JP2010063963A - 除湿素子およびそれを用いた除湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】室内を除湿する際に使用される除湿機において、水分と同時に臭気成分を脱臭分解するための除湿用素子を、除湿性能の低下を抑えながら脱臭効果を与える触媒添着除湿素子を提供することを目的とする。
【解決手段】コルゲートハニカム構造体にゼオライトを添着した除湿素子４を作成する。二酸化マンガン５と水６と界面活性剤７を二酸化マンガン５の粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ以下になるようにボールミルを行い、除湿素子４を含浸して、余剰液をなくし、焼成することで二酸化マンガン添着除湿素子１２が得られる。なお、付着力と脱臭力を得るために、平均粒子径で比較して二酸化マンガン５粒子がゼオライト粒子の１／１００から１／１０程度の大きさとする。
【選択図】図４

Description

本発明は、湿分および有機ガスを吸着する除湿素子とそれを用いた除湿装置に関するものである。

従来、空気中の臭気成分を吸着し分解する脱臭素子として、二酸化マンガンをもちいたハニカム構造のフィルタが知られており空気清浄装置に対する技術として開示されている。

以下、その空気清浄装置について図１０を参照しながら説明する。

図１０に示すように回転式の脱臭ロータ１０１を備え、処理空気１０２を吸引し、脱臭ロータ１０１を通過させる。この際、前記処理空気１０２中の臭気は脱臭ロータ１０１によって吸着される。脱臭ロータ１０１は、吸着剤１０３と触媒１０４が混合されており、臭気成分を吸着した脱臭ロータ１０１は回転して、加熱装置１０５によって温められ、熱によって活性化した触媒１０４と反応することによって、臭気成分を分解することができるものであり、吸着剤１０３に臭気成分が飽和することなく、連続して脱臭できるものである。

また、その吸着剤と触媒をふくむ脱臭ロータの作成方法として、吸着剤と触媒をアルミナシリカ繊維と微細繊維化セルロースとからなる分散液を抄紙してなるセラミックシートを片面段ボール状に加工して、前記片面段ボールを渦巻状に加工してハニカム状基材とし、触媒として二酸化マンガン、吸着剤としてハイシリカゼオライト、接着剤としてアクリル樹脂系のエマルジョンをもちいスラリーを作成し、これに前記ハニカム状基材を浸漬して塗付、乾燥したのち焼成して作成する一例が示されている（図示せず）。

また、他の例として触媒が白金の場合に活性炭担体に担持し、これを上記と同様にアクリル樹脂系のエマルジョンと、吸着剤としてハイシリカゼオライトを用いてスラリーを作成し、前記ハニカム状基材を浸漬して、塗付、乾燥したのち焼成して作成する例が示されている（図示せず）。

また、他の例として触媒として二酸化マンガン、吸着剤として活性炭をもちい、主体繊維としてポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド繊維、および補強繊維としてポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド繊維をフィブリル化した微細繊維から成る水性分散液を湿式抄紙してなる脱臭シートを、前記片面段ボールのハニカム状に加工して得る例が示されている（図示せず）。

そして、この技術を除湿機の除湿素子に応用する。前記従来手法中の脱臭用吸着剤ではなく吸湿剤をもちいてハニカム等の通気構造体に触媒を添着して作成した触媒添着除湿素子を、吸い込み口および吹き出し口をもつ筐体内に備え、また輻射熱および温風の両方もしくはいずれかによって前記除湿素子に吸着した水分を脱着させて再生するための加熱手段と前記温風を送るための再生用ファン、および前記除湿素子に除湿するための処理空気を送るための処理用ファンと、前記除湿素子より放出された水分を冷却し結露させて回収するための結露用熱交換器を備えた脱臭機能付除湿機を得る。

