特開 2021-181072 除湿部材、除湿ローター、および、除湿部材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-181072(P2021-181072A)

(43)【公開日】2021年11月25日

(54)【発明の名称】除湿部材、除湿ローター、および、除湿部材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/28 20060101AFI20211029BHJP

   B01D 53/26 20060101ALI20211029BHJP

   B01J 20/10 20060101ALI20211029BHJP

   B01J 20/30 20060101ALI20211029BHJP

   D21H 17/68 20060101ALI20211029BHJP

   C01B 33/154 20060101ALI20211029BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/28

   B01D53/26 220

   B01D53/26 230

   B01J20/10 D

   B01J20/30

   D21H17/68

   C01B33/154

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2020-88096(P2020-88096)

(22)【出願日】2020年5月20日

(11)【特許番号】特許第6918183号(P6918183)

(45)【特許公報発行日】2021年8月11日

(71)【出願人】

【識別番号】000110804

【氏名又は名称】ニチアス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100167689

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 征二

(72)【発明者】

【氏名】山名 和樹

(72)【発明者】

【氏名】神原 正彰

(72)【発明者】

【氏名】冨塚 悠馬

【テーマコード（参考）】

4D052

4G066

4G072

4L055

【Ｆターム（参考）】

4D052AA08

4D052CB01

4D052CE00

4D052HA01

4D052HA32

4D052HB06

4D052HB07

4G066AA22B

4G066AA47D

4G066BA28

4G066CA43

4G066DA03

4G066FA03

4G066FA11

4G066FA21

4G072AA26

4G072BB09

4G072GG01

4G072HH21

4G072JJ13

4G072TT30

4G072UU30

4L055AF04

4L055AF08

4L055AF13

4L055AG18

4L055FA13

4L055FA30

4L055GA06

4L055GA31

4L055GA46

4L055GA50

(57)【要約】      （修正有）

【課題】引張強度が高い除湿部材、除湿ロータ、及び除湿部材の製造方法を提供する。
【解決手段】ハニカム構造体を具備する除湿部材であって、前記ハニカム構造体は、平坦状基材２１およびコルゲート状基材２２と、前記コルゲート状基材の波頂部２２ａと前記平坦状基材とが当接する当接部２３と、気孔部２４と、を含み、前記当接部は、接着剤で接着された接着部２３ａと、前記接着部より前記通気孔部側に形成されたシリカゲル２３ｂと、を含み、前記接着剤を構成する成分が、前記接着部より前記通気孔部側に形成されたシリカゲルの成分と異なる除湿部材。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハニカム構造体を具備する除湿部材であって、
前記ハニカム構造体は、
平坦状基材およびコルゲート状基材と、
前記コルゲート状基材の波頂部と前記平坦状基材とが当接する当接部と、
通気孔部と、
を含み、
前記当接部は、
接着剤で接着された接着部と、
前記接着部より前記通気孔部側に形成されたシリカゲルと、
を含み、
前記接着剤を構成する成分が、前記接着部より前記通気孔部側に形成されたシリカゲルの成分と異なる、
除湿部材。

【請求項2】

前記平坦状基材および／または前記コルゲート状基材が、混抄紙である、
請求項１に記載の除湿部材。

【請求項3】

前記混抄紙が、繊維の隙間にシリカゲルを含み、
前記混抄紙に含まれるシリカゲルの空隙の量が、前記接着部より前記通気孔部側に形成されたシリカゲルの空隙の量より多い、
請求項２に記載の除湿部材。

【請求項4】

前記接着剤が、有機成分を含む、
請求項１〜３の何れか一項に記載の除湿部材。

【請求項5】

請求項１〜４の何れか一項に記載の除湿部材を含む、除湿ローター。

【請求項6】

除湿部材の製造方法であって、該製造方法は、
ハニカム構造体に珪酸ナトリウム溶液を担持させる担持工程と、
担持工程によりハニカム構造体に担持された珪酸ナトリウムを酸処理することでシリカゲルを合成するシリカゲル合成工程と、
を含み、
前記ハニカム構造体は、
平坦状基材およびコルゲート状基材と、
前記コルゲート状基材の波頂部と前記平坦状基材とを接着する接着部と、
通気孔部と、
を含む、
製造方法。

【請求項7】

前記平坦状基材および／または前記コルゲート状基材が、混抄紙である、
請求項６に記載の製造方法。

【請求項8】

前記接着剤が、有機成分を含む、
請求項６または７に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願の開示は、除湿部材、除湿ローター、および、除湿部材の製造方法に関する。

【0002】

工場等の製造現場においては、水分を排除したドライエアが必要な場合がある。例えば、半導体製造工場では、酸化の要因になる水分を極力除去したドライエアの需要が高まっている。ドライエアを供給するための装置としては、ハニカム構造体にシリカゲルやゼオライトを担持した除湿ローターを具備した除湿装置が知られている（特許文献１参照）。

【0003】

除湿ローターを具備した除湿装置は、例えば、特許文献１の図６に示されているように、処理ゾーンと再生ゾーンに分かれており、除湿ローターは所定のスピードで処理ゾーン、再生ゾーン、処理ゾーン、再生ゾーン・・・の順に回転移動する。そして、除湿ローターが処理ゾーンに位置する時には高湿度空気から水分を吸着し、再生ゾーンに位置する時には除湿ローターに吸着した水分を放出することで除湿ローターの除湿機能を再生する。除湿ローターへの吸湿および除湿ローターからの脱湿を繰り返すことで、除湿装置の連続稼働が可能となる。

