JPH0649132B2 - 除湿用素子の製造法 - Google Patents

除湿用素子の製造法

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JPH0649132B2 JP62048780A JP4878087A JPH0649132B2 JP H0649132 B2 JPH0649132 B2 JP H0649132B2 JP 62048780 A JP62048780 A JP 62048780A JP 4878087 A JP4878087 A JP 4878087A JP H0649132 B2 JPH0649132 B2 JP H0649132B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、再生式除湿器や全熱交換器の除湿用素子の製
造法に関するものである。
従来の技術 無機繊維を主要繊維素材として作られた紙とそれを波形
に成形したものとを交互に重ね合わせて接合してハニカ
ム構造体とし、それに適当な吸湿剤を担持させたものを
再生式除湿器や全熱交換器の除湿用素子として(または
顕熱交換も行う全熱交換素子として)使用することは公
知である。この種の除湿用素子において、除湿剤として
は塩化リチウム、塩化カルシウム等の潮解性無機塩また
はゼオライト、シリカゲル等の非水溶性吸湿剤が用いら
れるが、後者のほうが、吸湿した除湿剤の飛散による装
置汚染や除湿性能低下がなく、またハニカム構造体を補
強する作用もあり、好ましい。また、非水溶性吸湿剤の
中でも、シリカゲルはゼオライトよりも低い温度で再生
可能であり(再生温度がゼオライトの場合230℃以上
であるのに対しシリカゲルは約120℃)、また、高湿
度域から低湿度域まで、広い範囲ですぐれた除湿性能を
示し、価格も低廉であるという特長を持つ。
従来、除湿剤としてシリカゲルを担持する除湿用素子の
製法の代表的なものは、ハニカム構造体にケイ酸アルカ
リ水溶液を含浸させ、次いで酸処理によりケイ酸アルカ
リをケイ酸ゲルに変換したのち乾燥する方法であった
(たとえば特公昭51−30384号)。しかしなが
ら、この製法は、酸処理工程において微粒子状ケイ酸ゲ
ルの離脱が多く、このため、製造工程において種々の解
決困難な問題を生じるだけでなく、製品のシリカゲル担
持量や耐久性にも問題があった。この問題を解決するた
め、特開昭61−101228号の製法では、ケイ酸ア
ルカリ水溶液含浸と酸処理との間に乾燥工程を設け、含
浸させたケイ酸アルカリ水溶液を含水率5〜20%まで
濃縮している。しかしながら、この製法による除湿用素
子は、理由は定かでないが、固定されたシリカゲルが比
表面積の小さなものとなるため、乾燥剤として通常使用
される粒状シリカゲルの性能から期待されるほどには吸
湿量や吸湿速度が大きくない。
発明が解決しようとする問題点 本発明は、従来のシリカゲル担持除湿用素子がすぐれた
性能を期待されながら上述のような欠点を持つものであ
ったことに鑑み、吸湿性能のよいシリカゲルを多量に担
持させることのできる、改良されたシリカゲル担持除湿
用素子の製造法を提供しようとするものである。
問題点を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明において採択された手
段は、無機繊維紙からなるハニカム構造体に、 該ハニカム構造体をケイ酸アルカリ水溶液に浸漬する
工程; 得られたケイ酸アルカリ水溶液含浸ハニカム構造体を
水溶性カルシウム塩またはマグネシウム塩の水溶液に浸
漬し、担持するケイ酸アルカリをケイ酸カルシウムまた
はケイ酸マグネシウムに変換する工程; 次いで酸または酸性塩で処理して上記ケイ酸塩よりケ
イ酸ゲルを生成させる工程; および ケイ酸ゲル脱水のための乾燥工程; の4工程を必須とするケイ酸ゲル固定処理を1回または
複数回施すことを特徴とするものである。
以下、本発明の製造法について詳述する。
ハニカム構造体を構成する無機繊維紙の種類、ハニカム
構造体の形状等には特に制限はなく、製品の用途に応じ
て適当なものを任意に選んで使用することができる。し
かしながら、機械的な強度や耐久性のよい製品を得るた
めには、製造工程においてケイ酸アルカリ水溶液や酸と