ここで、脱臭機能付除湿機について説明する。

前記吸湿剤であっても、湿気と同時に臭気は吸着できる吸湿剤はゼオライトや活性炭など多く存在する。そのため、筐体に吸い込まれた空気中の臭気成分を吸湿剤は湿気と共に吸着できる。そして、吸湿剤を担持した除湿素子は回転し、前記の加熱手段によって再生される。このとき前記の触媒添着除湿素子では、前記加熱手段によって吸湿剤と共に添着している触媒も活性化され、吸湿剤に吸着したもしくは吸湿剤から脱着した臭気成分と反応して、分解する。そのため脱臭ができる。触媒を担持していない従来の除湿素子の場合は加熱手段によって脱着するのみなので臭気成分は水に溶けるか、風路を通って外気に再放出するため脱臭できない。もしくは加熱手段による熱が足らず、脱着しないために吸湿剤内にたまりつづけることになり、吸着飽和によって脱臭できなくなり、結局のところ脱臭は出来ない。そのため脱臭機能付除湿機では従来の除湿素子を搭載した場合に比べ触媒を添着した触媒添着除湿素子を搭載した場合のほうが除湿機の脱臭能力は向上する。

そして、上記方法で臭気成分も吸着可能な吸湿剤を含む除湿素子に触媒を添着しようとすると、二酸化マンガンや、特開平１０−１８０１０８にしめされるコバルトマンガン複合酸化物などの触媒粉末を、素子上にアクリル樹脂のバインダやコロイダルシリカなどの無機バインダを用いて接着することになる。しかし、触媒粒子および無機バインダによって除湿素子内の吸湿剤のもつ吸着サイトは大きく阻害されてしまうため、除湿能力が低下してしまう。また、触媒粉末は表面積が大きくないため、十分な触媒活性、つまりは十分な脱臭能力を得るためには、多量の触媒が必要となっており、そのために吸湿剤の持つ吸着サイトが阻害され、除湿能力が低下してしまっていた。また、この方法では触媒粒子を製造し、必要によって粉砕し、スラリー化し、含浸して添着し、乾燥するというように多くの工程を行なわなくてはならないため、製造コストもかかってしまう。

また、触媒成分と吸着剤成分を水性分散液として繊維などと抄紙などの方法で混合しても、繊維成分および繊維を結合させるためのバインダ成分に触媒、吸着剤成分の表面積が覆われてしまうため、やはり望む除湿能力と脱臭能力の両立は得られない。
特開２００３−３３９８３１号公報 特開平１０−１８０１０８号公報

近年室外の空気の汚染などにより、室内において洗濯物を乾燥させるために除湿機を使用するといったケースが増えている。しかしながら通常、室内で衣類を乾燥させる場合、部屋を締め切って使用する場合がおおく、さまざまな生活臭や発生するＶＯＣは換気されること無く、室内にこもってしまう。そのため、除湿機が湿度を吸い取るのと同時ににおい成分も吸い込み、さらに分解して脱臭することが求められている。

しかしながら前述したとおり、従来の脱臭ロータを作成する方法で作成した触媒による脱臭機能付の除湿素子は、臭気成分も吸着できる吸湿剤に触媒を添着するためにバインダを用いる、もしくは紙の繊維成分で触媒と吸湿剤を保持するために、除湿に必要な吸湿剤の吸着サイトが阻害され、除湿能力がおおきく低下させてしまうといった課題があった。

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、除湿機に搭載された除湿素子によって脱臭機能を付与しながら、脱臭能力は向上しても除湿能力がほとんど低下しない触媒添着除湿素子を製造、提供することを目的としている。

本発明の触媒添着除湿素子および除湿装置は上記目的を達成するために、ゼオライトや活性炭といった吸着剤を担持したハニカムなどの通気構造体上にマンガン酸化物などの触媒作用を有する粒子（以下、触媒材料粒子と表記）を添着させ、触媒材料粒子と吸着剤が吸着した上記生活臭やＶＯＣといった有機ガスを分解するものである。そして、触媒材料粒子の吸着剤への添着はバインダなどを用いず、粒子間で生じる静電気力、またファンデルワールス力によって添着するために、触媒材料粒子の粒子の大きさを０．１μｍ以上１０μｍ以下とするものである。

