JP5037908B2 - Dehumidification rotor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、除湿剤による被処理空気の除湿と、水分を吸湿した該除湿剤の再生を同時に行ない、連続的に該被処理空気の除湿を行なう回転再生式除湿機に用いられる除湿ロータに関する。 The present invention relates to a dehumidification rotor used in a rotary regenerative dehumidifier that performs dehumidification of air to be treated with a dehumidifying agent and regeneration of the dehumidifying agent that has absorbed moisture, and continuously dehumidifies the air to be treated.
家庭用の除湿機は、除湿剤が担持されている回転式の除湿ロータと、該除湿剤を再生するヒーターを有する回転再生式除湿機である。そして、該家庭用の除湿機は、絶対湿度が高い夏だけでなく、絶対湿度が低い冬にも、室内で洗濯物を乾燥させたり、結露を防ぐために使用される。そのため、該家庭用の除湿機の除湿ロータは、絶対湿度が低い条件下でも、優れた除湿性能を有することが必要である。 A household dehumidifier is a rotary regenerative dehumidifier having a rotary dehumidification rotor carrying a dehumidifying agent and a heater for regenerating the dehumidifying agent. The household dehumidifier is used not only in summer when the absolute humidity is high, but also in winter when the absolute humidity is low, to dry laundry in the room and prevent condensation. Therefore, the dehumidifying rotor of the household dehumidifier needs to have excellent dehumidifying performance even under conditions where the absolute humidity is low.
また、産業用の除湿機の分野においても、より低湿度空気の需要が増えてきており、特に、半導体製造工場等では、酸化の要因になる水分を極力除去したいわゆるドライエアの需要が高まっている。そのため、産業用の除湿機も、絶対湿度が低い条件下でも、優れた除湿性能を有することが必要である。 In the field of industrial dehumidifiers, the demand for lower humidity air is increasing. Especially in semiconductor manufacturing factories, the demand for so-called dry air that removes moisture that causes oxidation as much as possible is increasing. . Therefore, an industrial dehumidifier needs to have an excellent dehumidifying performance even under conditions where the absolute humidity is low.
絶対湿度が低い空気中の水分を吸着することができる物質しては、ゼオライトが知られている。該ゼオライトとしてはY型ゼオライト、X型ゼオライト及びA型ゼオライトが挙げられ、これらのうち、Y型ゼオライトが、X型ゼオライト又はA型ゼオライトに比べ、低温で水分の脱湿することができるので、連続的に除湿を行なう回転再生式除湿機用の除湿剤としては、最も適していると考えられる。 Zeolite is known as a substance capable of adsorbing moisture in the air having a low absolute humidity. Examples of the zeolite include Y-type zeolite, X-type zeolite, and A-type zeolite. Among these, Y-type zeolite can dehumidify moisture at a lower temperature than X-type zeolite or A-type zeolite. It is considered to be most suitable as a dehumidifying agent for a rotary regenerative dehumidifier that continuously dehumidifies.
一般に、合成により得られるゼオライトは、該ゼオライトのアルミニウム部位の対イオンとなる陽イオンがナトリウムイオンであるナトリウムゼオライトである。そして、該ナトリウムゼオライトは、絶対湿度が低い空気中でも、吸湿速度が速く、優れた吸湿性能を発揮する。 Generally, the zeolite obtained by synthesis is a sodium zeolite in which the cation that is a counter ion of the aluminum portion of the zeolite is a sodium ion. The sodium zeolite has a high moisture absorption rate even in air with a low absolute humidity, and exhibits excellent moisture absorption performance.
そこで、従来の除湿ロータとしては、該ナトリウムゼオライトが担持されているものが用いられてきた。 Therefore, as a conventional dehumidifying rotor, one carrying the sodium zeolite has been used.
しかし、該ナトリウムゼオライトは、吸湿性が高いものの、脱湿性が低い。そのため、該ナトリウムゼオライトを、加熱により脱湿して該ナトリウムゼオライトの吸湿性能を再生させるために、多量の熱エネルギーが必要となる。すなわち、回転再生式除湿機において、該ナトリウムゼオライトが担持されている除湿ロータを用いる場合には、ヒーター温を高くしなければならなかった。 However, the sodium zeolite has high hygroscopicity but low dehumidification. Therefore, a large amount of heat energy is required to dehumidify the sodium zeolite by heating to regenerate the hygroscopic performance of the sodium zeolite. That is, in the rotary regenerative dehumidifier, when the dehumidification rotor carrying the sodium zeolite is used, the heater temperature has to be increased.
ところが、近年、省エネルギー化の基、該回転再生式除湿機のヒーター温は、低いことが好ましい。そして、ヒーター温が低いと、該ナトリウムゼオライトの再生が十分に行われないため、該ナトリウムゼオライトが担持されている除湿ロータは、ヒーター温を従来より低くすると、除湿性能が不十分になるという問題があった。 However, in recent years, on the basis of energy saving, it is preferable that the heater temperature of the rotary regenerative dehumidifier is low. And, when the heater temperature is low, the regeneration of the sodium zeolite is not sufficiently performed. Therefore, the dehumidification rotor on which the sodium zeolite is supported has a problem that the dehumidification performance becomes insufficient when the heater temperature is lower than the conventional temperature. was there.
該ナトリウムゼオライトに比べて、低温で脱湿することができるものとしては、ゼオライト中のアルミニウム部位(Al−O−)の対イオンが水素イオンでイオン交換された水素イオン交換ゼオライトが知られている。しかし、該水素イオン交換ゼオライトは、高温下で、水分の吸脱湿を繰り返すと、ゼオライト骨格が収縮して比表面積が小さくなるので、高温下では除湿量の低下が速い、すなわち、劣化し易い。そして、該回転再生式除湿機において、該除湿ロータの近傍に、高温のヒーターが配置される場合には、該除湿ロータは、高温に曝される。そのため、該水素イオン交換ゼオライトが担持されている除湿ロータは、該水素イオン交換ゼオライトの劣化が速いので、除湿量の低下が速く、実用的ではない。 A hydrogen ion-exchanged zeolite in which the counter ion of the aluminum part (Al—O − ) in the zeolite is ion-exchanged with a hydrogen ion is known as one that can be dehumidified at a lower temperature than the sodium zeolite. . However, when the hydrogen ion exchanged zeolite repeatedly absorbs and desorbs moisture at a high temperature, the zeolite skeleton contracts and the specific surface area decreases, so the dehumidification amount decreases rapidly at high temperatures, that is, easily deteriorates. . In the rotary regeneration dehumidifier, when a high-temperature heater is disposed in the vicinity of the dehumidification rotor, the dehumidification rotor is exposed to a high temperature. Therefore, the dehumidification rotor on which the hydrogen ion exchange zeolite is supported is not practical because the hydrogen ion exchange zeolite is rapidly deteriorated and the dehumidification amount is rapidly reduced.
従って、本発明の課題は、ヒーター温を従来より低くしても、優れた除湿性能を有する、すなわち、除湿量が多く且つ経時変化における除湿量の低下が少ない、すなわち、耐久性に優れる除湿ロータを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a dehumidification rotor that has excellent dehumidifying performance even when the heater temperature is lower than that of the prior art, that is, has a high dehumidification amount and has a small decrease in dehumidification amount over time, that is, excellent durability. Is to provide.
本発明者らは、上記従来技術における課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、(1)除湿性能は、連続回転させている際の1回転当りの脱湿量(吸湿量−脱湿されずに残存する水分量)に依存すること、(2)除湿ロータに、耐水熱性試験における比表面積の低下率が高く且つ脱湿ピーク温度が低いゼオライトを含有する第一層と、耐水熱性試験における比表面積の低下率が低く且つ脱湿ピーク温度が高いゼオライトを含有し、該第一層を挟み込む第二層からなる三層構造の除湿剤層を形成させると、除湿ロータを通過する高温の再生空気は、先ず、該第二層に接触するので、水分を脱湿しながら、気化熱を奪われて温度を下げ、次いで、該第一層に接触する。このことにより、該第一層に接触する際には、該再生空気の温度は低くなっているので、第一層ゼオライトが劣化し難く、且つ該第一層ゼオライトは、該第二層ゼオライトよりも低温で脱湿され得るゼオライトなので、該再生空気の温度が低くなっても、再生される。よって、除湿ロータの1回転当りの脱湿量が多くなること等を見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-described problems in the prior art, the present inventors have determined that (1) dehumidification performance is a dehumidification amount per rotation (hygroscopic amount-dehumidification) during continuous rotation. (2) a first layer containing a zeolite having a high specific surface area reduction rate and a low dehumidification peak temperature in a dehumidifying rotor, and a hydrothermal resistance test. Containing a zeolite having a low specific surface area reduction rate and a high dehumidification peak temperature, and forming a three-layer dehumidifier layer sandwiching the first layer, the high temperature passing through the dehumidification rotor The regeneration air first comes into contact with the second layer. Therefore, while dehumidifying moisture, the heat of vaporization is deprived to lower the temperature, and then comes into contact with the first layer. As a result, the temperature of the regeneration air is low when contacting the first layer, so that the first layer zeolite is less likely to deteriorate, and the first layer zeolite is less than the second layer zeolite. Since it is also a zeolite that can be dehumidified at low temperatures, it is regenerated even when the temperature of the regeneration air is lowered. Therefore, it has been found that the amount of dehumidification per rotation of the dehumidification rotor is increased, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明(1)は、除湿ロータの繊維質担体に、2種以上ゼオライトが担持されている除湿ロータであって、該繊維質担体に、原ゼオライト中のアルミニウム部位の対イオンを水素イオンでイオン交換して、水素イオン交換ゼオライト得る水素イオン交換工程を行い得られる水素イオン交換ゼオライト、又は原ゼオライト中のアルミニウム部位の対イオンを水素イオンでイオン交換して、水素イオン交換ゼオライト得る水素イオン交換工程、及び該水素イオン交換ゼオライト中の水素イオンを該原ゼオライトのアルミニウム部位の対イオン以外の第二金属イオンでイオン交換して、第二金属イオン交換ゼオライトを得る第二金属イオン交換工程を行い得られる第二金属イオン交換ゼオライトを含有する第一層と、原ゼオライトを含有し、該第一層を挟み込む第二層とからなる三層構造の除湿剤層が形成されており、該原ゼオライトがナトリウムゼオライトであり、且つ、該第二金属イオンが非ナトリウムイオンであることを特徴とする除湿ロータを提供するものである。 That is, the present invention (1) is a dehumidification rotor in which two or more types of zeolite are supported on the fibrous carrier of the dehumidification rotor, and the counter ion of the aluminum part in the original zeolite is converted to hydrogen ions on the fibrous carrier. Hydrogen ion-exchanged zeolite obtained by performing a hydrogen ion-exchange process to obtain a hydrogen-ion-exchanged zeolite by ion exchange, or hydrogen ions obtained by ion-exchange of the counter ion at the aluminum site in the original zeolite with hydrogen ions An exchange step, and a second metal ion exchange step of obtaining a second metal ion exchange zeolite by ion exchange of hydrogen ions in the hydrogen ion exchange zeolite with a second metal ion other than the counter ion of the aluminum part of the original zeolite. The first layer containing the second metal ion exchanged zeolite obtained and the original zeolite Dehumidifying agent layer of a three-layer structure comprising a second layer sandwiching the first layer and is formed, the raw zeolite is sodium zeolite, and, that said second metal ion is non-sodium ion A dehumidifying rotor is provided.
また、本発明(2)は、除湿ロータの繊維質担体に、2種以上ゼオライトが担持されている除湿ロータであって、該繊維質担体に、耐水熱性試験における比表面積の低下率が15〜50%のゼオライトを含有する第一層と、耐水熱性試験における比表面積の低下率が0〜10%のゼオライトを含有し、該第一層を挟み込む第二層とからなる三層構造の除湿剤層が形成されており、該第二層に含有されるゼオライトの脱湿ピーク温度と該第一層に含有されるゼオライトの脱湿ピーク温度の差が1〜60℃であり、該第二層に含有されるゼオライトがナトリウムゼオライトであり、且つ、該第一層に含有されるゼオライトが非ナトリウムイオンでイオン交換されたゼオライトであることを特徴とする除湿ロータを提供するものである。
Further, the present invention (2) is a dehumidification rotor in which two or more types of zeolite are supported on the fibrous carrier of the dehumidification rotor, and the decrease rate of the specific surface area in the hydrothermal resistance test is 15 to A three-layer dehumidifier comprising a first layer containing 50% zeolite and a zeolite having a specific surface area reduction rate of 0 to 10% in a hydrothermal resistance test, and a second layer sandwiching the first layer layers are formed,
また、本発明(3)は、シート状の繊維質担体を、成形加工し、ロータ形状の繊維質担体を得る成形加工工程、該ロータ形状の繊維質担体を、第一層ゼオライトを含有する第一層形成用スラリーで、浸漬処理又は塗布処理し、第一層が形成されているロータ形状の繊維質担体を得る第一層形成工程、及び該第一層が形成されているロータ形状の繊維質担体を、第二層ゼオライトを含有する第二層形成用スラリーで、浸漬処理又は塗布処理し、除湿ロータを得る第二層形成工程を有し、該第一層ゼオライトが、原ゼオライト中のアルミニウム部位の対イオンを水素イオンでイオン交換して、水素イオン交換ゼオライト得る水素イオン交換工程を行い得られる水素イオン交換ゼオライト、又は原ゼオライト中のアルミニウム部位の対イオンを水素イオンでイオン交換して、水素イオン交換ゼオライト得る水素イオン交換工程、及び該水素イオン交換ゼオライト中の水素イオンを該原ゼオライトのアルミニウム部位の対イオン以外の第二金属イオンでイオン交換して、第二金属イオン交換ゼオライトを得る第二金属イオン交換工程を行い得られる第二金属イオン交換ゼオライトであり、該第二層ゼオライトが、原ゼオライトであり、該原ゼオライトがナトリウムゼオライトであり、且つ、該第二金属イオンが非ナトリウムイオンであることを特徴とする除湿ロータの製造方法を提供するものである。 The present invention (3) also provides a molding process for obtaining a rotor-shaped fibrous carrier by molding a sheet-shaped fibrous carrier, and the rotor-shaped fibrous carrier containing a first layer zeolite. A first layer forming step of obtaining a rotor-shaped fibrous carrier in which a first layer is formed by dipping or coating with a slurry for forming a single layer, and a rotor-shaped fiber in which the first layer is formed A second layer forming step of obtaining a dehumidification rotor by dipping or coating with a slurry for forming a second layer containing a second layer zeolite, wherein the first layer zeolite is contained in the original zeolite Hydrogen ion exchange zeolite obtained by performing a hydrogen ion exchange process to obtain hydrogen ion exchanged zeolite by ion exchange of the counter ion of aluminum part with hydrogen ion, or the counter ion of aluminum part in raw zeolite A hydrogen ion exchange step to obtain a hydrogen ion exchanged zeolite by ion exchange on, and ion exchange of the hydrogen ions in the hydrogen ion exchanged zeolite with a second metal ion other than the counter ion of the aluminum part of the original zeolite, bimetallic ion exchange is zeolite a second metal ion-exchange step the second metal ion-exchange zeolite obtained performed to obtain, second layer zeolite, raw zeolite der is, the raw zeolite is sodium zeolite, and, in which said second metal ion to provide a method of manufacturing a dehumidifying rotor and said non-sodium ion der Rukoto.
