JP2022181386A

JP2022181386A - 除湿剤、並びにこれを用いた除湿部材及び除湿器

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Publication number: JP2022181386A
Application number: JP2021088303A
Authority: JP
Inventors: 多江子柴山; Taeko Shibayama; 崇桃井; Takashi Momoi; 相培李; Sang Bae Lee; 重和宮下; Shigekazu Miyashita
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2021-05-26
Filing date: 2021-05-26
Publication date: 2022-12-08

Abstract

【課題】相対湿度が低い領域において吸湿率が高い除湿剤、並びに、これを用いた除湿部材、及び除湿器を提供する。【解決手段】除湿剤は、塩化マグネシウムである第１潮解性物質と、塩化リチウム及び塩化カルシウムの少なくともいずれか一方である第２潮解性物質と、任意成分として、水酸化ナトリウム又は酢酸カリウムのいずれか一方である第３潮解性物質とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、除湿剤、並びにこれを用いた除湿部材及び除湿器に関する。

近年、ＺＥＢ（net Zero Energy Building）又はＺＥＨ（net Zero Energy House）と呼ばれる建物の普及が求められている。ＺＥＢ又はＺＥＨは、建物内で消費されるエネルギーと、建物で生成されるエネルギーとの収支をゼロにすることを目指した建物である。ＺＥＢ又はＺＥＨでは、壁及び屋根に断熱性の高い建材が使用される。これにより、建物内で消費されるエネルギーを低減し、冷房又は暖房の負荷を軽減することができる。

一方、断熱性の高い建材は通気性がよくないため、建物内で快適に過ごすには、建物内の湿度を最適湿度に調節することが好ましい。湿度の調節には、除湿器、エアコン及び換気ユニット等の空調設備並びに除湿剤が利用される。しかしながら、空調設備は、電気エネルギーが消費されるため、経済性が低く、環境負荷も高い。一方、除湿剤は、電気エネルギーを消費しないで空気中の水分を吸湿することができる。このような除湿剤として、塩化カルシウム等の潮解性物質を用いることが特許文献１に開示されている。

特開２０００－１１７０４１号公報

塩化カルシウム及び塩化マグネシウムなどの潮解性物質は、家庭用除湿剤として一般的に使用されている。これらの潮解性物質は、相対湿度が６０％を超えると吸湿率が急激に増加する。一方、これらの潮解性物質は、２５％のような低湿度での吸湿量は必ずしも十分ではなく、低湿度環境を要求される倉庫などでは有用な効果が得られないという懸念があった。

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、相対湿度が低い領域において吸湿率が高い除湿剤、並びにこれを用いた除湿部材及び除湿器を提供することにある。

本発明の態様に係る除湿剤は、塩化マグネシウムである第１潮解性物質と、塩化リチウム及び塩化カルシウムの少なくともいずれか一方である第２潮解性物質と、任意成分として、水酸化ナトリウム又は酢酸カリウムのいずれか一方である第３潮解性物質とを含む。第３潮解性物質を含まない場合には、第１潮解性物質及び第２潮解性物質の合計に対し、第１潮解性物質の含有率は５０質量％以上９２．５質量％以下であり、第２潮解性物質の含有率は７．５質量％以上５０質量％以下である。水酸化ナトリウムである第３潮解性物質を含む場合には、第１潮解性物質、第２潮解性物質及び第３潮解性物質の合計に対し、第１潮解性物質の含有率は５６質量％以上８０質量％以下であり、第２潮解性物質の含有率は１２．５質量％以上３３質量％以下であり、第３潮解性物質の含有率は７．５質量％以上１１質量％以下である。酢酸カリウムである第３潮解性物質を含む場合には、第１潮解性物質、第２潮解性物質及び第３潮解性物質の合計に対し、第１潮解性物質の含有率は５６質量％以上９２質量％以下であり、第２潮解性物質の含有率は４質量％以上３３質量％以下であり、第３潮解性物質の含有率は４質量％以上１１質量％以下である。

