(57)【要約】【課題】広範囲の水蒸気分圧の空間に対し、優れた除湿性能を発揮すること。【解決手段】吸湿材料１は、少なくとも銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトと、第２成分として、２５℃の吸着等温線における水蒸気分圧１００Ｐａ以上の範囲で吸湿量が前記銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトより大きい材料とを含む。これによりこの吸湿材料１は、水蒸気分圧が広範囲となる空間に対しても安定した吸湿特性を発揮し、除湿性能に優れた吸湿材料となる。その結果、吸湿材料の適用量を低減することが可能となり、小型化された吸湿部材および除湿装置を提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトと、第２成分として、２５℃の吸着等温線における水蒸気分圧１００Ｐａ以上の範囲で吸湿量が前記銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトより大きい材料とを含むことを特徴とする吸湿材料。
【請求項２】
第２成分が、ハイシリカ型ゼオライトであることを特徴とする請求項１記載の吸湿材料。
【請求項３】
第２成分が、Ｘ型ゼオライトであることを特徴とする請求項１記載の吸湿材料。
【請求項４】
吸湿材料に含まれる、銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトの割合が５０ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１から３記載の吸湿材料。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載の吸湿材料を担持したハニカム体からなることを特徴とする吸湿部材。
【請求項６】
一部が冷蔵または冷凍庫等の筐体の内部に臨み、他の一部が前記筐体の外に臨むように配置された回転可能な吸着ローターと、前記吸着ローターの駆動装置と、筐体内空気を循環させて前記吸着ローターに筐体内空気を供給する循環ファンと、外気を前記吸着ローターに供給する外気送風ファンとを備え、前記吸着ローターの吸湿部材が、請求項１から３のいずれか１項記載の吸湿材料を含むことを特徴とした除湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸湿材料、吸湿部材および除湿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の除湿装置は、吸着剤を担持した円板状吸着体（デシカントローター）で空気中の水分を吸着し、その後、加熱等により吸着した水分を放出するという手法が広く使用されている。例えば、冷凍冷蔵庫では、冷凍サイクルの着霜により冷却性能が低下することから、庫内の除湿を目的にした除湿装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、特許文献１に記載された従来の除湿装置の構成を示す概略図である。吸着剤を担持した円板状吸着体１００は、その一部が、冷蔵または冷凍庫の筐体１０１の内部に臨み、他の一部が、筐体１０１の外に臨むように筐体壁に設置されている。また、円板状吸着体１００には、駆動装置１０２が備えられ、筐体１０１内外を回転駆動する。筐体１０１の内側には、蒸発器１０３と蒸発器ファン１０４が、筐体１０１の外側には凝集器１０５と、凝集器ファン１０６が備えられている。
【０００４】
前記蒸発器ファン１０４は、筐体１０１内の空気を循環させるとともに、対面に設置された円板状吸着体１００にも空気を送風する。送風された空気中の水分は、円板状吸着体１００で吸着される。円板状吸着体１０１の水分を吸着した部分が、駆動装置１０２によって回転して、筐体１０１の外に移動する。筐体外では、凝集器１０５を通過した高温空気が凝集器ファン１０６により、前記円板状吸着体１０１に送風される。円板状吸着体１０１は、高温空気により加熱されて、吸着した水分が脱着し、吸着剤の再生が行われる。
【０００５】