また、本発明(4)は、シート状の繊維質担体を、第一層ゼオライトを含有する第一層形成用スラリーで、浸漬処理又は塗布処理し、第一層が形成されているシート状の繊維質担体を得る第一層形成工程、該第一層が形成されているシート状の繊維質担体を、成形加工し、第一層が形成されているロータ形状の繊維質担体を得る成形加工工程、及び該第一層が形成されているロータ形状の繊維質担体を、第二層ゼオライトを含有する第二層形成用スラリーで、浸漬処理又は塗布処理し、除湿ロータを得る第二層形成工程を有し、該第一層ゼオライトが、原ゼオライト中のアルミニウム部位の対イオンを水素イオンでイオン交換して、水素イオン交換ゼオライト得る水素イオン交換工程を行い得られる水素イオン交換ゼオライト、又は原ゼオライト中のアルミニウム部位の対イオンを水素イオンでイオン交換して、水素イオン交換ゼオライト得る水素イオン交換工程、及び該水素イオン交換ゼオライト中の水素イオンを該原ゼオライトのアルミニウム部位の対イオン以外の第二金属イオンでイオン交換して、第二金属イオン交換ゼオライトを得る第二金属イオン交換工程を行い得られる第二金属イオン交換ゼオライトであり、該第二層ゼオライトが、原ゼオライトであり、該原ゼオライトがナトリウムゼオライトであり、且つ、該第二金属イオンが非ナトリウムイオンであることを特徴とする除湿ロータの製造方法を提供するものである。 Further, the present invention (4) is a sheet-like fibrous carrier in which a first layer is formed by immersing or coating a sheet-like fibrous carrier with a slurry for forming a first layer containing a first layer zeolite. First layer forming step for obtaining a fibrous carrier, forming a sheet-like fibrous carrier on which the first layer is formed, and forming a rotor-shaped fibrous carrier on which the first layer is formed Step and formation of a second layer to obtain a dehumidifying rotor by subjecting the rotor-shaped fibrous carrier on which the first layer is formed to a dipping or coating treatment with a slurry for forming a second layer containing a second layer zeolite A hydrogen ion-exchanged zeolite obtained by performing a hydrogen ion exchange step in which the first layer zeolite is subjected to ion exchange of a counter ion of an aluminum site in the original zeolite with hydrogen ions to obtain a hydrogen ion-exchanged zeolite, or Zeora A hydrogen ion exchange step for obtaining a hydrogen ion-exchanged zeolite by ion-exchange of the counter ion at the aluminum site in the catalyst with hydrogen ions, and the hydrogen ion in the hydrogen ion-exchanged zeolite other than the counter ion at the aluminum site of the original zeolite. by ion-exchange in two metal ion, a second metal ion-exchange zeolite obtained performed a second metal ion-exchange step to obtain a second metal ion-exchange zeolite, the second layer zeolite, Ri original zeolite der, the original zeolite is sodium zeolite, and, in which said second metal ion to provide a method of manufacturing a dehumidifying rotor and said non-sodium ion der Rukoto.
また、本発明(5)は、シート状の繊維質担体を、第一層ゼオライトを含有する第一層形成用スラリーで、浸漬処理又は塗布処理し、第一層が形成されているシート状の繊維質担体を得る第一層形成工程、該第一層が形成されているシート状の繊維質担体を、第二層ゼオライトを含有する第二層形成用スラリーで、浸漬処理又は塗布処理し、第一層及び第二層が形成されているシート状の繊維質担体を得る第二層形成工程、及び該第一層及び第二層が形成されているシート状の繊維質担体を、ロータ形状に成形加工し、除湿ロータを得る成形加工工程を有し、該第一層ゼオライトが、原ゼオライト中のアルミニウム部位の対イオンを水素イオンでイオン交換して、水素イオン交換ゼオライト得る水素イオン交換工程を行い得られる水素イオン交換ゼオライト、又は原ゼオライト中のアルミニウム部位の対イオンを水素イオンでイオン交換して、水素イオン交換ゼオライト得る水素イオン交換工程、及び該水素イオン交換ゼオライト中の水素イオンを該原ゼオライトのアルミニウム部位の対イオン以外の第二金属イオンでイオン交換して、第二金属イオン交換ゼオライトを得る第二金属イオン交換工程を行い得られる第二金属イオン交換ゼオライトであり、該第二層ゼオライトが、原ゼオライトであり、該原ゼオライトがナトリウムゼオライトであり、且つ、該第二金属イオンが非ナトリウムイオンであることを特徴とする除湿ロータの製造方法を提供するものである。 Further, the present invention (5) is a sheet-like fibrous carrier in which a first layer is formed by immersing or coating a sheet-like fibrous carrier with a slurry for forming a first layer containing a first layer zeolite. A first layer forming step for obtaining a fibrous carrier, a sheet-like fibrous carrier on which the first layer is formed, is immersed in or coated with a slurry for forming a second layer containing a second layer zeolite, A second layer forming step for obtaining a sheet-like fibrous carrier in which the first layer and the second layer are formed, and a sheet-like fibrous carrier in which the first layer and the second layer are formed in a rotor shape A hydrogen ion exchange step of obtaining a hydrogen ion exchanged zeolite by ion exchange of the counter ion of the aluminum part in the original zeolite with hydrogen ions. Hydrogen ions obtained by A hydrogen ion exchange step for obtaining a hydrogen ion-exchanged zeolite by ion-exchange of the counter ion of the aluminum site in the zeolite or the original zeolite with hydrogen ions, and the hydrogen ion in the hydrogen ion-exchanged zeolite in the aluminum site of the original zeolite A second metal ion exchange zeolite obtained by performing a second metal ion exchange step of obtaining a second metal ion exchange zeolite by ion exchange with a second metal ion other than a counter ion, wherein the second layer zeolite is an original zeolite der is, raw zeolite is sodium zeolite, and, in which said second metal ion to provide a method of manufacturing a dehumidifying rotor and said non-sodium ion der Rukoto.
本発明によれば、ヒーター温を従来より低くしても、除湿量が多く且つ経時変化における除湿量の低下が少ない、すなわち、耐久性に優れる除湿ロータを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a dehumidification rotor that has a large amount of dehumidification and a small decrease in the dehumidification amount over time, that is, excellent durability even when the heater temperature is lower than that of the prior art.
本発明の除湿ロータは、除湿ロータの繊維質担体に2種以上のゼオライトが担持されている除湿ロータであって、繊維質担体に、耐水熱性試験における比表面積の低下率が15〜50%のゼオライトを含有する第一層と、耐水熱性試験における比表面積の低下率が0〜10%のゼオライトを含有し、該第一層を挟み込む第二層とからなる三層構造の除湿剤層が形成されており、該第二層に含有されるゼオライトの脱湿ピーク温度と該第一層に含有されるゼオライトの脱湿ピーク温度の差が1〜60℃である。そして、該除湿ロータの内部には、回転軸方向に対して平行に被処理空気及び再生空気を通気するための通気空洞が形成されている。 The dehumidification rotor of the present invention is a dehumidification rotor in which two or more types of zeolite are supported on the fibrous carrier of the dehumidification rotor, and the decrease rate of the specific surface area in the hydrothermal resistance test is 15 to 50%. A dehumidifying agent layer having a three-layer structure is formed which includes a first layer containing zeolite and a zeolite having a specific surface area reduction rate of 0 to 10% in a hydrothermal resistance test, and a second layer sandwiching the first layer. The difference between the dehumidification peak temperature of the zeolite contained in the second layer and the dehumidification peak temperature of the zeolite contained in the first layer is 1 to 60 ° C. A ventilation cavity is formed in the dehumidification rotor to ventilate the air to be treated and the regeneration air in parallel to the rotation axis direction.
本発明の除湿ロータについて、図1〜図3を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態例の除湿ロータを示す模式図であり、図2は、該除湿ロータの開口面のA部分の拡大図であり、図3は、該除湿ロータの平坦部又はコルゲート状部を、通気空洞が形成されている方向に対して直角な面で切ったときの断面の拡大図である。図1中、除湿ロータ1の内部には、回転軸方向に対して平行に、被処理空気及び再生空気を通気するための通気空洞4が形成されており、該除湿ロータ1は、両端に、該通気空洞4の開口である開口面3a、3bを有する。該開口面3a、3bは、被処理空気及び再生空気の出入り口である。また、該除湿ロータ1は、中心付近に、ロータ軸を取り付けるための中心穴2を有する。図2に示すように、該通気空洞4は、平坦部5及びコルゲート状部6が、交互に積層されることにより形成されている。図3に示すように、該除湿ロータ1の繊維質担体7には、該繊維質担体7にゼオライトが担持されることにより形成される第一層8と、該第一層8を挟みこむ第二層9からなる三層構造の除湿剤層10が形成されている。そして、該第一層8は、ゼオライトを含有し、また、該第二層9は、該第一層8とは種類が異なるゼオライトを含有している。以下、該第一層8に含有されているゼオライトと該第二層9に含有されているゼオライトを区別するために、該第一層8に含有されているゼオライトを、第一層ゼオライトと呼び、該第二層9に含有されているゼオライトを、第二層ゼオライトと呼ぶ。言い換えると、該除湿ロータ1の該繊維質担体7には、種類の異なる2種のゼオライトが担持されており、更に詳細には、該除湿ロータ1の該繊維質担体7に、該第一層ゼオライトが担持されており、該第一層ゼオライト上に、該第二層ゼオライトが担持されている。なお、該第一層ゼオライトは、該繊維質担体7の繊維の隙間(繊維間空隙)にも担持されている。
The dehumidification rotor of this invention is demonstrated with reference to FIGS. 1-3. FIG. 1 is a schematic view showing a dehumidification rotor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of portion A of the opening surface of the dehumidification rotor, and FIG. 3 is a flat portion of the dehumidification rotor. Or it is an enlarged view of a cross section when a corrugated part is cut | disconnected by the surface orthogonal to the direction in which the ventilation | gas_flowing cavity is formed. In FIG. 1, a
該除湿ロータ1の該繊維質担体7は、図2に示すように、ハニカム構造を有している。該ハニカム構造の該繊維質担体7は、例えば、多孔質の平坦状の繊維質担体及び該平坦状繊維質担体をコルゲート加工して得られるコルゲート状繊維質担体を、無機接着剤又は有機接着剤を用いて、該コルゲート状繊維質担体の山部で接着し、積層して製造される。この時、該平坦状繊維質担体及び該コルゲート状繊維質担体の間に形成される略半円柱形状の空洞が、空気の流路となるので、両者は、該空洞が該除湿ロータ1の回転軸方向に形成されるように積層される。該積層を行う方法としては、例えば、一対の該平坦状繊維質担体及び該コルゲート状繊維質担体を重ね、ロール状に巻き上げ、積層する方法が挙げられる。図1〜図3では、ハニカム構造の該繊維質担体7を示したが、該繊維質担体7の構造は、それに限定されるものではなく、ロータ軸に対して平行方向に通気空洞が形成されていればよい。
As shown in FIG. 2, the fibrous carrier 7 of the
該繊維質担体は、繊維から形成される織布又は不織布である。該繊維としては、特に制限されず、Eガラス繊維、NCRガラス繊維、ARG繊維、ECG繊維、Sガラス繊維、Aガラス繊維などのガラス繊維やそのチョップドストランド、セラミック繊維、アルミナ繊維、ムライト繊維、シリカ繊維、ロックウール繊維、炭素繊維等の無機繊維及び有機繊維が挙げられる。有機繊維としては、アラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維等を用いることができる。該繊維質担体の繊維として、無機繊維を用いることが、除湿ロータの強度を高めることができる点で好ましい。 The fibrous carrier is a woven or non-woven fabric formed from fibers. The fiber is not particularly limited, and glass fiber such as E glass fiber, NCR glass fiber, ARG fiber, ECG fiber, S glass fiber, and A glass fiber, and its chopped strand, ceramic fiber, alumina fiber, mullite fiber, silica Examples thereof include inorganic fibers and organic fibers such as fibers, rock wool fibers, and carbon fibers. As the organic fiber, an aramid fiber, a nylon fiber, a polyethylene terephthalate fiber, or the like can be used. It is preferable to use inorganic fibers as the fibers of the fibrous carrier because the strength of the dehumidifying rotor can be increased.