本発明の他の態様に係る除湿部材は、除湿剤と、除湿剤を担持する多孔質担体とを備える。

本発明の他の態様に係る除湿器は、除湿剤と、除湿剤を収容する容器とを備える。

本発明の他の態様に係る除湿器は、除湿部材と、除湿部材を収容する容器とを備える。

本発明によれば、相対湿度が低い領域において吸湿率が高い除湿剤、並びにこれを用いた除湿部材及び除湿器を提供することができる。

例１～例５及び例２４に係る除湿剤における相対湿度と吸湿率との関係を示すグラフである。例６～例８及び例２４に係る除湿剤における相対湿度と吸湿率との関係を示すグラフである。例９～例１１及び例２４に係る除湿剤における相対湿度と吸湿率との関係を示すグラフである。例１２～例１４及び例２４に係る除湿剤における相対湿度と吸湿率との関係を示すグラフである。例１５～例１７及び例２４に係る除湿剤における相対湿度と吸湿率との関係を示すグラフである。例１８～例２０及び例２４に係る除湿剤における相対湿度と吸湿率との関係を示すグラフである。例２１～例２４に係る除湿剤における相対湿度と吸湿率との関係を示すグラフである。

以下、図面を用いて本実施形態に係る除湿剤、除湿部材及び除湿器について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。

［除湿剤］
まず、本実施形態に係る除湿剤について説明する。なお、除湿剤は、乾燥剤又は吸湿剤と称される場合もある。本実施形態に係る除湿剤は、第１潮解性物質と、第２潮解性物質と、任意成分として第３潮解性物質とを含んでいる。すなわち、除湿剤は、第１潮解性物質と、第２潮解性物質と、第３潮解性物質とを含んでいてもよい。また、除湿剤は、第１潮解性物質と、第２潮解性物質を含んでおり、第３潮解性物質を含んでいなくてもよい。

第１潮解性物質は塩化マグネシウムである。塩化マグネシウムは、吸湿率が高く、水分を効果的に吸湿する。一方、これらの潮解性物質は、２５％のような低湿度での吸湿量は必ずしも十分ではなく、低湿度環境を要求される倉庫などでは有用な効果が得られないという懸念があった。そこで、本実施形態に係る除湿剤は、第１潮解性物質に加え、第２潮解性物質及び任意成分として第３潮解性物質を含んでいる。

第２潮解性物質は、塩化リチウム及び塩化カルシウムの少なくともいずれか一方である。除湿剤が第１潮解性物質及び第２潮解性物質を含む場合、相対湿度が低い領域において除湿剤の吸湿率が高くなる。第２潮解性物質は、塩化リチウムであってもよく、塩化カルシウムであってもよく、塩化リチウム及び塩化カルシウムであってもよい。

第３潮解性物質は、水酸化ナトリウム又は酢酸カリウムのいずれか一方である。除湿剤が第３潮解性物質を含む場合においても、相対湿度が低い領域において除湿剤の吸湿率が高くなる。

除湿剤が第３潮解性物質を含まない場合には、第１潮解性物質及び第２潮解性物質の合計に対し、第１潮解性物質の含有率は５０質量％以上９２．５質量％以下である。第１潮解性物質の含有率は、６０質量％以上であってもよく、７０質量％以上であってもよく、８０質量％以上であってもよい。また、第１潮解性物質の含有率は、９０質量％以下であってもよく、８０質量％以下であってもよく、７０質量％以下であってもよく、６０質量％以下であってもよい。なお、本明細書において、除湿剤が第３潮解性物質を含まないとは、第３潮解性物質を実質的に含まないことを意味する。具体的には、第３潮解性物質の含有量は、第１潮解性物質及び第２潮解性物質の合計１００質量部に対し、１質量部未満であってもよく、０．５質量部未満であってもよく、０．１質量部未満であってもよく、０質量部であってもよい。

除湿剤が第３潮解性物質を含まない場合には、第１潮解性物質及び第２潮解性物質の合計に対し、第２潮解性物質の含有率は７．５質量％以上５０質量％以下である。第２潮解性物質の含有率は、１０質量％以上であってもよく、２０質量％以上であってもよく、３０質量％以上であってもよく、４０質量％以上であってもよい。また、第２潮解性物質の含有率は、４０質量％以下であってもよく、３０質量％以下であってもよく、２０質量％以下であってもよい。

第３潮解性物質は水酸化ナトリウムであり、除湿剤は第３潮解性物質を必須成分として含んでいてもよい。除湿剤が第３潮解性物質として水酸化ナトリウムを含む場合においても、相対湿度が低い領域において除湿剤の吸湿率が高くなる。

除湿剤が水酸化ナトリウムである第３潮解性物質を含む場合には、第１潮解性物質、第２潮解性物質及び第３潮解性物質の合計に対し、第１潮解性物質の含有率は５６質量％以上８０質量％以下である。第１潮解性物質の含有率は６０質量％以上であってもよい。また、第１潮解性物質の含有率は７０質量％以下であってもよい。

