JP3273788B2 - 熱、湿分等の交換用接触体の処理方法 - Google Patents
熱、湿分等の交換用接触体の処理方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、熱、湿気等の交換に意図した接触体（cont
act body）の処理方法に関する。
act body）の処理方法に関する。
接触体は湿分及び／又は熱の交換用の種々の用途に使
用されており、しかも無機材料より好ましくは成りしか
もブロツク状に形成される紙シートから通常は製造さ
れ、該シートから固体の接触体を製造するかあるいは巻
き付けて回転交換器又は接触体に使用されるローター
（rotor）を形成する。
用されており、しかも無機材料より好ましくは成りしか
もブロツク状に形成される紙シートから通常は製造さ
れ、該シートから固体の接触体を製造するかあるいは巻
き付けて回転交換器又は接触体に使用されるローター
（rotor）を形成する。
かゝる接触体は、褶曲部が互いに一般に平行に伸びて
いる多数の細い通路を形成するように設けた平坦層と褶
曲層即ち波形層（corrugated layers）とが交互してい
る湿分及び／又は熱−交換塊（マス）を含有する。平坦
層及び褶曲層はこれらの層を通常は接合することにより
相互に組合わされしかも互いに結合されており、その後
にローターを製造しようとする時には１枚の平坦層と１
枚の褶曲層とよりなる構造体を巻き付けて通路が回転軸
と平行に伸びている一般に円筒状のローターを形成す
る。固体の接触体を製造する時には、多数のかゝる構造
体を互いに堆積してブロツク塊を形成する。ローターの
彎曲部（turns）又は前記のブロツク塊を形成する構造
単位は例えば接合により、平坦シート及び褶曲シートと
同じ仕方で互いに相互に結合されている。
いる多数の細い通路を形成するように設けた平坦層と褶
曲層即ち波形層（corrugated layers）とが交互してい
る湿分及び／又は熱−交換塊（マス）を含有する。平坦
層及び褶曲層はこれらの層を通常は接合することにより
相互に組合わされしかも互いに結合されており、その後
にローターを製造しようとする時には１枚の平坦層と１
枚の褶曲層とよりなる構造体を巻き付けて通路が回転軸
と平行に伸びている一般に円筒状のローターを形成す
る。固体の接触体を製造する時には、多数のかゝる構造
体を互いに堆積してブロツク塊を形成する。ローターの
彎曲部（turns）又は前記のブロツク塊を形成する構造
単位は例えば接合により、平坦シート及び褶曲シートと
同じ仕方で互いに相互に結合されている。
熱及び／又は湿分交換目的用の接触体を製造するに際
してかゝる接触体の紙シートに水ガラス溶液を含浸させ
ることは既知である。次いで施用した水ガラス溶液を種
々の仕方で処理し、例えば加熱により乾燥させ、あるい
はスピリツト浴中に接触体を浸漬することにより（スウ
エーデン特許第305,170号参照）しかも次いで酸、塩等
で処理してシリカゲルを形成する。
してかゝる接触体の紙シートに水ガラス溶液を含浸させ
ることは既知である。次いで施用した水ガラス溶液を種
々の仕方で処理し、例えば加熱により乾燥させ、あるい
はスピリツト浴中に接触体を浸漬することにより（スウ
エーデン特許第305,170号参照）しかも次いで酸、塩等
で処理してシリカゲルを形成する。
湿気の交換目的に適当な構造体を製造する意図でゲル
を製造する時には、調節された様式で所望の平均細孔寸
法と細孔寸法分布（pore size distribution）とを得る
ことが必須である。交換部材を用いて空気を除湿する
時、かくして大気から湿分を吸着する時は、空気が有効
な吸着表面上を通過するにつれて空気の湿分含量は変化