また、該繊維質担体を形成する該繊維としては、生体溶解性無機繊維が挙げられる。該生体溶解性無機繊維とは、40℃における生理食塩水溶解率が1%以上である無機繊維を指す。更に詳細に説明すると、該生体溶解性無機繊維としては、例えば、特開2000−220037号公報、特開2002−68777号公報、特開2003−73926号公報、あるいは特開2003−212596号公報に記載されている無機繊維、すなわち、SiO2及びCaOの合計含有量が85質量%以上であり、0.5〜3.0質量%のMgO及び2.0〜8.0質量%のP2O5を含有し、かつドイツ危険物質規制による発癌性指数(KI値)が40以上である無機繊維、SiO2、MgO及びTiO2を必須成分とする無機繊維、SiO2、MgO及び酸化マンガンを必須成分とする無機繊維、SiO2 52〜72質量%、Al2O3 3質量%未満、MgO 0〜7質量%、CaO 7.5〜9.5質量%、B2O3 0〜12質量%、BaO 0〜4質量%、SrO 0〜3.5質量%、Na2O 10〜20.5質量%、K2O 0.5〜4.0質量%及びP2O5 0〜5質量%を含む無機繊維が挙げられる。また、該生体溶解性無機繊維は、1種又は2種以上の組合わせのいずれでもよい。
Examples of the fibers forming the fibrous carrier include biosoluble inorganic fibers. The biologically soluble inorganic fiber refers to an inorganic fiber having a physiological saline dissolution rate at 40 ° C. of 1% or more. More specifically, examples of the biologically soluble inorganic fibers include those disclosed in JP 2000-220037, JP 2002-68777, JP 2003-73926, or JP 2003-212596. inorganic fibers described, that is, the total content of SiO 2 and CaO is more than 85 mass%, 0.5 to 3.0 wt% MgO and 2.0 to 8.0 wt% of P 2 O 5 and an inorganic fiber having a carcinogenicity index (KI value) of 40 or more according to German hazardous substance regulations, SiO 2 , MgO and TiO 2 as essential components, SiO 2 , MgO and manganese oxide are essential inorganic fibers as a component,
該生理食塩水溶解率の測定方法について説明する。先ず、無機繊維を200メッシュ以下に粉砕した試料1000mg及び生理食塩水150mlを三角フラスコ(300ml)に入れ、40℃のインキュベーターに設置する。次に、該三角フラスコに、毎分120回転の水平振盪を50時間継続して与える。振盪後、ろ過し、得られたろ液中に含有されているケイ素、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムについて、各元素の濃度(mg/L)を、ICP発光分析にて測定する。そして、各元素の濃度及び溶解前の無機繊維中の各元素の含有量(質量%)から、下記式(1)により、生理食塩水溶解率C(%)を算出する。なお、ICP発光分析により得られる各元素の濃度を、ケイ素元素の濃度:a1(mg/L)、マグネシウム元素の濃度:a2(mg/L)、カルシウム元素の濃度:a3(mg/L)及びアルミニウム元素の濃度a4(mg/L)とし、溶解前の無機繊維中の各元素の含有量を、ケイ素元素の含有量:b1(質量%)、マグネシウム元素の含有量:b2(質量%)、カルシウム元素の含有量:b3(質量%)及びアルミニウム元素の含有量:b4(質量%)とする。
C(%)={ろ液量(L)×(a1+a2+a3+a4)×100}/{溶解前の無機繊維の量(mg)×(b1+b2+b3+b4)/100} (1)
A method for measuring the physiological saline dissolution rate will be described. First, 1000 mg of a sample obtained by grinding inorganic fibers to 200 mesh or less and 150 ml of physiological saline are placed in an Erlenmeyer flask (300 ml) and placed in an incubator at 40 ° C. The Erlenmeyer flask is then subjected to horizontal shaking at 120 revolutions per minute for 50 hours. After shaking, the mixture is filtered, and the concentration (mg / L) of each element is measured by ICP emission analysis for silicon, magnesium, calcium and aluminum contained in the obtained filtrate. Then, the physiological saline dissolution rate C (%) is calculated from the concentration of each element and the content (mass%) of each element in the inorganic fiber before dissolution by the following formula (1). The concentration of each element obtained by ICP emission analysis is as follows: silicon element concentration: a1 (mg / L), magnesium element concentration: a2 (mg / L), calcium element concentration: a3 (mg / L) and The aluminum element concentration a4 (mg / L), the content of each element in the inorganic fiber before dissolution, silicon element content: b1 (mass%), magnesium element content: b2 (mass%), Calcium element content: b3 (mass%) and aluminum element content: b4 (mass%).
C (%) = {filtrate amount (L) × (a1 + a2 + a3 + a4) × 100} / {amount of inorganic fiber before dissolution (mg) × (b1 + b2 + b3 + b4) / 100} (1)
また、該繊維質担体は、該繊維質担体の繊維間に、多数の空隙を有している多孔質体である。該繊維質担体の繊維間空隙率は、通常80〜95%であり、該繊維質担体の厚さは、通常0.05〜1mmである。該繊維間空隙率とは、繊維質担体の見かけの体積から、該繊維質担体中の繊維の体積を引いた部分(以下、繊維間空隙とも記載する。)が、該繊維質担体の見かけ体積中に占める割合をいう。そして、該繊維質担体は、多孔質体なので、該第一層ゼオライトは、該繊維質担体7の繊維間空隙にも担持されている。 The fibrous carrier is a porous body having a large number of voids between the fibers of the fibrous carrier. The inter-fiber porosity of the fibrous carrier is usually 80 to 95%, and the thickness of the fibrous carrier is usually 0.05 to 1 mm. The inter-fiber porosity is a portion obtained by subtracting the volume of fibers in the fibrous carrier from the apparent volume of the fibrous carrier (hereinafter also referred to as inter-fiber void), and the apparent volume of the fibrous carrier. The percentage of the total. And since this fibrous support | carrier is a porous body, this 1st layer zeolite is carry | supported also by the space | gap between fibers of this fibrous support | carrier 7. FIG.
なお、該除湿ロータ1の説明においては、該除湿ロータ1は、平坦状の繊維質担体を、除湿ロータの形状に成形し、次いで、得られた成形物にゼオライトを担持して得られたものである旨記載したが、本発明の除湿ロータにおいては、先に、該第一層ゼオライト及び該第二層ゼオライトが担持された平坦状の繊維質担体を作製し、次いで、該担体シートを除湿ロータの形状に成形して得られたものであってもよく、また、先ず、平坦状の繊維質担体に、該第一層ゼオライトを担持し、次いで、第一層が形成された平坦状の繊維質担体を、除湿ロータの形状に成形し、次いで、該一層が形成されたロータ形状の繊維質担体に、該第二層ゼオライト担持して得られたものであってもよい。
In the description of the
該第一層8に含有されている該第一層ゼオライト及び該第二層9に含有されている該第二層ゼオライトの骨格構造としては、特に制限されず、A型、X型、ホージャサイト型等が挙げられる。このうち、ホージャサイト型が脱湿ピーク温度が低い点で好ましく、ホージャサイト型のうちY型が特に好ましい。そして、該第一層ゼオライト及び該第二層ゼオライトは、下記一般式(1):
aMxOy・Al2O3・bSiO2 (1)
(式中、Mはナトリウム、カルシウム、希土類、亜鉛、スズ、リチウム、マグネシウム、カリウム、マンガン、鉄を示し、x及びyの値は、1以上の整数であり、Mの価数により異なり、aの値は0.5〜5であり、bの値は1〜20である。)
で表される。
The framework structure of the first layer zeolite contained in the
aM x O y · Al 2 O 3 · bSiO 2 (1)
(In the formula, M represents sodium, calcium, rare earth, zinc, tin, lithium, magnesium, potassium, manganese, iron, and the values of x and y are integers of 1 or more, and depend on the valence of M, The value of is 0.5 to 5, and the value of b is 1 to 20.)
It is represented by
該第一層ゼオライトの耐水熱性試験における比表面積の低下率は、15〜50%、好ましくは15〜40%、特に好ましくは15〜30%である。該第一層ゼオライトの耐水熱性試験における比表面積の低下率が上記範囲にあることにより、実用上除湿ロータの除湿量は殆ど低下しないので、初期の除湿量が長期にわたって維持される。該第一層ゼオライトの耐水熱性試験における比表面積の低下率が15%未満だと、除湿機のヒーター温が低い条件下では、除湿ロータの除湿量が少なくなり、また、50%を超えると、実用上除湿ロータの除湿量が低下し、初期の除湿量を長期にわたって維持できない。 The reduction rate of the specific surface area in the hydrothermal resistance test of the first layer zeolite is 15 to 50%, preferably 15 to 40%, particularly preferably 15 to 30%. Since the reduction rate of the specific surface area in the hydrothermal resistance test of the first layer zeolite is in the above range, the dehumidification amount of the dehumidification rotor is practically hardly lowered, so that the initial dehumidification amount is maintained over a long period of time. When the decrease rate of the specific surface area in the hydrothermal resistance test of the first layer zeolite is less than 15%, the dehumidification amount of the dehumidification rotor decreases under the condition that the heater temperature of the dehumidifier is low, and when it exceeds 50%, In practice, the dehumidification amount of the dehumidification rotor is lowered, and the initial dehumidification amount cannot be maintained over a long period of time.
該第二層ゼオライトの耐水熱性試験における比表面積の低下率は、0〜10%、好ましくは0〜8%、特に好ましくは0〜5%である。該第二層ゼオライトの耐水熱性試験における比表面積の低下率が上記範囲にあることにより、高温に暴露しても、ゼオライトが劣化し難いので、経時変化における除湿ロータの除湿量の低下が少なくなる、すなわち、除湿ロータの耐久性が高くなる。該第二層ゼオライトの耐水熱性試験における比表面積の低下率が、10%を超えると、ゼオライトが劣化し易くなるので、経時変換における除湿ロータの除湿量の低下が速くなる。 The reduction rate of the specific surface area in the hydrothermal resistance test of the second layer zeolite is 0 to 10%, preferably 0 to 8%, particularly preferably 0 to 5%. Since the decrease rate of the specific surface area in the hydrothermal resistance test of the second layer zeolite is in the above range, the zeolite is not easily deteriorated even when exposed to high temperatures, so the decrease in the dehumidification amount of the dehumidification rotor with time is reduced. That is, the durability of the dehumidifying rotor is increased. If the reduction rate of the specific surface area in the hydrothermal resistance test of the second layer zeolite exceeds 10%, the zeolite is likely to be deteriorated, so that the dehumidification amount of the dehumidification rotor during the time conversion is rapidly reduced.
本発明に係る該耐水熱性試験は、以下の手順で行われる。
(1)上部が開放されている内径30mm、高さ30mmのガラス製のサンプル瓶に、0.5〜2gのゼオライトを1〜4個入れ、容積が2Lの圧力容器中に設置する。この時、該サンプル瓶の設置位置は、後に該圧力容器に入れる蒸留水の水面より上方になるように設置し、また、該サンプル瓶内に結露水が落下しないように、該サンプル瓶の開口の上方に、結露水落下防止具を設置する。
(2)該圧力容器に、蒸留水を500ml入れ、該圧力容器を密閉する。
(3)該圧力容器を、105℃に加熱し、ゼオライトを、105℃、0.12MPaの水蒸気に、48時間曝す。
(4)48時間経過後、該圧力容器を冷却し、該圧力容器を開け、ゼオライトを取り出して、試験後のゼオライトを得る。
そして、該耐水熱性試験前のゼオライトの比表面積B(mm2/g)及び該耐水熱性試験後のゼオライトの比表面積C(mm2/g)を測定し、下記式(3)により、比表面積の低下率D(%)を求める。
D={(B−C)/B}×100 (3)
なお、該耐水熱性試験における比表面積の低下率は、ゼオライトが高温で脱湿を繰り返した時の劣化のし易さ、すなわち、経時変化における除湿量の低下の速さを示す指標である。そして、該耐水熱性試験における比表面積の低下率が低いゼオライトは、高温で脱湿を繰り返しても劣化し難く、一方、該耐水熱性試験における比表面積の低下率が高いゼオライトは、高温で脱湿を繰り返した時に劣化し易い。
The hydrothermal resistance test according to the present invention is performed according to the following procedure.
(1) Into a glass sample bottle having an inner diameter of 30 mm and a height of 30 mm that is open at the top, 1 to 4 zeolites of 0.5 to 2 g are placed in a pressure vessel having a volume of 2 L. At this time, the installation position of the sample bottle is set to be above the surface of the distilled water to be put into the pressure vessel later, and the opening of the sample bottle is prevented so that condensed water does not fall into the sample bottle. Install a dew condensation fall prevention device above.
(2) 500 ml of distilled water is put into the pressure vessel, and the pressure vessel is sealed.
(3) The pressure vessel is heated to 105 ° C., and the zeolite is exposed to water vapor at 105 ° C. and 0.12 MPa for 48 hours.
(4) After 48 hours, the pressure vessel is cooled, the pressure vessel is opened, the zeolite is taken out, and the zeolite after the test is obtained.
Then, the specific surface area B (mm 2 / g) of the zeolite before the hydrothermal resistance test and the specific surface area C (mm 2 / g) of the zeolite after the hydrothermal resistance test were measured, and the specific surface area was calculated by the following formula (3). Decrease rate D (%) is calculated.
D = {(BC) / B} × 100 (3)
The rate of decrease of the specific surface area in the hydrothermal resistance test is an index indicating the ease of deterioration when the zeolite is repeatedly dehumidified at a high temperature, that is, the rate of decrease in the dehumidification amount over time. A zeolite with a low specific surface area reduction rate in the hydrothermal resistance test is less likely to deteriorate even after repeated dehumidification at high temperatures, while a zeolite with a high specific surface area reduction rate in the hydrothermal resistance test is dehumidified at high temperatures. It is easy to deteriorate when repeated.
該第二層ゼオライトの脱湿ピーク温度と該一層ゼオライトの脱湿ピーク温度の差(第二層ゼオライトの脱湿ピーク温度−該一層ゼオライトの脱湿ピーク温度)は、1〜60℃、好ましくは2〜40℃、特に好ましくは3〜20℃、更に好ましくは3〜18℃、より好ましくは3〜15℃である。該脱湿ピーク温度の差が、上記範囲にあることにより、除湿ロータの除湿量が多くなる。すなわち、該第一層ゼオライトの脱湿ピーク温度は、該第二層ゼオライトの脱湿ピーク温度より、1〜60℃低く、好ましくは2〜40℃低く、特に好ましくは3〜20℃低く、更に好ましくは3〜18℃低く、より好ましくは3〜15℃低い。 The difference between the dehumidification peak temperature of the second layer zeolite and the dehumidification peak temperature of the single layer zeolite (dehumidification peak temperature of the second layer zeolite−dehumidification peak temperature of the single layer zeolite) is 1 to 60 ° C., preferably It is 2-40 degreeC, Most preferably, it is 3-20 degreeC, More preferably, it is 3-18 degreeC, More preferably, it is 3-15 degreeC. When the difference in the dehumidification peak temperature is within the above range, the dehumidification amount of the dehumidification rotor is increased. That is, the dehumidification peak temperature of the first layer zeolite is 1 to 60 ° C., preferably 2 to 40 ° C., particularly preferably 3 to 20 ° C. lower than the dehumidification peak temperature of the second layer zeolite. Preferably it is 3-18 degreeC low, More preferably, it is 3-15 degreeC low.