このような除湿装置の吸着剤は、一般的にシリカゲルやゼオライトが多用されている。また、従来のシリカゲルやゼオライトに比べて、水蒸気が細孔内部に吸着するための吸着エネルギが弱く、吸着した水蒸気を、従来よりも低温で脱着できる低温再生吸着材として、結晶性ケイ酸リン酸アルミニウムや、結晶性リン酸アルミニウのようなリン酸骨格を有するゼオライトも使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００８／０８４５２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来のシリカゲルや、ゼオライト、その他の低温再生に着眼した吸着材では、吸湿特性が十分に発揮される水蒸気分圧の範囲が１００Ｐａ以上の環境であった。そのため、例えば、−２０℃以下となる冷凍庫内のような低湿度環境と、冷凍庫のドアを開閉した時に外気が侵入した場合の４００Ｐａ以上となる比較的高湿度環境との両者が生じる場合などには、高湿度環境では除湿可能であり、一定の低湿度化は実現できるが、低湿環境において、一層の低湿度化を実現する場合には、その効果を得ることができないという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、水蒸気分圧が広範囲となる空間に対しても安定した吸湿特性を発揮し、より低湿度環境を実現する、除湿性能に優れた吸湿材料、吸湿部材および除湿装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記従来の課題を解決するために、本発明の吸湿材料は、少なくとも銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトと、第２成分として、２５℃の吸着等温線における水蒸気分圧１００Ｐａ以上の範囲で吸湿量が、前記銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトより大きい材料とを含むことを特徴とする。また、吸湿部材および除湿装置は上記吸湿材料から構成されることを特徴とする。
【００１０】
前記構成によれば、銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトは、物理吸着に加えて、銅イオンに起因する化学的吸着力（静電引力）が高いため、１００Ｐａ未満の低水蒸気分圧環境での吸湿に優れ、また、２５℃の吸着等温線における水蒸気分圧１００Ｐａ以上の範囲で吸湿量が前記銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトより大きい材料は、物理吸着による作用が大きく、水蒸気分圧１００ｐａ以上の環境で吸湿特性に優れるため、両方の材料が持つ吸湿特性により水蒸気分圧が広範囲となる空間に対しても安定した吸湿特性を発揮し、より低湿度環境を実現する、除湿性能に優れた吸湿材料を提供することが可能となる。その結果、吸湿材料の適用量を低減することが可能となり、小型化された吸湿部材および除湿装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の吸湿材料、吸湿部材および除湿装置は、水蒸気分圧が広範囲となる空間に対しても安定した吸湿特性を発揮し、より低湿度環境を実現する、除湿性能に優れた吸湿材料、吸湿部材および除湿装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における吸湿材料を担時した吸湿部材の概略拡大断面図
【図２】本発明の実施の形態２における吸湿材料を担時した吸湿部材の概略拡大断面図
【図３】本発明の実施の形態３における吸湿部材の概略構成図
【図４】本発明の実施の形態４における除湿装置を装備した冷凍庫の概略構成図
【図５】従来の除湿装置を示した概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本開示にかかる吸湿材料は、少なくとも銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトと、第２成分として、２５℃の吸着等温線における水蒸気分圧１００Ｐａ以上の範囲で吸湿量が前記銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトより大きい材料とを含むことを特徴とする。
【００１４】
前記構成によれば、銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトは、物理吸着に加えて、銅イオンに起因する化学的吸着力（静電引力）が高く、１００Ｐａ未満の低水蒸気分圧環境で吸湿量に優れるため、適用環境をより低湿度環境に維持することが可能となる。
【００１５】
また、２５℃の吸着等温線における水蒸気分圧１００Ｐａ以上の範囲で吸湿量が前記銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトより大きい材料は、物理吸着による作用が大きく、水蒸気分圧１００ｐａ以上の環境で吸湿特性に優れるため、両者を適用することによって、水蒸気分圧が広範囲となる空間に対しても安定した吸湿特性を発揮し、除湿性能に優れた吸湿材料を提供することができる。