【0004】

除湿ローターの製造方法としては、例えば、特許文献１には、以下の工程を含む方法が記載されている。
（１）所望の歯型を有する一対の形成ローラの間に送紙することで、波型紙を形成する。
（２）波型紙の一方の波頂部に水ガラス接着剤を塗布した後に多孔質の紙に接着し、次いで、波型紙の他方の波頂部に水ガラス接着剤を塗布しながら巻き取ることでハニカム構造を有した円筒状の成形体を得る。
（３）成形体を水ガラスの水溶液に浸漬し、乾燥および酸処理することで、成形体にシリカゲルを付着させる。

【0005】

また、特許文献２には、以下の工程を含む、除湿ローターのその他の製造方法が記載されている。
（１）ハニカム構造体を先ず作製する。
（２）作製したハニカム構造体を、シリカゲルを含むスラリーに含浸し、乾燥後、焼成することで、シリカゲルを担持したハニカム構造体を形成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開昭６１−２５２４９７号公報

【特許文献2】特許第４９５８４５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、工場の規模が大きくなる、あるいは、求められる除湿能力が高くなると、除湿ローターの大型化が必要な場合がある。除湿ローターを大型化した場合には、除湿ローターの回転中心からみて、鉛直方向上側では除湿ローターの重量による圧縮力が働く。一方、除湿ローターの回転中心からみて鉛直方向下側では、除湿ローターの重量により、ハニカム構造体の接着部分が剥離する方向の力が働く。

【0008】

また、除湿ローターを除湿装置に組み込む際に、板金で除湿部材を固定することがある。その場合、除湿ローターが水分の吸脱着により膨張収縮すると、ハニカム構造体の接着部分に引張応力が発生し、剥離するおそれがある。そのため、ハニカム構造体の接着部分をより強固にすることが望まれる。

【0009】

しかしながら、特許文献１に記載の除湿ローターは、シリカゲルの付着量を多くするため、（１）ハニカム構造体を構成する無機繊維の密度が非常に小さい紙を使用し、水ガラスを紙の奥まで含浸し、（２）ハニカム構造体を形成するための接着剤として水ガラスを用い、（３）酸処理により水ガラスをシリカゲル化する、との工程により製造している。したがって、除湿ローターのシリカゲルの付着量を多くするためには、接着剤を水ガラス以外に変更できないという問題がある。

【0010】

一方、特許文献２に記載の除湿ローターは、ハニカム構造体をシリカゲルスラリーに含浸し、乾燥後に加熱焼成することで製造している。しかしながら、本発明者らは、後述する比較例に示すとおり、特許文献２に記載の除湿ローターの製造方法では、ハニカム構造体の引張強度が非常に弱い、つまり、ハニカム構造の層間剥離が発生しやすいという問題を新たに発見した。

【0011】

本出願の開示は、上記問題を解決する為になされてものであり、鋭意研究を行ったところ、ハニカム構造体を形成する平坦状基材およびコルゲート状基材の当接部を、接着剤で接着された接着部と、接着部より通気孔部側に形成されたシリカゲルと、で形成することで、引張強度が高い除湿部材を提供できること、
を新たに見出した。

【0012】

すなわち、本出願の開示の目的は、引張強度が高い除湿部材、除湿ローター、および、除湿部材の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本出願の開示は、以下に示す、除湿部材、除湿ローター、および、除湿部材の製造方法に関する。

【0014】

（１）ハニカム構造体を具備する除湿部材であって、
前記ハニカム構造体は、
平坦状基材およびコルゲート状基材と、
前記コルゲート状基材の波頂部と前記平坦状基材とが当接する当接部と、
通気孔部と、
を含み、
前記当接部は、
接着剤で接着された接着部と、
前記接着部より前記通気孔部側に形成されたシリカゲルと、
を含み、
前記接着剤を構成する成分が、前記接着部より前記通気孔部側に形成されたシリカゲルの成分と異なる、
除湿部材。
（２）前記平坦状基材および／または前記コルゲート状基材が、混抄紙である、
上記（１）に記載の除湿部材。
（３）前記混抄紙が、繊維の隙間にシリカゲルを含み、
前記混抄紙に含まれるシリカゲルの空隙の量が、前記接着部より前記通気孔部側に形成されたシリカゲルの空隙の量より多い、
上記（２）に記載の除湿部材。
（４）前記接着剤が、有機成分を含む、
上記（１）〜（３）の何れか一つに記載の除湿部材。
（５）上記（１）〜（４）の何れか一つに記載の除湿部材を含む、除湿ローター。
（６）除湿部材の製造方法であって、該製造方法は、
ハニカム構造体に珪酸ナトリウム溶液を担持させる担持工程と、
担持工程によりハニカム構造体に担持された珪酸ナトリウムを酸処理することでシリカゲルを合成するシリカゲル合成工程と、
を含み、
前記ハニカム構造体は、
平坦状基材およびコルゲート状基材と、
前記コルゲート状基材の波頂部と前記平坦状基材とを接着する接着部と、
通気孔部と、
を含む、
製造方法。
（７）前記平坦状基材および／または前記コルゲート状基材が、混抄紙である、
上記（６）に記載の製造方法。
（８）前記接着剤が、有機成分を含む、
上記（６）または（７）に記載の製造方法。

【発明の効果】

【0015】

本出願の開示により、従来の除湿部材と比較して、引張強度が高い除湿部材を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、除湿ローターおよび第１の実施形態に係る除湿部材の概略を示す斜視図である。