除湿剤が水酸化ナトリウムである第３潮解性物質を含む場合には、第１潮解性物質、第２潮解性物質及び第３潮解性物質の合計に対し、第２潮解性物質の含有率は１２．５質量％以上３３質量％以下である。第２潮解性物質の含有率は１５質量％以上であってもよく、２０質量％以上であってもよい。また、第２潮解性物質の含有率は２５質量％以下であってもよい。

除湿剤が水酸化ナトリウムである第３潮解性物質を含む場合には、第１潮解性物質、第２潮解性物質及び第３潮解性物質の合計に対し、第３潮解性物質の含有率は７．５質量％以上１１質量％以下である。第３潮解性物質の含有率は１０質量％以上であってもよい。

第３潮解性物質は酢酸カリウムであり、第３潮解性物質を必須成分として含んでいてもよい。除湿剤が第３潮解性物質として酢酸カリウムを含む場合においても、相対湿度が低い領域において除湿剤の吸湿率が高くなる。

除湿剤が酢酸カリウムである第３潮解性物質を含む場合には、第１潮解性物質、第２潮解性物質及び第３潮解性物質の合計に対し、第１潮解性物質の含有率は５６質量％以上９２質量％以下である。第１潮解性物質の含有率は６０質量％以上であってもよく、７０質量％以上であってもよい。また、第１潮解性物質の含有率は９０質量％以下であってもよく、８０質量％以下であってもよく、７０質量％以下であってもよい。

除湿剤が酢酸カリウムである第３潮解性物質を含む場合には、第１潮解性物質、第２潮解性物質及び第３潮解性物質の合計に対し、第２潮解性物質の含有率は４質量％以上３３質量％以下である。第２潮解性物質の含有率は５質量％以上であってもよく、１０質量％以上であってもよく、２０質量％以上であってもよい。また、第２潮解性物質の含有率は２５質量％以下であってもよく、２０質量％以下であってもよい。

除湿剤が酢酸カリウムである第３潮解性物質を含む場合には、第１潮解性物質、第２潮解性物質及び第３潮解性物質の合計に対し、第３潮解性物質の含有率は４質量％以上１１質量％以下である。第３潮解性物質の含有率は５質量％以上であってもよく、１０質量％以上であってもよい。また、第３潮解性物質の含有率は１０質量％以下であってもよい。

除湿剤に対する第１潮解性物質、第２潮解性物質及び任意成分としての第３潮解性物質の合計含有率は、７０質量％以上１００質量％以下であることが好ましい。合計含有率が７０質量％以上であることにより、吸湿率を除湿剤全体として高くすることができる。合計含有率は８０質量％以上であってもよく、９０質量％以上であってもよい。合計含有率は９０質量％以下であってもよく、８０質量％以下であってもよい。

除湿剤は、第１潮解性物質、第２潮解性物質及び第３潮解性物質に加え、第４潮解性物質及び各種添加剤をさらに含んでいてもよい。

第４潮解性物質は、酸化カリウム、酸化ナトリウム、炭酸カリウム、ピロリン酸カリウム、塩化コリン、明礬石、硫酸マグネシウム及び酸化リンからなる群より選択される少なくとも１種を含んでもよい。除湿剤が第４潮解性物質を含んでいることにより、相対湿度が低い領域においてより吸湿効果が向上する。

第４潮解性物質の含有量は、第１潮解性物質、第２潮解性物質及び任意成分としての第３潮解性物質の合計１００質量部に対して４質量部以上１０質量部以下であることが好ましい。第４潮解性物質の含有量が４質量部以上であることにより、相対湿度が低い領域においてより吸湿効果が向上する。第４潮解性物質の含有量は５質量部以上であってもよく、８質量部以上であってもよい。また、第４潮解性物質の含有量は、１０質量部以下であってもよく、９質量部以下であってもよく、８質量部以下であってもよい。

各種添加剤としては、親水性ポリマー及び変色剤などが挙げられる。親水性ポリマーは、潮解性物質が吸湿した水分を保水することができる。親水性ポリマーとしては、例えばポリアクリル酸ナトリウムなどが挙げられる。変色剤は、潮解性物質が吸湿した水分を吸水することで変色する。変色剤が吸水により変色することにより、除湿剤が吸水した量を目視で容易に確認することができる。