これによって、従来触媒を添着するために使用するべき接着剤のバインダを用いないために、吸着剤の吸着表面をバインダによって埋めてしまわないために、水分や有機ガスを吸着する能力が低下することなく、除湿素子の能力を低下させないままに吸着した有機ガスを触媒である触媒粒子が分解することが可能である。

また、上記の触媒材料を添着した除湿素子を、吸着剤から水分を脱着するためのヒータなどの加熱装置を素子近傍に備え、また前記除湿素子に通気するためのファンなどの送風装置と、脱着した水分を結露させて水として回収するための結露用熱交換風路や冷却フィンなどの回収装置を設けた除湿装置に搭載する。除湿能力が低下しないことは前述のとおりであるが、吸着剤に添着したマンガン酸化物などの触媒がヒータなどの加熱装置によって加熱されるために、マンガン酸化物などの触媒の活性が高まり、吸着剤に水分と同時に吸着した有機ガス成分を分解することができ、新たな消費電力を用いずに、除湿装置が有機ガスを脱臭分解することが可能である。

本発明によれば従来の除湿素子と同様に除湿能力が低下せず、すなわち従来の除湿素子と同等の除湿能力を保持したまま脱臭能力が向上した触媒脱臭機能つきの触媒を添着した除湿素子が得られる。

また、除湿装置に本発明の触媒を添着した除湿素子を搭載することによって、従来の除湿素子と同等の除湿能力を発揮しながら、同時に吸着した有機ガスを分解する、脱臭機能を付与した除湿装置が得られる。

本発明の請求項１記載の発明は、粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ以下の触媒作用を持つ粒子状材料（以下、触媒材料粒子とする）を吸着剤表面に添着した触媒添着吸着剤を含む通気構造体とした触媒添着除湿素子としたものであり、触媒材料粒子の粒子径を０．１μｍ以上１０μｍ以下とすることで、吸着剤に静電気力もしくはファンデルワールス力によって触媒材料粒子が付着する。接着剤としてのバインダを用いないことから吸着剤の吸着能力を低下させることなく、また、触媒材料粒子が吸着剤に吸着した生活臭やＶＯＣなどの有機ガスなどの成分と反応して分解するため、脱臭分解能力を与えることができる。そのため、吸着剤としては、水分とともに有機ガスを吸着するアルミノシリケートや活性炭、ゼオライト、セピオライトなどが望ましい。

なお、触媒材料粒子として０．１μｍ以下まで微細化することは製造において製造時間や微細化装置などの点からコストがかかってしまうため望ましくない。また１０μｍ以上でも吸着剤に付着するが、通気などの影響を受けて、飛散してしまう可能性が大きくなる。また１０μｍ以上では、触媒材料粒子を水などに分散させてスラリー上にした場合、粒子径の大きな触媒材料粒子は速く沈降してしまい、スラリー中の触媒材料粒子の濃度が安定しない。そのために、安定した量の触媒材料粒子を添着できないという問題が生じてしまうため、粒子の大きさは１０μｍ以下が望ましい。

本発明の請求項２記載の発明は、上記触媒材料粒子が二酸化マンガンである除湿素子であり、粒子径を０．１μｍ以上１０μｍ以下とすることで、吸着剤に静電気力もしくはファンデルワールス力によってマンガン酸化物粒子が付着する。マンガン酸化物は、他の分解触媒よりも安価であり、粒子も下記ボールミルなどの分散方法によって、前記０．１μｍ以上１０μｍ以下の大きさに微粒子化できるため望ましい。また、本発明の請求項３記載の発明は、吸着剤の平均粒子径がマンガン酸化物の平均粒子径より大きい前述の除湿素子であり、吸着剤の表面積が大きいほうが吸着能力が高くなるが粒子径は一般的に小さくなる。しかしながらマンガン酸化物粒子にたして、粒子径が１０倍から１００倍程度に大きいほうが、マンガン酸化物粒子の添着状態が良好になりはがれにくくなるために望ましい。