【図2】図２は、除湿部材を図１の除湿ローターの回転中心軸方向に見た時のハニカム構造体の概略を示す図である。

【図3】図３は、ハニカム構造体の当接部を拡大した概略断面図である。

【図4】図４は、第３の実施形態に係る除湿部材の概略を示す斜視図である。

【図5】図５は、除湿部材の引張強度の評価方法を説明するための概略図である。

【図6】図６は、実施例１および比較例１で作製した除湿部材、並びに、比較例２で作製したハニカム構造体の引張強度の測定結果を示すグラフである。

【図7】図７は、実施例２および比較例３で作製した除湿部材、並びに、比較例４で作製したハニカム構造体の引張強度の測定結果を示すグラフである。

【図8】図８は図面代用写真で、混抄紙の表面のＳＥＭ写真である。

【図9】図９は図面代用写真で、図９Ａは実施例２で作製した除湿部材のハニカム構造体を構成する混抄紙表面および断面のＳＥＭ写真、図９Ｂは実施例１で作製した除湿部材のハニカム構造体を構成するガラス紙の断面のＳＥＭ写真である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に、本出願で開示する、除湿部材、除湿ローター、および、除湿部材の製造方法について詳しく説明する。

【0018】

（除湿部材の第１の実施形態）
図１乃至図３を参照して、第１の実施形態に係る除湿部材について説明する。図１は、除湿ローター１０および除湿部材１の概略を示す斜視図である。図２は、除湿部材１を図１の除湿ローター１０の回転中心軸Ｚ方向に見た時のハニカム構造体２の概略を示す図である。図３は、ハニカム構造体２の当接部２３を拡大した概略断面図である。

【0019】

第１の実施形態に係る除湿部材１は、除湿ローター１０を１以上に分割した分割体である。図１に示す例では、除湿部材１を３つ組み合わせることで除湿ローター１０を形成する例が示されているが、除湿ローター１０を構成する除湿部材１の数は任意でよい。また、単一の除湿部材１で除湿ローター１０を形成してもよい。

【0020】

除湿部材１は、ハニカム構造体２を具備する。ハニカム構造体２は、平坦状基材２１と、コルゲート状基材２２と、コルゲート状基材２２の波頂部２２ａと平坦状基材２１とが当接する当接部２３と、通気孔部２４と、を含む。当接部２３は、接着剤で接着された接着部２３ａと、接着部２３ａより通気孔部側に形成されたシリカゲル２３ｂとを含む。

【0021】

後述する製造方法で詳しく記載するが、除湿部材１は、先ず接着部２３を含むハニカム構造体２を製造し、次に、ハニカム構造体２に珪酸ナトリウム溶液を担持し、そして、酸処理することで珪酸ナトリウムからシリカゲル２３ｂを合成する（以下、珪酸ナトリウムから合成したシリカゲルを「合成シリカゲル」と記載することがある）。ハニカム構造体２を珪酸ナトリウム溶液に浸漬すると、接着部２３ａ、平坦状基材２１およびコルゲート状基材２２で形成される隙間Ｓに珪酸ナトリウム溶液が充填される。したがって、接着部２３ａは合成シリカゲル２３ｂで覆われることになる。なお、本明細書で開示する製造方法では、合成シリカゲル２３ｂは、ハニカム構造体２を構成する平坦状基材２１およびコルゲート状基材２２の周囲全体に形成される。本明細書において、当接部２３に含まれるシリカゲル２３ｂとは、図３に示すとおり、平坦状基材２１の周囲に形成された合成シリカゲル２３ｂと、コルゲート状基材２２の周囲に形成された合成シリカゲル２３ｂとの境界Ｂより、接着部２３ａ側の合成シリカゲル２３ｂを意味する。換言すると、合成シリカゲル２３ｂの内、平坦状基材２１とコルゲート状基材２２の両方に当接する部分と言うこともできる。

【0022】

第１の実施形態に係る除湿部材１の平坦状基材２１およびコルゲート状基材２２は、当該技術分野で公知の繊維状基材を用いることができる。繊維状基材の具体例としては、例えば、シリカ・アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、ムライト繊維、ガラス繊維、ロックウール繊維、炭素繊維等の無機繊維；ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、アラミド繊維、パルプ繊維、レーヨン繊維等の有機繊維が挙げられる。また、これらの繊維は、１種単独又は２種以上の組み合わせであっても良い。なお、上記繊維は単なる例示であって、これら繊維に限定されるものではない。また、平坦状基材２１およびコルゲート状基材２２は、同じ繊維を用いてもよいし、異なる繊維を用いてもよい。

【0023】

第１の実施形態に係る除湿部材１の繊維は、密度が低すぎるとハニカム構造体の強度が弱くなり、密度が高すぎると、繊維の間に担持するシリカゲルの量が少なくなる。したがって、繊維の密度は、強度とハニカム構造体の量(吸湿量)等を考慮し、適宜選択すればよい。第１の実施形態に係る除湿部材１の繊維の密度としては、例えば、０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ³、好ましくは０．０８〜０．３ｇ／ｃｍ³は、より好ましくは０．１〜０．２ｇ／ｃｍ³等が挙げられる。

【0024】

接着部２３を形成する接着剤は、平坦状基材２１とコルゲート状基材２２の波頂部２２ａを接着できれば特に制限はない。例えば、無機系接着剤または有機系接着剤があげられる。無機接着剤の例としては、シリカ系接着剤、水ガラス等があげられる。また、有機系接着剤としては、アクリル樹脂系接着剤、アクリル樹脂エマルジョン接着剤、α−オレフィン系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、ウレタン樹脂エマルジョン接着剤、エーテル系セルロース、エチレン−酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、エポキシ樹脂エマルジョン接着剤、塩化ビニル樹脂溶剤系接着剤、クロロプレンゴム系接着剤、酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤、シアノアクリレート系接着剤、シリコーン系接着剤、水性高分子−イソシアネート系接着剤、スチレン−ブタジエンゴム溶液系接着剤、スチレン−ブタジエンゴム系ラテックス接着剤、ニトリルゴム系接着剤、ポリイミド系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、デンプン系接着剤、天然ゴム系接着剤等が挙げられる。