【００１６】
本発明に利用できる銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトは、市販のＺＳＭ−５型ゼオライトの銅イオン交換工程と、水洗工程と、乾燥工程のプロセスを経て調製する。
【００１７】
銅イオン交換は、既知の方法にて行うことができるが、塩化銅水溶液や硝酸銅水溶液など銅の可溶性塩の水溶液に浸漬する方法が一般的であり、中でもプロピオン酸銅（ＩＩ）や酢酸銅（ＩＩ）などカルボキシラトを含むＣｕ２＋溶液を用いた方法で調整されたものは、吸湿活性が高い。
【００１８】
水洗は、イオン交換後に十分に行う。
【００１９】
次いで、乾燥は加熱または減圧下乾燥を行い、表面付着水を除去する。なお、加熱乾燥の条件は、特に指定するものではないが、１００℃〜３００℃程度の加熱乾燥により、含まれる水分の約９０〜９５％を乾燥除去することができる。
【００２０】
さらに、真空熱処理を施すことにより、銅イオン交換されたＺＳＭ−５型ゼオライト５に含まれるＣｕ２＋をＣｕ＋へと還元し、より高い吸湿活性を発現し、吸湿機能を向上させることができるが、上記加熱乾燥または減圧下乾燥のみであってもよい。
【００２１】
真空熱処理を施す場合の条件は、圧力が１０ｍＰａ以下、好ましくは１ｍＰａ以下であり、温度はＣｕ＋への還元を進行させるため、３００℃以上、好ましくは５００℃〜６００℃程度である。
【００２２】
また、本発明に利用できる２５℃の吸着等温線における水蒸気分圧１００Ｐａ以上の範囲で吸湿量が前記銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトより大きい材料は、前記特性を満たしていればよく、合成ゼオライト、天然ゼオライト、シリカゲル、メソポーラス多孔体などでも良い。冷凍冷蔵庫でドア開閉時で外気が侵入するような比較的高湿環境に対しては、２５℃の吸着等温線における水蒸気分圧１００Ｐａ以上、１０００Ｐａ以下の範囲の水分吸着量が銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトより大きい材料を利用することが望ましい。
【００２３】
本構成によって、水蒸気分圧が広範囲となる空間に対しても安定した吸湿特性を発揮し、除湿性能に優れた吸湿材料として提供することができる。その結果、吸湿材料の適用量を低減することが可能となり、小型化された吸湿部材および除湿装置を提供することができる。
【００２４】
また、２５℃の吸着等温線における水蒸気分圧１００Ｐａ以上の範囲で吸湿量が前記銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトより大きい材料は、ハイシリカ型ゼオライトである構成であってもよい。
【００２５】
ハイシリカ型ゼオライトは、おおよそシリカ／アルミナ比が５以上の合成ゼオライトを指し、ドア開閉時を含む通常使用時の冷凍冷蔵庫内の水蒸気分圧範囲である１００Ｐａ以上１０００Ｐａ以下の領域における吸湿特性に優れる材料であるとともに、比較的疎水性であることから、放湿性にも優れるため吸放湿のバランスが良好である。そのため、１００Ｐａ未満の低水蒸気分圧環境で吸湿量に優れる銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトと組み合わせることにより、冷凍サイクルの着霜をさらに抑制することが可能となる。
【００２６】
ハイシリカ型ゼオライトとしては、ＭＦＩ型ゼオライト、Ｂｅｔａ型ゼオライト、ＭＯＲ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライトが望ましく、これらは、細孔径と細孔形状に起因して水との相互作用のし易さに優れているため、冷凍冷蔵庫のドア開閉時など、急激な水蒸気分圧の増大時にも、迅速に吸湿することが可能となる。
【００２７】
本構成によって、水蒸気分圧が広範囲となる空間に対しても安定した吸湿特性を発揮し、除湿性能に優れた吸湿材料を提供することができる。その結果、吸湿材料の適用量を低減することが可能となり、小型化された吸湿部材および除湿装置を提供することができる。
【００２８】
また、２５℃の吸着等温線における水蒸気分圧１００Ｐａ以上の範囲で吸湿量が前記銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトより大きい材料が、Ｘ型ゼオライトであってもよい。
【００２９】