該第一層ゼオライトの脱湿ピーク温度は、好ましくは70〜160℃、特に好ましくは100〜155℃、更に好ましくは120〜145℃である。該第一層ゼオライトの脱湿ピーク温度が上記範囲にあることにより、除湿ロータの除湿量が多くなる。また、該第一層ゼオライトの脱湿ピーク温度が160℃を超えると、除湿ロータの除湿量が少なくなる。また、脱湿ピーク温度が70℃未満のゼオライトを合成することは困難である。 The dehumidification peak temperature of the first layer zeolite is preferably 70 to 160 ° C, particularly preferably 100 to 155 ° C, and further preferably 120 to 145 ° C. When the dehumidification peak temperature of the first layer zeolite is in the above range, the dehumidification amount of the dehumidification rotor is increased. Further, when the dehumidifying peak temperature of the first layer zeolite exceeds 160 ° C., the dehumidifying amount of the dehumidifying rotor decreases. Moreover, it is difficult to synthesize zeolite having a dehumidification peak temperature of less than 70 ° C.
該第二層ゼオライトの脱湿ピーク温度は、好ましくは120〜200℃、特に好ましくは125〜180℃、更に好ましくは130〜160℃である。該第二層ゼオライトの脱湿ピーク温度が上記範囲にあることにより、除湿ロータの除湿量が多くなる。また、該第二層ゼオライトの脱湿ピーク温度が200℃を超えると、除湿機のヒーター温が低い条件下では、除湿ロータの除湿量が少なくなる。また、脱湿ピーク温度が低いゼオライトは、耐水熱性試験における比表面積の低下率が大きい傾向にあるので、該第二層ゼオライトの脱湿ピーク温度が120℃未満だと、ゼオライトが劣化し易いので、経時変化における除湿ロータの除湿量の低下が速くなる。 The dehumidification peak temperature of the second layer zeolite is preferably 120 to 200 ° C, particularly preferably 125 to 180 ° C, and more preferably 130 to 160 ° C. When the dehumidification peak temperature of the second layer zeolite is in the above range, the dehumidification amount of the dehumidification rotor is increased. Further, when the dehumidification peak temperature of the second layer zeolite exceeds 200 ° C., the dehumidification amount of the dehumidification rotor is reduced under the condition that the heater temperature of the dehumidifier is low. In addition, zeolite with a low dehumidification peak temperature tends to have a large decrease in specific surface area in the hydrothermal resistance test. Therefore, if the dehumidification peak temperature of the second layer zeolite is less than 120 ° C, the zeolite is likely to deteriorate. In addition, the dehumidification amount of the dehumidification rotor decreases with time.
なお、本発明において、該脱湿ピーク温度とは、次のようにして求められる値である。先ず、ゼオライトを25℃、50%RH中で飽和に達するまで静置して、水分を吸着させる。次いで、水分を吸着したゼオライト20mgを採取し、示差走査熱量計で、室温から600℃まで、10℃/分で昇温し、脱湿に要するエネルギーを測定する。そして、得られる脱湿に要するエネルギー曲線のピークトップの温度を、該脱湿ピーク温度とする。該脱湿ピーク温度は、温度を低くした時の脱湿のし易さを示す指標であり、例えば、ゼオライトaの脱湿ピーク温度が150℃であり、ゼオライトbの脱湿ピーク温度が100℃であるとした場合、該ゼオライトbの脱湿が可能な温度の下限が、該ゼオライトaの脱湿が可能な温度の下限よりも低いことを示す。なお、該脱湿ピーク温度は、ゼオライトが完全に脱湿される温度を直接示すわけではない。 In the present invention, the dehumidifying peak temperature is a value determined as follows. First, the zeolite is allowed to stand at 25 ° C. and 50% RH until saturation is reached, and moisture is adsorbed. Next, 20 mg of zeolite adsorbed with water is sampled, and the temperature required for dehumidification is measured by raising the temperature from room temperature to 600 ° C. at 10 ° C./min with a differential scanning calorimeter. And let the temperature of the peak top of the energy curve required for the dehumidification obtained be this dehumidification peak temperature. The dehumidification peak temperature is an index indicating the ease of dehumidification when the temperature is lowered. For example, the dehumidification peak temperature of zeolite a is 150 ° C., and the dehumidification peak temperature of zeolite b is 100 ° C. If it is, the lower limit of the temperature at which the zeolite b can be dehumidified is lower than the lower limit of the temperature at which the zeolite a can be dehumidified. The dehumidifying peak temperature does not directly indicate the temperature at which the zeolite is completely dehumidified.
ゼオライトの耐水熱性試験における比表面積の低下率及び脱湿ピーク温度と、ゼオライト中のアルミニウム部位(Al−O−)の対イオンが水素イオンである酸点の数との関係を説明する。ゼオライト中に酸点の数が多い程、高温下で水分の吸脱湿を繰り返した時に、骨格構造の収縮を起こし易くなるので、水分の吸脱湿の繰り返しにより比表面積が低下し易くなる、すなわち、耐水熱性試験における比表面積の低下率が大きくなる。また、ゼオライト中に酸点が多い程、脱湿ピーク温度は低くなる。 The relationship between the decrease rate of the specific surface area and the dehumidification peak temperature in the hydrothermal resistance test of zeolite and the number of acid sites where the counter ion of the aluminum part (Al—O − ) in the zeolite is a hydrogen ion will be described. The greater the number of acid sites in the zeolite, the easier it is to cause shrinkage of the skeletal structure when repeated moisture absorption and desorption at high temperatures, so the specific surface area tends to decrease due to repeated moisture absorption and desorption. That is, the reduction rate of the specific surface area in the hydrothermal resistance test increases. Also, the more acid sites in the zeolite, the lower the dehumidification peak temperature.
そして、公知の合成方法により合成されたゼオライトであり且つイオン交換処理が行われていないゼオライト(以下、イオン交換処理が行われていないゼオライトを原ゼオライトとも記載する。)中には、酸点はないか、あっても少量である。例えば、該アルミニウム部位の対イオンがナトリウムイオンである原ゼオライトの場合、該アルミニウム部位の対イオンの殆どがナトリウムイオンである。従って、該原ゼオライトは、耐水熱性試験における比表面積の低下率が低く、脱湿ピーク温度が高い。 Further, in zeolites synthesized by a known synthesis method and not subjected to ion exchange treatment (hereinafter, zeolite not subjected to ion exchange treatment is also referred to as original zeolite), the acid point is There is little or even a small amount. For example, in the case of a raw zeolite in which the counter ion at the aluminum site is a sodium ion, most of the counter ion at the aluminum site is a sodium ion. Therefore, the raw zeolite has a low reduction rate of the specific surface area in the hydrothermal resistance test and a high dehumidification peak temperature.
一方、該原ゼオライトの該アルミニウム部位の対イオンを、公知の方法で、水素イオンにイオン交換すると、該アルミニウム部位の対イオンの半数以上が水素イオンであるゼオライト(以下、水素イオン交換ゼオライトとも記載する。)が得られる。該水素イオン交換ゼオライト中の酸点の数は、該原ゼオライト中の酸点の数に比べ多い。従って、該水素イオン交換ゼオライトは、該原ゼオライトに比べ、耐水熱性試験における比表面積の低下率が高く、脱湿ピーク温度が低い。 On the other hand, when the counter ion of the aluminum portion of the original zeolite is ion-exchanged to hydrogen ion by a known method, more than half of the counter ions of the aluminum portion are hydrogen ions (hereinafter also referred to as hydrogen ion-exchanged zeolite). Is obtained). The number of acid sites in the hydrogen ion exchanged zeolite is greater than the number of acid sites in the raw zeolite. Therefore, the hydrogen ion-exchanged zeolite has a higher specific surface area reduction rate in the hydrothermal resistance test and a lower dehumidification peak temperature than the original zeolite.
そして、該水素イオン交換ゼオライトの水素イオンを、公知の方法で、第二金属イオンでイオン交換すると、該第二金属イオンでイオン交換されたゼオライト(以下、第二金属イオン交換ゼオライトとも記載する。)が得られる。なお、本発明において、第二金属イオンとは、水素イオンでイオン交換される前の原ゼオライトのアルミニウム部位の対イオンとは異なる金属イオンを指す。該第二金属イオンでのイオン交換において、該水素イオン交換ゼオライトの水素イオンの全てが、該第二金属イオンでイオン交換されることはないので、該第二金属イオン交換ゼオライト中に、該アルミニウム部位の対イオンが水素イオンのままである酸点が残存することになる。従って、該第二金属イオン交換ゼオライト中の酸点の数は、該原ゼオライト中の酸点の数に比べ多い。よって、該第二金属イオン交換ゼオライトは、該原ゼオライトに比べ、耐水熱性試験における比表面積の低下率が高く、脱湿ピーク温度が低い。 And when the hydrogen ion of this hydrogen ion exchanged zeolite is ion-exchanged with a 2nd metal ion by a well-known method, the ion exchanged by this 2nd metal ion (henceforth a 2nd metal ion exchanged zeolite is also described. ) Is obtained. In the present invention, the second metal ion refers to a metal ion different from the counter ion of the aluminum portion of the original zeolite before ion exchange with hydrogen ions. In the ion exchange with the second metal ion, not all of the hydrogen ions of the hydrogen ion-exchanged zeolite are ion-exchanged with the second metal ion. An acid point where the counter ion of the site remains a hydrogen ion remains. Therefore, the number of acid sites in the second metal ion exchange zeolite is larger than the number of acid sites in the raw zeolite. Therefore, the second metal ion-exchanged zeolite has a higher specific surface area reduction rate in the hydrothermal resistance test and a lower dehumidification peak temperature than the original zeolite.
そして、該原ゼオライトの耐水熱性試験における比表面積の低下率は0〜8%であり、脱湿ピーク温度は125〜160℃である。また、該水素イオン交換ゼオライトの耐水熱性試験における比表面積の低下率は15〜45%であり、脱湿ピーク温度は80〜140℃である。また、該第二金属イオン交換ゼオライトの耐水熱性試験における比表面積の低下率は15〜40%であり、脱湿ピーク温度は100〜150℃である。つまり、該原ゼオライトは、該第一層ゼオライトの要件を満たし、該水素イオン交換ゼオライト及び該第二金属イオン交換ゼオライトは、該第二層ゼオライトの要件を満たす。そして、該原ゼオライトの耐水熱性試験における比表面積の低下率は好ましくは0〜5%であり、脱湿ピーク温度は好ましくは130〜145℃である。また、該水素イオン交換ゼオライトの耐水熱性試験における比表面積の低下率は好ましくは15〜40%であり、脱湿ピーク温度は好ましくは90〜120℃である。また、該第二金属イオン交換ゼオライトの耐水熱性試験における比表面積の低下率は好ましくは15〜30%であり、脱湿ピーク温度は好ましくは120〜140℃である。 And the reduction | decrease rate of the specific surface area in the hydrothermal resistance test of this original zeolite is 0-8%, and a dehumidification peak temperature is 125-160 degreeC. Moreover, the reduction rate of the specific surface area in the hydrothermal resistance test of the hydrogen ion-exchanged zeolite is 15 to 45%, and the dehumidification peak temperature is 80 to 140 ° C. The reduction rate of the specific surface area in the hydrothermal resistance test of the second metal ion-exchanged zeolite is 15 to 40%, and the dehumidification peak temperature is 100 to 150 ° C. That is, the raw zeolite satisfies the requirements of the first layer zeolite, and the hydrogen ion exchange zeolite and the second metal ion exchange zeolite satisfy the requirements of the second layer zeolite. And the reduction rate of the specific surface area in the hydrothermal resistance test of the raw zeolite is preferably 0 to 5%, and the dehumidification peak temperature is preferably 130 to 145 ° C. Moreover, the reduction rate of the specific surface area in the hydrothermal resistance test of the hydrogen ion-exchanged zeolite is preferably 15 to 40%, and the dehumidification peak temperature is preferably 90 to 120 ° C. Moreover, the reduction rate of the specific surface area in the hydrothermal resistance test of the second metal ion-exchanged zeolite is preferably 15 to 30%, and the dehumidification peak temperature is preferably 120 to 140 ° C.
従って、該第一層ゼオライトとしては、該水素イオン交換ゼオライト又は該第二金属イオン交換ゼオライトが挙げられ、また、該第二層ゼオライトとしては、該原ゼオライトが挙げられる。 Accordingly, the first layer zeolite includes the hydrogen ion exchange zeolite or the second metal ion exchange zeolite, and the second layer zeolite includes the original zeolite.
すなわち、該第二層ゼオライトとしては、該原ゼオライトであり且つ該アルミニウム部位の対イオンがナトリウムイオンであるナトリウムゼオライト、該原ゼオライトであり且つ該アルミニウム部位の対イオンがカルシウムイオンであるカルシウムゼオライト、又は該原ゼオライトであり且つ該アルミニウム部位の対イオンがカリウムイオンであるカリウムゼオライトが挙げられる。工業的に製造される該原ゼオライトの多くは、ナトリウムゼオライトであるので、該第二層ゼオライトが、該ナトリウムゼオライトであることが、安価である点で好ましい。 That is, as the second layer zeolite, sodium zeolite that is the original zeolite and the counter ion of the aluminum part is sodium ion, calcium zeolite that is the original zeolite and the counter ion of the aluminum part is calcium ion, Or the potassium zeolite which is this original zeolite and the counter ion of this aluminum site | part is a potassium ion is mentioned. Since most of the raw zeolite produced industrially is sodium zeolite, it is preferable that the second layer zeolite is the sodium zeolite because it is inexpensive.
該原ゼオライトは、公知のゼオライトの製造方法を用いて製造される。 The raw zeolite is produced using a known zeolite production method.
また、該第一層ゼオライトとしては、該原ゼオライトのアルミニウム部位の対イオンを、水素イオンでイオン交換し、該水素イオン交換ゼオライトを得る水素イオン交換工程を行い得られる該水素イオン交換ゼオライトが挙げられる。 Examples of the first layer zeolite include the hydrogen ion exchanged zeolite obtained by performing a hydrogen ion exchange step in which the counter ion at the aluminum portion of the original zeolite is ion exchanged with hydrogen ions to obtain the hydrogen ion exchanged zeolite. It is done.