【0025】

接着剤は、平坦状基材２１とコルゲート状基材２２の材質に応じて適宜選択すればよい。また、接着剤は、無機系接着剤および有機系接着剤から選択した２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、接着剤は、必要に応じて、粘着付与剤、可塑剤、硬化剤、架橋剤、希釈剤、充填剤、増粘剤、顔料、老化防止剤、酸化防止剤、消泡剤、難燃剤、防腐剤、分散剤、湿潤剤、親水化剤等を添加してもよい。

【0026】

シリカゲル２３ｂを合成するための珪酸ナトリウム溶液は、珪酸ナトリウムを水に溶かしたもので、「水ガラス」とも呼ばれている。珪酸ナトリウム溶液は、市販の珪酸ナトリウムを水に溶解することで作製することができる。珪酸ナトリウム溶液の濃度は、薄すぎると一度の担持工程でハニカム構造体２に担持できる量が少なくなる。一方、濃すぎると、ハニカム構造体２の通気孔部２４が目詰まりするおそれがある。したがって、所望の量が担持でき且つ通気孔部２４が目詰まりしないように、珪酸ナトリウムの濃度は適宜設定すればよい。珪酸ナトリウム溶液の濃度としては、例えば、２０〜５０質量％、好ましくは２５〜４５質量％、より好ましくは３０〜４０質量％が挙げられる。

【0027】

第１の実施形態に係る除湿部材１は、先ず、平坦状基材２１とコルゲート状基材２２の波頂部２２ａを接着剤で接着してハニカム構造体２を作製する。特許文献２と異なり、第１の実施形態に係る除湿部材１は、焼成する必要はない。したがって、比較的熱に弱い接着剤を使用することもでき、使用する接着剤の種類の選択肢が多くなる。

【0028】

また、特許文献１に記載のとおり、珪酸ナトリウム（水ガラス）は接着剤として用いることもできる。しかしながら、第１の実施形態に係る除湿部材１は、接着部２３ａに、接着効果が高い接着剤を選択できる。したがって、接着剤で接着された接着部２３ａと、接着部２３ａより通気孔部側に形成された合成シリカゲル２３ｂの成分は異なる。なお、本明細書において、成分が異なるとは、接着剤全体の成分が合成シリカゲル２３ｂの成分と異なることを意味し、接着剤の成分の一部が合成シリカゲルの成分と同じになることを妨げない。

【0029】

接着剤で接着された接着部２３ａと、接着部２３ａより通気孔部側に形成された合成シリカゲル２３ｂの成分が異なる効果として、異種の接着剤によるアンカー効果により接着強度を高めることでハニカム構造体の強度を向上させている点、異種の接着剤を用いることによる設計自由度の向上に伴うコスト削減や機能性付与効果などがある。一方で、例えば、珪酸ナトリウムを接着剤として使用した場合、接着部２３ａに付着固化した接着剤が珪酸ナトリウム溶液の担持工程で溶け出し、除湿部材としての成形体を保てないことが考えられる。この場合には、接着剤にこの珪酸ナトリウム溶液に強い異なる接着剤を用いればこのような現象が防げる効果が考えられる。珪酸ナトリウム溶液に強い接着剤としては、例えば、アクリル樹脂エマルジョン接着剤、エチレン−酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤等が挙げられる。

【0030】

また、接着剤で接着された接着部２３ａと、接着部２３ａより通気孔部側に形成された合成シリカゲル２３ｂの成分が異なるその他の効果として、接着剤の分布や付着量等を調べることで、製品不良が発生した原因解明の寄与が挙げられる。

【0031】

（除湿部材の第２の実施形態）
除湿部材１の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係る除湿部材１は、平坦状基材２１および／またはコルゲート状基材２２が、混抄紙である点で第１の実施形態に係る除湿部材１と異なり、その他の点は第１の実施形態に係る除湿部材１と同じである。したがって、第２の実施形態では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明し、第１の実施形態において説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。よって、第２の実施形態において明示的に説明されなかったとしても、第２の実施形態において、第１の実施形態で説明済みの事項を採用可能であることは言うまでもない。

【0032】

本明細書において、混抄紙とは、第１の実施形態で例示した平坦状基材２１およびコルゲート状基材２２を構成する繊維状基材の繊維の隙間に、シリカゲル、ゼオライト、シリカアルミナ非晶質多孔体、メソポーラスシリカ、イオン交換樹脂、ポリアクリル酸塩樹脂、アルキレンオキサイド樹脂等の吸湿性の粒子を抄き込んだ紙状の基材を意味する。混抄紙は、吸湿性の微粒子を分散した繊維溶液を紙状に抄くことで作製する。シリカゲルの種類は目的に応じて適宜選択すればよい。例えば、低湿度時の吸湿力に優れるＡ型、高湿度時の吸湿力に優れるＢ型を、目的に応じて選択すればよい。あるいは、Ａ型およびＢ型のシリカゲルを混合してもよい。

【0033】

なお、混抄紙に含まれる吸湿性の微粒子は、製造過程で微粒子が繊維の隙間で凝集した形態となる。一方、接着部２３ａより通気孔部側に形成された合成シリカゲル２３ｂは、ハニカム構造体２に含浸させた珪酸ナトリウムを酸処理することで作製される。したがって、混抄紙に含まれる吸湿性の微粒子の空隙の量は、接着部２３ａより通気孔部側に形成された合成シリカゲル２３ｂの空隙の量より多くなる。なお、本明細書において、「空隙の量」とは、吸湿性の微粒子内部の細孔表面積を表す比表面積とは異なり、微粒子と微粒子の隙間に形成される隙間の単位体積当たりの量を意味する。「空隙の量」は、微粒子をＳＥＭ等により撮像し、見た目の粗さから比較すればよい。微粒子がランダムに凝集するほど、「空隙の量」は多くなり、ＳＥＭ画像の見た目が粗くなる（微細な凹凸状が観察される）。一方、「空隙の量」が少なくなるほど、微粒子が密に形成されることから、ＳＥＭ画像の見た目が滑らかになる。