また、本発明の請求項４記載の発明は、吸着剤がゼオライトである前述の除湿素子であり、ゼオライトは無機物質であり、マンガン酸化物による分解がほとんどない。そのため、長期間におよび使用することができるため望ましい。

また、本発明の請求項５記載の発明は、吸着剤が活性炭である前述の除湿素子であり、活性炭は、比較的安価でありながら、表面積が大きく有機ガスの吸着能力に優れており、多くの有機ガスを吸着し分解することができるものである。

また、本発明の請求項６記載の発明は、マンガン酸化物を添着した吸着剤を、ハニカム構造を有する基材に担持して通気構造体を形成した除湿素子であり、無機のガラスファイバやセラミックファイバなどのシートを波型と平型に加工しこれを積層したコルゲートハニカムなどのハニカム構造体基材にマンガン酸化物を添着した吸着剤をバインダなどを介して接着担持、もしくはシート中にすきこむなどして担持する。ハニカム構造体によって通気圧力損失が非常に小さく、かつ通気気体との接触が多く、有機ガスや水分を多く吸着できる除湿素子が得られる。

また、本発明の請求項７記載の発明は、マンガン酸化物を添着した吸着剤を水に分散させたスラリーを作成し、ハニカム構造基材をスラリーに浸してマンガン酸化物添着吸着剤をハニカム構造基材上に添着する製造方法で作成した除湿素子であり、吸着剤を水に分散させることで前述のコルゲートハニカム基材のようなハニカム構造基材にマンガン酸化物添着吸着剤を均一に担持することができる。

また、本発明の請求項８記載の発明は、あらかじめ吸着剤をハニカム構造基材上に担持した除湿素子を作成し、さらに粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ以下のマンガン酸化物を水に分散させたスラリーに浸して、吸着剤上にマンガン酸化物を添着する製造方法で作成した除湿素子である。スラリー中で吸着剤とマンガン酸化物の比重の違いから液が混合しにくいといった課題がクリアできる。また、吸着剤を担持した除湿素子をマンガン酸化物のスラリーの浸すことによって除湿素子上にマンガン酸化物を均一に存在させることができ、脱臭分解能力のばらつきを抑えることができる。

なお、粒子径が大きいと、マンガン酸化物のスラリーが沈降するため、除湿素子への添着も不均一になる。また、同じ液に除湿素子を次々に浸す場合も、沈降によってマンガン酸化物の濃度が変化してしまうため、粒子径は前記範囲内でも均一で小さいものであることが望ましい。

また、本発明の請求項９記載の発明は、マンガン酸化物の粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ以下になるようにマンガン酸化物と水と湿式ボールミルを行って混合粉砕し、マンガン酸化物を水に分散させたスラリーを作成し、吸着剤をハニカム構造基材上に担持した除湿素子を浸して、吸着剤上にマンガン酸化物を添着する製造方法で作成した除湿素子である。マンガン酸化物の粒子を制御した材料は高価である。そのため、アルミナなどのポットに水と粒子径分布のばらつきが大きいものマンガン酸化物とマンガン酸化物より硬いジルコニアなどのボールを用いて、湿式ボールミルによって粉砕することで、前記範囲にマンガン酸化物の粒子径を押さえ込むことが安価にでき、望ましい。

なお、本発明のマンガン酸化物の粒子径は、レーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置で測定し、相対屈折率１．７０−０．１０ｉによって求めた値である。

また、本発明の請求項１０記載の発明は、前記マンガン酸化物と水とのスラリーに、界面活性剤を混合したものであり、界面活性剤を混合することによって、マンガン酸化物の分散性が良くなり、沈降が遅くなる。そのため、製造上連続して除湿素子をマンガン酸化物と水の混合スラリーに浸しても、マンガン酸化物が沈降しにくいために、濃度変化が起こりにくく、添着するマンガン酸化物の量を一定にすることができ、均一な品質の除湿素子が作りやすくなる。