するものであり、従つて有効であるためには吸着剤は湿
分等温線（isotherm）の領域に亘つて有効でなければな
らない。何故ならば使用時は通常回転している接触体の
種々の部分は相異なる雰囲気（湿分含量が異なる）に出
合うからである。交換部材が大規模な気候領域に亘つて
また有効であるものである時には、ゲルにはその気候に
合うような対応の特性を与えねばならない。何故ならば
接触体は使用時に相異なる雰囲気および天候様式に出会
うからである。これは有効なゲルが調節された細孔寸法
分布の利用度に応じて決まることを意味する。
を製造する時には、調節された様式で所望の平均細孔寸
法と細孔寸法分布（pore size distribution）とを得る
ことが必須である。交換部材を用いて空気を除湿する
時、かくして大気から湿分を吸着する時は、空気が有効
な吸着表面上を通過するにつれて空気の湿分含量は変化
するものであり、従つて有効であるためには吸着剤は湿
分等温線（isotherm）の領域に亘つて有効でなければな
らない。何故ならば使用時は通常回転している接触体の
種々の部分は相異なる雰囲気（湿分含量が異なる）に出
合うからである。交換部材が大規模な気候領域に亘つて
また有効であるものである時には、ゲルにはその気候に
合うような対応の特性を与えねばならない。何故ならば
接触体は使用時に相異なる雰囲気および天候様式に出会
うからである。これは有効なゲルが調節された細孔寸法
分布の利用度に応じて決まることを意味する。
ケイ酸塩溶液から形成されるか又は多少とも乾燥した
水ガラスを転化することにより形成されたゲルの細孔分
布は粒子の生長によつて変化させ得る。然しながら、こ
のメカニズムは可逆性でなく、これは細孔が変化してい
る段階の全体に亘つて細孔寸法が大きくなることを意味
する。そしてまたこれは、調節された様式で所望の細孔
構造を得るためには原料ゲルの平均細孔寸法が所望の平
均細孔寸法よりも小さくなければならないことを意味す
る。細孔寸法は安定化工程によって非可逆的に保持され
る。
水ガラスを転化することにより形成されたゲルの細孔分
布は粒子の生長によつて変化させ得る。然しながら、こ
のメカニズムは可逆性でなく、これは細孔が変化してい
る段階の全体に亘つて細孔寸法が大きくなることを意味
する。そしてまたこれは、調節された様式で所望の細孔
構造を得るためには原料ゲルの平均細孔寸法が所望の平
均細孔寸法よりも小さくなければならないことを意味す
る。細孔寸法は安定化工程によって非可逆的に保持され
る。
強酸によりきわめて小さな粒度を最初から得ること及
び強酸で小さな細孔寸法を得ることができることは文献
から知られている。生起するゲル化はきわめて迅速に行
われ、ゲル化処理を調節する可能性はきわめて小さい。
び強酸で小さな細孔寸法を得ることができることは文献
から知られている。生起するゲル化はきわめて迅速に行
われ、ゲル化処理を調節する可能性はきわめて小さい。
本発明の主たる目的は前記した種類の接触体を処理す
る方法を提供するものであり、次いで特に製造したゲル
構造体中の細孔の個数及び細孔寸法分布を選択した様式
で調節させ得るシリカゲルを接触体上に形成する方法を
提供するものである。
る方法を提供するものであり、次いで特に製造したゲル
構造体中の細孔の個数及び細孔寸法分布を選択した様式
で調節させ得るシリカゲルを接触体上に形成する方法を
提供するものである。
この目的は本発明によると、第１の処理工程で接触体
に水ガラスを含浸させ、かくして含浸された接触体を酸
で処理してゲルを製造し、第２の処理工程で所望の細孔
構造のゲルを得るのに上昇しpH値の雰囲気中でゲルを熟
成させ（mature）、第３の処理工程で薬剤を添加しなが
らゲルを安定化させることにより達成される。