Ｘ型ゼオライトは、ドア開閉時を含む通常使用時の冷凍冷蔵庫内の水蒸気分圧範囲である１００Ｐａ以上１０００Ｐａ以下の領域における吸湿特性に優れる材料であるため、１００Ｐａ未満の低水蒸気分圧環境で吸湿量に優れる銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトと組み合わせることにより、通常使用時未満の低湿環境を実現し、冷凍サイクルの着霜をさらに抑制することが可能となる。
【００３０】
また、前記ハイシリカ型ゼオライトよりも、Ｘ型ゼオライトは水蒸気分圧１００Ｐａ以上１０００Ｐａ以下範囲における吸湿量が多いため、吸湿材料の使用量が低減でき、除湿装置をコンパクト化することが可能となる。
【００３１】
本構成によって、水蒸気分圧が広範囲となる空間に対しても安定した吸湿特性を発揮し、除湿性能に優れた吸湿材料を提供することができる。その結果、吸湿材料の適用量を低減することが可能となり、小型化された吸湿部材および除湿装置を提供することができる。
【００３２】
また、吸湿材料に含まれる、銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトの割合が５０ｗｔ％以下であってもよい。
【００３３】
水蒸気分圧が１００Ｐａ未満の領域では、除湿すべき絶対水分量が低いため、１００Ｐａ未満の低水蒸気分圧環境で吸湿量に優れる銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトの割合は、適切に設計する必要がある。冷凍冷蔵庫内環境などの約−２０℃から５℃の温度範囲では、銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトの割合をおよそ５０ｗｔ％以下とすることで、２５℃の吸着等温線における水蒸気分圧１００Ｐａ以上の範囲で吸湿量が前記銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトより大きい材料が、水蒸気分圧１００Ｐａ以上で大容量に吸湿するため、吸湿材料の使用量を適正化することができる。
【００３４】
また、本開示にかかる吸湿部材は、前記吸湿材料を担持したハニカム体からなることを特徴とする。本開示にかかる吸湿材料をハニカム体に担持して形成することにより、吸湿材料と大気の接触表面積が大きくなり、水蒸気を効率的に吸着することができる。
【００３５】
また、吸湿材料を薄く担時形成することで、吸湿材料の細孔内への水の吸着が促進され、速やかに除湿することができる。
【００３６】
また、本開示にかかる除湿装置は、一部が冷蔵または冷凍庫等の筐体の内部に臨み、他の一部が前記筐体の外に臨むように配置された回転可能な吸着ローターと、前記吸着ローターの駆動装置と、筐体内空気を循環させて前記吸着ローターに筐体内空気を供給する循環ファンと、外気を前記吸着ローターに供給する外気送風ファンとを備え、前記吸着ローターの吸湿部材が、吸湿材料を含むことを特徴とする。
【００３７】
本開示における構成によって、水蒸気分圧が広範囲となる空間に対しても安定した吸湿特性を発揮し、除湿性能に優れた除湿装置を提供することが可能となる。
【００３８】
その結果、吸湿材料の適用量を低減することが可能となり、小型化された除湿装置を提供することができる。
【００３９】
以下、本発明の代表的な実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における吸湿材料を担持した吸湿部材の概略拡大断面図である。
【００４１】
図１において、１は吸湿材料で、基材２に担時されている。３はバインダーで、吸湿材料１を前記基材２に固定している。
【００４２】
吸湿材料１は、少なくとも、銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトと、第２成分として、２５℃の吸着等温線における水蒸気分圧１００Ｐａ以上の範囲で吸湿量が前記銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトより大きい材料とを含んでいるが、その他の材料を含んでいても良い。
【００４３】
銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトは、物理吸着に加えて、銅イオンに起因する化学的吸着力（静電引力）が高く、１００Ｐａ未満の低水蒸気分圧環境で吸湿量に優れるため、適用環境をより低湿度環境に維持することが可能となる。一方、２５℃の吸着等温線における水蒸気分圧１００Ｐａ以上の範囲で吸湿量が前記銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトより大きい材料は、物理吸着による作用が大きく、水蒸気分圧１００ｐａ以上の環境で吸湿特性に優れるため、両者を適用することによって、水蒸気分圧が広範囲となる空間に対しても安定した吸湿特性を発揮することができる。
