JP3787460B2

JP3787460B2 - 湿度制御容器

Info

Publication number: JP3787460B2
Application number: JP14505699A
Authority: JP
Inventors: 四郎山内; 秀木村; 武明花田; 英樹酒井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 1999-05-25
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2019-05-25
Also published as: JP2000334252A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素イオン導電性の固体高分子電解質を用いた湿度制御器を備えた湿度制御容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３（ａ）は、例えば特開平６−６３３４３号公報で開示された湿度制御容器の構成を示す概略図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す湿度制御容器に備えられた湿度制御器の構成を示す概略図である。図において、１００は従来の湿度制御器であり、例えば箱状の容器２の開口部に備え付けられている。従来の湿度制御器１００の反応部は、以下に示す素子と電源で構成されている。すなわち、１０は水素イオン導電性の固体高分子電解質膜、１１はステンレス繊維で構成された基材に白金黒を含む触媒をペーストして構成された陽極、１２は同じくステンレス繊維で構成された基材に白金黒を含む触媒をペーストして構成された陰極であり、固体高分子電解質膜１０、陽極１１及び陰極１２は、ホットプレスで加温、加圧され、素子を形成している。１３は電源であり、外部電圧３Ｖを使用している。１４はリード線である。
従来の温度制御容器は、湿度制御器１００に通電し、陽極１１で水の分解反応、陰極１２で水の生成反応を行わせ、水（水分；湿気）を陽極１１面に接する容器内空間５から陰極１２面に接する容器外空間４へ移動させることにより、容器２内の除湿を行い、容器２内の湿度を制御するよう構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の湿度制御容器は以上のように構成されているため、容器２の材質が金属のように水分不透過性の材質である場合は除湿効果（湿度制御効果）を示すが、容器２がアクリル材質のように水分透過性の材質である場合は、湿度制御器１００によって容器２外へ水分を排出しても、容器２の壁を透過する水分の影響で容器２内の湿度が下がりにくくなるという欠点があった。また、容器２内外の汚損成分が陽極１１、陰極１２の両電極表面へ付着することにより、経時的に電極の反応効率が低下し、除湿能力の低下が早まるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、水分移動能力に優れ、長期間の使用に耐えうる湿度制御容器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる湿度制御容器は、陽極及び陰極により挟持された水素イオン導電性の固体高分子電解質膜と、両電極間に直流電圧を印加する電源を有し、電気化学反応により陽極で水を電気分解し、陰極で水を生成する湿度制御器を備えた密閉または半密閉の容器よりなる湿度制御容器において、容器内壁の全面またはほぼ全面に撥水層を被覆形成するとともに、陽極及び陰極のいずれか一方または両方の近傍に、超親水性層で被覆された面を設けたものである。
また、密閉または半密閉の容器は、その一部に光透過面が設けられ、撥水層及び超親水性層のいずれか一方または両方に、光触媒が分散されているものである。
さらに、撥水層及び超親水性層のいずれか一方または両方に、吸着剤が分散されているものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１（ａ）は、本発明の実施の形態１における湿度制御容器の構成を示す概略図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す湿度制御容器に備えられた湿度制御器の構成を示す概略図である。図において、１は本実施の形態による湿度制御器であり、例えばアクリル材よりなる箱状の容器２の開口部に備え付けられている。３は容器２の内壁の全面またはほぼ全面に被覆形成された撥水層、４は容器外空間、５は容器内空間、６は容器２の一部に設けられた光透過面である。また、本実施の形態による湿度制御器１の反応部は、以下に示す素子と電源で構成されている。すなわち、１０は水素イオン導電性の固体高分子電解質膜、１１は陽極、１２は陰極であり、それぞれ白金メッキＴｉで構成された基材に白金黒を含む触媒をぺ−ストして構成されている。固体高分子電解質膜１０、陽極１１及び陰極１２は、ホットプレスで加温、加圧され、素子を形成している。また、１３は電源であり、外部電圧３Ｖを使用している。１４はリード線である。さらに、１１０、１２０は、陽極１１及び陰極１２近傍にそれぞれ設けられた超親水性シートであり、撥水層３及び超親水性シート１１０、１２０には、光触媒及び吸着剤が分散されている。
【０００７】