に水ガラスを含浸させ、かくして含浸された接触体を酸
で処理してゲルを製造し、第２の処理工程で所望の細孔
構造のゲルを得るのに上昇しpH値の雰囲気中でゲルを熟
成させ（mature）、第３の処理工程で薬剤を添加しなが
らゲルを安定化させることにより達成される。
酸でのゲル化に続いて、調節された速度で進行する粒
子の成長と共に次の熟成処理においてゲルに影響を与え
ることができる。用いた酸の種類、その濃度及び温度に
応じて、BET測定法を応用した時に平均細孔寸法が15〜2
5Åの範囲にあるゲルが典型的に得られる。次いで平均
細孔寸法は熟成過程により20〜40Åの所望の範囲に増大
させ得る。
子の成長と共に次の熟成処理においてゲルに影響を与え
ることができる。用いた酸の種類、その濃度及び温度に
応じて、BET測定法を応用した時に平均細孔寸法が15〜2
5Åの範囲にあるゲルが典型的に得られる。次いで平均
細孔寸法は熟成過程により20〜40Åの所望の範囲に増大
させ得る。
例えば適当な酸又は酸塩溶液を選択することにより、
所望の平均細孔寸法は熟成過程の不在下でも得られるこ
とは知られている。基本（basic）反応はこの場合でさ
えきわめて迅速に生起し、それで調節するのは困難であ
る。本発明により熟成原理を応用することにより、平均
細孔寸法と細孔寸法分布との両方を調節した様式で所望
の範囲に調節し得る。
所望の平均細孔寸法は熟成過程の不在下でも得られるこ
とは知られている。基本（basic）反応はこの場合でさ
えきわめて迅速に生起し、それで調節するのは困難であ
る。本発明により熟成原理を応用することにより、平均
細孔寸法と細孔寸法分布との両方を調節した様式で所望
の範囲に調節し得る。
本発明をその例示具体例を参照してより詳細に以下に
記載する。
記載する。
即ち、本発明を実施する時は、接触体をゲル化、熟成
及び安定化として記載した３工程で処理する。
及び安定化として記載した３工程で処理する。
第１の工程、ゲル化工程は、紙シートに水ガラスを含
浸させておいた接触体を構造体のpHが常に2.0以下にあ
るように水ガラスの均等な転化に対応する最低酸濃度＋
都合の良い余剰分を有する酸浴例えば燐酸又は硫酸浴に
浸漬することにより行なう。この浸漬処理は所与の上昇
した温度で行なうのが好ましく、弱酸では強酸よりも高
い温度を必要とする。第１の処理工程で使用し得る他の
酸は塩酸又は硝酸であるが、これらの酸は最初に挙げた
酸よりも不十分な結果を与える。水ガラス即ちケイ酸ナ
トリウムはpH11.5を有するアルカリ性物質でありしか
もpHを低下させながら多量の有機又は無機物質を添加す
ることによりゲル化させ得る。即ちpHは所望の細孔構造
を生成するのに決定的な因子であり、きわめて小さな細
孔寸法及び小さな粒度の所望の細孔構造を得るためには
水ガラスを好ましくは2.0以下のpHに迅速に転化させる
のが必要である。
浸させておいた接触体を構造体のpHが常に2.0以下にあ
るように水ガラスの均等な転化に対応する最低酸濃度＋
都合の良い余剰分を有する酸浴例えば燐酸又は硫酸浴に
浸漬することにより行なう。この浸漬処理は所与の上昇
した温度で行なうのが好ましく、弱酸では強酸よりも高
い温度を必要とする。第１の処理工程で使用し得る他の
酸は塩酸又は硝酸であるが、これらの酸は最初に挙げた
酸よりも不十分な結果を与える。水ガラス即ちケイ酸ナ
トリウムはpH11.5を有するアルカリ性物質でありしか
もpHを低下させながら多量の有機又は無機物質を添加す
ることによりゲル化させ得る。即ちpHは所望の細孔構造
を生成するのに決定的な因子であり、きわめて小さな細
孔寸法及び小さな粒度の所望の細孔構造を得るためには
水ガラスを好ましくは2.0以下のpHに迅速に転化させる
のが必要である。