【００４４】
ここで上記２５℃の吸着等温線における水蒸気分圧１００Ｐａ以上の範囲で吸湿量が前記銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトより大きい材料は、ハイシリカ型ゼオライトとすることかできる。
【００４５】
ハイシリカ型ゼオライトは、おおよそシリカ／アルミナ比が５以上の合成ゼオライトを指し、ドア開閉時を含む通常使用時の冷凍冷蔵庫内の水蒸気分圧範囲である１００Ｐａ以上１０００Ｐａ以下の領域における吸湿特性に優れる材料であるとともに、比較的疎水性であることから、放湿性にも優れるため吸放湿のバランスが良好である。そのため、１００Ｐａ未満の低水蒸気分圧環境で吸湿量に優れる銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトと組み合わせることにより、冷凍サイクルの着霜をさらに抑制することが可能となる。
【００４６】
ハイシリカ型ゼオライトとしては、ＭＦＩ型ゼオライト、Ｂｅｔａ型ゼオライト、ＭＯＲ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライトが望ましく、これらは、細孔径と細孔形状に起因して水との相互作用のし易さに優れているため、冷蔵冷凍庫のドア開閉時など、急激な水蒸気分圧の増大時にも、迅速に吸湿することが可能となる。
【００４７】
また、２５℃の吸着等温線における水蒸気分圧１００Ｐａ以上の範囲で吸湿量が前記銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトより大きい材料は、Ｘ型ゼオライトであってもよい。
【００４８】
Ｘ型ゼオライトは、ドア開閉時を含む通常使用時の冷凍冷蔵庫内の水蒸気分圧範囲である１００Ｐａ以上１０００Ｐａ以下の領域における吸湿特性に優れる材料であるため、１００Ｐａ未満の低水蒸気分圧環境で吸湿量に優れる銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトと組み合わせることにより、通常使用時未満の低湿環境を実現し、冷凍サイクルの着霜をさらに抑制することが可能となる。
【００４９】
また、Ｘ型ゼオライトは前記ハイシリカ型ゼオライトよりも、水蒸気分圧１００Ｐａ以上１０００Ｐａ以下範囲における吸湿量が多いため、吸湿材料の使用量が低減でき、除湿装置をコンパクト化することが可能となる。
【００５０】
前記基材２は、セラミック繊維紙や不織布材料、樹脂あるいは金属からなる。
【００５１】
前記バインダー３は、無機または有機成分のバインダーを用いても良いが、無機または有機バインダーなどを加え、成形体とする場合に、無機結合材や、有機バインダーを添加した後、熱処理を行う場合や、吸湿材再生時の温度を考慮し、使用するバインダーの種類、添加量などの条件を適正とする必要がある。耐熱性を考慮すると、コロイダルシリカなど無機系のバインダーが望ましい。
【００５２】
（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態おける吸湿材料を担時した吸湿部材の概略拡大断面図である。
【００５３】
実施の形態１と異なる点は、大気の流れ方向に対して平行方向に吸湿材料１を層状に配設していることであり、前記相違点を中心に説明する。なお、その他の作用効果については実施の形態２と同様である。また、図２において実施の形態１と同じ構成材料には同じ符号を付けている。
【００５４】
気流に対し上流から下流に向けて、Ｘ型、および／またはハイシリカ型ゼオライト（２５℃の吸着等温線における水蒸気分圧１００Ｐａ以上の範囲で吸湿量が銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトより大きい材料）、次に、銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトの順で層状に配置する。このように配置することで、まず、比較的高い水蒸気分圧の高い領域の吸湿に優れているＸ型、および／またはハイシリカ型ゼオライトで吸湿され、次に水蒸気分圧が低下した空気が銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトへ送られる。銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトは、比較的低い水蒸気分圧の領域の吸湿に優れているので、水蒸気量の少ない状態からさらなる吸湿が可能であり、より高い除湿効果が得られる。
