CN111148962B - 热交换元件用片、其制造方法、热交换元件及热交换器 - Google Patents

热交换元件用片、其制造方法、热交换元件及热交换器 Download PDF

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Abstract

本发明的课题在于提供一种热交换元件用片、其制造方法、热交换元件及热交换器，其通过具有高耐水性，且还具有优异的形体稳定性，从而生产性也优异。本发明为一种热交换元件用片，其至少包括多孔质基材与树脂层的层叠体，且所述树脂层至少含有聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物及氨基甲酸酯树脂。

Description

热交换元件用片、其制造方法、热交换元件及热交换器
技术领域
本发明涉及一种热交换元件用片。
背景技术
热交换器作为住宅、建筑物的换气设备的节能构件备受关注。热交换器包括自室内及室外的空气流路、热交换元件、送风机。在所述热交换元件内，结构如下：使自室内向室外排出的空气的“温度”及“湿度”转移至自室外向室内供给的空气，返回室内。热交换元件的构成是由衬垫片(liner sheet)与波纹片(corrugate sheet)的两种热交换元件用片形成。其中，对于衬垫片，为了提高热交换元件的温度交换效率、湿度交换效率、有效换气量率，要求热传导性、透湿度、气体遮蔽性，正在进行提高其性能的研究。
此处，作为热交换元件用片，已知有对以亲水性纤维的纸浆等为主体的纸赋予无机盐等吸湿剂的片(参照专利文献1)、在多孔性膜的单面形成有具有气体遮蔽性且能够透过水蒸气的亲水性树脂膜的片(参照专利文献2)。并且，专利文献2中公开有：热交换元件用片所包括的亲水性树脂膜含有的聚乙烯基吡咯烷酮是交联而成，由此，能够抑制所述亲水性树脂膜所含的聚乙烯基吡咯烷酮溶出至附着于亲水性树脂膜的结露水等中，因此所述亲水性树脂膜的耐水性提高，结果，所述热交换元件用片的耐水性也提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2008-14623号公报
专利文献2：日本专利特开2017-020779号公报
发明内容
发明所要解决的问题
随着热交换器的普及，对寒冷地区的浴室或温水池、汽车等中所使用的热交换器的要求变强，就专利文献1所公开的热交换元件用片而言，存在由于结露、结冰而尺寸发生变化，另外，无机盐溶出至结露水中，热交换元件用片的透湿度降低的问题。
另外，就专利文献2所公开的热交换元件用片而言，没有发现专利文献1所公开的热交换元件用片中发现的所述问题。另外，如上所述，所述热交换元件用片所包括的亲水性树脂膜含有交联的聚乙烯基吡咯烷酮，因此其耐水性优异。但是，另一方面，所述热交换元件用片的制造工序包括在多孔质基材上涂布亲水性树脂膜形成用涂液，继而，对所述涂膜照射紫外线，由此使所述涂膜中含有的聚乙烯基吡咯烷酮交联的工序，但由于所述工序，亲水性树脂膜固化收缩，因此所述热交换元件用片的形体稳定性差，结果，存在所述热交换元件用片以及使用所述热交换元件用片的热交换元件的生产性变差的问题。
此外，在专利文献2所公开的热交换元件用片中，若将所述热交换元件用片所包括的亲水性树脂膜中含有的聚乙烯基吡咯烷酮设为不具有交联结构，则不会发现热交换元件用片的形体稳定性变差的问题，但取而代之，由于结露或结冰，聚乙烯基吡咯烷酮溶出至结露水中，发生亲水性树脂膜自多孔性膜的面上的脱落，亲水性树脂膜无法堵塞多孔性膜的孔，结果，热交换元件用片的气体遮蔽性变差。即，在所述情况下，可发现热交换元件用片的耐水性变差的问题。
因此，鉴于以上说明的情况，本发明的问题在于提供一种热交换元件用片，其通过具有高耐水性(具体而言，在产生结露或结冰的使用环境下使用的前后，维持优异的透湿度及优异的气体遮蔽性的性能)，且还具有优异的形体稳定性，从而生产性也优异。
解决问题的技术手段
为了解决所述问题，本发明具有如下特征。即，
(1)一种热交换元件用片，其至少包括多孔质基材与树脂层的层叠体，且所述树脂层至少含有聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物及氨基甲酸酯树脂；
(2)根据(1)所述的热交换元件用片，其中，所述树脂层含有丙烯酸树脂；
(3)根据(2)所述的热交换元件用片，其中，所述丙烯酸树脂包含由具有两个以上的碳-碳双键的丙烯酸酯交联而成的丙烯酸树脂；
(4)根据(2)或(3)所述的热交换元件用片，其中，所述丙烯酸树脂具有交联结构，且所述交联结构包含由下述化学式(I)或化学式(II)所表示的结构：
[化1]
Figure GDA0003203307570000021
(R1～R2表示任意长度的烷基链，X1～X6表示任意元素或分子结构)
[化2]
Figure GDA0003203307570000022
(R1～R4表示任意长度的烷基链，X1～X8表示任意元素或分子结构)；
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的热交换元件用片，其中，相对于所述树脂层整体，所述聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物的含量为50质量％以上且95质量％以下；
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的热交换元件用片，其中，相对于所述树脂层整体，所述聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物的含量为50质量％以上且90质量％以下，且所述聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物与所述氨基甲酸酯树脂的含量比(聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物的含量(质量％)/氨基甲酸酯树脂的含量(质量％))为1.0以上且9.0以下；