本実施の形態における湿度制御容器は、陽極１１及び陰極１２により挟持された水素イオン導電性の固体高分子電解質膜１０と、両電極間に直流電圧を印加する電源１３を有し、電気化学反応により陽極１１で水を電気分解し、陰極１２で水を生成する湿度制御器１を備えた密閉または半密閉の容器２よりなる湿度制御容器であって、容器２内壁の全面またはほぼ全面に撥水層３を被覆形成し、さらに、陽極１１及び陰極１２の近傍に、超親水性層で被覆された面である超親水性シート１１０、１２０を設けたものである。また、容器２は、その一部に光透過面６が設けられ、撥水層３及び超親水性シート１１０、１２０には、光触媒及び吸着剤が分散されている。なお、本実施の形態では、撥水層３は、光触媒ＴｉＯ_２と吸着剤である活性炭微粒子を低温乾燥型のコーティング剤と共にスプレーで塗布し、８０℃で乾燥したものである。また、超親水性シート１１０、１２０は、カーボンペーパーで構成された基材に、固体高分子電解質膜（商品名：ナフィオン１１７、デュポン杜製）を用い、固体膜陰極にて白金黒を含む触媒を分散させ、その後、紫外線を照射することにより超親水性を発現させたものである（参考資料：光クリーン革命；藤島他、；株式会社シーエムシー（１９９７発行））。
【０００８】
次に、本実施の形態における湿度制御容器の動作について説明する。本実施の形態による湿度制御容器は、湿度制御器１に通電し、陽極１１で水の分解反応、陰極１２で水の生成反応を行わせ、水（水分；湿気）を陽極１１面に接する容器内空間５から陰極１２面に接する容器外空間４へ移動させることにより、容器２内の除湿を行い、容器２内の湿度を制御するよう構成されている。なお、本実施の形態では、水分透過性のアクリル材よりなる容器２を用いているが、容器２内壁に撥水層３が形成されているため、容器２の壁を水分が透過し難く、容器２内に外部から水分が侵入するのを防ぎ、容器２内の湿度を効率的に下げることができる。また、陽極１１及び陰極１２近傍に設けられた超親水性シート１１０、１２０及び容器２内壁に形成された撥水層３に分散された吸着剤及び光触媒により、容器２内外に発生する汚損成分が吸着され、容器２の一部に設けられた光透過面６から入射する紫外光の存在下で上記汚損成分が分解される。
【０００９】
本実施の形態における湿度制御容器と従来のアクリル材の湿度制御容器における容器内の湿度変化を図２に示す。本実施の形態における湿度制御容器は、容器２の材質が水分透過性のアクリル材であるにもかかわらず、内壁に表面処理を施し撥水層３を形成することにより、十分な湿度制御（除湿）効果が得られた。さらに、陽極１１、陰極１２の両電極近傍に超親水性シート１１０、１２０を設け、上記シートと撥水層３に容器２内外の汚損成分を吸着する吸着材と、上記汚損成分を光透過面６からの紫外光の存在下で分解する光触媒を分散させることにより、電極表面上への汚損成分の蓄積を防止することができ、使用寿命の延長効果も得られた。
【００１０】
なお、本実施の形態では、容器２内壁に撥水層３を被覆形成したが、撥水層３の代わりに超撥水層を形成してもよい。また、撥水層３または超撥水層は、容器２内壁に部分的に形成しても良いが、全面に形成することにより大きな効果が得られる。さらに、本実施の形態では、陽極１１及び陰極１２両方の近傍に超親水性シート１１０、１２０を設けたが、超親水性シート１１０、１２０の代わりに親水性シートを設けても良い。また、陽極１１または陰極１２の両方ではなく、いずれか一方の近傍にのみ超親水性シートまたは親水性シートを設けてもよい。また、本実施の形態では、撥水層３及び超親水性シート１１０、１２０の両方に光触媒及び吸着剤を分散させたが、撥水層３または超親水性シート１１０、１２０のいずれかに分散させても良い。
【００１１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、陽極及び陰極により挟持された水素イオン導電性の固体高分子電解質膜と、両電極間に直流電圧を印加する電源を有し、電気化学反応により陽極で水を電気分解し、陰極で水を生成する湿度制御器を備えた密閉または半密閉の容器よりなる湿度制御容器において、容器内壁の全面またはほぼ全面に撥水層を被覆形成したので、水分透過性の容器を用いた場合においても水分が容器を透過し難く、容器内に外部から水分が侵入するのを防ぐことができ、容器内の湿度を効率的に下げることが可能である。
【００１２】
また、陽極及び陰極のいずれか一方または両方の近傍に、超親水性層で被覆された面を設けると共に、容器の一部に光透過面を設け、撥水層及び超親水性層のいずれか一方または両方に吸着剤及び光触媒を分散させることにより、容器内外に発生する汚損成分を吸着させ、紫外光の存在下で上記汚損成分を分解することができるため、電極表面上への汚損成分の蓄積を防止することができ、使用寿命の延長効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における湿度制御容器及び湿度制御器の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１における湿度制御容器と従来の湿度制御容器の容器内の湿度変化を示す図である。
【図３】従来の湿度制御容器及び湿度制御器の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１、１００湿度制御器、２容器、３撥水層、４容器外空間、
５容器内空間、６光透過面、１０固体高分子電解質膜、１１陽極、
１２陰極、１３電源、１４リード線、
１１０、１２０超親水性シート。

Claims

陽極及び陰極により挟持された水素イオン導電性の固体高分子電解質膜と、上記両電極間に直流電圧を印加する電源を有し、電気化学反応により上記陽極で水を電気分解し、上記陰極で水を生成する湿度制御器を備えた密閉または半密閉の容器よりなる湿度制御容器において、上記容器内壁の全面またはほぼ全面に撥水層を被覆形成するとともに、上記陽極及び上記陰極のいずれか一方または両方の近傍に、超親水性層で被覆された面を設けたことを特徴とする湿度制御容器。
上記密閉または半密閉の容器は、その一部に光透過面が設けられ、上記撥水層及び上記超親水性層のいずれか一方または両方に、光触媒が分散されていることを特徴とする請求項１記載の湿度制御容器。
上記撥水層及び上記超親水性層のいずれか一方または両方に、吸着剤が分散されていることを特徴とする請求項１記載の湿度制御容器。