接触したときの物性劣化がなるべく少ない素材からなる
ものを用いることが望ましい。その意味で特に好ましい
のは、5〜25重量%のジルコニアを含有するガラス繊
維からなる紙を用いて作られたハニカム構造体である。
ハニカム構造体を浸漬するケイ酸アルカリ水溶液として
は、ケイ酸ソーダ、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウムな
どの、約10〜30%水溶液が適当である。ケイ酸アル
カリの濃度がこれよりも低くてもケイ酸ゲルの固定は可
能であるが、一回の固定化処理で固定できるシリカゲル
の量が少なすぎ、何回も処理を繰返すことが必要にな
る。反対に濃度が高すぎると、粘度が高くなってハニカ
ム構造体中に円滑に浸透しない。
ハニカム構造体を構成する無機繊維紙の繊維間空隙にケ
イ酸アルカリ水溶液が充分浸透したならば、ハニカム構
造体をケイ酸アルカリ水溶液から取出し、必要に応じて
高速空気流を吹付けるなどして、過剰の表面付着液を除
く。
得られたケイ酸アルカリ水溶液含浸ハニカム構造体を次
に水溶性カルシウム塩またはマグネシウム塩、たとえば
塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム
等の水溶液に浸漬する。塩溶液の好ましい濃度は約数%
ないし約30%、浸漬適温は常温ないし約70℃であ
る。この処理により、ハニカム構造体に単に付着してい
たケイ酸アルカリは、不溶性のケイ酸カルシウムまたは
ケイ酸マグネシウムに変換されて、無機繊維の表面に固
定される。この処理は、含浸させたケイ酸アルカリ溶液
を酸と反応させてケイ酸ゲルを生成させる場合にみられ
るような微粒子状ゲルの離脱が起こらず、したがって、
含浸させた比較的低濃度のケイ酸アルカリ水溶液からで
も確実にケイ酸分の固定を行う。上記反応に要する時間
は、通常約10分以上である(処理が不充分で未反応の
ケイ酸アルカリが残存すると、それが次の酸処理工程で
ケイ酸ゲルにはなるものの不安定で、一部がハニカム構
造体から脱落し、最終製品におけるシリカゲルの構造に
欠陥を生じる。)。
次いで、固定された上記ケイ酸塩をケイ酸ゲルに変換す
ることができる酸または酸性塩の水溶液にハニカム構造
体を浸漬する。使用可能な酸の好ましい例としては塩
酸、硫酸、硝酸等があり、有機酸も使用可能である。ま
た、使用可能な酸性塩の例としては、塩化アンモニウ
ム、硝酸アンモニウム等がある。ケイ酸カルシウムまた
はケイ酸マグネシウムの形で存在したカルシウムイオン
またはマグネシウムイオンは、大部分が処理液中に溶出
する。
処理後のハニカム構造体を水洗して付着塩類を除去した
後、熱風で乾燥する。ハニカム構造体の無機繊維紙が有
機繊維や有機結合剤を含む場合は、必要に応じて、乾燥
と同時に、あるいは乾燥に引続き、約400〜500℃
まで昇温して焼成する。この処理によりケイ酸ゲルは脱
水され、吸湿能を持ついわゆるシリカゲルの状態にな
る。
上述のようにしてハニカム構造体に固定されたシリカゲ
ルは、直径約20〜50Åのミクロポアを多量に有し、
従来の製法によってハニカム構造体に固定されるシリカ
ゲルと比べるとはるかに大きな比表面積を持つものであ
る。したがって、得られたシリカゲル担持ハニカム構造
体はそのままでもすぐれた除湿性能を示すが、上記ケイ
酸ゲル固定処理を再度またはそれ以上の回数くり返して
シリカゲル固定量を多くすることにより、吸湿量と吸湿
速度のいずれにおいても卓越した性能を示し、強度や耐
久性にもすぐれた除湿用素子を得ることができる。
発明の効果 本発明の製法は、従来の製法と違ってケイ酸アルカリを
直接ケイ酸ゲルに変換せず、まず凝縮性のようケイ酸塩
に換えてからケイ酸ゲルにするので、微粒子状ケイ酸ゲ
ル離脱による製造工程上のトラブルやケイ酸アルカリ水
溶液濃縮に基因する製品の除湿性能不充分といった問題
を招くことなしに、容易に高性能かつ耐久性のよいシリ
カゲル系除湿用素子を製造することができる。
実施例 以下、実施例および比較例を示して本発明を説明する。
実施例1 ジルコニアを17重量%含む耐アルカリ性ガラス繊維と
充填材としてのタルクとからなる紙(厚さ0.2mm、目付
け90g/m2)を素材とし、シリカゾルを接着剤として、
一般に段ボール製造で行われている方法でコルゲート加