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的热交换元件用片，其中，相对于所述树脂层整体，所述聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物的含量为50质量％以上且85质量％以下，且所述聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物与所述氨基甲酸酯树脂的含量比(聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物的含量(质量％)/氨基甲酸酯树脂的含量(质量％))为2.0以上且6.0以下；
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的热交换元件用片，所述聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物具有交联结构；
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的热交换元件用片，其中，所述树脂层的单位面积重量为0.1g/m2以上，且所述树脂层的单位面积重量相对于所述多孔质基材的单位面积重量的比(树脂层的单位面积重量/多孔质基材的单位面积重量)为0.18以下；
(10)一种热交换元件用片的制造方法，其是根据(1)至(9)中任一项所述的热交换元件用片的制造方法，包括：在将含有聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物、氨基甲酸酯树脂、及具有两个以上的碳-碳双键的丙烯酸酯的涂液组合物涂布于所述多孔质基材上而形成涂膜后，对所述涂膜照射紫外线的工序；
(11)一种热交换元件，其使用根据(1)至(9)中任一项所述的热交换元件用片；
(12)一种热交换器，其使用根据(11)所述的热交换元件。
发明的效果
根据本发明，可提供一种热交换元件用片，其通过具有高耐水性，从而即使在高湿度环境下长期使用也能够抑制性能(具体而言，透湿度及气体遮蔽性)的劣化。进而，由于具有优异的形体稳定性，因此可提高热交换元件用片以及使用所述热交换元件用片的热交换元件的生产性。
附图说明
图1是本发明的热交换元件用片的一个实施方式例的剖面的概略图。
图2是现有的热交换元件用片的一个实施方式例的剖面的概略图。
图3是树脂层中不含氨基甲酸酯树脂的热交换元件用片的一个实施方式例的剖面的概略图。
符号的说明
101：热交换元件用片
102：多孔质基材
103：树脂层
104：孔
201：树脂层的一部分侵入的孔
具体实施方式
以下，说明具体实施方式。
[热交换元件用片]
本发明的热交换元件用片至少包括多孔质基材与树脂层的层叠体，且所述树脂层至少含有聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物(以下，有时将聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物称为聚乙烯基吡咯烷酮等)及氨基甲酸酯树脂。
此处，在所述层叠体中，由树脂层将多孔质基材中存在的孔堵塞，因此所述热交换用片的气体遮蔽性优异。因此，在使用所述热交换元件用片的热交换元件中，将供气与排气确实地隔离。
另外，通过所述树脂层含有聚乙烯基吡咯烷酮等及氨基甲酸酯树脂，能够确保水蒸气自所述树脂层的其中一个面侧向另一个面侧的转移，因此热交换元件用片的透湿度优异。另外，通过树脂层除了聚乙烯基吡咯烷酮等之外还含有氨基甲酸酯树脂，从而即使在聚乙烯基吡咯烷酮等并不交联的情况下，也可获得树脂层的高耐水性，结果，热交换元件用片的耐水性也优异。并且，由于不需要为了获得耐水性而使聚乙烯基吡咯烷酮等交联，因此热交换元件用片的形体稳定性也优异。此外，虽然详细情况记载于以下，但通过树脂层除了聚乙烯基吡咯烷酮等之外还含有氨基甲酸酯树脂，从而即使所述树脂层含有交联的聚乙烯基吡咯烷酮等，其形体稳定性也优异。
此处，关于通过树脂层除了聚乙烯基吡咯烷酮等之外还含有氨基甲酸酯树脂，从而即使在聚乙烯基吡咯烷酮等并不交联的情况下，树脂层的耐水性也优异的机理，认为如下。即，氨基甲酸酯树脂为非水溶性，因此能够抑制氨基甲酸酯树脂自身自树脂层的流出。并且，在树脂层中，如上所述的性质的氨基甲酸酯树脂与聚乙烯基吡咯烷酮等以某种形式相互作用，抑制水溶性的聚乙烯基吡咯烷酮等自树脂层流出，并且氨基甲酸酯树脂在树脂层的表面局部存在，在树脂层的表面形成非水溶性的被膜，抑制聚乙烯基吡咯烷酮等自树脂层流出，结果，热交换元件用片的耐水性优异。
另外，就更显著地获得抑制聚乙烯基吡咯烷酮等自树脂层流出的效果的理由而言，树脂层中聚乙烯基吡咯烷酮等与氨基甲酸酯树脂的含量比(聚乙烯基吡咯烷酮等的含量(质量％)/氨基甲酸酯树脂的含量(质量％))优选为9.0以下。就所述观点而言，聚乙烯基吡咯烷酮等与氨基甲酸酯树脂的含量比更优选为7.0以下，进而优选为6.0以下，特别优选为5.0以下。另一方面，就使热交换元件用片的透湿度更优异的观点而言，聚乙烯基吡咯烷酮等与氨基甲酸酯树脂的含量比优选为1.0以上，更优选为1.5以上，进而优选为2.0以上。此外，所谓聚乙烯基吡咯烷酮等的含量及氨基甲酸酯树脂的含量，均是指相对于树脂层整体而言的含量。
就温度交换效率及制成热交换元件时的压力损失的观点而言，热交换元件用片的厚度优选为薄。另一方面，在过薄的情况下，热交换元件的强度或者在制作热交换元件时处理(handling)性有时会恶化。基于以上情况，热交换元件用片的厚度优选为5μm以上，更优选为9μm以上。另外，热交换元件用片的厚度优选为30μm以下，更优选为15μm以下。
热交换元件用片的单位面积重量优选为3g/m2以上，更优选为5g/m2以上。另外，热交换元件用片的单位面积重量优选为15g/m2以下，更优选为10g/m2以下。通过将热交换元件用片的单位面积重量设为所述上限值以下，可降低热交换元件用片的厚度，可提高热及湿度的交换效率。另外，通过将热交换元件用片的单位面积重量设为所述下限值以上，可保持能够耐受将热交换元件用片成型为热交换元件的工序中的波纹加工等时的热及张力的强度。
本发明的热交换元件用片可用于热交换元件的衬垫片及波纹片的任一种，特别适合用于衬垫片。