また、本発明の請求項１１記載の発明は、マンガン酸化物と水の混合スラリーに浸した後に、２５０℃以上４００℃以下で焼成する製造方法で作成した除湿素子であり、前記の界面活性剤を焼きとばし、またマンガン酸化物と吸着剤の間の水分を完全に取り除き、接着力を向上させることができる。また、マンガン酸化物は温度によって組成が変化するため、マンガン酸化物以外に除湿素子についた有機物、結晶水が除去できる温度である２５０℃以上でかつ、マンガン酸化物が触媒作用をもつ二酸化マンガンの状態で安定できるように４００℃以下が望ましい。

また、本発明の請求項１２記載の発明は、吸い込み口および吹き出し口を持つ筐体と、上記触媒添着除湿素子と、輻射熱および温風の両方もしくはいずれかによって前記触媒添着除湿素子に吸着した水分を脱着させて再生するための加熱装置と、前記温風を送るための再生用ファンと、前記触媒添着除湿素子に除湿するための処理空気を送るための処理用ファンと、前記触媒添着除湿素子より放出された水分を結露させて回収するための結露用熱交換器を備えたことを特徴とする除湿装置である。触媒添着除湿素子の再生用にニクロム線ヒータなどの加熱装置を設け、除湿素子を加熱再生する。

この加熱時の熱を用いて、触媒添着除湿素子上に前記手法によって添着したマンガン酸化物が活性化することで、触媒添着除湿素子が水分とともに吸着した有機ガスを分解し、脱臭する装置として用いることができる。

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。

（実施の形態１）
図１に示すように、波型シート１と平型シート２を交互に関そうして得られるコルゲートハニカム構造体に吸着剤としてゼオライト３を添着した除湿素子４を作成する。この際のゼオライト３粒子の大きさは、下記の触媒材料粒子として二酸化マンガン５の粒子径より大きいことが二酸化マンガン５のゼオライト３に対する付着力が大きいため望ましく、大きさは平均粒子径で比較して二酸化マンガン５の１０倍から１００倍程度、つまり１μｍから１ｍｍ程度の大きさが二酸化マンガンのゼオライト３への付着力を保ちながら、二酸化マンガン５の触媒作用を発揮するために望ましい。

また、図２で示すように、触媒材料粒子としてマンガン酸化物の一つである二酸化マンガン５と水６と界面活性剤７をポット８にいれ、ボール９をさらにポット８に入れて、ポット８を回転などすることによって、二酸化マンガン５と水６と界面活性剤７とボール９をポット８中で攪拌し、二酸化マンガン５を粉砕する。この際、二酸化マンガン５は触媒作用を持つマンガン酸化物であるため望ましい。なお、ボール９は二酸化マンガン５よりも硬度の高いもので、ジルコニアボールなどが望ましく、ボール９は５乃至３０ｍｍの大きさの球が、二酸化マンガン５を微細化するのに望ましい。なお、界面活性剤は二酸化マンガンの水への分散性を向上させるものであり、アニオン性界面活性剤が望ましく、スラリー全体の重量に対して重量比で１％以上５％以下となるようにするのがもっとも分散性がよく、望ましい。なお５％以上では、分散が悪くなり、粒子が凝集する。一方１％未満では分散の効果が薄い。えられたスラリーを二酸化マンガンスラリー１０とする。なお、以上の二酸化マンガンスラリー１０の製造方法を以下ボールミルと表記する。

また、二酸化マンガン５の粒子径を０．１μｍ以上１０μｍ以下になるまでボールミルを行う。なお、粒子径の範囲が０．１μｍ以上１０μｍ以下であることよって、二酸化マンガンスラリー１０中での二酸化マンガン５の分散性が向上し、沈降が起こりにくくなるため、長時間にわたって二酸化マンガンスラリー１０の固形分濃度が安定するために、安定して二酸化マンガン５の添着量が得られるため、製造上望ましい。

また、平均粒子径で比較して二酸化マンガン５粒子がゼオライト３粒子の１／１００から１／１０程度の大きさになるものが二酸化マンガン５のゼオライト３への付着力が強いことや二酸化マンガン５の触媒作用が大きいことなどから望ましい。なお、二酸化マンガン５の粒子径はレーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置などで測定するのが望ましい。