【0034】

また、「空隙の量」は、個々の微粒子と微粒子の隙間の量ではなく、所定量の微粒子が凝集した領域における空隙の量（見た目の粗さ又は滑らかさ）を意味する。所定量の微粒子が凝集した領域とは、ＳＥＭ画像から見た微粒子が凝集している任意の領域を意味する。したがって、領域には表面に形成されたクラック等は含まれない。換言すると、領域とは、ＳＥＭ画像で観察される表面全体を意味するのではなく、あくまでも微粒子が凝集している部分を意味する。

【0035】

なお、混抄紙に含まれる吸湿性の微粒子と合成シリカゲル２３ｂの違いについて、「空隙の量」に代え、「表面平滑性」、「表面性状」又は「表面粗さ」との用語を用いて違いを表してもよい。また、ＳＥＭ画像から見た混抄紙に含まれる吸湿性の微粒子と合成シリカゲル２３ｂの違いを、以下のように表してもよい。
・顆粒体が凝集した凹凸の表面を持つ吸湿性の微粒子と、表面が相対的に平らなブロック形状の合成シリカゲル。
・ざらざらした表面を持つ吸湿性の微粒子と、滑らかな表面を持つ合成シリカゲル。

【0036】

（除湿部材の第３の実施形態）
図４を参照して除湿部材１の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態に係る除湿部材１は、ハニカム構造体２が平坦状基材２１にコルゲート状基材２２の波頂部２２ａを接着しながら積層、換言すると、平坦状基材２１が略並行となるように形成されている点で、第１および第２の実施形態に係る除湿部材１と異なり、その他の点は第１および第２の実施形態に係る除湿部材１と同じである。したがって、第３の実施形態では、第１および第２の実施形態と異なる点を中心に説明し、第１および第２の実施形態において説明済みの事項についての繰り返しとなる説明は省略する。よって、第３の実施形態において明示的に説明されなかったとしても、第３の実施形態において、第１および第２の実施形態で説明済みの事項を採用可能であることは言うまでもない。

【0037】

第３の実施形態に係る除湿部材１は、平坦状基材２１にコルゲート状基材２２の波頂部２２ａを接着し、所定の長さで平坦状基材２１およびコルゲート状基材２２を切断し、順次積層すればよい。積層の形態としては、平坦状基材２１→コルゲート状基材２２→平坦状基材２１→コルゲート状基材２２のように、交互に積層すればよい。あるいは、平坦状基材２１→コルゲート状基材２２→平坦状基材２１のセットを作製し、当該セットの平坦状基材２１を接着してもよい。また、図４では、通気孔部２４の貫通方向が９０度ずれるように交互に積層したハニカム構造体２の例が示されているが、通気孔部２４を形成する方向は同じであってよい。なお、積層の形態は、第１の実施形態及び第２の実施形態も同様である。

【0038】

（除湿ローターの実施形態）
図１および図４を参照して、除湿ローター１０の実施形態について説明する。除湿ローター１０は、第１および第２の実施形態に係る除湿部材１を組み合わせることで作製できる。第１および第２の実施形態に係る除湿部材１を用いれば、除湿ローター１０の作製手順は特に制限はない。例えば、図１には、（１）平坦状基材２１にコルゲート状基材２２の波頂部２２ａを接着しながらロール状に巻き取ることでローターを製造し、（２）ローターを分割し、分割したローターの各々に珪酸ナトリウム溶液を担持し、（３）珪酸ナトリウムを酸処理することでシリカゲル２３ｂを合成することで除湿部材１を作製し、（４）作製した除湿部材１を組み合わせることで、除湿ローター１０を作製する、例が示されている。代替的に、上記（２）の工程において、ローターを分割せず、そのまま用いてもよい。

【0039】

また、図４に示す第３の実施形態に係る除湿部材１を用いて除湿ローター１０を作製する場合は、除湿部材１を適当な形状となるようにカットし、組み合わせればよい。

【0040】

（除湿部材の製造方法の実施形態）
除湿部材の製造方法は、
・ハニカム構造体に珪酸ナトリウム溶液を担持させる担持工程と、
・担持工程によりハニカム構造体に担持された珪酸ナトリウムを酸処理することでシリカゲルを合成するシリカゲル合成工程と、
を含む。

【0041】

ハニカム構造体および珪酸ナトリウム溶液は、既に説明済みのため、詳しい記載は省略する。シリカゲル合成工程に用いる酸は、珪酸ナトリウム溶液からシリカゲルを合成できれば特に制限はない。酸としては、例えば、硫酸、リン酸、硝酸、塩酸、および、それら酸の金属塩等、例えば、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム等のアルミニウム塩、硝酸カルシウム、塩化カルシウム等のカルシウム塩、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム等のマグネシウム塩、硫酸鉄、硝酸鉄等の鉄塩が挙げられる。前記の酸および酸の金属塩は、単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。また、合成シリカゲル２３ｂは、Ａ型であってもＢ型であってもよい。酸処理の濃度を変える等の方法により、目的に応じて所望の型となるように合成すればよい。なお、珪酸ナトリウム溶液からシリカゲルを合成する際に、酸としてアルミニウム塩を用いた場合には、シリカアルミナゲルが得られる。本明細書において「合成シリカゲル」と記載した場合、「合成シリカゲル」には、酸に由来する金属塩を含んだシリカゲルも包含される。