【００５５】
（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態おける吸湿部材の概略構成図である。
【００５６】
本実施の形態における吸湿部材は実施の形態１および２で説明した吸湿材料を担持したものであり、吸湿材料の作用効果については実施の形態１および２と同様である。また、図３において実施の形態１、２と同じ構成材料には同じ符号を付けている。
【００５７】
図３において吸湿部材４はハニカム構造やコルゲート形状からなる。ハニカム構造とは正六角形または正六角柱、三角形や四角形を隙間なく並べた構造であり、コルゲート形状は波型で形成されている。
【００５８】
これらの構造体に吸湿材料１を担持することで、一定容積内における吸湿材料の担持面積を拡大でき、担持可能な吸湿材料の量が増加することで、最大吸着量を多くできるメリットがある。コルゲート形状の表面積はセル数を増やすことで増加可能である。
【００５９】
コルゲート形状に吸湿部材料を担持したサンプルの吸湿量の一例を表１に示す。
【００６０】
【表１】
2019107576.tif 000003
サンプルＢは、サンプルＡよりも、セル数を２８４から４１３に増加し、表面積を２５％増量したものである。吸湿材料の担持量は、３８．８ｇで同量であるが、表面積を２５％増加したサンプルＢは、吸湿量が３５％増加する結果が得られた。
【００６１】
このように、一定容積内における吸湿材料の担持面積の拡大で、吸湿量が多くなり、除湿効果を高めることが可能となる。また、粉末やペレット形状で吸着部材を構成するよりも、上記構造体に担持することで、大気との接触機会も増えて、吸湿材料のサイト中に吸着が促進され、除湿スピードを速くすることも可能となる。
【００６２】
（実施の形態４）
図４は、本発明の第４の実施の形態おける除湿装置を装備した冷凍庫の概略構成図である。本実施の形態は、実施の形態３で説明した吸湿部材からなる除湿装置を装備した冷凍庫であり、吸湿材料および吸湿部材の作用効果については、実施の形態１から３と同様である。また、図４において、実施の形態１から３と同じ構成材料には、同じ符号を付けている。
【００６３】
図４において、除湿装置の構成例および動作例を説明する。
【００６４】
冷凍庫の筐体５内部には、蒸発器６と、前記蒸発器６へ前記筐体５内の空気を吸気して供給する循環ファン７が配設されている。前記循環ファン７により吸気された空気は、前記蒸発器６通過時に冷却され、低温の空気が再び前記筐体５へ送られる。前記筐体５内の空気が、前記循環ファン７で循環することで、前記筐体５全体の空気が冷却されていく。前記吸湿部材４は、前記蒸発器６と前記循環ファン７の間に配置される。前記吸湿部材４は、その一部が前記筐体５の内部に臨み、他の一部が前記筐体５の外部に臨むように前記筐体５の壁を貫通して配置される。前記筐体５を貫通した孔と、前記吸湿部材４の隙間は、外気が侵入しないように密封され、かつ断熱構造となっている。
【００６５】
前記吸湿部材４は、駆動装置８で前記筐体５の内外を回転駆動する。前記筐体５外部には、凝縮器９と外気送風ファン１０を備え、前記外気送風ファン１０により、前記凝縮器９を通過した空気が、前記吸湿部材４に供給される。
【００６６】
前記循環ファン７により吸気された空気中の水蒸気は、前記吸湿部材４に通過する際に吸湿され、前記蒸発器６に到達する空気は低湿度となっており、前記蒸発器６への着霜が抑制される。前記吸湿部材４の吸湿状態の部位が回転して、前記筐体５の外部に位置すると、前記外気送風ファン１０からの空気が送風される。前記外気送風ファン１０から送られた空気は、前記凝縮器９の排熱で温められており、室温による変動があるが３０℃から４０℃の高温空気となる。この高温空気が、前記吸湿部材４に送風されることで、吸着していた水蒸気が吸湿材料１から脱着して、吸湿材料１は再生される。前記吸湿部材４は、再び水蒸気を吸着することが可能となる。再生時は、排熱を利用するので、前記吸湿部材４の再生のためのヒータなどの加熱手段が不要となる。また、吸着再生を連続的に行うので、吸着飽和量が限られることなく、バッチ式のように吸着飽和による再生の手間が不要となり、半永久的に使用することができる。
【００６７】
さらに、前記吸湿部材４の吸湿材料を銅イオン交換ＺＳＭ−５型と、Ｘ型ゼオライト、および／またはハイシリカ型ゼオライトを組み合わせていることから、水蒸気分圧が広範囲となる空間に対しても安定した吸湿特性を発揮し、より低湿度環境を実現することができる。特に、冷凍庫のドア開閉による外気侵入時と夜間のドア開閉がない状況のどちらにおいても効果的に除湿を行うことが可能となる。