また、二酸化マンガン５の粒子径分布が一定になるように、二酸化マンガンスラリー１０の量、ポット８の大きさ、ポット８の回転速度、ボール９の種類や量や大きさ、そしてボールミルを行う時間を制御することで、二酸化マンガン５の粒子径を製造工程において制御することもできる。

図３のチャート１１に示すように、前記除湿素子４を前記二酸化マンガンスラリー１０に浸す。そして二酸化マンガン５を除湿素子４表面上に添着したのち、引き上げ、除湿素子４に付着しなかった余剰分の二酸化マンガンスラリー１０を落とす。余剰液の除去はエアブローなどで行う。その後、除湿素子４に残った水分を乾燥させて飛ばす。なお、さらに界面活性剤が消失する温度以上で焼成するのが望ましく、ただし、二酸化マンガン５の相変化が起こらない温度以下、２５０℃以上４００℃以下で焼成するのが望ましい。この結果、図４に示すような二酸化マンガン５を添着した、二酸化マンガン添着除湿素子１２が得られる。

なお、図５に示すような除湿機１３に二酸化マンガンを前述の方法で添着した二酸化マンガン添着除湿素子１２を搭載し、このときに、脱臭能力を加えながら、二酸化マンガン添着前の除湿素子４と同等の除湿能力を得ることができるものである。その除湿機１３の詳細は、前記二酸化マンガン添着除湿素子１２が吸着した水分を放出するためのヒータなどの加熱装置１４と、前記二酸化マンガン添着除湿素子１２に空気を送るための送風装置としてのファン１５と、放出された水分を回収するための結露用熱交換器１６とを備え、前記二酸化マンガン添着除湿素子１２が、ギアモータなどの回転手段１７によって回転し、ファン１５によって筐体１８内に吸い込まれる処理風路１９と加熱装置１４によって再生される再生風路２０の通過を連続して繰り返すことによって、処理空気を除湿して供給するものである。なお、加熱装置１４によって二酸化マンガン添着除湿素子１２から放出された水分は、前記結露用熱交換器１６で冷却され水滴２１となり、タンク２２に回収される。

（実施の形態２）
実施の形態１では吸着剤としてゼオライト３をもちたいたが、吸着剤として活性炭であってもよく、さらにセピオライトや他のアルミノシリケート化合物など水分及びにおいなどの有機ガスを吸着できる吸着剤であっても良い。

（実施の形態３）
実施の形態１では図３のチャート１１に示すように、除湿素子４を二酸化マンガンスラリー１０に浸して製造したが、図６のチャート２３に示すように図７に示すような吸着剤２４上に粒子径を０．１μｍ以上１０μｍ以下とした二酸化マンガン２５を添着した、二酸化マンガン添着吸着剤２６を水２７中に分散した二酸化マンガン添着吸着剤スラリー２８にハニカム構造体２９を浸して、引き上げた後、余剰の二酸化マンガン添着吸着剤スラリー２８を除去し、乾燥、さらに望ましくは２５０℃以上４００℃以下で焼成し、二酸化マンガン添着吸着剤２６を担持した二酸化マンガン添着除湿素子３０を得ても良い。

なお、ハニカム構造体２９には吸着剤２４のみがあらかじめ担持された状態であってもよく、その上に二酸化マンガン添着吸着剤２６を担持するものであっても良い。

（実施の形態４）
実施の形態１ではハニカム構造基材を波型シート１と平型シート２を交互に関そうして得られるコルゲートハニカム構造体としたが、コルゲートでなくともよく、セラミック多孔体を押し出し成型によって作成したハニカム構造体であっても良い。

（実施の形態５）
実施の形態１では二酸化マンガンの粒子径を０．１μｍ以上１０μｍ以下の二酸化マンガンスラリー１０を作成するためにボールミルを行ったが、あらかじめ前述のサイズに分級した二酸化マンガン粒子のみを水に分散させて二酸化マンガンスラリーを作成しても良い。