[多孔质基材]
本发明中使用的多孔质基材具有透气度及透湿度，且具有多个微细的贯通孔。就高湿度环境下的强度降低少、容易薄膜化而言，适合使用以高分子树脂为原料的多孔质基材。作为构成多孔质基材的高分子树脂，可为聚烯烃树脂、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、芳香族聚酰胺、氟系树脂等中的任一种，就生产成本、获取容易度等观点而言，优选为聚烯烃树脂。作为构成所述聚烯烃树脂的单量体成分，例如可列举乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、3-甲基戊烯-1、3-甲基-1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、5-乙基-1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十七烯、1-十八烯、1-二十烯、乙烯基环己烯、苯乙烯、烯丙基苯、环戊烯、降冰片烯、5-甲基-2-降冰片烯等，可列举这些的均聚物或选自由这些单量体成分所组成的群组中的至少两种的共聚物、这些均聚物或共聚物的掺合物等，但并不限定于这些。除了所述单量体成分以外，例如也可将乙烯醇、马来酸酐等共聚。特别是在多孔性基材中，就空孔率、细孔径等的调整、制膜性、生产成本的降低等观点而言，所述构成树脂的单量体成分更优选为选自由乙烯及丙烯所组成的群组中的一种以上。
多孔质基材的单位面积重量优选为15g/m2以下，更优选为10g/m2以下，进而优选为7g/m2以下，另一方面，优选为1g/m2以上，更优选为3g/m2以上，进而优选为5g/m2以上。通过将多孔质基材的单位面积重量设为所述上限值以下，可降低多孔质基材的厚度，可提高使用其的热交换元件用片的热及湿度的交换效率。另外，通过将多孔质基材的单位面积重量设为所述下限值以上，可保持能够耐受涂液的涂敷工序、将热交换元件用片成型为热交换元件的工序中的波纹加工等时的热及张力的强度。
多孔质基材的厚度优选为30μm以下，更优选为20μm以下，进而优选为15μm以下，另一方面，优选为2μm以上，更优选为5μm以上，进而优选为10μm以上。通过将多孔质基材的厚度设为所述上限值以下，可提高热交换元件用片的热及湿度的交换效率。另外，通过将多孔质基材的厚度设为所述下限值以上，可保持能够耐受在多孔质基材的第一面涂敷涂液、将使用所述多孔质基材的热交换元件用片成型为热交换元件的过程中的波纹加工等时的热及张力的强度。
多孔质基材的密度优选为0.2g/cm3以上，更优选为0.3g/cm3以上，进而优选为0.4g/cm3以上。另一方面，优选为8.0g/cm3以下，更优选为7.0g/cm3以下，进而优选为6.0g/cm3以下。多孔质基材的密度对热交换元件用片的透湿度有很大影响，通过将其密度设为所述上限值以下，热交换元件用片的透湿度变高。另一方面，通过将其密度设为所述下限值以上，涂液对多孔质基材的润湿性变得良好。由此，能够在多孔质基材的第一面上薄薄地涂敷涂液。
多孔质基材的空孔率优选为20％以上，更优选为30％以上，进而优选为40％以上。多孔质基材的空孔率被认为与透湿度相关，空孔率越高，多孔质基材的透湿度越高，使用其的热交换元件用片的透湿度也越高。
多孔质基材的细孔径优选为20nm以上，更优选为30nm以上，进而优选为40nm以上。另一方面，优选为100μm以下，更优选为80μm以下，进而优选为60μm以下。多孔质基材的细孔径被认为与多孔质基材的透湿度相关，通过将其细孔径设为所述下限值以上，多孔质基材的透湿度提高，热交换元件用片的透湿度也提高。另一方面，通过将其细孔径设为所述上限值以下，涂液对多孔质基材的润湿性变高。由此，能够在多孔质基材的第一面上薄薄地涂敷涂液。
多孔质基材的透气度优选为透气度2500秒/100ml以下，更优选为300秒/100ml以下，进而优选为200秒/100ml以下。透气度被认为与透湿度相关，多孔质基材的透气度越低，热交换元件用片的透湿度越高。
多孔质基材的透湿度优选为透湿度80g/m2/hr以上，更优选为90g/m2/hr以上，进而优选为100g/m2/hr以上。多孔质基材的透湿度与提高热交换元件用片的透湿度有关，当将所述热交换元件用片用于热交换元件时，湿度交换效率提高，因此优选。
作为将多孔质基材制膜的方法，可采用公知的湿式法或公知的干式法。
在不损害本发明的效果的范围内，构成多孔质基材的树脂可含有抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、中和剂、包含防静电剂及有机粒子的润滑剂，以及防粘连剂或填充剂、不相溶性聚合物等各种添加剂。特别是为了抑制聚丙烯等的热过程引起的氧化劣化，优选为添加抗氧化剂。另外，根据需要，也可进一步实施电晕处理、等离子体处理、表面活性剂含浸、表面接枝等亲水化处理等表面修饰。
[树脂层]
本发明的树脂层至少含有聚乙烯基吡咯烷酮等及氨基甲酸酯树脂。相对于树脂层整体，本发明的树脂层中聚乙烯基吡咯烷酮等的含量优选为50质量％以上，更优选为60质量％以上，特别优选为70质量％以上，且优选为95质量％以下，更优选为90质量％以下，进而优选为85质量％以下，特别优选为80质量％以下。通过使聚乙烯基吡咯烷酮等的含量为所述下限以上，热交换元件用片的透湿度优异。通过使聚乙烯基吡咯烷酮等的含量为所述上限以下，热交换元件用片的耐水性优异。此外，在树脂层含有聚乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡咯烷酮共聚物的双方的情况下，所述含量是指聚乙烯基吡咯烷酮与乙烯基吡咯烷酮共聚物的合计含量。
(1)聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物