除湿剤は、粉末、粒状、タブレット状、シート状などの形状をしていてもよい。タブレットの形状は特に限定されず、例えば円板状など用途に応じて適宜変更することができる。

以上説明したように、除湿剤は、塩化マグネシウムである第１潮解性物質と、塩化リチウム及び塩化カルシウムの少なくともいずれか一方である第２潮解性物質と、任意成分として、水酸化ナトリウム又は酢酸カリウムのいずれか一方である第３潮解性物質とを含む。第３潮解性物質を含まない場合には、第１潮解性物質及び第２潮解性物質の合計に対し、第１潮解性物質の含有率は５０質量％以上９２．５質量％以下であり、第２潮解性物質の含有率は７．５質量％以上５０質量％以下である。水酸化ナトリウムである第３潮解性物質を含む場合には、第１潮解性物質、第２潮解性物質及び第３潮解性物質の合計に対し、第１潮解性物質の含有率は５６質量％以上８０質量％以下であり、第２潮解性物質の含有率は１２．５質量％以上３３質量％以下であり、第３潮解性物質の含有率は７．５質量％以上１１質量％以下である。酢酸カリウムである第３潮解性物質を含む場合には、第１潮解性物質、第２潮解性物質及び第３潮解性物質の合計に対し、第１潮解性物質の含有率は５６質量％以上９２質量％以下であり、第２潮解性物質の含有率は４質量％以上３３質量％以下であり、第３潮解性物質の含有率は４質量％以上１１質量％以下である。

したがって、本実施形態に係る除湿剤は、相対湿度が低い領域において吸湿率が高くなる。除湿剤は、例えば家庭用除湿剤又は業務用除湿剤として使用することができる。

［除湿部材］
次に、本実施形態に係る除湿部材について説明する。本実施形態に係る除湿部材は、上述した除湿剤と、多孔質担体とを含んでいる。

多孔質担体は除湿剤を担持する。多孔質担体は、複数の空孔を有しているため、除湿剤を各空孔内に均一に担持することができる。多孔質担体は吸湿性を有する。多孔質担体は、一般的には除湿剤よりも単位重量及び単位体積当たりの吸湿率が小さいが、水に溶解しにくく、機械的強度も高いため、保形性が高い。また、多孔質担体は、熱又は乾燥空気によって再生して繰り返し利用することも可能である。

多孔質担体は無機物質を含んでいてもよい。具体的には、多孔質担体は、シリカゲル、ゼオライト、アルミナ、活性アルミナ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、メソポーラスシリカ及びメソポーラスアルミナからなる群より選択される少なくとも一種を含んでいてもよい。

除湿部材は、例えば以下のようにして作製することができる。まず、除湿剤を水に溶解した水溶液を準備する。次に、上記水溶液に多孔質担体を浸漬させる。多孔質担体を水溶液に浸漬させた後、多孔質担体を水溶液から取り出し、取り出した多孔質担体を乾燥させる。このようにして多孔質担体に除湿剤が担持された除湿部材を得ることができる。

以上説明した通り、除湿部材は、除湿剤と、除湿剤を担持する多孔質担体とを備えている。上述した除湿剤は、相対湿度が低い領域において吸湿率が高くなる。また、除湿部材は除湿剤を担持しているため、除湿剤で吸収した水分を多孔質担体で吸着させることもできる。そのため、除湿部材は、熱又は乾燥空気によって再生して繰り返し利用することも可能である。

［除湿器］
次に、本実施形態に係る除湿器について説明する。本実施形態に係る除湿器は、上述した除湿剤と、除湿剤を収容する容器とを備えている。また、別の実施形態に係る除湿器は、上述した除湿部材と、除湿部材を収容する容器とを備えている。

容器は、缶、瓶又は袋などであってもよい。容器形状は特に限定されず、用途に応じた形状とすればよい。容器は開放されており、容器内の除湿剤又は除湿部材は外部空間に露出していてもよい。また、容器には、外側から内側に水蒸気が透過可能な透湿部材が設けられており、除湿剤は透湿部材を透過した水分を吸湿してもよい。このような透湿部材が容器に設けられることにより、除湿剤又は除湿部材が除湿する水分量を調節することができる。

以上説明した通り、いくつかの実施形態に係る除湿器は、除湿剤と、除湿剤を収容する容器とを備えている。また、いくつかの実施形態に係る除湿器は、上述した除湿部材と、除湿部材を収容する容器とを備えている。除湿器は、除湿剤又は除湿部材が容器に収容されているため、持ち運びなどの取り扱いが容易である。