有機繊維と無機繊維とを混合して抄紙したシートを波型シートと平型シートに加工し、交互に積層して円形に加工し、これをゼオライトとバインダとしてコロイダルシリカとを分散させたスラリーに含浸し、余剰液を落とした後、有機繊維が消失する温度で焼成し、除湿素子を作成する。

二酸化マンガン粒子を水とアニオン性界面活性剤とを混合し、５Ｌの円柱状容器に入れ、さらに直径１０ｍｍのジルコニアのボールを入れて円柱状容器を回転させて、二酸化マンガンを粉砕するボールミルを行い、二酸化マンガンスラリーを作成した。回転し粉砕する時間ごとにスラリーを採取し、レーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置で測定し、相対屈折率１．７０−０．１０ｉによって求めた。

また、ボールミル時間ごとに二酸化マンガンスラリーに前記除湿素子を含浸し、除湿素子表面のゼオライト表面に二酸化マンガンを添着した。その後、前記二酸化マンガンスラリーのうち、前記除湿素子表面に付着しなかったスラリーをエアブローによって落とし、また通気乾燥を行った後、４００℃にて焼成を行い、二酸化マンガン添着除湿素子を得た。

ボールミル時間ごとの平均粒子径、標準偏差、およびスラリーの沈降状態、含浸した素子の様子を表１に示す。また、相対屈折率１．７０−０．１０ｉで計算した場合の粒子径ごとの存在割合を示すグラフを図８に示す。

この結果、１００時間以上ボールミルを行うと二酸化マンガンスラリーの沈降速度が遅くなり、スラリーが安定する様子が見られた。これは粒子が細かくなり、分散性が向上したためといえる。また、二酸化マンガンの除湿素子への添着においても、短時間であれば、含浸中にスラリー中の二酸化マンガンが沈降し、除湿素子へも添着ムラが出来ていたが、長時間になることによって、それが無くなり、安定して均一に添着が出来るようになった。さらに１５０時間以上ボールミルを行うと平均粒子径の変化がほとんどなく、安定した二酸化マンガンスラリーが得られることがわかる。

そして二酸化マンガンが沈降しにくく含浸して安定して二酸化マンガンを添着するためには、粒子径の分布範囲が０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが必要であるとわかる。

なお、二酸化マンガンの付着力試験として、１ｍ／ｓの空気を１００時間ボールミルしたスラリーに含浸して作成した二酸化マンガン添着除湿素子に通気し、その下流側で集塵フィルタにて塵埃を捕集した。この集塵フィルタを観察した結果、二酸化マンガンは確認されなかった。この結果から、１０μｍ以下の二酸化マンガン粒子を添着した除湿素子で、１ｍ／ｓでは二酸化マンガンが剥離しないことが確認できた。

また、前記除湿素子と、前記二酸化マンガン添着除湿素子を実施の形態１に示した除湿機１３に搭載し、２０℃６０％ＲＨの温度湿度条件で除湿できる量、すなわち除湿性能を測定した結果、前記除湿素子と前記二酸化マンガン添着除湿素子に除湿性能の違いは確認されなかった。

また、前記除湿素子と、前記二酸化マンガン添着除湿素子を実施の形態１に示した除湿機１３に搭載し、２０℃６０％ＲＨの温度湿度条件において２３ｍ３の室内にアンモニア約１２ｐｐｍを拡散し同様に運転し、脱臭能力を測定した。その結果を図９に示す。

その結果、二酸化マンガン添着除湿素子を搭載した除湿機で、除湿素子を搭載した除湿機よりアンモニアが多く減少し、二酸化マンガン添着除湿素子およびそれを搭載した除湿機には脱臭能力が付与されたことが確認できた。

二酸化マンガンなどの触媒活性を有するマンガン酸化物を０．１μｍ以上１０μｍ以下で吸着剤表面に添着したマンガン酸化物添着吸着剤を担持したことで得られる触媒添着除湿素子を搭載した除湿機において、空間を除湿するのと同時に脱臭し、生活臭やＶＯＣを分解でする能力を提供できる。