【0042】

以下に実施例を掲げ、本出願で開示する実施形態を具体的に説明するが、この実施例は単に実施形態の説明のためのものである。本出願で開示する発明の範囲を限定したり、あるいは制限することを表すものではない。

【実施例】

【0043】

〔除湿部材の製造〕
＜原料＞
原料には、以下の製品を用いた。なお、割合は、質量％である。

【0044】

＜基材＞

【表1】

【0045】

なお、シリカゲルは、サイリシア７４０（Ａ型シリカゲル、富士シリシア化学社製）を用いた。また、作製した基材の坪量（ｇ／ｍ²）は、ガラス紙が２０、混抄紙が８３で、厚み（μｍ）はガラス紙１０１、混抄紙が１９７であった。

【0046】

＜接着剤＞

【表2】

【0047】

＜珪酸ナトリウム溶液＞

【表3】

【0048】

＜酸処理液＞

【表4】

【0049】

＜シリカゲルスラリー溶液＞

【表5】

【0050】

＜実施例１＞
［除湿部材の作製］
以下の手順により、除湿部材を作製した。
（１）平坦状基材およびコルゲート状基材として、ガラス紙を用いた。ガラス紙を、接着剤を用いてコルゲート加工し、コルゲート加工紙を、接着剤を用いて渦巻状に巻き取り、直径４５０ｍｍ、フルート長さ２１０ｍｍ、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。なお、フルート長さとはコルゲート状基材２２の波頂部２２ａの長さ（除湿ローターの厚み）（図１および図２のＬ参照）、フルート山の高さとは波頂部２２ａと平坦状基板２１との距離（図２のＨ参照）を意味する。
（２）作製したハニカム構造体を珪酸ナトリウム溶液に浸漬した後（その他、珪酸ナトリウムを担持させる担持手段として、スプレー、スプリンクラー等の噴霧、散布による手段でも良い。）、ハニカム構造体を珪酸ナトリウム溶液から引き上げた。
（３）珪酸ナトリウム溶液を担持したハニカム構造体をエアブローした後、酸処理液に浸漬し、ハニカム構造体中の珪酸ナトリウムと硫酸アルミニウムの化学反応により、珪酸アルミニウムのヒドロゲルを生成した。
（４）ハニカム構造体を加熱乾燥し、シリカゲルによって強化された除湿部材を得た。

【0051】

［除湿部材の引張強度の評価方法］
図５を参照しながら、除湿部材の引張強度の評価方法を説明する。引張強度は、以下の手順で評価した。
（１）作製した除湿部材を積層方向に並行となるように５ｃｍ³の立方体状に切断し、引張強度測定用の試験体とした。
（２）試験体を１１０℃×１時間乾燥し、重量を電子天秤および３辺の長さをノギスで測定した。
（３）試験体のハニカム構造体の積層方向の上下に、エポキシ接着剤を用いて引張試験用の冶具を接着した。
（４）試験体を引張試験機（島津製作所、島津製作所・小型卓上試験機Ｅｚ−ＬＸ）に取り付け、試験体に１ｍｍ／ｍｉｎで連続的に引張加重を加え、破断時の荷重を１Ｎ単位まで求めた。
（５）積層方向の引張強度は、次式によって求めた。
σ＝Ｆ／（Ａ×Ｂ）
（ただし、σ：引張強度［Ｎ／ｃｍ²］、Ｆ：試験体破断時の荷重［Ｎ］、試験体のＡ寸［ｃｍ］、試験体のＢ寸［ｃｍ］

【0052】

引張強度の評価は、３個の試験体で行った。評価結果を図６に示す。引張強度の平均値は、２４．３ｋＰａであった。

【0053】

＜比較例１＞
実施例１の珪酸ナトリウム溶液に代え、シリカゲルスラリー溶液を用いた。作製した除湿部材の密度が、実施例１とほぼ同じとなるように固形分濃度を調整したシリカゲルスラリー溶液に浸漬した後、１５０℃で乾燥を行い、次いで、５００℃で１時間焼成することで、比較例１の除湿部材を作製した。作製した除湿部材の引張強度は、実施例１と同様の手順で評価した。評価結果を図６に示す。引張強度の平均値は、９．６ｋＰａであった。

【0054】

＜比較例２＞
実施例１で作製したハニカム構造体（珪酸ナトリウム溶液に非浸漬）を比較例２とした。比較例２の引張強度は、実施例１と同様の手順で評価した。評価結果を図６に示す。引張強度の平均値は、１８．６ｋＰａであった。

【0055】

図６に示すとおり、ハニカム構造体の接着剤の周囲を合成シリカゲルで覆うことで、引張強度が向上することを確認した。その理由としては、ハニカム構造体の接着部より通気孔部側に形成した合成シリカゲルが、当接部の接着面積を増大し、接着効果を奏しているためと考えられる。一方、特許文献２に記載の、ハニカム構造体をシリカゲルスラリーに浸漬する製造方法で作製した除湿部材は、ハニカム構造体の引張強度より低くなった。特許文献２に記載の製造方法では、シリカゲルの担持量を多くすることが難しい。そのため、焼成工程を実施することで、作製した除湿部材の除湿性能を向上している。しかしながら、本出願の開示により、特許文献２の製造方法では、引張強度との観点では、焼成工程によりハニカム構造体の引張強度が著しく低下することを新たに発見した。引張強度が低下する理由としては、接着剤等の有機成分が焼成工程により焼失したためと考えられる。