工紙を作り、次いでこのコルゲート加工紙をやはりシリ
カゾルを接着剤として渦巻状に巻取った後、100℃で
乾燥して、直径450mm、フルート長さ200mm、フル
ートの山の高さ1.9mmの、ローター型ハニカム構造体を
製作した。
次にこのハニカム構造体を、固形分濃度28%の1号ケ
イ酸ソーダ溶液に30分間浸漬した。その後、液切りと
エアブローを行なってから、濃度10%、温度50℃の
塩化カルシウム水溶液に30分間浸漬し、更に濃度5%
の塩酸に室温で30分間浸漬した。塩酸から取出したハ
ニカム構造体は、水洗後、100℃で乾燥し、引続き4
00℃で焼成して有機物を除いた。
上述のようにしてシリカゲルを固定したハニカム構造体
に対して、ケイ酸アルカリ水溶液浸漬から乾燥までの処
理を2度繰返すことにより、表面を電子顕微鏡で観察し
てしても繊維がほとんど認められないほどシリカゲルが
固定された除湿用素子を得た。
この素子の特性値を第1表に示す。また、この素子を回
転再生型除湿機に組込んで、実用条件下での除湿性能を
測定した。その結果、温度30℃において、絶対湿度2
0g/kg′の空気を13.5g/kg′に、絶対湿度12g/kg′の
空気を7g/kg′に、絶対湿度6g/kg′の空気を3g/kg′
に、それぞれ減湿することができた(これらの値は、従
来除湿能力において最もすぐれるとされている塩化リチ
ウム担持型除湿用素子を用いた場合に匹敵する。)。し
かも、1年間継続使用しても、除湿性能の低下はほとん
どなかった。
実施例2 アルミナシリカ繊維紙(厚さ0.2mm、目付け55g/m2
を素材とし、実施例1の場合と同様にして、直径150
0mm、フルート長さ200mm、フルートの山の高さ1.85
mmの、ローター型ハニカム構造体を製作した。
次にこのハニカム構造体を、固形分濃度20%のケイ酸
カリウム溶液を用いるほかは実施例1と同様に処理し
て、除湿用素子を製造した。
この素子の特性値を第1表に示す。また、この素子を回
転再生型除湿機に組込んで、実用条件下での除湿性能を
測定した。その結果、温度30℃において、絶対湿度2
0g/kg′の空気を13.0g/kg′に、絶対湿度12g/kg′の
空気を6.9g/kg′に、絶対湿度6g/kg′の空気を2.7g/k
g′に、それぞれ減湿することができた。
比較例1 実施例1で製作したものと同じハニカム構造体に実施例
1と同様にしてケイ酸ソーダ溶液浸漬処理を施した後、
5%塩酸に室温で60分間浸漬した。同様にしてケイ酸
ソーダ浸漬と塩酸浸漬とをさらに2回繰返した後、水
洗、乾燥した。
この場合、塩酸処理で形成されたケイ酸ゲルは微粒子状
になって処理液中に分散しその後の処理を困難にしたも
のが多かった。また、素子に固定されたケイ酸ゲルが僅
かなため、実用強度を持つ素子は得られなかった。
比較例2 比較例2の方法において、ケイ酸ソーダ含浸済みハニカ
ム構造体を塩酸処理する前に、ケイ酸ソーダの含水量が
約10%になるまで乾燥する工程を付加した方法で、除
湿用素子を製造した。得られた素子の特性値は第1表に
示したとおりで、シリカゲルは充分固定されているが、
その比表面積が小さく、吸湿性能の劣るものであった。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】無機繊維紙からなるハニカム構造体に、 該ハニカム構造体をケイ酸アルカリ水溶液に浸漬する
    工程; 得られたケイ酸アルカリ水溶液含浸ハニカム構造体を
    水溶性カルシウム塩またはマグネシウム塩の水溶液に浸
    漬し、担持するケイ酸アルカリをケイ酸カルシウムまた
    はケイ酸マグネシウムに変換する工程; 次いで酸または酸性塩で処理して上記ケイ酸塩よりケ
    イ酸ゲルを生成させる工程; および ケイ酸ゲル脱水のための乾燥工程; の4工程を必須とするケイ酸ゲル固定処理を1回または
    複数回ほどこすことを特徴とする除湿用素子の製造法。
  2. 【請求項2】5〜25重量%のジルコニアを含有するガ
    ラス繊維を用いて作られた無機繊維紙からなるハニカム
    構造体を用いる特許請求の範囲第1項記載の製造法。
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