本发明的树脂层含有聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物。通过含有聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物，树脂层可获得高吸湿性，将所述树脂层层叠而得的热交换元件用片可获得高透湿度。聚乙烯基吡咯烷酮等的吸湿性优选为23℃、75％RH时的水分吸收率为10质量％以上且50质量％以下，更优选为15质量％以上且48质量％以下，特别优选为25质量％以上且45质量％以下。当所述水分吸收率为所述下限以上时，所述树脂层可获得高吸湿性，热交换元件用片可获得高透湿度。当水分吸收率为所述上限以下时，可抑制树脂层的吸湿引起的膨润，热交换元件用片可获得高耐水性。
本发明的聚乙烯基吡咯烷酮是指仅N-乙烯基吡咯烷酮聚合而成的聚合物，乙烯基吡咯烷酮共聚物是指主要的单体为N-乙烯基吡咯烷酮，乙酸乙烯酯或乙烯基己内酰胺等作为共聚单体共聚而成的聚合物。乙烯基吡咯烷酮共聚物中所述共聚单体的种类及含有比(共聚单体/主要的单体)只要为不损害本发明的效果的范围则没有特别限定，可根据在所使用的溶剂中的溶解性或涂液的物性适当选择。聚乙烯基吡咯烷酮或乙烯基吡咯烷酮共聚物的分子量没有特别限定，但就作为涂液涂布至所述多孔质基材时容易成为可形成均匀厚度的涂膜的粘度而言，聚乙烯基吡咯烷酮或乙烯基吡咯烷酮共聚物的重量平均分子量优选为1000以上且600000以下，更优选为60000以上且500000以下，特别优选为150000以上且400000以下。作为如上所述的聚乙烯基吡咯烷酮，可列举巴斯夫(BASF)公司制造的“路比泰科(Luvitec)K”(注册商标)系列等。作为乙烯基吡咯烷酮共聚物，可列举“路比泰科(Luvitec)VA”(注册商标)系列、“路比卡普(Luvicap)”(注册商标)系列等。
另外，树脂层中所含的聚乙烯基吡咯烷酮等的至少一部分优选为交联。通过设为如上所述的构成，当在热交换元件用片的表面产生结露或结冰这样的环境下使用热交换元件时，更进一步抑制聚乙烯基吡咯烷酮等溶出至结露水中。因此，与使用前的热交换元件的热交换元件用片所包括的树脂层中所含的聚乙烯基吡咯烷酮等的含量相比，经过所述环境下的使用的热交换元件的热交换元件用片所包括的树脂层中所含的聚乙烯基吡咯烷酮等的含量几乎不降低，结果，所述使用后的热交换元件用片所包括的树脂层中，以与使用前几乎没有变化的含量含有使热交换元件用片的透湿度高的聚乙烯基吡咯烷酮等，因此，与使用前的热交换元件用片的透湿度相比，所述使用后的热交换元件用片的透湿度几乎不降低，热交换元件用片的耐水性更加优异。作为通过具有交联结构，更进一步抑制聚乙烯基吡咯烷酮等溶出至结露水中的机理，认为原因在于：通过交联，聚乙烯基吡咯烷酮等的表观分子量变大，由此由氨基甲酸酯树脂实现的防止聚乙烯基吡咯烷酮等自树脂层的流出变得更显著；以及使聚乙烯基吡咯烷酮等的水溶性提高的羰基通过交联而减少。
并且，即使树脂层中所含的聚乙烯基吡咯烷酮等的至少一部分交联，热交换元件用片的形体稳定性也优异。作为获得所述效果的机理，认为原因在于：本发明的热交换元件用片所包括的树脂层除了聚乙烯基吡咯烷酮等之外还含有氨基甲酸酯树脂，所述氨基甲酸酯树脂富有柔软性，因此富有柔软性的氨基甲酸酯树脂缓和因聚乙烯基吡咯烷酮等的交联而在树脂层中产生的收缩应力。另外，认为下述方面也有助于提高热交换元件用片的形体稳定性。即，通过树脂层除了聚乙烯基吡咯烷酮等之外还含有氨基甲酸酯树脂，而抑制树脂层形成用涂膜向多孔质基材中存在的孔侵入。如此，抑制树脂层形成用涂膜向多孔质基材中存在的孔侵入，对应于此，与使用含有聚乙烯基吡咯烷酮等且不含氨基甲酸酯树脂的树脂层形成用涂膜来形成树脂层的情况相比，在使用含有聚乙烯基吡咯烷酮等及氨基甲酸酯树脂的树脂层形成用涂膜来形成树脂层的情况下，相对于热交换元件用片的单位面积，可以更少量的树脂层形成用涂膜来形成更确实地堵塞多孔质基材中存在的孔的树脂层。由此，热交换元件用片的每单位面积的树脂层形成用涂膜越少，树脂层的单位面积重量相对于多孔质基材的单位面积重量的比(树脂层的单位面积重量/多孔质基材的单位面积重量)越小，因此，相对于使多孔质基材的热交换元件用片的形态稳定的性能，想要使含有具有交联结构的聚乙烯基吡咯烷酮等的树脂层的热交换元件用片的形态发生变化的应力的影响变小，结果，热交换元件用片的形体稳定性优异。
此处，使用附图来对树脂层形成用涂膜向多孔质基材中存在的孔的侵入程度进行说明。图1中示出本发明的热交换元件用片的一个实施方式例的剖面的概念图。在所述热交换元件用片101中，设置于多孔质基材的其中一个面上的树脂层103将多孔质基材102中存在的孔104堵塞，进而，树脂层103的一部分侵入至多孔质基材102中存在的孔104的一部分。另外，图2中示出现有的热交换元件用片的一个实施方式例的剖面的概念图。所述热交换元件用片101所包括的树脂层103含有聚乙烯基吡咯烷酮，但不含氨基甲酸酯树脂。并且，在所述热交换元件用片101中，也与图1的热交换元件用片同样地，设置于多孔质基材的其中一个面上的树脂层103将多孔质基材102中存在的孔104堵塞，进而，树脂层103的一部分侵入至多孔质基材102中存在的孔104的一部分。此处，若将图1的热交换元件用片与图2的热交换元件用片加以比较，则在图1的热交换元件用片中，通过所述热交换元件用片所包括的树脂层除了聚乙烯基吡咯烷酮等之外还含有氨基甲酸酯树脂，从而抑制树脂层形成用涂膜向多孔质基材中存在的孔侵入，因此树脂层的一部分侵入的孔的部分201的合计体积相对于多孔质基材102中存在的全部的孔104的合计体积的存在比率，小于图2的热交换元件用片中树脂层的一部分侵入的孔的部分201的合计体积相对于多孔质基材102中存在的全部的孔104的合计体积的存在比率。因此，在图1所示的本发明的热交换元件用片中，与图2所示的现有的热交换元件用片相比，可利用单位面积重量更小的树脂层将多孔质基材中存在的孔堵塞。此外，图3中示出现有的热交换元件用片的另一个实施方式例的剖面的概念图。所述热交换元件用片101所包括的树脂层103也是含有聚乙烯基吡咯烷酮，但不含氨基甲酸酯树脂的树脂层。并且，所述树脂层103的单位面积重量与图1所示的本发明的热交换元件用片所包括的树脂层的单位面积重量为相同程度。但是，在所述现有的热交换元件用片中，含有聚乙烯基吡咯烷酮但不含氨基甲酸酯树脂的树脂层的大部分侵入至多孔质基材中存在的孔的深部。由此，所述现有的热交换元件用片包括未被多孔质树脂层103堵塞的孔，即，自所述热交换元件用片的其中一个面贯通至另一个面的孔。因此，所述现有的热交换元件用片的气体遮蔽性差。
