍結乾燥を行うことにより、細孔半径０．８ｎｍ及び空
隙直径６〜２０ｎｍの細孔を多量に有する中空繊維状ア
ルミニウムシリケイトを得た。
塩酸１．２ｍｌを添加してｐＨを約４になるように調整
した溶液を、マントルヒーターにて１００℃で２日間加
熱した。加熱終了後、その溶液をビーカーに移し１００
℃の乾燥器内に約１日静置して水を蒸発させた。これに
よって得られたゲル状の生成物を、凍結乾燥装置（商品
名：真空凍結乾燥機ＦＤ−５Ｎ型、東京理化機器機械社
製）を用いて３００Ｐａ、−４５℃において１２時間の
凍結乾燥を行うことにより、細孔半径０．８ｎｍ及び空
隙直径６〜２０ｎｍの細孔を多量に有する中空繊維状ア
ルミニウムシリケイトを得た。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、 中空状の無機繊維が
複雑に絡み合って形成された特異な立体構造を有する多
孔質材料を容易に作製することができる。この多孔質材
料は、中空繊維状アルミニウムシリケイトからなり、水
分の吸着及び脱着性能に優れた大きさの細孔を多量に有
し、また、再現性に優れた耐久性をも有していることか
ら、良好な結露防止能とその繰り返し利用が可能な調湿
材料として有用であり、また、高湿度域において多量の
水分を吸着・保持できるため、水分貯蔵材料としても利
用可能である。
複雑に絡み合って形成された特異な立体構造を有する多
孔質材料を容易に作製することができる。この多孔質材
料は、中空繊維状アルミニウムシリケイトからなり、水
分の吸着及び脱着性能に優れた大きさの細孔を多量に有
し、また、再現性に優れた耐久性をも有していることか
ら、良好な結露防止能とその繰り返し利用が可能な調湿
材料として有用であり、また、高湿度域において多量の
水分を吸着・保持できるため、水分貯蔵材料としても利
用可能である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 中田 和枝
茨城県つくば市東１−１−１ 独立行政法
人産業技術総合研究所つくばセンター内
(72)発明者 渡部 芳夫
茨城県つくば市東１−１−１ 独立行政法
人産業技術総合研究所つくばセンター内
(72)発明者 前田 雅喜
愛知県名古屋市守山区下志段味穴ヶ洞2266
−98 独立行政法人産業技術総合研究所中
部センター内
(72)発明者 渡村 信治
愛知県名古屋市守山区下志段味穴ヶ洞2266
−98 独立行政法人産業技術総合研究所中
部センター内
(72)発明者 犬飼 恵一
愛知県名古屋市守山区下志段味穴ヶ洞2266
−98 独立行政法人産業技術総合研究所中
部センター内
(72)発明者 大橋 文彦
愛知県名古屋市守山区下志段味穴ヶ洞2266
−98 独立行政法人産業技術総合研究所中
部センター内
Ｆターム(参考） 4D052 AA08 HA02 HB02
4G066 AA20A AA20B AA30A AA30B
BA22 BA23 CA43 FA21 FA33
4G073 BA57 BA63 BD07 BD11 BD19
CE01 FB01 FB02 FB04 FB19
FB48 FC01 FD17 FD21 UA06
Claims (6)
- 【請求項１】 細孔半径１．５ｎｍ未満のメソポア細孔
を有し、かつ繊維間の空隙に直径６ｎｍ以上の細孔が保
持されている中空繊維状アルミニウムシリケイトからな
ることを特徴とする多孔質材料。 - 【請求項２】 前記中空繊維状アルミニウムシリケイト
が、高湿度条件下に優れた吸水挙動を示すものである請
求項１に記載の多孔質材料。 - 【請求項３】 ケイ素化合物とアルミニウム化合物の混
合溶液からアルミニウムケイ酸塩を合成し、次いで弱酸
性条件下に処理して得られる中空繊維状アルミニウムケ
イ酸塩のゲル状生成物を、凍結乾燥または超臨界乾燥さ
せることによる，細孔半径１．５ｎｍ未満のメソポア細
孔を有し、かつ繊維間の空隙に直径６ｎｍ以上の細孔が
保持されている中空繊維状アルミニウムシリケイトから
なる多孔質材料の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載の多孔質材料を含むこと
を特徴とする調湿材。 - 【請求項５】 請求項１に記載の多孔質材料を含むこと
を特徴とする結露防止剤。 - 【請求項６】 高湿度空間に、請求項１に記載の多孔質
材料を用いることを特徴とする高湿度空間内の結露防止
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002131121A JP3793809B2 (ja) | 2002-05-07 | 2002-05-07 | 中空繊維状アルミニウムシリケイトからなる多孔質材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002131121A JP3793809B2 (ja) | 2002-05-07 | 2002-05-07 | 中空繊維状アルミニウムシリケイトからなる多孔質材料及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003320216A true JP2003320216A (ja) | 2003-11-11 |
| JP3793809B2 JP3793809B2 (ja) | 2006-07-05 |
Family
ID=29543883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002131121A Expired - Lifetime JP3793809B2 (ja) | 2002-05-07 | 2002-05-07 | 中空繊維状アルミニウムシリケイトからなる多孔質材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3793809B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007326760A (ja) * | 2006-06-09 | 2007-12-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | チューブ状アルミニウムケイ酸塩なるゲル状物質及びその調製方法 |
| WO2008081606A1 (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-10 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 高湿度領域において優れた吸着特性を有する非晶質アルミニウムケイ酸塩及びその製造方法 |
| JP2011111332A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-09 | Toyota Central R&D Labs Inc | 球状シリカ系メソ多孔体の製造方法 |
| WO2012124222A1 (ja) * | 2011-03-11 | 2012-09-20 | 日立化成工業株式会社 | アルミニウムケイ酸塩、金属イオン吸着剤及びそれらの製造方法 |
| US10443175B2 (en) | 2015-07-31 | 2019-10-15 | Lg Chem, Ltd. | Washing machine having moisture absorption element |
-
2002
- 2002-05-07 JP JP2002131121A patent/JP3793809B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007326760A (ja) * | 2006-06-09 | 2007-12-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | チューブ状アルミニウムケイ酸塩なるゲル状物質及びその調製方法 |
| WO2008081606A1 (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-10 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 高湿度領域において優れた吸着特性を有する非晶質アルミニウムケイ酸塩及びその製造方法 |
| JP2008179534A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-08-07 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 高湿度領域において優れた吸着特性を有する非晶質アルミニウムケイ酸塩及びその製造方法 |
| JP2011111332A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-09 | Toyota Central R&D Labs Inc | 球状シリカ系メソ多孔体の製造方法 |
| WO2012124222A1 (ja) * | 2011-03-11 | 2012-09-20 | 日立化成工業株式会社 | アルミニウムケイ酸塩、金属イオン吸着剤及びそれらの製造方法 |
| JP5958461B2 (ja) * | 2011-03-11 | 2016-08-02 | 日立化成株式会社 | アルミニウムケイ酸塩、金属イオン吸着剤及びそれらの製造方法 |
| TWI585041B (zh) * | 2011-03-11 | 2017-06-01 | 日立化成股份有限公司 | 鋁矽酸鹽、金屬離子吸附劑及它們的製造方法 |
| US9782749B2 (en) | 2011-03-11 | 2017-10-10 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Aluminum silicate, metal ion adsorbent, and method for producing same |
| US10443175B2 (en) | 2015-07-31 | 2019-10-15 | Lg Chem, Ltd. | Washing machine having moisture absorption element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3793809B2 (ja) | 2006-07-05 |
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