(57)【要約】【課題】基材表面へのシリカゲルの添着性に優れた製造方法及びそれにより得られた基材の提供を目的とする。【解決手段】基材をゾル状態のシリカ系粒子が含まれる液中に浸漬し、電気泳動方法にて当該基材の表面にシリカ系粒子を析出させるステップと、基材の表面に析出させたシリカゾルをゲル化するステップとを有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材をゾル状態のシリカ系粒子が含まれる液中に浸漬し、電気泳動方法にて当該基材の表面にシリカ系粒子を析出させるステップと、
基材の表面に析出させたシリカゾルをゲル化するステップとを有することを特徴とするシリカ添着基材の製造方法。
【請求項２】
前記シリカ系粒子がアルコキシシランの加水分解から得られるシリカゾルであり、
ゲル化するステップは塩基触媒を用いたものであることを特徴とする請求項１記載のシリカ添着基材の製造方法。
【請求項３】
前記基材はアルミ製の伝熱基材であることを特徴とする請求項１又は２記載のシリカ添着基材の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法により製造されたものであることを特徴とするシリカ添着基材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面にシリカ（シリカゲル層）を添着させた基材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリカゲルは水分の吸着性があることから、乾燥剤として広く使用されている。
シリカゲルが水蒸気の吸着性に優れるとともに、吸着した水蒸気を１００℃以下、例えば約８０℃位で放出し再生することに着目し、近年、吸着式冷凍機における冷媒の吸着・脱着伝熱基材（熱交換器）として検討されている。
しかし、これまで検討されている伝熱基材の構造は、熱交換器の表面に設けた伝熱フィン等の間にシリカゲル粒子を充填しただけのものであり、熱伝導性が低く伝熱面を大きくするためには、装置が大型になる技術的課題があった。
【０００３】
特許文献１に活性炭にシリカゲルを添着させた改良吸着剤を開示するが、伝熱基材等の基材と吸着剤を一体化させたものではない。
特許文献２にアルミニウムの表面に陽極酸化皮膜を形成し、この皮膜の多孔性を利用し、シリカゲルを担持させた伝熱材料を開示するが、陽極酸化皮膜の孔径が小さく、シリカゲルを充分に担持させることは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２６３３９４号公報
【特許文献２】特開２００５−１２７６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は基材表面へのシリカゲルの添着性に優れた製造方法及びそれにより得られた基材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るシリカ添着基材の製造方法は、基材をゾル状態のシリカ系粒子が含まれる液中に浸漬し、電気泳動方法にて当該基材の表面にシリカ系粒子を析出させるステップと、基材の表面に析出させたシリカゾルをゲル化するステップとを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明におけるゾル状態のシリカ系粒子とは、電気泳動により基材表面に析出することができる電荷を帯びた粒子をいい、その後のゲル化により二酸化ケイ素主体のシリカゲルとなるものである。
また、シリカ系粒子には、他の蒸気吸着性微粒子、例えば活性アルミナ微粒子、珪酸カルシウム微粒子等と複合化させたものも含まれる。
【０００８】
ゾル状態のシリカ粒子としては、珪酸ナトリウム溶液を出発原料とするもの，アルコキシシランの加水分解によるものがあり、その他にシリカの微粒子を液中に分散させたコロイド溶液がある。
本発明は、シリカ系粒子がアルコキシシランの加水分解から得られるシリカゾルであり、ゲル化するステップは塩基触媒を用いたものであるのが望ましい。
珪酸ナトリウム溶液を原料とするものよりも比較的温和な条件で製造できるからである。
【０００９】
基材は表面にシリカゲル層を添着させるものであり、電気泳動法にて荷電粒子を析出させることができる導電性の材料からなるものをいう。
本発明に係るシリカ添着基材を伝熱材料に応用するには、基材は熱伝導性の高い金属材料が好ましく、軽量である点ではアルミニウム及びその合金が望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るシリカ添着基材の製造方法は、シリカ系のゾル粒子を電気泳動法にて基材表面に析出させた後にゲル化させるので、シリカゲルの基材への密着性に優れる。
よって、熱交換器等の伝熱基材に応用すると、シリカゲル層が伝熱基材と一体化された複合材となり、冷媒の吸着及び脱着に優れた伝熱基材になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るシリカ添着方法の例を示す。
【図２】基材表面に析出したシリカ粒子の顕微鏡写真及び粒子分布の測定結果を示す。
【図３】電気泳動における印加電圧とシリカ添着量の測定結果を示す。
【図４】ゾル溶液のｐＨとシリカ添着量の測定結果を示す。
【図５】３０℃における水蒸気の吸着等温線の測定結果を示す。
【図６】陽極酸化の処理条件を示す。
【図７】シリカゾルの調整条件を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
試作サンプルを製作し、具体的に評価したので以下説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。
【００１３】
基材の試作サンプルとしては、大きさ２７×１８ｍｍ、板厚０．３ｍｍのアルミ板と、その表面に陽極酸化皮膜を形成した２種類を用いた。
陽極酸化の処理条件を図６に示す。
また、シリカゾルを形成するための調整条件を図７に示す。
シリカソース化合物としてテトラエトキシシランを用い、エタノール溶媒中にて加水分解させた。
なお、加水分解条件は、アンモニア水を用いてｐＨ１１．３〜１２．３の範囲に調整した。
【００１４】
今回評価した製造プロセスの概要を図１に示す。
ステップ１は、シリカゾル液中にて電気泳動法にて試験サンプル板の表面にシリカゾル粒子を析出させる条件例を示す。
試験サンプルを正極にし、その対極としてスチール板（Ｓｔ）を液中に浸漬し、両極間に直流電圧を印加した。
ステップ２は、アンモニアを触媒に用いてゲル化する条件例を示す。
アンモニア水を加えたｐＨ＝１０．７の条件で脱水縮合反応を促進させ、その後に１５０℃，２４時間熱処理した。
次に評価結果を説明する。
図２にシリカゾルのｐＨ条件と電気泳動により析出したシリカ粒子の分布測定結果を示す。
液温１５℃，印加電圧２００Ｖ，印加時間１０分の場合である。
ｐＨ＝１１．３，１１．６，１２．３の３種類の条件を比較すると、アルカリ性が高い方が粒子径が大きくなる傾向が認められた。
図３に液温１５℃，ｐＨ＝１１．６，印加時間１０分における印加電圧とシリカの添着量の関係を測定した結果を示す。
グラフ中「ＳｉＯ２／Ａｌ」はアルミ板の試験サンプルを示し、「ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３」はアルミ板の表面に陽極酸化皮膜を形成した試験サンプルを示す。
この結果、アルミ板の方がシリカが添着しやすいことが明らかになった。
図４に液温１５℃，印加電圧２００Ｖ，印加時間１０分におけるｐＨとシリカ添着量の関係を測定した結果を示す。
図２の粒子径の結果と合せて考察するとｐＨが高い方が粒子径が大きくなるが、電気泳動による添着量が少なくなる傾向がある。
シリカの添着量が多い観点からはｐＨ＝１１．３〜１１．８の範囲がよい。
次に試作サンプルを用いて、３０℃における水蒸気吸着等温線を測定評価した結果を図５に示す。
このグラフから本発明に係る方法を用いて製造したシリカ添着基材に、水蒸気の吸着特性があることが確認できた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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