また、該第一層ゼオライトとしては、該原ゼオライトのアルミニウム部位の対イオンを、水素イオンでイオン交換し、該水素イオン交換ゼオライトを得る水素イオン交換工程及び該水素イオン交換ゼオライトの水素イオンを、該第二金属イオン、すなわち、該水素イオン交換工程でイオン交換された、該原ゼオライトのアルミニウム部位の対イオンとは異なる金属イオンでイオン交換し、該第二金属イオン交換ゼオライトを得る第二金属イオン交換工程を行い得られる該第二金属イオン交換ゼオライトが挙げられる。 Further, as the first layer zeolite, the counter ion at the aluminum portion of the original zeolite is ion-exchanged with hydrogen ions, and the hydrogen ion exchange step for obtaining the hydrogen ion-exchanged zeolite and the hydrogen ions of the hydrogen ion-exchanged zeolite are obtained. The second metal ion, that is, the second metal obtained by ion exchange with the metal ion different from the counter ion of the aluminum part of the original zeolite ion-exchanged in the hydrogen ion exchange step to obtain the second metal ion-exchanged zeolite The second metal ion exchange zeolite obtained by performing an ion exchange step is mentioned.
該水素イオン交換ゼオライト及び該第二金属イオン交換ゼオライトに係る該水素イオン交換工程において、該原ゼオライトのアルミニウム部位の対イオンを、水素イオンでイオン交換する方法としては、特に制限されず、いかなる公知の方法であってもよい。例えば、該水素イオン交換工程は、該原ゼオライトを、塩化アンモニウム水溶液に浸漬し、アンモニウムイオンでイオン交換した後、乾燥、焼成することにより行われる。 In the hydrogen ion exchange step related to the hydrogen ion exchange zeolite and the second metal ion exchange zeolite, the method for ion exchange of the counter ion at the aluminum portion of the original zeolite with hydrogen ions is not particularly limited, and any known This method may be used. For example, the hydrogen ion exchange step is performed by immersing the original zeolite in an aqueous ammonium chloride solution, exchanging ions with ammonium ions, and then drying and firing.
また、該第二層ゼオライトとして、該原ゼオライトを用いる場合、該水素イオン交換工程で用いられる原ゼオライトは、該第二層ゼオライトとして用いられる原ゼオライトと同一であっても、あるいは、対イオン又は骨格構造が異なるゼオライトであってもよい。 Further, when the original zeolite is used as the second layer zeolite, the original zeolite used in the hydrogen ion exchange step may be the same as the original zeolite used as the second layer zeolite, or a counter ion or Zeolite having a different skeleton structure may be used.
該第二金属イオン交換工程に係る第二金属イオンとしては、該水素イオン交換工程でイオン交換された原ゼオライトのアルミニウム部位の対イオンと異なる金属イオンであれば、特に制限されず、例えば、希土類イオン、亜鉛イオン、スズイオン等が挙げられる。 The second metal ion in the second metal ion exchange step is not particularly limited as long as it is a metal ion different from the counter ion of the aluminum portion of the original zeolite ion-exchanged in the hydrogen ion exchange step. Ion, zinc ion, tin ion, etc. are mentioned.
該水素イオン交換工程を行い得られる該水素イオン交換ゼオライトの水素イオンを、該第二金属イオンでイオン交換する方法としては、特に制限されず、いかなる公知の方法であってもよい。例えば、該第二金属イオン交換工程は、該水素イオン交換ゼオライトを、該第二金属イオンを含有する水溶液に浸漬する方法が挙げられる。該第二金属イオンを含有する水溶液は、例えば、希土類、亜鉛又はスズの、例えば、塩化物塩、硫酸塩、硝酸塩等を水に混合することにより得られる。また、該第二金属イオン交換工程で、イオン交換を行った後、必要に応じて、該第二金属イオン交換ゼオライトを、洗浄又は乾燥をすることができる。 The method for ion-exchange of hydrogen ions of the hydrogen ion-exchanged zeolite obtained by the hydrogen ion exchange step with the second metal ions is not particularly limited, and any known method may be used. For example, the second metal ion exchange step includes a method of immersing the hydrogen ion exchange zeolite in an aqueous solution containing the second metal ion. The aqueous solution containing the second metal ion can be obtained, for example, by mixing rare earth, zinc or tin, for example, chloride salt, sulfate, nitrate, etc. with water. Moreover, after performing ion exchange by this 2nd metal ion exchange process, this 2nd metal ion exchange zeolite can be wash | cleaned or dried as needed.
前述したように、工業的に製造される該原ゼオライトの多くは、ナトリウムゼオライトなので、該第一層ゼオライトが、該原ゼオライトであるナトリウムゼオライトのナトリウムイオンを、水素イオンでイオン交換し、該水素イオン交換ゼオライトを得る水素イオン交換工程及び該水素イオン交換ゼオライトの水素イオンを、該第二金属イオンでイオン交換し、該第二金属イオン交換ゼオライトを得る第二金属イオン交換工程を行い得られる該第二金属イオン交換ゼオライトであることが、安価である点で好ましい。すなわち、該第一層ゼオライトは、アルミニウム部位の対イオンがナトリウムイオン以外の金属イオンである非ナトリウムゼオライトであることが好ましい。 As described above, since many of the raw zeolites industrially produced are sodium zeolite, the first layer zeolite ion-exchanges sodium ions of the sodium zeolite, which is the raw zeolite, with hydrogen ions. The hydrogen ion exchange step for obtaining an ion exchange zeolite, and the second metal ion exchange step for obtaining the second metal ion exchange zeolite by ion exchange of the hydrogen ions of the hydrogen ion exchange zeolite with the second metal ion. The second metal ion-exchanged zeolite is preferable because it is inexpensive. That is, the first layer zeolite is preferably a non-sodium zeolite in which the counter ion at the aluminum site is a metal ion other than sodium ions.
また、該第二金属イオンが、希土類のイオンであることが、該第一層ゼオライトの脱湿ピーク温度が低いので、ヒーター温を低くできる点で好ましい。すなわち、該第一層ゼオライトが、アルミニウム部位の対イオンが希土類イオンである希土類ゼオライトであることが好ましい。 In addition, it is preferable that the second metal ion is a rare earth ion in that the heater temperature can be lowered because the dehumidification peak temperature of the first layer zeolite is low. That is, the first layer zeolite is preferably a rare earth zeolite in which the counter ion at the aluminum site is a rare earth ion.
なお、ゼオライトの結晶構造、該アルミニウム部位の対イオンの種類、シリカ・アルミナ比(SiO2/Al2O3)等を選択し、あるいは、イオン交換に用いるイオンの種類、イオンの濃度、温度、時間、pH等のイオン交換条件を選択し、ゼオライト中の酸点の数を調整することにより、該耐水熱性試験における比表面積の低下率及び該脱湿ピーク温度が、該第一層ゼオライト及び該第二層ゼオライトの要件満たすゼオライトを得ることができる。 The crystal structure of the zeolite, the type of counter ion of the aluminum part, the silica / alumina ratio (SiO 2 / Al 2 O 3 ), etc. are selected, or the type of ions used for ion exchange, the concentration of ions, the temperature, By selecting ion exchange conditions such as time, pH, etc., and adjusting the number of acid sites in the zeolite, the reduction rate of the specific surface area and the dehumidification peak temperature in the hydrothermal resistance test are A zeolite that satisfies the requirements of the second layer zeolite can be obtained.
該繊維質担体7を含む該第一層8の厚みは、0.05〜2mm、好ましくは0.1〜0.15mmである。該第一層8の厚みが上記範囲にあることにより、ヒーター温が低い条件下でも、除湿ロータの除湿量が多くなる。なお、該第一層ゼオライトの担持量が少ないと、該第一層ゼオライトの殆どが、該繊維質担体7の繊維間空隙に担持される場合がある。この場合は、該第一層8の厚みは、該繊維質担体7の厚みと殆ど同じになる。
The thickness of the
該第二層9の厚みは、0.01〜0.2mm、好ましくは0.05〜0.15mmである。該第二層9の厚みが上記範囲にあることにより、除湿ロータの除湿性能が高くなる。
The thickness of the
該第一層8の担持量と該第二層9の担持量の比(質量比、該第一層:該第二層)は、好ましくは10:90〜90:10、特に好ましくは20:80〜50:50である。該第一層8の担持量と該第二層9の担持量の比が、上記範囲内にあることより、ヒーター温を従来より低くしても、除湿量が多く且つ耐久性に優れるという本発明の効果が高まる。
The ratio of the carrying amount of the
該第一層8は、該第一層ゼオライトの他に、該第一層ゼオライトを該繊維質担体7に担持するためのバインダー、又は脱臭剤、触媒等の種々の機能剤や、補強剤を含有することができる。
In addition to the first layer zeolite, the
また、該第二層9は、該第二層ゼオライトの他に、該第二層ゼオライトを該第一層8上に担持するためのバインダー、又は脱臭剤、触媒等の種々の機能剤や、補強剤を含有することができる。
In addition to the second layer zeolite, the
該第一層8及び該第二層9に含有されるバインダーとしては、特に制限されず、例えば、シリカ、ケイ酸アルカリ、アルミナ、チタニア等が挙げられる。また、該第一層8及び該第二層9に含有される機能剤としては、特に制限されず、例えば、タルク、シリカ粉末、二酸化マンガン等が挙げられる。
The binder contained in the
該第一層8及び該第二層9からなる三層構造の該除湿剤層10は、先ず、該繊維質担体7に、該第一層ゼオライトを担持し、該第一層8を形成させ、次いで、該第一層9の両面に、該第二層ゼオライトを担持することにより形成される。なお、該第一層ゼオライトは、該繊維質担体の繊維間空隙にも担持されている。
The
該第一層ゼオライトの担持方法としては、特に制限されず、該繊維質担体7を、該第一層ゼオライトを含有するスラリーで、浸漬処理又は塗布処理し、次いで、乾燥し、必要に応じて300〜600℃程度で焼成する方法が挙げられ、該第二層ゼオライトの担持方法としては、特に制限されず、該第一層が形成されている該繊維質担体7を、該第二層ゼオライトを含有するスラリーで、浸漬処理又は塗布処理し、次いで、乾燥し、必要に応じて300〜600℃程度で焼成する方法が挙げられる。 The method for supporting the first layer zeolite is not particularly limited, and the fibrous carrier 7 is dipped or coated with a slurry containing the first layer zeolite, then dried, and if necessary, There is a method of calcining at about 300 to 600 ° C. The method for supporting the second layer zeolite is not particularly limited, and the fibrous carrier 7 on which the first layer is formed is used as the second layer zeolite. A method of immersing or coating with a slurry containing, followed by drying and firing at about 300 to 600 ° C. as necessary.
本発明の除湿ロータを製造する方法としては、以下の方法が挙げられる。
(i)本発明の第一の形態の除湿ロータの製造方法(以下、本発明の第一の形態の製造方法とも記載する。)は、シート状の繊維質担体を、成形加工し、ロータ形状の繊維質担体を得る成形加工工程(A)、該ロータ形状の繊維質担体を、第一層ゼオライトを含有する第一層形成用スラリーで、浸漬処理又は塗布処理し、次いで、乾燥し、第一層が形成されているロータ形状の繊維質担体を得る第一層形成工程(A)、及び該第一層が形成されているロータ形状の繊維質担体を、第二層ゼオライトを含有する第二層形成用スラリーで、浸漬処理又は塗布処理し、次いで、乾燥し、除湿ロータを得る第二層形成工程(A)を有する。
(ii)本発明の第二の形態の除湿ロータの製造方法(以下、本発明の第二の形態の製造方法とも記載する。)は、シート状の繊維質担体を、第一層ゼオライトを含有する第一層形成用スラリーで、浸漬処理又は塗布処理し、次いで、乾燥し、第一層が形成されているシート状の繊維質担体を得る第一層形成工程(B)、該第一層が形成されているシート状の繊維質担体を、成形加工し、第一層が形成されているロータ形状の繊維質担体を得る成形加工工程(B)、及び該第一層形成が形成されているロータ形状の繊維質担体を、第二層ゼオライトを含有する第二層形成用スラリーで、浸漬処理又は塗布処理し、次いで、乾燥し、除湿ロータを得る第二層形成工程(B)を有する。
(iii)本発明の第三の形態の除湿ロータの製造方法(以下、本発明の第三の形態の製造方法とも記載する。)は、シート状の繊維質担体を、第一層ゼオライトを含有する第一層形成用スラリーで、浸漬処理又は塗布処理し、次いで、乾燥し、第一層が形成されているシート状の繊維質担体を得る第一層形成工程(C)、該第一層が形成されているシート状の繊維質担体を、第二層ゼオライトを含有する第二層形成用スラリーで、浸漬処理又は塗布処理し、次いで、乾燥し、第一層及び第二層が形成されているシート状の繊維質担体を得る第二層形成工程(C)、及び該第一層及び第二層が形成されているシート状の繊維質担体を、ロータ形状に成形加工し、除湿ロータを得る成形加工工程(C)を有する。
The following method is mentioned as a method of manufacturing the dehumidification rotor of this invention.
(I) A method for manufacturing a dehumidifying rotor according to the first aspect of the present invention (hereinafter also referred to as a manufacturing method according to the first aspect of the present invention) is obtained by forming a sheet-like fibrous carrier into a rotor shape. Forming process step (A) to obtain a fibrous carrier of the above, the rotor-shaped fibrous carrier is immersed or coated with a slurry for forming a first layer containing a first layer zeolite, then dried, A first layer forming step (A) for obtaining a rotor-shaped fibrous carrier in which a single layer is formed, and a rotor-shaped fibrous carrier in which the first layer is formed in a first layer containing a second-layer zeolite. It has a second layer forming step (A) for obtaining a dehumidification rotor by dipping treatment or coating treatment with a slurry for two layer formation and then drying.
(Ii) A method for manufacturing a dehumidification rotor according to the second aspect of the present invention (hereinafter also referred to as a manufacturing method according to the second aspect of the present invention) includes a sheet-like fibrous carrier and a first layer zeolite. First layer forming step (B) for obtaining a sheet-like fibrous carrier on which a first layer is formed by dipping treatment or coating treatment with the slurry for forming the first layer, and then drying, the first layer A sheet-like fibrous carrier formed with a molding process (B) to obtain a rotor-shaped fibrous carrier with a first layer formed, and the first layer formation is formed A second layer forming step (B) in which the rotor-shaped fibrous carrier is dipped or coated with a slurry for forming a second layer containing a second layer zeolite and then dried to obtain a dehumidified rotor. .