本発明によると、小さな細孔構造を有するシリカゲル
を第１の処理工程で製造し、このシリカゲルを連続処理
として第２の処理工程で所望の大きさに増大させ、その
後にこの所望の細孔構造体を以下に詳細に記載した如く
第３の処理工程で安定化させる。
を第１の処理工程で製造し、このシリカゲルを連続処理
として第２の処理工程で所望の大きさに増大させ、その
後にこの所望の細孔構造体を以下に詳細に記載した如く
第３の処理工程で安定化させる。
第２の処理工程、即ち熟成工程（maturing step）で
は、時間及び熟成浴の温度を同時に調節しながら、細孔
構造体を所望の値に生起させる薬剤を添加する。この薬
剤添加は精々10まで好ましくは7.5〜9.5の上昇したpH値
が得られるようにpH値に影響し、このpH値を浴の滞留時
間及び浴温と共に調節して細孔構造体に所望の特性即ち
所望の細孔寸法及び寸法分布を与える。熟成浴に添加し
た薬剤はアルカリ性雰囲気を与える薬剤であるがナトリ
ウムおよびカリウムを含有しない薬剤例えば約１〜25g/
又はそれ以上の量でのアンモニウム及びアンモニウム
化合物の如き薬剤であるのが好ましいが、より多い量で
は顕著に向上した効果を有しないものである。第２の処
理工程で接触体を処理する前に、接触体を液体でゆすい
でpH値を上昇させることができ、それで熟成工程での薬
剤消費量を減少させることができる。
は、時間及び熟成浴の温度を同時に調節しながら、細孔
構造体を所望の値に生起させる薬剤を添加する。この薬
剤添加は精々10まで好ましくは7.5〜9.5の上昇したpH値
が得られるようにpH値に影響し、このpH値を浴の滞留時
間及び浴温と共に調節して細孔構造体に所望の特性即ち
所望の細孔寸法及び寸法分布を与える。熟成浴に添加し
た薬剤はアルカリ性雰囲気を与える薬剤であるがナトリ
ウムおよびカリウムを含有しない薬剤例えば約１〜25g/
又はそれ以上の量でのアンモニウム及びアンモニウム
化合物の如き薬剤であるのが好ましいが、より多い量で
は顕著に向上した効果を有しないものである。第２の処
理工程で接触体を処理する前に、接触体を液体でゆすい
でpH値を上昇させることができ、それで熟成工程での薬
剤消費量を減少させることができる。
最初の２つの処理工程での処理により所望の細孔構造
体が得られたのに続いて、細孔構造体を第３の処理工程
で安定化させる。この第３の処理工程ではZn化合物、燐
酸塩又はアルミニウム化合物を浴に添加しながら浸漬さ
せ、ゆすぎ且つ乾燥させる。第３の処理工程前に接触体
をゆすぐことは第２工程で用いた薬剤を適当な量に調節
することにより省略できる。
体が得られたのに続いて、細孔構造体を第３の処理工程
で安定化させる。この第３の処理工程ではZn化合物、燐
酸塩又はアルミニウム化合物を浴に添加しながら浸漬さ
せ、ゆすぎ且つ乾燥させる。第３の処理工程前に接触体
をゆすぐことは第２工程で用いた薬剤を適当な量に調節
することにより省略できる。
本発明の方法を以下の２つの実施例を参照しながら例
示する。
示する。
実施例１ 被検体：温風乾燥した水ガラスに含浸させたローター
（rotor）構造体。
（rotor）構造体。
3M燐酸中でのゲル化 時間:45分 温度:60℃ pH:0.3 15分間水中でゆすぎ（反応生成物及び過剰の酸の取出
し）。
し）。
0.3％の重炭酸アンモニウム溶液中での熟成 時間:75分 温度:80℃ pH:8 酸Al−イオン溶液での安定化 時間:40分 温度:60℃ 濃度:1M ゲル化後の細孔容積:0.203cc/g 熟成後の細孔容積:0.428cc/g ゲル化後の平均細孔寸法:23Å 熟成後の平均細孔寸法:33Å ゲル化後のBET法による比表面積:595m2/g 熟成後のBET法による比表面積:450m2/g 最終的に得られたローター材料は220Kg/m3の乾燥容量