【実施例】
【００６８】
本発明について、以下実施例および参考例に基づいて、より具体的に説明する。なお、本発明はこれに限定されるものではない。当業者は本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変更、修正、および改変を行うことができる。
【００６９】
（参考例）
参考例の吸湿材料として、吸着ローターで汎用されるＹ型ゼオライトを準備した。Ｙ型ゼオライトの２５℃における吸湿等温線をＢＥＬＳＯＲＰ−１８（日本ベル社製）を使用した吸着容量法により測定した。また、Ｙ型ゼオライトを吸着ローターの吸湿材料として適用した除湿装置を冷凍庫に装備し、−２０℃環境庫内の相対湿度を計測した。
【００７０】
その結果、吸湿量は、水蒸気分圧１０Ｐａでは１０ｍｌ／ｇ、１００Ｐａでは１２０ｍｌ／ｇ、４２０Ｐａでは１５０ｍｌ／ｇであった。また、−２０℃環境下の相対湿度は、１３％ＲＨであった。これらの結果を表２に示す。
【００７１】
（実施例１）
実施例１の吸湿材料として、銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライト３０ｗｔ％に対し、第２成分としてシリカ／アルミナ比が５．５のＹ型ゼオライトを７０ｗｔ％配合した吸湿材料、および吸湿部材を調整した。この実施例１の吸湿材料について参考例と同様にして、吸着等温線および−２０℃環境下の相対湿度を計測した。
【００７２】
その結果、吸湿量は、水蒸気分圧１０Ｐａでは１６ｍｌ／ｇ、１００Ｐａでは１０５ｍｌ／ｇ、４２０Ｐａでは１２９ｍｌ／ｇであった。また、−２０℃環境下の相対湿度は、６％ＲＨであった。これらの結果を表２に示す。
【００７３】
この実施例１の吸湿材料は、銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトを３０ｗｔ％含むため、参考例のＹ型ゼオライトよりも低水蒸気分圧での吸湿量に優れ、その結果、−２０℃環境下の相対湿度は６％ＲＨとなり、適用環境を参考例よりもさらに低湿度に維持することが可能となった。
【００７４】
また、配合したＹ型ゼオライトは、細孔径と細孔形状に起因して水との相互作用のし易さに優れているため、冷凍庫のドア開閉時など、急激な水蒸気分圧の増大時にも、迅速に吸湿することが可能となる。また、比較的疎水性であることから、放湿性にも優れ、吸放湿のバランスが良好である。そのため、１００Ｐａ未満の低水蒸気分圧環境で吸湿量に優れる銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトと組み合わせることにより、冷凍サイクルの着霜をさらに抑制することが可能となる。
【００７５】
本構成によって、水蒸気分圧が広範囲となる空間に対しても安定した吸湿特性を発揮し、除湿性能に優れた吸湿材料、吸湿部材、除湿装置を提供することができる。
【００７６】
（実施例２）
実施例２の吸湿材料として、銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライト３０ｗｔ％に対し、第２成分としてシリカ／アルミナ比が１８のＭＯＲ型ゼオライトを７０ｗｔ％配合した吸湿材料、および吸湿部材を調整した。この実施例２の吸湿材料について参考例と同様にして、吸着等温線および−２０℃環境下の相対湿度を計測した。
【００７７】
その結果、吸湿量は、水蒸気分圧１０Ｐａでは１６ｍｌ／ｇ、１００Ｐａでは１０５ｍｌ／ｇ、４２０Ｐａでは１０８ｍｌ／ｇであった。また、−２０℃環境下の相対湿度は、６％ＲＨであった。これらの結果を表２に示す。
【００７８】
この実施例２の吸湿材料は、銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトを３０ｗｔ％含むため、参考例のＹ型ゼオライトよりも低水蒸気分圧での吸湿量に優れ、その結果、−２０℃環境下の相対湿度は６％ＲＨとなり、適用環境を参考例よりもさらに低湿度に維持することが可能となった。
【００７９】
また、配合したＭＯＲ型ゼオライトは、細孔径と細孔形状に起因して水との相互作用のし易さに優れているため、冷凍庫のドア開閉時など、急激な水蒸気分圧の増大時にも、迅速に吸湿することが可能となる。また、比較的疎水性であることから、放湿性にも優れ、吸放湿のバランスが良好である。そのため、１００Ｐａ未満の低水蒸気分圧環境で吸湿量に優れる銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトと組み合わせることにより、冷凍サイクルの着霜をさらに抑制することが可能となる。
【００８０】