(Iii) A method for producing a dehumidification rotor according to the third aspect of the present invention (hereinafter also referred to as a production method according to the third aspect of the present invention) comprises a sheet-like fibrous carrier and a first layer zeolite. A first layer forming step (C) for obtaining a sheet-like fibrous carrier on which a first layer is formed by dipping or coating with a slurry for forming a first layer, and then drying the slurry. The sheet-like fibrous carrier formed with the second layer forming slurry containing the second layer zeolite is dipped or coated, and then dried to form the first layer and the second layer. A second layer forming step (C) to obtain a sheet-like fibrous carrier, and the sheet-like fibrous carrier on which the first layer and the second layer are formed into a rotor shape, and a dehumidifying rotor A molding process (C) for obtaining
すなわち、本発明の第一の形態の製造方法、本発明の第二の形態の製造方法及び本発明の第三の形態の製造方法は、ロータ形状に成形する成形工程を行う時期が異なる除湿ロータの製造方法である。そのため、本発明の第一の形態の製造方法、本発明の第二の形態の製造方法及び本発明の第三の形態の製造方法は、該第一層形成工程及び該第二層形成工程に用いられる繊維質担体の形状が異なるものの、該第一層及び該第二層の形成方法は同様である。 That is, the manufacturing method according to the first aspect of the present invention, the manufacturing method according to the second aspect of the present invention, and the manufacturing method according to the third aspect of the present invention are different in the dehumidifying rotor at the time of performing the forming step for forming the rotor shape. It is a manufacturing method. Therefore, the manufacturing method of the first aspect of the present invention, the manufacturing method of the second aspect of the present invention, and the manufacturing method of the third aspect of the present invention include the first layer forming step and the second layer forming step. Although the shape of the fibrous carrier used is different, the formation method of the first layer and the second layer is the same.
本発明の第一の形態の製造方法、本発明の第二の形態の製造方法及び本発明の第三の形態の製造方法に係る繊維質担体と、前記本発明の除湿ロータに係る繊維質担体は同様である。 The fibrous carrier according to the manufacturing method of the first aspect of the present invention, the manufacturing method of the second aspect of the present invention and the manufacturing method of the third aspect of the present invention, and the fibrous carrier according to the dehumidifying rotor of the present invention Is the same.
本発明の第一の形態の製造方法、本発明の第二の形態の製造方法及び本発明の第三の形態の製造方法に係る第一層ゼオライト及び第二層ゼオライトは、前記本発明の除湿ロータに係る第一層ゼオライト及び第二層ゼオライトと同様である。また、該第一層ゼオライトと該第二層ゼオライトとの、耐水熱性試験における比表面積の低下率及び脱湿ピーク温度の関係についても同様である。 The first layer zeolite and the second layer zeolite according to the production method of the first aspect of the present invention, the production method of the second aspect of the present invention and the production method of the third aspect of the present invention are the dehumidification of the present invention. This is the same as the first layer zeolite and the second layer zeolite related to the rotor. The same applies to the relationship between the decrease rate of the specific surface area and the dehumidification peak temperature in the hydrothermal resistance test between the first layer zeolite and the second layer zeolite.
そして、本発明の第一の形態の製造方法、本発明の第二の形態の製造方法及び本発明の第三の形態の製造方法に係る第一層ゼオライトは、好ましくは該水素イオン交換ゼオライト又は該第二金属イオン交換ゼオライトであり、本発明の第一の形態の製造方法、本発明の第二の形態の製造方法及び本発明の第三の形態の製造方法に係る第二層ゼオライトは、好ましくは該原ゼオライトである。 The first layer zeolite according to the production method of the first aspect of the present invention, the production method of the second aspect of the present invention, and the production method of the third aspect of the present invention is preferably the hydrogen ion exchange zeolite or The second metal ion-exchanged zeolite, the second layer zeolite according to the production method of the first aspect of the present invention, the production method of the second aspect of the present invention and the production method of the third aspect of the present invention, The raw zeolite is preferred.
該第一層形成工程に係る第一層形成用スラリーは、該第一層ゼオライトを含有する。そして、該第一層形成用スラリーは、水に、該第一層ゼオライト及びバインダーを混合し、必要に応じて、更に、脱臭剤、触媒等の機能剤や、補強剤、分散剤、消泡剤を混合し、分散させることにより、調製される。 The first layer forming slurry according to the first layer forming step contains the first layer zeolite. The slurry for forming the first layer is obtained by mixing the first layer zeolite and the binder with water, and further, if necessary, a functional agent such as a deodorizing agent or a catalyst, a reinforcing agent, a dispersant, an antifoaming agent. It is prepared by mixing and dispersing the agent.
また、該第二層形成工程に係る第二層形成用スラリーは、該第二層ゼオライトを含有する。そして、該第二層形成用スラリーは、水に、該第二層ゼオライト及びバインダーを混合し、必要に応じて、更に、脱臭剤、触媒等の機能剤や、補強剤、分散剤、消泡剤を混合し、分散させることにより、調製される。該第一層形成用スラリー及び該第二層形成用スラリーに係るバインダーとしては、シリカゾル、ケイ酸アルカリ、アルミナゾル、チタニアゾル等が挙げられる。 Moreover, the slurry for 2nd layer formation which concerns on this 2nd layer formation process contains this 2nd layer zeolite. The slurry for forming the second layer is obtained by mixing the second layer zeolite and the binder with water, and further, if necessary, a functional agent such as a deodorizing agent or a catalyst, a reinforcing agent, a dispersing agent, an antifoaming agent. It is prepared by mixing and dispersing the agent. Examples of the binder relating to the first layer forming slurry and the second layer forming slurry include silica sol, alkali silicate, alumina sol, titania sol and the like.
そして、該第一層形成工程(A)〜(C)及び該第二層形成工程(A)〜(C)は、該繊維質担体を、該第一層形成用スラリー又は該第二層形成用スラリーで、浸漬処理又は塗布処理し、次いで、乾燥することにより行われる。該浸漬処理を行う方法は、特に制限されず、例えば、該繊維質担体を、該スラリーが入れられた浸漬槽中で静置させることにより行われる。また、該塗布処理を行う方法は、特に制限されず、例えば、ロールコータ、スプレー等を用いて、該スラリーを、該繊維質担体に塗布することにより行われる。また、該浸漬処理又は該塗布処理を、複数回繰り返すことができる。また、該乾燥後、必要に応じて300〜600℃程度で焼成を行ってもよい。 Then, the first layer forming steps (A) to (C) and the second layer forming steps (A) to (C) are performed by using the fibrous carrier as the first layer forming slurry or the second layer forming step. It is performed by dipping or coating with a slurry for coating and then drying. The method for performing the dipping treatment is not particularly limited, and for example, it is carried out by allowing the fibrous carrier to stand in a dipping tank containing the slurry. The method for performing the coating treatment is not particularly limited, and for example, the slurry is applied to the fibrous carrier using a roll coater, a spray, or the like. Moreover, this immersion process or this application | coating process can be repeated in multiple times. Moreover, you may perform baking at about 300-600 degreeC after this drying as needed.
次に、本発明の除湿ロータが用いられている家庭用の除湿機について、図4〜7を参照して説明する。図4は、家庭用の除湿機のロータケース内の部材の構成を示す図であり、図5は、該家庭用の除湿機のロータケース内の部材の配置位置を示す断面図であり、図6は、該家庭用の除湿機の斜視図であり、図7は、該家庭用の除湿機をハニカムローターの開口面3b側から見た図である。
Next, a household dehumidifier in which the dehumidifying rotor of the present invention is used will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of members in a rotor case of a household dehumidifier, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing arrangement positions of members in the rotor case of the household dehumidifier. 6 is a perspective view of the household dehumidifier, and FIG. 7 is a view of the household dehumidifier as viewed from the
図4に示すように、家庭用の除湿機のロータケース内は、ロータ軸12、該第一層及び該第二層からなる三層構造の除湿剤層が形成されている除湿ロータ1、第一供給機17、第二供給機14、ヒーター15並びに吸湿空気排気ダクト16により構成され、各構成部材のロータケース内での配置位置は、図5に示すとおりである。
As shown in FIG. 4, in the rotor case of a household dehumidifier, a
そして、図6及び図7中の家庭用の除湿機20は、該除湿ロータ1の開口面3a、3b側が放射状リブ24で構成されているロータケース22、該ロータケース22内に設置される該除湿ロータ1、該第一供給機17、該第二供給機14、該加熱装置15及び該吸湿空気排気ダクト16、並びに乾燥空気吸入ダクト21、ドレン配管26が付設され内部に冷却フィンが設置されている凝縮機25、及び図示していない該除湿ロータ1を回転させるためのモーターにより構成される。なお、該第二供給機14及び該加熱装置15は、該乾燥空気吸入ダクト21内に設置されている。
6 and 7 includes a
該吸湿空気排気ダクト16は、図5に示すように、吸湿空気Lを該ロータケース22外へ排気するための排気ダクトであると共に、該第一供給機17によって該ロータケース22内に供給される被処理空気Mを、該除湿ロータ1中の再生ゾーンに流入させないための遮断壁でもある。
The hygroscopic
該家庭用の除湿機20には、該開口面3a、3bを除湿ゾーンと再生ゾーンに分割する分割部材が設置されていないため、該第一供給機17及び該第二供給機14により供給される空気の流れによって、該除湿ロータ1内に、除湿ゾーン及び再生ゾーンが形成される。すなわち、該除湿ロータ1内の被処理空気Mが流れている部分が除湿ゾーンであり、乾燥用空気Kが流れている部分が再生ゾーンである。また、開口面3a中、該第二供給機14により乾燥用空気Kの供給を受ける面が再生ゾーンであり、該開口面3b中、該吸湿空気排気ダクト16によって除湿ロータ1への被処理空気Mの供給が遮断されている面以外が除湿ゾーンである。
The
該家庭用の除湿機20の運転は、次のようにして行う。該家庭用の除湿機20は、被処理空気Mが存在する室内に設置される。そして、該第一供給機17により、周辺に存在する被処理空気Mが、該除湿ロータ1内に供給され、該被処理空気Mが、該除湿ロータ1内を通過する際にゼオライトと接触することにより、該被処理空気M中の水分が該ゼオライトに移動するので、該被処理空気Mが除湿される。水分が除去された除湿空気Nは、該除湿ロータ1の開孔面3aから、周辺に排出される。
The
次に、該除湿ゾーンで水分を吸湿した該ゼオライトは、該除湿ロータ1が回転することにより、再生ゾーンへと移動する。そして、該第二供給機14を用いて、該ヒータ15を通過させ、加熱された乾燥用空気Kが、該除湿ロータ1に供給される。該乾燥用空気Kが、該ゼオライトと接触することにより、該ゼオライト中の水分が該乾燥用空気Kに移動するので、該ゼオライトは脱湿される。水分を吸湿した吸湿空気Lは、吸湿空気排気ダクト16から該除湿ロータ1の外へ排出され、該吸湿空気Lは、凝縮機25内で冷却フィンに接触することにより、水分が凝縮して、該吸湿空気Lから水分が除去され、そして、水分が除去された空気Pは、周辺に放出される。
Next, the zeolite that has absorbed moisture in the dehumidifying zone moves to the regeneration zone as the
次に、該再生ゾーンで脱湿された該ゼオライトは、該除湿ロータ1が回転することにより、該除湿ゾーンへと移動し、再び該被処理空気Mの除湿に使用される。
Next, the zeolite dehumidified in the regeneration zone moves to the dehumidification zone when the
該除湿ロータ1の回転は、連続的であっても、間欠的であってもよい。連続的に該除湿ロータ1が回転する場合、回転速度としては、特に制限されないが、概ね10〜120回転/時間、好ましくは20〜80回転/時間である。また、間欠的に該除湿ロータ1が回転する場合、1回当りの該除湿ロータ1の回転量は、1/12〜1/3回転であり、回転間隔は、定期又は不定期のいずれでもよい。該除湿ロータ1を連続的に回転させることが、常に、一定量の再生されたゼオライトが、除湿ゾーンに供給されるので、除湿効率が高く且つ除湿性能が安定する点で、好ましい。
The rotation of the
なお、該被処理空気M及び乾燥用空気Kは、同一の空間から供給され、該除湿空気N及び該水分が除去された空気Pは、同一の空間へ放出される。 The air to be treated M and the drying air K are supplied from the same space, and the dehumidified air N and the air P from which the moisture has been removed are discharged into the same space.
