JPS63218235A - 除湿用素子の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

僅迷を且ぬ 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
顕熱交換ら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５１−３０３’８４号）。しかしなが呟
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あするものである。

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 ■　ケイ酸ゲル脱水のだめの乾燥工程；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、−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デ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″
Ｃ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２０〜５０人のミクロボアを多量に有し、
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
酸デル固定処理を再度またはそれ以上の回数くり返して
シリカゾ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
直接ケイ酸デルに変換せず、まず凝縮性のよいケイ酸塩
に変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１％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／ｎ２）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フル
デート加工紙を作り、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、１
００℃で乾燥して、直径４５０ｍｍ、フルート長さ２０
０ｍｍ、フルートの山の高さ１．９關の、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−を行なってから、濃度１０％、温度ｓｏ’
ｃ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／”％ニカム構造体は、水洗後、１００℃で乾燥し、
引続き４００℃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ゾルが
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°Ｃにおいて、絶対湿度
２０　ｇ／ｋｇ’の空気を１３　、５　ｇ／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０．２■、目付け５５ｇ／
ｌ１１２）を素材とし、実施例１の場合と同様にして、
直径ｌ５ＯＯ＋ｏｎ、フルート長さ２００１ＩＩ＋６、
フルートの山の高さ１．８５＋画の、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　、　Ｏｇ／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　、７　ｇ／ｋｇ’に、そ
れぞれ減湿することができた。

比較例　ｆ 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ｔこケイ酸ゲルが
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ノ１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. （１）無機繊維紙からなるハニカム構造体に、［１］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
   ； ［２］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； ［３］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 ［４］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. （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。