【0056】

また、特許文献２に記載の製造方法は、シリカゲルをハニカム構造体に担持するため、除湿機能を有しないコロイダルシリカを、シリカゲルスラリー中に添加する必要がある。したがって、ハニカム構造体に担持した微粒子の全てに除湿機能を持たせることができなかった。一方、本出願で開示する除湿部材は、珪酸ナトリウム溶液からシリカゲルを合成するため、ハニカム構造体に担持した微粒子（合成シリカゲル）の全てが除湿機能を奏する。したがって、単位重量当たりの除湿能力を向上できる。

【0057】

＜実施例２＞
ガラス紙に代え、混抄紙を用いた以外は、実施例１と同様の手順で除湿部材を作製し、引張強度の評価を行った。評価結果を図７に示す。引張強度の平均値は、４６．８ｋＰａであった。

【0058】

＜比較例３＞
ガラス紙に代え、混抄紙を用いた以外は、比較例１と同様の手順で除湿部材を作製し、引張強度の評価を行った。評価結果を図７に示す。引張強度の平均値は、２．１ｋＰａであった。

【0059】

＜比較例４＞
実施例２で作製した、混抄紙を用いたハニカム構造体（珪酸ナトリウム溶液に非浸漬）を比較例４とした。比較例４の引張強度は、実施例１と同様の手順で評価した。評価結果を図７に示す。引張強度の平均値は、８．７ｋＰａであった。

【0060】

図７に示すとおり、ハニカム構造体の接着剤の周囲を合成シリカゲルで覆うことで、引張強度が向上することを確認した。なお、実施例１と比較例２とを対比した場合、接着剤の周囲をシリカゲルで覆うことで、引張強度は約１．３倍になった。一方、実施例２と比較例４とを対比した場合、接着剤の周囲をシリカゲルで覆うことで、引張強度は約５．４倍になった。つまり、基材としてガラス紙を用いるより、混抄紙を用いた方が、接着剤を用いて作製したハニカム構造体より引張強度が大幅に増加した。

【0061】

基材として混抄紙を用いた場合に、引張強度がハニカム構造体と比較して大幅に増加した理由を解明するため、ＳＥＭを用いて基材表面と基材の断面を撮影した。まず、図８に混抄紙の表面のＳＥＭ写真を示す。図８に示すとおり、混抄紙は、繊維の隙間にシリカゲルが多孔質状に担持されていることを確認した。

【0062】

次に、実施例２で作製した除湿部材のハニカム構造体を構成する混抄紙表面および断面のＳＥＭ写真（図９Ａ）、実施例１で作製した除湿部材のハニカム構造体を構成するガラス紙の断面のＳＥＭ写真（図９Ｂ）を示す。

【0063】

図９Ａの表面のＳＥＭ写真に示すように、合成シリカゲルは、非常に滑らかな表面（空隙が少ない）となることを確認した。そして、図９Ａの断面のＳＥＭ写真に示すように、実施例２で作製した除湿部材は、混抄紙に含まれる多孔質状のシリカゲル（図９Ｂの写真の円で囲った部分）の表面に、合成シリカゲルが積層（図９Ｂの写真の矢印部分）していることを確認した。

【0064】

一方、図９Ｂの断面のＳＥＭ写真に示すように、実施例１で作製した除湿部材は、ガラス紙の表面から内部に至るまで、珪酸ナトリウム溶液を酸処理することで合成したシリカゲルが一体的に合成されていることを確認した。

【0065】

実施例２で作製した除湿部材の引張強度が実施例１の除湿部材と比較して、著しく高くなった原因は、以下の理由が考えられる。
（１）先ず、ハニカム構造体の当接部付近について検討する。上記のとおり、接着部より通気孔部側に形成した合成シリカゲルは、当接部の接着面積を増大する。ところで、混抄紙内部のシリカゲルは多孔質状（凹凸が多い）である。そのため、珪酸ナトリウム溶液が多孔質状のシリカゲルの隙間に侵入し、合成工程により、合成シリカゲルの一部が多孔質状のシリカゲルに入り組むことで、混抄紙内部の多孔質状のシリカゲルと外側の合成したシリカゲルの一体性、換言すると、多孔質状のシリカゲルと外側の合成したシリカゲルの接着性が高くなる。したがって、図３の隙間Ｓ部分の合成シリカゲルは、当接部の接着面積の増大に加え、平坦状基材２１およびコルゲート状基材２２の内部に含まれる多孔質状のシリカゲルと協同して、接着力の増強作用を奏していると考えられる。
（２）次に、平坦状基材およびコルゲート状基材全体について検討する。実施例２のハニカム構造体は、混抄紙内部の多孔質状の部分は維持された状態で、混抄紙表面のみが緻密な合成シリカゲルで覆われる。そのため、ハニカム構造体を構成する基材である混抄紙の外側と内側で剛性が異なることから、引張力が付加した際に、力が分散されやすくなる。換言すると、ハニカム構造体に引張力が付加された際に、ハニカム構造体の平坦状基材およびコルゲート状基材が引張力を分散しやすくなり、その結果、当接部２３に歪が集中し難くなる。一方、実施例１では、図９Ｂに示すように、ガラス紙の表面から内部に至るまで、合成シリカゲルで一体的に形成されていることから、引張力が付加した際に、力が分散され難くなる。そのため、付加された引張力が、当接部２３に集中することから、混抄紙と比較して、引張強度が弱くなったと考えられる。

【0066】

以上の結果より、本出願で開示する除湿部材の製造方法で除湿部材を製造する場合、先ずハニカム構造体を作製し、次いで、シリカゲルを合成することから、ハニカム構造体を形成する接着剤の選択肢が向上する。特に、特許文献２に記載の除湿部材は、約５００℃の焼成工程により除湿性能の向上を図っていることから、燃焼温度が５００℃より低い接着剤は使用できなかった。一方、本出願で開示する除湿部材は、燃焼温度が低い接着剤でも使用できる。