該家庭用の除湿機において、該除湿剤層中のゼオライトの再生について、図8を参照して説明する。図8は、該ヒーターの熱が該除湿剤層中のゼオライトに伝わる様子を示す模式図であり、断面図である。図8中、繊維質担体32には、ゼオライトを含有する除湿剤層31が形成されている。該除湿剤層31中の該ゼオライトは、ヒーター15から放出される輻射熱34により、再生空気33の供給側の該除湿剤層31の面37(以下、単に面37とも記載する。)が加熱され、そして、該輻射熱34による熱は、該除湿剤層31中のゼオライトを伝熱して、B部分のゼオライトに伝わる。また、該ヒーター15により加熱された再生空気33が、符号38の矢印の方向に、該除湿剤層31を通過する時に、該B部分のゼオライトと接触することにより、該再生空気33中の熱が、該B部分のゼオライトに伝わる。つまり、該B部分のゼオライトは、ゼオライトの伝導熱35及び再生空気からの熱36により加熱される。そして、加熱された該B部分のゼオライトは、吸湿していた水分を脱湿し、該再生空気33が、該水分を受け取ることにより、該B部分のゼオライトが再生される。このようなことが、該除湿剤層31の全域で起こり、該除湿剤層31が再生される。
Regeneration of zeolite in the dehumidifying agent layer in the household dehumidifier will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic view showing a state in which the heat of the heater is transferred to the zeolite in the dehumidifying agent layer, and is a cross-sectional view. In FIG. 8, a
そして、該除湿剤層31中のゼオライトの脱湿は、該面37から、該除湿剤層31の内部に向かって(符号38の矢印の方向に)、該再生空気33が通過する時に、該ゼオライトの水分が蒸発して、該再生空気33に水蒸気として移動することにより行われるので、脱湿の際に、該除湿剤層31中のゼオライトは、蒸発潜熱が奪われて、温度が下がる。従って、該面37から内部になる程、すなわち、該面37から遠ざかり、該繊維質担体32に近づく程、該除湿剤層31中のゼオライトの温度は低くなる。
Then, the dehumidification of the zeolite in the
該家庭用の除湿装置において、除湿ロータの表面温度は、通常300〜800℃であるため、該面37の温度は極めて高く、該面37付近のゼオライトは、極めて高温に曝される。そのため、従来の除湿ロータには、耐水熱性試験における比表面積の低下率が小さいゼオライトが用いられていた。ところが、従来の除湿ロータに用いられているゼオライトは、脱湿ピーク温度が高いので、消費電力を抑えることにより、除湿ロータの表面温度が低くなると、十分に再生されないゼオライトが増加し、除湿ロータの初期性能及び長期性能が共に低下した。
In the household dehumidifier, the surface temperature of the dehumidification rotor is usually 300 to 800 ° C., so that the temperature of the
除湿剤層中のゼオライトの温度と、除湿量の関係について、図9及び図12を参照して説明する。図9は、本発明の除湿ロータに形成されている除湿剤層中のゼオライトの温度と除湿量の関係を示す図である。図9中、(9−1)は、縦軸にゼオライトの温度、横軸に面37からの距離をプロットしたグラフであり、再生ゾーンに該除湿剤層31がある時のグラフである。(9−2)は、該第一層及び該第二層からなる該除湿剤層31の断面の一部の拡大図である。(9−3)は、縦軸にゼオライトの除湿量の積算値、横軸に面37からの距離をプロットしたグラフであり、除湿ゾーンに該除湿剤層31がある時のグラフである。なお、(9−1)中、符号Fは、第二層41に含有されるゼオライトが完全に脱湿されるために必要な温度を示し、符号Gは、第一層42に含有されるゼオライトが完全に脱湿されるために必要な温度を示し、符号Eは、該第二層41と該第一層42の境界の温度を示し、(9−2)中、符号38は、再生空気33が該除湿剤層31を通過する方向を示す。また、図12は、従来の除湿ロータに形成されている除湿剤層、すなわち、1種のゼオライトを含有する除湿剤層中のゼオライトの温度と除湿量の関係を示す図である。図12中、(12−1)は、縦軸にゼオライトの温度、横軸に面37からの距離をプロットしたグラフであり、再生ゾーンに該除湿剤層31がある時のグラフである。(12−2)は、単一のゼオライトを含有する該除湿剤層31の断面の一部の拡大図である。(12−3)は、縦軸にゼオライトの除湿量の積算値、横軸に面37からの距離をプロットしたグラフであり、除湿ゾーンに該除湿剤層31がある時のグラフである。なお、(12−1)中、符号Kは、該除湿剤層31に含有されるゼオライトが完全に脱湿されるために必要な温度を示し、(12−2)中、符号38は、再生空気33が該除湿剤層31を通過する方向を示す。
The relationship between the temperature of the zeolite in the dehumidifying agent layer and the dehumidifying amount will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the temperature of the zeolite in the dehumidifying agent layer formed in the dehumidifying rotor of the present invention and the dehumidifying amount. 9, (9-1) is a graph in which the temperature of the zeolite is plotted on the vertical axis and the distance from the
従来の除湿ロータの場合、図12に示すように、該除湿剤層31中のゼオライトの温度は、該除湿剤層31の内部になる程、すなわち、該面37から遠ざかる程、温度が低くなるが、該面37の温度が、(12−1)のグラフ中のHの位置であれば、該繊維質担体32付近のゼオライトの温度は、該除湿剤層31中のゼオライトが完全に脱湿されるために必要な温度K以上となるので、該除湿剤層31中のゼオライトの全ては、再生される。そのため、除湿ゾーンに移動した時に、該除湿剤層31中の全てのゼオライトが除湿機能を発揮するので、(12−3)のグラフ中の55に示すように、除湿量の積算値は、該除湿剤層31の全範囲に亘って増加する。しかし、該面37の温度が、(12−1)のグラフ中のJの位置まで下がると、該除湿剤層31には、ゼオライトが完全に脱湿されるために必要な温度K未満になる部分56が生じる。そのため、該ゼオライトが完全に脱湿されるために必要な温度K未満になる部分56のゼオライトは、再生されないので、除湿ゾーンに移動しても、被処理空気中の水分を吸湿することはない。従って、(12−3)のグラフ中の57に示すように、除湿量の積算値が低くなる。このようなことから、従来の除湿ロータは、ヒーター温を低くすると、除湿量が少なくなってしまう。
In the case of the conventional dehumidifying rotor, as shown in FIG. 12, the temperature of the zeolite in the
一方、本発明の除湿ロータの場合、図9に示すように、該除湿剤層31中のゼオライトの温度は、該除湿剤層31の内部になる程、温度が低くなり、該面37の温度が、(9−1)のグラフ中のCの位置であると、該第二層41中のゼオライトの温度は、該第二層41中のゼオライトが完全に脱湿されるために必要な温度F以上であり、且つ該第一層42中のゼオライトの温度は、該第一層42中のゼオライトが完全に脱湿されるために必要な温度G以上であるので、該除湿剤層31中のゼオライトの全ては、再生される。そのため、除湿ゾーンに移動した時に、該除湿剤層31中の全てのゼオライトが除湿機能を発揮するので、(9−3)のグラフ中の46に示すように、除湿量の積算値は、該除湿剤層31の全範囲に亘って増加する。また、該面37の温度が、(9−1)のグラフ中のDの位置まで下がっても、該第二層41中のゼオライトの温度は、該第二層41中のゼオライトが完全に脱湿されるために必要な温度F以上であり、且つ該第一層42中のゼオライトの温度は、該第一層42中のゼオライトが完全に脱湿されるために必要な温度G以上であるので、該除湿剤層31中の全てのゼオライトが除湿機能を発揮する。そのため、該面37の温度がDの位置まで下がっても、(9−3)のグラフは、該面37の温度が下がる前(C位置にあるとき)のグラフと同じになる。このようなことから、本発明の除湿ロータは、ヒーター温を下げても、除湿量が下がり難い。
On the other hand, in the case of the dehumidifying rotor of the present invention, as shown in FIG. 9, the temperature of the zeolite in the
そして、本発明の除湿ロータの場合、該第一層42中のゼオライトの耐水熱性試験における比表面積の低下率は高いが、該第一層42中のゼオライトが曝される温度は、(9−1)のグラフ中のEの位置以下の温度になるので、該第一層42中のゼオライトは劣化し難い。つまり、該第一層42上に該第二層41が存在することにより、該第一層42が高温に曝されることが防がれる。
In the case of the dehumidifying rotor of the present invention, the rate of decrease in the specific surface area in the hydrothermal resistance test of the zeolite in the
次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。 EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, this is only an illustration and does not restrict | limit this invention.
(実施例1)
(ハニカム構造の繊維質担体の作製)
生体溶解性繊維を、有機繊維及び有機バインダーと共に抄紙し、シート状の繊維質担体を得た。該シート状の繊維質担体を、ピッチ2.7mm、山高さ1.5mmのコルゲート形状に加工し、コルゲート状の繊維質担体を得た。そして、該シート状の繊維質担体と該コルゲート状の繊維質担体を重ね合わせ、ドーナツ形状に巻き取り、外径250mm、内径20mm、厚さ20mmのハニカム構造の繊維質担体を得た。
Example 1
(Fabrication of honeycomb structure fiber carrier)
The biosoluble fiber was made with an organic fiber and an organic binder to obtain a sheet-like fibrous carrier. The sheet-like fibrous carrier was processed into a corrugated shape having a pitch of 2.7 mm and a peak height of 1.5 mm to obtain a corrugated fibrous carrier. The sheet-like fibrous carrier and the corrugated fibrous carrier were overlapped and wound into a donut shape to obtain a fibrous carrier having a honeycomb structure with an outer diameter of 250 mm, an inner diameter of 20 mm, and a thickness of 20 mm.
(第一層ゼオライトの調製)
合成ナトリウムY型ゼオライトA(骨格構造がY型であり、アルミニウム部位の対イオンがナトリウムイオンであり、イオン交換処理が行われていない原ゼオライトである。耐水熱性試験における比表面積の低下率は3%、脱湿ピーク温度は138℃である。)を、10%の塩化アンモニウム水溶液に、室温で2時間浸漬した。次いで、Y型ゼオライトをろ別後、110℃で1時間乾燥し、更に500℃で1時間焼成した。この塩化アンモニウム水溶液への浸漬から500℃での焼成までの工程を更に2回行い、水素イオン交換された水素イオン交換Y型ゼオライトBを得た。
(Preparation of first layer zeolite)
Synthetic sodium Y-type zeolite A (original zeolite whose skeletal structure is Y-type, the counter ion of the aluminum part is sodium ion, and is not subjected to ion exchange treatment. The reduction rate of the specific surface area in the hydrothermal resistance test is 3 %, The dehumidifying peak temperature is 138 ° C.) was immersed in a 10% aqueous ammonium chloride solution at room temperature for 2 hours. Next, the Y-type zeolite was filtered off, dried at 110 ° C. for 1 hour, and further calcined at 500 ° C. for 1 hour. The steps from the immersion in the aqueous ammonium chloride solution to the calcination at 500 ° C. were further performed twice to obtain hydrogen ion-exchanged Y-type zeolite B subjected to hydrogen ion exchange.
次いで、該水素イオン交換Y型ゼオライトBを、30mol/Lのランタンイオン及び30mol/Lのセリウムイオンを含有する水溶液に、25℃で2時間浸漬した。次いで、Y型ゼオライトをろ別及び水洗し、200℃で2時間乾燥し、希土類イオンでイオン交換された希土類イオン交換Y型ゼオライトCを得た。該希土類イオン交換Y型ゼオライトCの耐水熱性試験における比表面積の低下率は25%、脱湿ピーク温度は130℃であった。 Next, the hydrogen ion-exchanged Y-type zeolite B was immersed in an aqueous solution containing 30 mol / L lanthanum ions and 30 mol / L cerium ions at 25 ° C. for 2 hours. Next, the Y-type zeolite was filtered and washed with water, and dried at 200 ° C. for 2 hours to obtain a rare earth ion-exchanged Y-type zeolite C ion-exchanged with rare earth ions. In the hydrothermal resistance test of the rare earth ion-exchanged Y-type zeolite C, the reduction rate of the specific surface area was 25%, and the dehumidification peak temperature was 130 ° C.
(ゼオライトの担持)
水に、上記のようにして得た該希土類イオン交換Y型ゼオライトC及びコロイダルシリカを、該希土類イオン交換Y型ゼオライトCの含有量が24質量%、コロイダルシリカの固形分の含有量が6質量%となるように混合し、第一層形成用スラリーを調製し、該第一層形成用スラリーに、該ハニカム構造の繊維質担体を浸漬した。その後、該ハニカム構造の繊維質担体を該スラリーから取り出し、150℃で3時間乾燥を行い、次いで、500℃で1時間焼成して、第一層形成繊維質担体を得た。
(Supporting zeolite)
In the water, the rare earth ion-exchanged Y-type zeolite C and colloidal silica obtained as described above have a content of the rare earth ion-exchanged Y-type zeolite C of 24% by mass and a solid content of the colloidal silica of 6% by mass. % To prepare a slurry for forming the first layer, and the fibrous carrier having the honeycomb structure was immersed in the slurry for forming the first layer. Thereafter, the fibrous carrier having the honeycomb structure was taken out from the slurry, dried at 150 ° C. for 3 hours, and then fired at 500 ° C. for 1 hour to obtain a first layer-forming fibrous carrier.
次いで、水に、該合成ナトリウムY型ゼオライトA及びコロイダルシリカを、該合成ナトリウムY型ゼオライトAの含有量が24質量%、コロイダルシリカの固形分の含有量が6質量%となるように混合し、第二層形成用スラリーを調製し、該第二層形成用スラリーに、該第一層形成繊維質担体を浸漬した。その後、該第一層形成繊維質担体を該スラリーから取り出し、150℃で3時間乾燥し、次いで、500℃で1時間焼成して、除湿ロータを得た。得られた除湿ロータ中、該希土類イオン交換Y型ゼオライトC(第一層ゼオライト)の担持量は40g、該合成ナトリウムY型ゼオライトA(第二層ゼオライト)の担持量は80gであった。 Next, the synthetic sodium Y-type zeolite A and colloidal silica are mixed with water so that the content of the synthetic sodium Y-type zeolite A is 24% by mass and the solid content of the colloidal silica is 6% by mass. Then, a slurry for forming the second layer was prepared, and the first layer-forming fibrous carrier was immersed in the slurry for forming the second layer. Thereafter, the first layer-forming fibrous carrier was taken out of the slurry, dried at 150 ° C. for 3 hours, and then fired at 500 ° C. for 1 hour to obtain a dehumidification rotor. In the obtained dehumidifying rotor, the supported amount of the rare earth ion-exchanged Y-type zeolite C (first layer zeolite) was 40 g, and the supported amount of the synthetic sodium Y-type zeolite A (second layer zeolite) was 80 g.
(除湿耐久試験)
図6に示す該家庭用の除湿機20に、該除湿ロータを設置し、該家庭用の除湿機を25℃、50%RHに制御した恒温恒湿室内に設置し、以下の運転条件で除湿運転を行った。除湿量の経時変化を図10に、除湿ロータの比表面積の経時変化を図11に示す。
(試験条件)
・再生空気の入口側のハニカムローターの開口面に熱電対を接触させた時に、該熱電対で測定された温度;500℃
・再生空気の出口側のハニカムローターの開口面に熱電対を接触させた時に、該熱電対で測定された温度;60℃
・除湿ロータ1の回転速度;0.5回転/分
(Dehumidification durability test)
The dehumidification rotor is installed in the
(Test conditions)
The temperature measured by the thermocouple when the thermocouple was brought into contact with the opening surface of the honeycomb rotor on the inlet side of the regeneration air; 500 ° C.
The temperature measured by the thermocouple when the thermocouple is brought into contact with the opening of the honeycomb rotor on the outlet side of the regeneration air; 60 ° C.
・ Rotation speed of
(比較例1)
(ハニカム構造の繊維質担体の作製)
実施例1と同様の方法で行い、ハニカム構造の繊維質担体を得た。
(ゼオライトの担持)
水に、実施例1で用いた希土類イオン交換Y型ゼオライトC及びコロイダルシリカを、該希土類イオン交換Y型ゼオライトCの含有量が24質量%、コロイダルシリカの固形分の含有量が6質量%となるように混合し、担持用スラリーを調製し、該担持用スラリーに、該ハニカム構造の繊維質担体を浸漬した。その後、該ハニカム構造の繊維質担体を該スラリーから取り出し、150℃で3時間乾燥を行った。次いで、該浸漬から乾燥までの操作を、再度行い、除湿ロータを得た。得られた除湿ロータ中、該希土類イオン交換Y型ゼオライトCの担持量は120gであった。
(Comparative Example 1)
(Fabrication of honeycomb structure fiber carrier)
In the same manner as in Example 1, a fibrous carrier having a honeycomb structure was obtained.