本発明の実施の形態１の除湿素子の概略図 同二酸化マンガンスラリーのボールミルの概念図 同二酸化マンガンを除湿素子に添着する工程のフローチャート 同二酸化マンガン添着除湿素子の概略図 同除湿機の概略図 本発明の実施の形態３の二酸化マンガン添着除湿素子を作成する工程のフローチャート 同二酸化マンガン添着吸着剤スラリーの概念図 本発明の実施例のボールミル時間ごとでの二酸化マンガン粒子の存在割合を示すグラフ 本発明の実施例のアンモニア脱臭試験結果図 従来の除湿機を示す概略図

符号の説明

１ 波型シート
２ 平型シート
３ ゼオライト
４ 除湿素子
５ 二酸化マンガン
６ 水
７ 界面活性剤
８ ポット
９ ボール
１０ 二酸化マンガンスラリー
１１ チャート
１２ 二酸化マンガン添着除湿素子
１３ 除湿機
１４ 加熱装置
１５ ファン
１６ 結露用熱交換器
１７ 回転手段
１８ 筐体
１９ 処理風路
２０ 再生風路
２１ 水滴
２２ タンク
２３ チャート
２４ 吸着剤
２５ 二酸化マンガン
２６ 二酸化マンガン添着吸着剤
２７ 水
２８ 二酸化マンガン添着吸着剤スラリー
２９ ハニカム構造体
３０ 二酸化マンガン添着除湿素子
１０１ 脱臭ロータ
１０２ 処理空気
１０３ 吸着剤
１０４ 触媒
１０５ 加熱装置

Claims (12)

1. 吸着剤を含む通気構造体からなる除湿素子において、粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ以下の触媒作用を持つ粒子状材料を前記吸着剤表面に添着したことを特徴とする除湿素子。
2. 触媒作用を持つ粒子状材料がマンガン酸化物であることを特徴とする請求項１記載の除湿素子。
3. 吸着剤の平均粒子径が触媒作用を持つ粒子状材料の平均粒子径より大きいことを特徴とする請求項１もしくは２のいずれかに記載の除湿素子。
4. 吸着剤がゼオライトであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の除湿素子。
5. 吸着剤が活性炭であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の除湿素子。
6. 触媒作用を持つ粒子状材料を添着した吸着剤をハニカム構造基材上に添着して通気構造体として形成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の除湿素子。
7. 触媒作用を持つ粒子状材料を添着した吸着剤を水に分散させたスラリーを作成し、ハニカム構造基材をスラリーに浸して触媒作用を持つ粒子状材料を添着した吸着剤をハニカム構造基材上に添着したことを特徴とする請求項６に記載の除湿素子。
8. 吸着剤をハニカム構造基材上に添着し、粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ以下の触媒作用を持つ粒子状材料を水に分散させたスラリーに浸して、吸着剤上に前記触媒作用を持つ粒子状材料を添着することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の除湿素子。
9. 触媒作用を持つ粒子状材料と水とを混合し、前記粒子状材料の粒子径が０．１μｍ以上１０μｍ以下になるように湿式ボールミルを行って水に分散させたスラリーを作成したことを特徴とする請求項８記載の除湿素子。
10. 界面活性剤を触媒作用を持つ粒子状材料と水とに混合したスラリーであることを特長とする請求項８もしくは９のいずれかに記載の除湿素子。
11. 触媒作用を持つ粒子状材料と水の混合スラリーに浸した後に、２５０℃以上４００℃以下で焼成することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の除湿素子。
12. 吸い込み口および吹き出し口を持つ筐体と、前記筐体内に請求項１乃至１１のいずれかに記載の除湿素子と、輻射熱および温風の両方もしくはいずれかによって前記除湿素子に吸着した水分を脱着させて再生するための加熱装置と、前記温風を送るための再生用ファンと、前記除湿素子に除湿するための処理空気を送るための処理用ファンと、前記除湿素子より放出された水分を結露させて回収するための結露用熱交換器を備えたことを特徴とする除湿装置。

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