另外，根据氨基甲酸酯树脂的容易形成强韧的薄膜的特性，即使使设置于多孔质基材的面上的树脂层形成用涂膜的膜厚薄，也可形成更确实地堵塞多孔质基材中存在的孔的强韧的树脂层。
即，根据所述情况，通过树脂层中所含的聚乙烯基吡咯烷酮等的至少一部分交联，热交换元件用片的耐水性及形体稳定性均非常优异。
(2)氨基甲酸酯树脂
本发明的热交换元件用片所包括的树脂层含有氨基甲酸酯树脂。氨基甲酸酯树脂不溶于水，与仅由聚乙烯基吡咯烷酮等水溶性的树脂构成树脂层的情况相比，可获得高的耐水性。另外，氨基甲酸酯树脂具有强韧且柔软的物性，因此含有氨基甲酸酯树脂的树脂层即使薄也强韧，成为多孔质基材中存在的孔的堵塞性优异的树脂层，进而，成为即使热交换元件用片弯曲或伸缩也难以产生裂纹或剥离的树脂层。进而，由于热交换元件用片的弯曲或伸缩，多孔质基材中存在的孔有发生变形的倾向，但含有富于柔软性的氨基甲酸酯树脂的树脂层，即使是对发生了变形的孔，也可更确实地堵塞。并且，通过由树脂层更确实地堵塞所述孔，热交换元件用片可稳定地发挥高的气体遮蔽性。如上所述，通过本发明的热交换元件用片所包括的树脂层含有氨基甲酸酯树脂，所述树脂层有助于实现热交换元件用片的高的气体遮蔽性。并且，就热交换元件用片的气体遮蔽性更优异，并且在树脂层所含的聚乙烯基吡咯烷酮等具有交联结构的情况下，热交换元件用片的形体稳定性更优异的理由而言，所述树脂层中氨基甲酸酯树脂的单位面积重量优选为0.02g/m2以上。根据与所述理由相同的理由，所述树脂层中氨基甲酸酯树脂的单位面积重量更优选为0.04g/m2以上，进而优选为0.08g/m2以上。另一方面，就热交换元件用片的透湿度优异的理由而言，所述树脂层中氨基甲酸酯树脂的单位面积重量优选为0.6g/m2以下。根据与所述理由相同的理由，所述树脂层中氨基甲酸酯树脂的单位面积重量更优选为0.20g/m2以下，进而优选为0.16g/m2以下。
本发明的氨基甲酸酯树脂优选为具有羟基或羰基等亲水基。通过氨基甲酸酯树脂具有亲水基，与所述聚乙烯基吡咯烷酮等的亲和性变佳，与聚乙烯基吡咯烷酮等混合使用时容易形成均匀膜厚的树脂层。进而，通过氨基甲酸酯树脂具有亲水基，容易将氨基甲酸酯树脂分散于水系溶剂中，因此有时可使用水作为树脂层形成用涂液的溶剂。
作为本发明中所使用的氨基甲酸酯树脂，可为重量平均分子量10,000以上的聚氨基甲酸酯树脂(以下，有时将重量平均分子量10,000以上的聚氨基甲酸酯树脂称为聚氨基甲酸酯树脂)。在树脂层含有聚氨基甲酸酯树脂的情况下，聚氨基甲酸酯树脂优选为分散于水或有机溶剂中而以分散液的状态供给至树脂层形成用涂液中。使用聚氨基甲酸酯树脂的分散液的情况就在低温的热处理条件下可形成均匀膜厚的树脂层的方面而言佳。本发明中使用的多孔质基材有时耐热性低，因此聚氨基甲酸酯树脂的玻璃化转变温度优选为80℃以下，特别优选为60℃以下。当处于如上所述的优选的玻璃化转变温度的范围时，在形成树脂层时的干燥工序中可减少对多孔质基材的热影响，因而优选。
作为如上所述的聚氨基甲酸酯树脂，例如可使用：旭电化工业公司制造的“艾德卡本特(Adecabontiter)”(注册商标)系列、三井东压化学公司制造的“奥莱斯特(Olester)”(注册商标)系列、大日本油墨化学工业公司制造的“邦迪克(Bondic)”(注册商标)系列、“海德兰(HYDRAN)”(注册商标)系列、拜耳(Bayer)公司制造的“英帕尼尔(Impranil)”(注册商标)系列、日本索夫朗(Soflan)公司制的“索夫朗奈特(Soflanate)”(注册商标)系列、花王公司制造的“普伊思(Poise)”(注册商标)系列、三洋化成工业公司制造的“桑普莱(SANPRENE)”(注册商标)系列、保土谷化学工业公司制造的“艾泽莱克斯(Izelax)”(注册商标)系列、第一工业制药公司制造的“优级弗莱克斯(Superflex)”(注册商标)系列、捷利康(Zeneca)公司制造的“帝斯曼(NeoRez)”(注册商标)系列、路博润(Lubrizol)公司制造的“桑可优(Sancure)”(注册商标)系列等。
(3)添加剂
根据需要，本发明的树脂层可含有添加剂。作为添加剂，可包含无机粒子或者有机粒子、阻燃剂、防霉剂、防腐剂、阻燃剂、染料、颜料等。
通过添加无机粒子或者有机粒子，有时可将热交换元件用片表面的润滑性调整为优选的状态。另外，通过使用对表面实施了亲水处理的无机粒子或者有机粒子，有可提高树脂层的吸湿性的倾向。
通过添加防霉剂、防腐剂，当在高湿环境下或结露而润湿的状态下使用本发明的热交换元件用片时，有时可抑制霉或恶臭的产生。
通过添加阻燃剂，可提高本发明的热交换元件用片的阻燃性。
通过添加染料或者颜料，可将热交换元件用片着色为喜好的色调。另外，由于树脂层经着色，因而树脂层可容易地目视，因此热交换元件用片制作工序中的缺陷检查及品质管理有可能变得容易。
(4)树脂层的单位面积重量
若树脂层的单位面积重量过少，则有时无法充分地堵塞多孔质基材中存在的孔，有时会损害热交换元件用片的气体遮蔽性。另一方面，若过多则有时会损害热交换元件用片的透湿度。进而，在树脂层吸湿放湿时、或树脂层中所含的聚乙烯基吡咯烷酮等具有交联结构的情况下，有时树脂层的收缩变大，热交换元件用片发生变形。根据所述方面，树脂层的单位面积重量优选为0.1g/m2以上，更优选为0.2g/m2以上，特别优选为0.4g/m2以上。另一方面，树脂层的单位面积重量优选为3.0g/m2以下，更优选为1.0g/m2以下，特别优选为0.8g/m2以下。在树脂层的单位面积重量处于所述优选的范围的情况下，本发明的热交换元件用片可获得高的气体遮蔽性及良好的形状稳定性。
(5)树脂层的形成方法
将含有所述聚乙烯基吡咯烷酮等及氨基甲酸酯树脂以及根据需要的添加剂及溶剂的树脂层形成用涂液涂布于基材上，根据需要使溶剂干燥，由此可在基材上形成树脂层。另外，也可准备含有聚乙烯基吡咯烷酮等的树脂层形成用涂液及含有氨基甲酸酯树脂的涂液，将由各涂液形成的树脂膜分别成膜并层叠，形成树脂层。在所述情况下，可任意地选择先将含有聚乙烯基吡咯烷酮等的树脂膜及含有氨基甲酸酯树脂的树脂膜中的哪一个成膜于多孔质基材。本发明中，就可形成均匀的树脂层以及涂布工序的简化的观点而言，优选为使用含有聚乙烯基吡咯烷酮等及氨基甲酸酯树脂的涂液来形成树脂层。