(Supporting zeolite)
In water, the rare earth ion-exchanged Y-type zeolite C and colloidal silica used in Example 1 had a content of the rare earth ion-exchanged Y-type zeolite C of 24% by mass and a solid content of colloidal silica of 6% by mass. The slurry for supporting was prepared, and the fibrous carrier having the honeycomb structure was immersed in the supporting slurry. Thereafter, the fibrous carrier having the honeycomb structure was taken out of the slurry and dried at 150 ° C. for 3 hours. Subsequently, the operation from the immersion to drying was performed again to obtain a dehumidifying rotor. In the obtained dehumidifying rotor, the supported amount of the rare earth ion-exchanged Y-type zeolite C was 120 g.
(除湿耐久試験)
該家庭用の除湿機20に設置する除湿ロータを、上記のようにして得た除湿ロータとする以外は、実施例1と同様の方法で行った。除湿量の経時変化を図10に、除湿ロータの比表面積の経時変化を図11に示す。
(Dehumidification durability test)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the dehumidification rotor installed in the
(比較例2)
(ハニカム構造の繊維質担体の作製)
実施例1と同様の方法で行い、ハニカム構造の繊維質担体を得た。
(ゼオライトの担持)
水に、実施例1で用いた合成ナトリウムY型ゼオライトA及びコロイダルシリカを、合成ナトリウムY型ゼオライトAの含有量が24質量%、コロイダルシリカの固形分の含有量が6質量%となるように混合し、担持用スラリーを調製し、該担持用スラリーに、該ハニカム構造の繊維質担体を浸漬した。その後、該ハニカム構造の繊維質担体を該スラリーから取り出し、150℃で3時間乾燥を行った。次いで、該浸漬から乾燥までの操作を、再度行い、除湿ロータを得た。得られた除湿ロータ中、該合成ナトリウムY型ゼオライトAの担持量は120gであった。
(Comparative Example 2)
(Fabrication of honeycomb structure fiber carrier)
In the same manner as in Example 1, a fibrous carrier having a honeycomb structure was obtained.
(Supporting zeolite)
Synthetic sodium Y-type zeolite A and colloidal silica used in Example 1 in water so that the content of synthetic sodium Y-type zeolite A is 24 mass% and the solid content of colloidal silica is 6 mass%. By mixing, a slurry for supporting was prepared, and the fibrous carrier having the honeycomb structure was immersed in the slurry for supporting. Thereafter, the fibrous carrier having the honeycomb structure was taken out of the slurry and dried at 150 ° C. for 3 hours. Subsequently, the operation from the immersion to drying was performed again to obtain a dehumidifying rotor. In the obtained dehumidifying rotor, the supported amount of the synthetic sodium Y-type zeolite A was 120 g.
(除湿耐久試験)
該家庭用の除湿機20に、設置する除湿ロータを、上記のようにして得た除湿ロータとする以外は、実施例1と同様の方法で行った。除湿量の経時変化を図10に、除湿ロータの比表面積の経時変化を図11に示す。
(Dehumidification durability test)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the dehumidification rotor installed in the
(実施例2)
(ハニカム構造の繊維質担体の作製)
実施例1と同様の方法で行い、ハニカム構造の繊維質担体を得た。
(第一層ゼオライトの調製)
実施例1と同様の方法で行い、希土類イオン交換Y型ゼオライトCを得た。
(Example 2)
(Fabrication of honeycomb structure fiber carrier)
In the same manner as in Example 1, a fibrous carrier having a honeycomb structure was obtained.
(Preparation of first layer zeolite)
A rare earth ion exchange Y-type zeolite C was obtained in the same manner as in Example 1.
(ゼオライトの担持)
水に、該希土類イオン交換Y型ゼオライトC及びコロイダルシリカを、該希土類イオン交換Y型ゼオライトCの含有量が36質量%、コロイダルシリカの固形分の含有量が9質量%となるように混合し、第一層形成用スラリーを調製し、該第一層形成用スラリーに、該ハニカム構造の繊維質担体を浸漬した。その後、該ハニカム構造の繊維質担体を該スラリーから取り出し、150℃で3時間乾燥を行い、次いで、500℃で1時間焼成して、第一層形成繊維質担体を得た。
(Supporting zeolite)
The rare earth ion-exchanged Y-type zeolite C and colloidal silica are mixed with water so that the content of the rare-earth ion-exchanged Y-type zeolite C is 36% by mass and the solid content of the colloidal silica is 9% by mass. A slurry for forming the first layer was prepared, and the fibrous carrier having the honeycomb structure was immersed in the slurry for forming the first layer. Thereafter, the fibrous carrier having the honeycomb structure was taken out from the slurry, dried at 150 ° C. for 3 hours, and then fired at 500 ° C. for 1 hour to obtain a first layer-forming fibrous carrier.
次いで、水に、該合成ナトリウムY型ゼオライトA及びコロイダルシリカを、該合成ナトリウムY型ゼオライトAの含有量が20質量%、コロイダルシリカの固形分の含有量が5質量%となるように混合し、第二層形成用スラリーを調製し、該第二層形成用スラリーに、該第一層形成繊維質担体を浸漬した。その後、該第一層形成繊維質担体を該スラリーから取り出し、150℃で3時間乾燥し、次いで、500℃で1時間焼成して、除湿ロータを得た。得られた除湿ロータ中、該希土類イオン交換Y型ゼオライトC(第一層ゼオライト)の担持量は80g、該合成ナトリウムY型ゼオライトA(第二層ゼオライト)の担持量は40gであった。 Next, the synthetic sodium Y-type zeolite A and colloidal silica are mixed with water so that the content of the synthetic sodium Y-type zeolite A is 20% by mass and the solid content of the colloidal silica is 5% by mass. Then, a slurry for forming the second layer was prepared, and the first layer-forming fibrous carrier was immersed in the slurry for forming the second layer. Thereafter, the first layer-forming fibrous carrier was taken out of the slurry, dried at 150 ° C. for 3 hours, and then fired at 500 ° C. for 1 hour to obtain a dehumidification rotor. In the obtained dehumidifying rotor, the supported amount of the rare earth ion-exchanged Y-type zeolite C (first layer zeolite) was 80 g, and the supported amount of the synthetic sodium Y-type zeolite A (second layer zeolite) was 40 g.
(除湿耐久試験)
該家庭用の除湿機20に、設置する除湿ロータを、上記のようにして得た除湿ロータとする以外は、実施例1と同様の方法で行った。除湿量の経時変化を図10に、除湿ロータの比表面積の経時変化を図11に示す。
(Dehumidification durability test)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the dehumidification rotor installed in the
(実施例3)
(ハニカム構造の繊維質担体の作製)
実施例1と同様の方法で行い、ハニカム構造の繊維質担体を得た。
(第一層ゼオライトの調製)
合成ナトリウムY型ゼオライトD(骨格構造がY型であり、アルミニウム部位の対イオンがナトリウムイオンであり、イオン交換処理が行われていない原ゼオライトである。)を、10%の塩化アンモニウム水溶液に、室温で2時間浸漬した。次いで、Y型ゼオライトをろ別後、110℃で1時間乾燥し、更に500℃で1時間焼成した。この塩化アンモニウム水溶液への浸漬から500℃での焼成までの工程を更に2回行い、水素イオン交換された水素イオン交換Y型ゼオライトEを得た。該水素イオン交換Y型ゼオライトEの耐水熱性試験における比表面積の低下率は15%、脱湿ピーク温度は94℃であった。
(Example 3)
(Fabrication of honeycomb structure fiber carrier)
In the same manner as in Example 1, a fibrous carrier having a honeycomb structure was obtained.
(Preparation of first layer zeolite)
Synthetic sodium Y-type zeolite D (skeleton structure is Y-type, the counter ion of the aluminum part is sodium ion, and is an original zeolite not subjected to ion exchange treatment) in 10% ammonium chloride aqueous solution, It was immersed for 2 hours at room temperature. Next, the Y-type zeolite was filtered off, dried at 110 ° C. for 1 hour, and further calcined at 500 ° C. for 1 hour. The steps from immersion in this ammonium chloride aqueous solution to calcination at 500 ° C. were further performed twice to obtain hydrogen ion-exchanged Y-type zeolite E subjected to hydrogen ion exchange. The reduction rate of the specific surface area of the hydrogen ion exchange Y-type zeolite E in the hydrothermal resistance test was 15%, and the dehumidification peak temperature was 94 ° C.
(ゼオライトの担持)
水に、該水素イオン交換Y型ゼオライトE及びコロイダルシリカを、該水素イオン交換Y型ゼオライトEの含有量が21質量%、コロイダルシリカの固形分の含有量が6質量%となるように混合し、第一層形成用スラリーを調製し、該第一層形成用スラリーに、該ハニカム構造の繊維質担体を浸漬した。その後、該ハニカム構造の繊維質担体を該スラリーから取り出し、150℃で3時間乾燥を行い、次いで、500℃で1時間焼成して、第一層形成繊維質担体を得た。
(Supporting zeolite)
The hydrogen ion-exchanged Y-type zeolite E and colloidal silica are mixed with water so that the content of the hydrogen-ion-exchanged Y-type zeolite E is 21% by mass and the solid content of the colloidal silica is 6% by mass. A slurry for forming the first layer was prepared, and the fibrous carrier having the honeycomb structure was immersed in the slurry for forming the first layer. Thereafter, the fibrous carrier having the honeycomb structure was taken out from the slurry, dried at 150 ° C. for 3 hours, and then fired at 500 ° C. for 1 hour to obtain a first layer-forming fibrous carrier.
次いで、水に、実施例1で用いた合成ナトリウムY型ゼオライトA及びコロイダルシリカを、該合成ナトリウムY型ゼオライトAの含有量が24質量%、コロイダルシリカの固形分の含有量が6質量%となるように混合し、第二層形成用スラリーを調製し、該第二層形成用スラリーに、該第一層形成繊維質担体を浸漬した。その後、該第一層形成繊維質担体を該スラリーから取り出し、150℃で3時間乾燥し、次いで、500℃で1時間焼成して、除湿ロータを得た。得られた除湿ロータ中、該水素イオン交換Y型ゼオライトE(第一層ゼオライト)の担持量は50g、該合成ナトリウムY型ゼオライトA(第二層ゼオライト)の担持量は100gであった。 Next, the synthetic sodium Y-type zeolite A and colloidal silica used in Example 1 were mixed in water with a content of the synthetic sodium Y-type zeolite A of 24% by mass and a solid content of the colloidal silica of 6% by mass. The slurry for 2nd layer formation was prepared so that it might become, and this 1st layer formation fibrous carrier was immersed in this slurry for 2nd layer formation. Thereafter, the first layer-forming fibrous carrier was taken out of the slurry, dried at 150 ° C. for 3 hours, and then fired at 500 ° C. for 1 hour to obtain a dehumidification rotor. In the obtained dehumidification rotor, the supported amount of the hydrogen ion exchange Y-type zeolite E (first layer zeolite) was 50 g, and the supported amount of the synthetic sodium Y-type zeolite A (second layer zeolite) was 100 g.
(除湿耐久試験)
該家庭用の除湿機20に、設置する除湿ロータを、上記のようにして得た除湿ロータとする以外は、実施例1と同様の方法で行った。除湿量の経時変化を図10に、除湿ロータの比表面積の経時変化を図11に示す。
(Dehumidification durability test)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the dehumidification rotor installed in the
(比較例3)
(ハニカム構造の繊維質担体の作製)
実施例1と同様の方法で行い、ハニカム構造の繊維質担体を得た。
(Comparative Example 3)
(Fabrication of honeycomb structure fiber carrier)
In the same manner as in Example 1, a fibrous carrier having a honeycomb structure was obtained.
(ゼオライトの担持)
水に、実施例3で用いた水素イオン交換Y型ゼオライトE及びコロイダルシリカを、該水素イオン交換Y型ゼオライトEの含有量が21質量%、コロイダルシリカの固形分の含有量が6質量%となるように混合し、担持用スラリーを調製し、該担持用スラリーに、該ハニカム構造の繊維質担体を浸漬した。その後、該ハニカム構造の繊維質担体を該スラリーから取り出し、150℃で3時間乾燥を行った。次いで、該浸漬から乾燥までの操作を、再度行い、除湿ロータを得た。得られた除湿ロータ中、該水素イオン交換Y型ゼオライトEの担持量は140gであった。
(Supporting zeolite)
In water, the hydrogen ion-exchanged Y-type zeolite E and colloidal silica used in Example 3 were such that the content of the hydrogen-ion-exchanged Y-type zeolite E was 21% by mass and the solid content of the colloidal silica was 6% by mass. The slurry for supporting was prepared, and the fibrous carrier having the honeycomb structure was immersed in the supporting slurry. Thereafter, the fibrous carrier having the honeycomb structure was taken out of the slurry and dried at 150 ° C. for 3 hours. Subsequently, the operation from the immersion to drying was performed again to obtain a dehumidifying rotor. In the obtained dehumidifying rotor, the supported amount of the hydrogen ion exchange Y-type zeolite E was 140 g.
(除湿耐久試験)
該家庭用の除湿機20に、設置する除湿ロータを、上記のようにして得た除湿ロータとする以外は、実施例1と同様の方法で行った。除湿量の経時変化を図10に、除湿ロータの比表面積の経時変化を図11に示す。
(Dehumidification durability test)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the dehumidification rotor installed in the
本発明によれば、ヒーター温が低くても十分な除湿性能を発揮する家庭用の除湿機を製造することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the household dehumidifier which exhibits sufficient dehumidification performance even if heater temperature is low can be manufactured.
1 除湿ロータ
2 中心穴
3a、3b 開口面
4 通気空洞
5 平坦部
6 コルゲート状部
7、32 繊維質担体
8、42 第一層
9、41 第二層
10、31 除湿剤層
12 ロータ軸
14 第二供給機
15 ヒーター
16 吸湿空気排気ダクト
17 第一供給機
20 家庭用の除湿機
21 乾燥空気吸入ダクト
22 ロータケース
24 放射状リブ
25 凝縮機
26 ドレン配管
33 再生空気
34 輻射熱
35 ゼオライトの伝導熱
36 再生空気からの熱
37 再生空気の供給側の面
38 再生空気の通過方向
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