以下、本実施形態を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれら実施例に限定されるものではない。

まず、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ_２）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）及び酢酸カリウム（ＣＨ_３ＣＯＯＫ）の粉末を、表１に示す配合比（単位：質量％）で混合し、粉末状の除湿剤を作製した。なお、塩化マグネシウムはキシダ化学株式会社の塩化マグネシウム（無水）を用いた。塩化リチウムはキシダ化学株式会社の特級塩化リチウムを用いた。塩化カルシウムはキシダ化学株式会社の特級塩化カルシウム（無水）を用いた。水酸化ナトリウムはキシダ化学株式会社の特級水酸化ナトリウムを用いた。酢酸カリウムはキシダ化学株式会社の特級酢酸カリウムを用いた。

次に、各例の除湿剤を、湿度０％ＲＨで４８時間以上、湿度２５％ＲＨで２５時間、湿度４５％ＲＨで２４時間、又は、湿度６０％ＲＨで２４時間それぞれ保持し、保持後の除湿剤の吸湿率を測定した。なお、湿度２５％ＲＨ、４５％ＲＨ及び６０％ＲＨで用いた除湿剤は、湿度０％ＲＨで４８時間以上乾燥させたものを用いた。吸湿率は、保持前の除湿剤（湿度０％ＲＨで４８時間以上乾燥させた除湿剤）の質量に対する保持後の除湿剤の質量の増加率を算出して求めた。この結果を表２及び図１～図７に示す。

図１～図７に示すように、例１～例８、例１５～例１７及び例１９～例２３の除湿剤は、例２４の塩化マグネシウム１００質量％の除湿剤と比較し、湿度２５％ＲＨにおける吸湿率が高かった。このことから、例１～例８、例１５～例１７及び例１９～例２３の除湿剤は、湿度２５％ＲＨにおいて十分な吸湿率を有しており、相対湿度が低い領域において吸湿率が高いことが分かる。

一方、例９～例１４及び例１８の除湿剤は、例２４の塩化マグネシウム１００質量％の除湿剤と比較し、湿度２５％ＲＨにおける吸湿率が高かった。

以上の結果から、複数の潮解性物質を所定量含む除湿剤は、相対湿度が低い領域において吸湿率が高くなることが分かる。

以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

Claims

塩化マグネシウムである第１潮解性物質と、
塩化リチウム及び塩化カルシウムの少なくともいずれか一方である第２潮解性物質と、
任意成分として、水酸化ナトリウム又は酢酸カリウムのいずれか一方である第３潮解性物質と、
を含み、
前記第３潮解性物質を含まない場合には、前記第１潮解性物質及び前記第２潮解性物質の合計に対し、前記第１潮解性物質の含有率は５０質量％以上９２．５質量％以下であり、前記第２潮解性物質の含有率は７．５質量％以上５０質量％以下であり、
水酸化ナトリウムである前記第３潮解性物質を含む場合には、前記第１潮解性物質、前記第２潮解性物質及び前記第３潮解性物質の合計に対し、前記第１潮解性物質の含有率は５６質量％以上８０質量％以下であり、前記第２潮解性物質の含有率は１２．５質量％以上３３質量％以下であり、前記第３潮解性物質の含有率は７．５質量％以上１１質量％以下であり、
酢酸カリウムである前記第３潮解性物質を含む場合には、前記第１潮解性物質、前記第２潮解性物質及び前記第３潮解性物質の合計に対し、前記第１潮解性物質の含有率は５６質量％以上９２質量％以下であり、前記第２潮解性物質の含有率は４質量％以上３３質量％以下であり、前記第３潮解性物質の含有率は４質量％以上１１質量％以下である、除湿剤。
前記第２潮解性物質は塩化リチウムである、請求項１に記載の除湿剤。
前記第２潮解性物質は塩化カルシウムである、請求項１に記載の除湿剤。
前記第２潮解性物質は塩化リチウム及び塩化カルシウムである、請求項１に記載の除湿剤。
前記第３潮解性物質を含まない、請求項１から４の少なくともいずれか一項に記載の除湿剤。
第３潮解性物質は水酸化ナトリウムであり、前記第３潮解性物質を必須成分として含む、請求項１から４の少なくともいずれか一項に記載の除湿剤。
第３潮解性物質は酢酸カリウムであり、前記第３潮解性物質を必須成分として含む、請求項１から４の少なくともいずれか一項に記載の除湿剤。
請求項１から７のいずれか一項に記載の除湿剤と、
前記除湿剤を担持する多孔質担体と、
を備える、除湿部材。
請求項１から７のいずれか一項に記載の除湿剤と、
前記除湿剤を収容する容器と、
を備える、除湿器。
請求項８に記載の除湿部材と、
前記除湿部材を収容する容器と、
を備える、除湿器。