【0067】

また、合成シリカゲルは、シリカゲルが有する除湿機能に加え、ハニカム構造体の当接部分の接着機能を顕著に向上するとの効果を奏する。つまり、異なる２つの効果を奏することを確認した。混抄紙から形成したハニカム構造体の引張強度は、ガラス紙から形成したハニカム構造体の引張強度より低い（比較例２および４参照）。しかしながら、合成シリカゲルは、混抄紙に含まれる多孔質状のシリカゲルおよび繊維の両方に対して接着効果を示すことから、ハニカム構造体を形成する基材として混抄紙を用いた場合には、合成シリカゲルの接着機能が非常に優れることも確認した。

【産業上の利用可能性】

【0068】

本出願の開示によれば、除湿部材の引張強度が向上する。したがって、除湿装置の製造メーカー、除湿した空気が必要な製造業にとって有用である。

【符号の説明】

【0069】

１…除湿部材、２…ハニカム構造体、２１…平坦状基材、２２…コルゲート状基材、２２ａ…波頂部、２３…当接部、２３ａ…接着部、２３ｂ…合成シリカゲル、２４…通気孔部、１０…除湿ローター、Ｂ…境界、Ｈ…フルート山の高さ、Ｌ…フルート長さ、Ｓ…隙間、Ｚ…除湿ローターの回転中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2020年9月30日

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハニカム構造体を具備する除湿部材であって、
前記ハニカム構造体は、
平坦状基材およびコルゲート状基材と、
前記コルゲート状基材の波頂部と前記平坦状基材とが当接する当接部と、
通気孔部と、
を含み、
前記当接部は、
接着剤で接着された接着部と、
前記接着部より前記通気孔部側に形成されたシリカゲルと、
を含み、
前記接着剤を構成する成分が、前記接着部より前記通気孔部側に形成されたシリカゲルの成分と異なり、
前記平坦状基材および／または前記コルゲート状基材が、混抄紙である、
除湿部材。

【請求項2】

前記混抄紙が、繊維の隙間にシリカゲルを含み、
前記混抄紙に含まれるシリカゲルの空隙の量が、前記接着部より前記通気孔部側に形成されたシリカゲルの空隙の量より多い、
請求項１に記載の除湿部材。

【請求項3】

前記接着剤が、有機成分を含む、
請求項１または２に記載の除湿部材。

【請求項4】

請求項１〜３の何れか一項に記載の除湿部材を含む、除湿ローター。

【請求項5】

除湿部材の製造方法であって、該製造方法は、
ハニカム構造体に珪酸ナトリウム溶液を担持させる担持工程と、
担持工程によりハニカム構造体に担持された珪酸ナトリウムを酸処理することでシリカゲルを合成するシリカゲル合成工程と、
を含み、
前記ハニカム構造体は、
平坦状基材およびコルゲート状基材と、
前記コルゲート状基材の波頂部と前記平坦状基材とを接着する接着部と、
通気孔部と、
を含み、
前記平坦状基材および／または前記コルゲート状基材が、混抄紙である、
製造方法。

【請求項6】

前記接着剤が、有機成分を含む、
請求項５に記載の製造方法。

【手続補正書】

【提出日】2021年6月2日

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハニカム構造体を具備する除湿部材であって、
前記ハニカム構造体は、
平坦状基材およびコルゲート状基材と、
前記コルゲート状基材の波頂部と前記平坦状基材とが当接する当接部と、
通気孔部と、
を含み、
前記当接部は、
接着剤で接着された接着部と、
前記接着部より前記通気孔部側に形成され、珪酸ナトリウムから合成したシリカゲルと、
を含み、
前記接着剤を構成する成分が、前記接着部より前記通気孔部側に形成されたシリカゲルの成分と異なり、
前記平坦状基材および／または前記コルゲート状基材が、混抄紙であり、
前記混抄紙の内部には多孔質状のシリカゲルが含まれ、前記合成したシリカゲルの一部が前記多孔質状のシリカゲルに入り組むことで、前記混抄紙の内部の前記多孔質状のシリカゲルと前記合成したシリカゲルが一体性を有する、
除湿部材。

【請求項2】

前記混抄紙が、繊維の隙間にシリカゲルを含み、
前記混抄紙に含まれるシリカゲルの空隙の量が、前記接着部より前記通気孔部側に形成されたシリカゲルの空隙の量より多い、
請求項１に記載の除湿部材。

【請求項3】

前記接着剤が、有機成分を含む、
請求項１または２に記載の除湿部材。

【請求項4】

請求項１〜３の何れか一項に記載の除湿部材を含む、除湿ローター。

【請求項5】

除湿部材の製造方法であって、該製造方法は、
ハニカム構造体に珪酸ナトリウム溶液を担持させる担持工程と、
担持工程によりハニカム構造体に担持された珪酸ナトリウムを酸処理することでシリカゲルを合成するシリカゲル合成工程と、
を含み、
前記ハニカム構造体は、
平坦状基材およびコルゲート状基材と、
前記コルゲート状基材の波頂部と前記平坦状基材とを接着する接着部と、
通気孔部と、
を含み、
前記平坦状基材および／または前記コルゲート状基材が、混抄紙であり、
前記シリカゲル合成工程により、前記接着部より前記通気孔部側に珪酸ナトリウムから合成したシリカゲルが形成され、
前記混抄紙の内部には多孔質状のシリカゲルが含まれ、前記合成したシリカゲルの一部が前記多孔質状のシリカゲルに入り組むことで、前記混抄紙の内部の前記多孔質状のシリカゲルと前記合成したシリカゲルが一体性を有する、
製造方法。

【請求項6】

前記接着剤が、有機成分を含む、
請求項５に記載の製造方法。