另外，优选为使用水系溶剂作为涂液的溶剂。其原因在于，通过涂液的溶剂中使用水系溶剂，可抑制干燥工序中的溶剂的急剧蒸发，可形成均匀膜厚的树脂层，不仅如此，在环境负荷的方面也优异。
此处，作为水系溶剂，可例示可溶于包含选自由水、乙醇、异丙醇、丁醇等醇类、丙酮、甲基乙基酮等酮类、乙二醇、二乙二醇及丙二醇等二醇类所组成的群组中的一种以上的水中的溶剂。
涂液在多孔质基材上的涂布方法可利用已知的湿式涂布方法，例如喷涂、浸渍涂布、旋涂、刮刀涂布、吻合涂布、凹版涂布、缝模涂布、辊涂、棒涂、网版印刷、喷墨印刷、移印(pad printing)、其他种类的印刷等。另外，涂布可分为多次进行，也可将不同的两种涂布方法组合。优选的涂布方法是作为湿式涂布的凹版涂布、棒涂、缝模涂布。
在所述涂布工序之后，利用干燥工序自所涂布的涂液中除去溶剂。作为溶剂的除去方法，可应用将热风吹至多孔质基材的对流热风干燥、通过来自红外线干燥装置的辐射而使基材吸收红外线并转换为热来进行加热使其干燥的辐射热干燥、通过来自经热介质加热的壁面的热传导来进行加热使其干燥的传导热干燥等。其中，对流热风干燥由于干燥速度快而优选。干燥温度需要在多孔质基材所使用的树脂的熔点以下进行加工，更优选为80℃以下，进而优选为60℃以下，通过将干燥温度设为所述范围，多孔质基材的由热引起的收缩率为5％以下，因此优选。
(6)交联
形成于基材上的树脂层优选为其中所含的聚乙烯基吡咯烷酮等具有交联结构。通过聚乙烯基吡咯烷酮等具有交联结构，热交换元件用片的耐水性提高，因此优选。通过热交换元件用片的耐水性提高，可抑制所述树脂层在高湿度环境下或直接与水接触时聚乙烯基吡咯烷酮等溶出或偏向存在的现象。
聚乙烯基吡咯烷酮等在交联时固化收缩，有时会损害热交换元件用片的形体稳定性。树脂层的单位面积重量越大，固化收缩的应力越大。另一方面，多孔质基材的单位面积重量越大，越可耐受固化收缩的应力。即，为了保持热交换元件用片的形体稳定性，树脂层的单位面积重量越小、多孔质基材的单位面积重量越大越优选。具体而言，树脂层的单位面积重量相对于多孔质基材的单位面积重量的比(树脂层的单位面积重量/多孔质基材的单位面积重量)优选为0.18以下，更优选为0.10以下。当为所述优选的范围时，在使聚乙烯基吡咯烷酮等交联时，热交换元件用片的形体稳定性更优异，因此优选。另一方面，作为所述单位面积重量的比的下限，没有特别限定，但就可使气体遮蔽性优异的理由而言，优选为0.01以上。另外，关于树脂层的单位面积重量的下限，与多孔质基材的单位面积重量无关，优选为0.1g/m2以上，更优选为0.2g/m2以上。当处于所述优选的范围时，可使热交换元件用片的气体遮蔽性更优异。另一方面，关于树脂层的单位面积重量的上限，没有特别限定，但就当使聚乙烯基吡咯烷酮等交联时热交换元件用片的形体稳定性优异的理由而言，优选为3.0g/m2以下。
作为交联的方法，没有特别限定，但通过实施紫外线照射等活性能量射线照射处理来使所述涂膜的组成改性的方法中，温度上升小，对多孔质基材的损伤少，因此适合使用。紫外线处理可仅进行一次，或者也可反复进行两次以上。在进行紫外线处理时，为了抑制氧引起的反应阻碍，也可降低氧浓度。在降低氧浓度来进行处理的情况下，当将系统内的气体整体设为100体积％时，氧气优选为1.0体积％以下，更优选为0.5体积％以下。相对湿度可为任意。另外，在所述紫外线处理中，更优选为使用氮气来降低氧浓度。
作为紫外线发生源，可使用高压水银灯、金属卤化物灯、微波方式无电极灯、低压水银灯、氙灯等已知的物质。
紫外线照射的累计光量优选为50mJ/cm2～3,000mJ/cm2，更优选为100mJ/cm2～1,000mJ/cm2，特别优选为250mJ/cm2～700mJ/cm2。若所述累计光量为50mJ/cm2以上，则树脂层耐水性提高，因此优选。另外，若所述累计光量为3,000mJ/cm2以下，则可减少对基材的损伤，因此优选。
(7)丙烯酸树脂
树脂层中优选为含有丙烯酸树脂。丙烯酸树脂对水及药品的耐久性优异，因此通过含有丙烯酸树脂，树脂层整体对水及药品的耐久性、即清洗耐久性提高。另外，丙烯酸树脂优选为包含由具有两个以上的碳-碳双键的丙烯酸酯交联而成的丙烯酸树脂。另外，丙烯酸树脂优选为具有交联结构，且所述交联结构包含由下述化学式(I)或化学式(II)所表示的结构。所述这样的丙烯酸树脂具有三维交联结构，因此可提高树脂层的清洗耐久性。进而，若为由具有三个以上的碳-碳双键的丙烯酸酯交联而成的、具有包含化学式(III)或化学式(IV)所表示的结构的交联结构的丙烯酸树脂，则丙烯酸树脂的交联密度变高，因此树脂层的清洗耐久性变得更优异，因此更优选。就可最大程度地提高交联密度的观点而言，特别优选的是由具有六个碳-碳双键的丙烯酸酯交联而成的、具有包含化学式(V)所表示的结构的交联结构的丙烯酸树脂。
[化3]
Figure GDA0003203307570000111
(R1～R2表示任意长度的烷基链，X1～X6表示任意元素或分子结构)
[化4]
Figure GDA0003203307570000112
(R1～R4表示任意长度的烷基链，X1～X8表示任意元素或分子结构)
[化5]
Figure GDA0003203307570000121
(R1～R3表示任意长度的烷基链，X1～X7表示任意元素或分子结构)
[化6]
Figure GDA0003203307570000122
(R1～R5表示任意长度的烷基链，X1～X9表示任意元素或分子结构)
[化7]
Figure GDA0003203307570000123
(R1～R8表示任意长度的烷基链，X1～X12表示任意元素或分子结构)
另外，作为包括含有丙烯酸树脂的树脂层的热交换元件用片的制造方法，可例示包括以下工序的制造方法。在含有所述聚乙烯基吡咯烷酮等及氨基甲酸酯树脂的树脂层形成用涂液中，进一步混合具有两个以上的碳-碳双键的丙烯酸酯，获得含有聚乙烯基吡咯烷酮等、氨基甲酸酯树脂及具有两个以上的碳-碳双键的丙烯酸酯的涂液组合物。接着，将所述涂液组合物涂布于多孔质基材上，形成涂膜。并且，根据需要对涂膜形成后的多孔质基材进行加热，使溶剂干燥后，对所述涂膜照射紫外线，使丙烯酸树脂等交联。通过设为具有此种工序的热交换元件用片的制造方法，可在树脂层内形成所述化学式(I)或化学式(II)所示那样的丙烯酸树脂交联而成的结构。另外，在所述丙烯酸酯交联时，认为除了丙烯酸酯彼此的交联之外，还形成有丙烯酸酯与聚乙烯基吡咯烷酮的交联、丙烯酸酯与氨基甲酸酯树脂的交联结构，可进一步提高树脂层的耐久性。