本構成によって、水蒸気分圧が広範囲となる空間に対しても安定した吸湿特性を発揮し、除湿性能に優れた吸湿材料、吸湿部材、除湿装置を提供することができる。
【００８１】
（実施例３）
実施例３の吸湿材料として、銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライト３０ｗｔ％に対し、第２成分としてＸ型ゼオライトを７０ｗｔ％配合した吸湿材料、および吸湿部材を調整した。この実施例３の吸湿材料について参考例と同様にして、吸着等温線および−２０℃環境下の相対湿度を計測した。
【００８２】
その結果、吸湿量は、水蒸気分圧１０Ｐａでは１５．３ｍｌ／ｇ、１００Ｐａでは１６１ｍｌ／ｇ、４２０Ｐａでは２３４ｍｌ／ｇであった。また、−２０℃環境下の相対湿度は、６％ＲＨであった。これらの結果を表２に示す。
【００８３】
この実施例３の吸湿材料は、銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトを３０ｗｔ％含むため、参考例のＹ型ゼオライトよりも低水蒸気分圧での吸湿量に優れ、その結果、−２０℃環境下の相対湿度は６％ＲＨとなり、適用環境を参考例よりもさらに低湿度に維持することが可能となった。
【００８４】
また、配合したＸ型ゼオライトは、ドア開閉時を含む通常使用時の冷凍冷蔵庫内の水蒸気分圧範囲である１００Ｐａ以上１０００Ｐａ以下の領域における吸湿特性に優れる材料であるため、１００Ｐａ未満の低水蒸気分圧環境で吸湿量に優れる銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトと組み合わせることにより、通常使用時未満の低湿環境を実現し、冷凍サイクルの着霜をさらに抑制することが可能となる。
【００８５】
また、Ｘ型ゼオライトはハイシリカ型ゼオライトよりも、水蒸気分圧１００Ｐａ以上１０００Ｐａ以下範囲における吸湿量が多いため、吸湿材料の使用量が低減でき、除湿装置をコンパクト化することが可能となる。
【００８６】
本構成によって、水蒸気分圧が広範囲となる空間に対しても安定した吸湿特性を発揮し、除湿性能に優れた吸湿材料を提供することができる。その結果、吸湿材料の適用量を低減することが可能となり、小型化された吸湿部材および除湿装置を提供することができる。
【００８７】
【表２】
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ここで、水蒸気分圧１００Ｐａは、冷凍庫内環境に相当する水蒸気量である。また、同４２０Ｐａは、夏期環境における冷凍庫のドア開閉で外気が冷凍庫内に侵入した場合の水蒸気量に相当する。夏期環境の冷凍庫内では１００Ｐａ以下の状態から４２０Ｐａの相当の水蒸気圧の急激な変化が発生していることが推定される。また、水蒸気分圧１０Ｐａは、冷凍サイクルの着霜を防止するための水蒸気量と推定する。
【００８８】
このような湿度環境の庫内に、本開示にかかる構成の吸湿材料を備えることで、水蒸気分圧が広範囲となる空間に対しても安定した吸湿特性を発揮し、除湿性能に優れた吸湿材料を提供することができる。その結果、吸湿材料の適用量を低減することが可能となり、小型化された吸湿部材および除湿装置を提供することができる。
【００８９】
なお、２５℃の吸着等温線における水蒸気分圧１００Ｐａ以上の範囲で吸湿量が前記銅イオン交換ＺＳＭ−５型ゼオライトより大きい材料としては、Ｘ型が最も好ましい。
【００９０】
また、吸湿材料の混合比率は、銅交換ＺＳＭ−５型ゼオライトが、少なくとも５０ｗｔ％以下であればよく、少なくとも銅交換ＺＳＭ−５型ゼオライトを含んでいれば、第３、第４の成分を含む構成でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
以上のように、本発明にかかる吸湿材料、吸湿部材および除湿装置は、水蒸気分圧が広範囲となる空間に対しても安定した吸湿特性を発揮し、除湿性能に優れた吸湿材料を提供することができるので、冷凍環境から室温環境までの除湿に対応可能である。よって、冷却システムを有する冷凍庫、冷蔵庫、エアコンの着霜防止、野菜の低温保存時や室内の結露防止、食品工業分野で使用される低温乾燥促進の用途などに適応できる。
【符号の説明】
【００９２】
１  吸湿材料
２  基材
３  バインダー
４  吸湿部材
５  筐体
６  蒸発器
７  循環ファン
８  駆動装置
９  凝縮器
１０  外気送風ファン
【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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