重量及び1.8mmの褶曲高さ即ち波形高さで次の吸水率を
有した： 40％RH（相対湿度）で37.0g/l 60％RHで62.5g/l 95％RHで93.5g/l 実施例２ 本実施例の条件は前記の条件と同じである： ６％硫酸中でのゲル化 時間:30分 温度：室温 pH:0.6 水中でのゆすぎ。
重量及び1.8mmの褶曲高さ即ち波形高さで次の吸水率を
有した： 40％RH（相対湿度）で37.0g/l 60％RHで62.5g/l 95％RHで93.5g/l 実施例２ 本実施例の条件は前記の条件と同じである： ６％硫酸中でのゲル化 時間:30分 温度：室温 pH:0.6 水中でのゆすぎ。
2.5％アンモニウム溶液中での熟成 時間:60分 温度：室温 pH:8 水中でのゆすぎ。
アルミニウム イオン溶液での安定化 時間:30分 温度:40℃ 濃度:0.1M 熟成後の細孔容積:0.400cc/g 熟成後の平均細孔寸法:29Å 熟成後のBET法による比表面積:649m2/g 65％RHでのローター材料の吸水率は82.8g/lであっ
た。
た。
Claims (8)
- 【請求項１】吸収特性を有するシリカゲルを含有し且つ
熱、湿分等の交換に意図した接触体を処理する方法にお
いて、接触体に水ガラスを含浸させ、含浸した接触体を
酸で処理してゲルを製造し；第２の工程で上昇したpHの
雰囲気中で接触体を熟成させて吸収剤としてのシリカゲ
ルの所望の細孔構造を達成し；しかも該細孔構造を安定
化させ、この安定化処理は亜鉛化合物、アルミニウム化
合物、リン酸塩化合物等を含有する薬剤溶液中に接触体
を浸漬することにより行なうことを特徴とする、熱、湿
分等の交換用接触体の処理方法。 - 【請求項２】第１の処理工程で使用した酸は、場合によ
っては温度を上昇させながら燐酸、硫酸、塩酸又は硝酸
よりなる群から選ばれることを特徴とする請求の範囲１
記載の方法。 - 【請求項３】ナトリウム及びカリウムを含有しないアル
カリ性雰囲気中で例えばアンモニウム及び／又はアンモ
ニウム化合物中で熟成処理を行い、しかも接触体の細孔
構造に影響する要領で時間、温度及びpHを調節すること
を特徴とする請求の範囲１又は２記載の方法。 - 【請求項４】安定化処理は亜鉛化合物、アルミニウム化
合物、燐酸塩化合物等を含有する薬剤溶液中に接触体を
浸漬し、続いて該接触体を乾燥させることにより行なう
ことを特徴とする請求の範囲１〜３の何れかに記載の方
法。 - 【請求項５】接触体を前記の薬剤溶液中に浸漬する工程
と接触体を乾燥させる工程との間で接触体をゆすぐこと
を特徴とする請求の範囲４記載の方法。 - 【請求項６】酸処理工程は水ガラスの均等な転化に対応
する濃度でしかも接触体構造体のpHが常に2.0以下であ
るような過剰量で酸浴中で行なうことを特徴とする請求
の範囲１〜５の何れかに記載の方法。 - 【請求項７】熟成処理は精々10まで、好ましくは7.5〜
9.5の上昇したpH値を得るように薬剤を添加することに
より行なうことを特徴とする請求の範囲１〜６の何れか
に記載の方法。 - 【請求項８】熟成処理は１〜25g/lの量でアンモニウム
及び／又はアンモニウム化合物中を酸浴に添加すること
により行なうことを特徴とする請求の範囲３〜７の何れ
かに記載の方法。
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| JPH07500769A JPH07500769A (ja) | 1995-01-26 |
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-
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