作为具有两个以上的碳-碳双键的丙烯酸酯，可列举三乙二醇二丙烯酸酯、三甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯等。其中，就具有多个碳-碳双键、可提高交联密度、获得高耐久性的树脂层而言，优选为具有四个碳-碳双键的季戊四醇四丙烯酸酯、具有六个碳-碳双键的二季戊四醇六丙烯酸酯。
相对于树脂层整体的重量，所述丙烯酸树脂的含量优选为2质量％以上且13质量％以下。所述丙烯酸树脂的含量越多，提高耐久性的效果越大，因此含量优选为2质量％以上。另一方面，在丙烯酸树脂的含量多的情况下，树脂层内的聚乙烯基吡咯烷酮等与氨基甲酸酯树脂的含量相对减少，透湿性或气体遮蔽性降低。因此，丙烯酸树脂的含量优选为13质量％以下。
[热交换元件]
接下来说明热交换元件的制造方法的一例。利用粘接剂等将热交换元件用片与作为间隔保持构件的波纹片贴合，获得单面硬纸板。粘接剂通过使用乙酸乙烯酯系、乙烯乙酸乙烯酯系，与本发明的树脂层的粘接力提高，因此优选。另外，根据需要，也可对波纹片实施阻燃剂加工。波纹加工是通过形成波纹片且相互啮合而旋转的一对齿轮状的波纹机(corrugator)来进行，热交换元件用片与波纹片的贴合是通过如下装置进行，所述装置包括将热交换元件用片按压至已进行波纹加工的波纹片的压辊。波纹片与热交换元件用片的粘接中，还可采用在波纹片的经梯级加工的顶点部涂布粘接剂，按压热交换元件用片进行粘接的工序等。另外，还可在波纹片与热交换元件用片的至少任一个上涂布粘接剂，一边加热波纹片及热交换元件用片一边按压，由此使其粘接。本发明的热交换元件用片还可用作所述波纹片的原材料。
热交换元件是通过将单面硬纸板层叠来制造。具体而言，在单面硬纸板的凸部的顶点涂布粘接剂，使多个单面波纹一张张地交替交叉并层叠而制造。
实施例
以下，通过实施例更详细地说明本发明，但本发明并不受这些实施例限定。将本实施例中使用的测定方法示于以下。只要没有特别说明，则当自测定值求数值时，将测定的次数设为两次，作为数值采用其平均值。
<测定法＞
(1)热交换元件用片的单位面积重量
准备5张100mm见方的热交换元件用片的试验片，将它们在温度20℃、湿度65％RH的氛围中静置24hr，然后，测定5张试验片各自的质量(g)，由每1 m2的质量(g/m2)来表示其平均值，作为热交换元件用片的单位面积重量(g/m2)。
(2)多孔质基材的单位面积重量
使填充于300ml容量的容器中的200ml的溶剂(乙酸乙酯)含浸5张(1)的试验片2分钟，将5张试验片的表面及背面各擦拭5次。接着，再次将5张试验片在填充于300ml容量的容器中的200ml的溶剂(乙酸乙酯)中浸渍2分钟。继而，将5张试验片在温度20℃、湿度65％RH的氛围中静置24hr，获得自热交换元件用片除去了树脂层的多孔质基材的试验片。然后，测定5张试验片各自的质量(g)，由每1m2的质量(g/m2)来表示其平均值，作为多孔质基材的单位面积重量(g/m2)。
(3)树脂层的单位面积重量
接着，根据(1)及(2)中求出的热交换元件用片的单位面积重量及多孔质基材的单位面积重量，通过下述式来计算树脂层的单位面积重量(g/m2)。
树脂层的单位面积重量(g/m2)＝热交换元件用片的单位面积重量(g/m2)-多孔质基材的单位面积重量(g/m2)。
(4)树脂层中含有的成分的确定及含量
利用热分解气相色谱法(热分解气相色谱-质谱法(gas chromatography-massspectrometry，GC-MS))对5g的热交换元件用片的试验片进行测定，确定树脂层中所含的成分，进而求出树脂层中所含的成分的含量。
(5)氨基甲酸酯树脂的单位面积重量
基于(4)中求出的构成树脂层的各成分的含量，算出树脂层中所含的氨基甲酸酯树脂的含量相对于构成树脂层的全部成分的含量的比率(氨基甲酸酯树脂的含量/构成树脂层的全部成分的含量)，将(3)中求出的树脂层的单位面积重量乘以所述比率，作为氨基甲酸酯树脂的单位面积重量。
(6)热交换元件用片的厚度
关于厚度，自试样(热交换元件用片)的不同部位采集3张200mm见方的试验片，在温度20℃、湿度65％RH的氛围中静置24hr，然后，使用测定器(型号ID-112、三丰(Mitutoyo)(股)制造)测定3张试验片各自的中央及四个角的5点的厚度(μm)，将15个测定值的平均值作为热交换元件用片的厚度。
(7)热交换元件用片的透湿度
透湿度是通过日本工业标准(Japanese Industrial Standards，JIS)Z0208(1976)透湿度(杯法)的方法进行测定。所使用的杯子的直径为60mm，深度为25mm。试验片是准备5张直径70mm的圆形的热交换元件用片。将试验片在温度20℃、湿度65％RH下放置24hr。接着，将所述试验片设置于装有水分测定用氯化钙(和光纯药工业制造)的杯子中，测定试验片、氯化钙、杯子加在一起的初始重量(T0)，接着，在设定为温度20℃、湿度65％RH的恒温恒湿槽内静置试验片，开始静置，测定1小时后、2小时后、3小时后、4小时后及5小时后时的试验片、氯化钙、杯子加在一起的重量(分别为T1、T2、T3、T4、T5)。通过下述式求出透湿度，将5张的平均值作为透湿度(g/m2/hr)。
透湿度(g/m2/hr)＝{[((T0-T1)/T1)+((T0-T2)/T2)+((T0-T3)/T3)+((T0-T4)/T4)+((T0-T5)/T5)]/5}×100。
(8)热交换元件用片的透气度
透气度是通过JIS P8117(1998)透气度(格利(Gurley)试验机法)的方法进行测定。准备5张长100mm、宽100mm的试验片(热交换元件用片)。试验片在温度20℃、湿度65％RH下放置24hr后，在相同温度湿度的环境下，将试验片设置于格利式透气度仪(GurleyDensometer)(型号G-B3C、东洋精机制作所(股))，测定空气100ml通过的时间，将5张的平均值作为透气度(秒/100ml)。此外，透气度的值越大，热交换元件用片的气体遮蔽性越优异。
(9)热交换元件用片的二氧化碳遮蔽率
在宽0.36m、长0.60m、高0.36m(0.078m3)的箱体(box)的开口部(20cm×20cm)，以堵塞所述开口部的方式贴附热交换元件用片的试验片(25cm×25cm)，且以箱体内的二氧化碳体积浓度为8,000ppm的方式自二氧化碳注入口向箱体内注入二氧化碳，测定1小时后箱体内的二氧化碳浓度(ppm)，通过下式计算二氧化碳遮蔽率(％)。二氧化碳浓度是使用测定机(德图(Testa)535(德图(Testo)(股))进行评价。
二氧化碳遮蔽率(％)＝{(1小时后箱体内的二氧化碳浓度-箱体外的二氧化碳浓度)/(箱体内的初始二氧化碳浓度-箱体外的二氧化碳浓度)}×100。
(10)热交换元件用片的耐水性
准备10张100mm见方的热交换元件用片的试验片，浸渍于填充于1L容量的容器中的40℃的温水700ml中，搅拌30秒后，回收试验片。接着，将同样地浸渍于温水中进行搅拌的动作追加地反复两次(今后将以上的动作称为试验片的温水清洗)。将回收的试验片在设定为60℃的热风烘箱中干燥3分钟后，在20℃、65％RH的氛围中静置24hr。
接着，对温水清洗前后的试验片，利用(4)、(5)中记载的方法分别测定透湿度及透气度。根据温水清洗前后的透气度与透湿度的测定值，通过下式求出变化率。
变化率(％)＝{(温水清洗后的测定值-温水清洗前的测定值)/温水清洗前的测定值}×100。
此外，在热交换元件用片的耐水性低的情况下，通过温水清洗，树脂层中所含的聚乙烯基吡咯烷酮等的一部分流出，树脂层的吸湿性降低，因此，热交换元件用片的透湿度降低，变化率(％)为负。
另外，若通过热水清洗而树脂层的大部分流出，则热交换元件用片的透气度降低，变化率(％)为负。在透气度降低的情况下，水分也大量透过热交换元件用片，因此透湿度的数值变高，变化率(％)为正。
因此，可以说越是透气度及透湿度的变化率(％)的绝对值均小的热交换元件用片，耐水性越优异。
(11)热交换元件用片的形状稳定性
形状稳定性是由多孔质基材的尺寸在树脂层形成后发生了变化的尺寸变化率进行评价。
将多孔质基材切割为短边150mm×长边300mm的尺寸，在所述多孔质基材的表面形成短边150mm×长边200mm的尺寸的树脂层，获得热交换元件用片样品。此外，树脂层的形成方法的详细情况如下述实施例及比较例中所述。接着，测定所制作的热交换元件用片样品的短边的宽度，通过下式求出尺寸变化率。
尺寸变化率(％)＝[{热交换元件用片样品的短边的长度(mm)-150}/150]×100
此外，可以说越是尺寸变化率(％)的值的绝对值小的热交换元件用片，形状稳定性越优异。
(12)热交换元件用片的清洗耐久性
准备10张100mm见方的热交换元件用片的试验片。接着，将家庭用餐具洗涤剂溶于40℃的温水中，制作浓度0.01质量％的清洗液。将试验片浸渍于所述清洗液中，静置5分钟。接着取出样品，利用40℃的流水冲洗10秒钟，将此动作反复两次。将以上的自浸渍于清洗液中的动作至冲洗为止的处理作为一个循环的清洗处理，对一个样品反复进行五个循环的清洗处理。将这五个循环的清洗处理称为清洗耐久试验。将所回收的清洗耐久试验后的试验片在设定为60℃的热风烘箱中干燥3分钟后，在20℃、65％RH的氛围中静置24hr。
接着，对清洗耐久试验前后的试验片，利用(4)、(5)中记载的方法分别测定透湿度及透气度。根据清洗耐久试验前后的透气度与透湿度的测定值，通过下式求出变化率。
变化率(％)＝{(清洗耐久试验后的测定值-清洗耐久试验前的测定值)/清洗耐久试验前的测定值}×100。
此外，在热交换元件用片的清洗耐久性低的情况下，通过清洗耐久试验，树脂层中所含的聚乙烯基吡咯烷酮等的一部分流出，树脂层的吸湿性降低，因此，热交换元件用片的透湿度降低，变化率(％)为负。
另外，若通过清洗耐久试验而树脂层的大部分流出，则热交换元件用片的透气度降低，变化率(％)为负。在透气度降低的情况下，水分也大量透过热交换元件用片，因此透湿度的数值变高，变化率(％)为正。
因此，可以说越是透气度及透湿度的变化率(％)的绝对值均小的热交换元件用片，清洗耐久性越优异。
(实施例1)
作为多孔质基材，准备单位面积重量6.7g/m2、厚度12μm、空孔率43％、细孔径33nm的聚乙烯多孔性膜。物性为透湿度为101g/m2/hr、二氧化碳遮蔽率为2％。
接着，通过以下操作来制作树脂层的涂料组合物。
作为树脂层的材料，准备聚乙烯基吡咯烷酮(巴斯夫(BASF)公司制造的“路比泰科(Luvitec)K85”(注册商标))及聚氨基甲酸酯树脂的水分散体(第一工业制药股份有限公司制造的“优级弗莱克斯(Superflex)150”(注册商标)固体成分浓度：30质量％)。使用乙醇与水的混合液作为溶剂。将所述路比泰科(Luvitec)K85、优级弗莱克斯(Superflex)150、乙醇及水以质量比为3.6∶1.3∶62.7∶32.4的比例混合，搅拌至成为均匀的液体，制成固体成分4质量％的混合溶液。进而，在所述涂料组合物中，相对于路比泰科(Luvitec)K85添加3质量％的紫外线(ultraviolet，UV)引发剂(IGM树脂(IGM Resins)公司制造的“奥姆尼莱德(Omnirad)”(注册商标)184)，制成树脂层的涂料组合物。
接着，按照以下顺序在多孔质基材的表面形成树脂层。
使用号数为4号的棒涂机将所述树脂层的涂料组合物涂布于所述多孔质基材的表面。涂布后，在设定为60℃的热风烘箱内干燥1分钟。接着，利用胶带将涂布有树脂层的多孔质基材粘贴于衬纸，使用UV照射装置(岩琦(EyeGraphics)股份有限公司制造的“ECS-301”)在大气氛围下照射500mJ/cm2的照射量的UV，使树脂层交联。
按照以上顺序，获得在树脂层中含有90质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。
将所述热交换元件用片的构成示于表1中。
(实施例2)
通过以下操作来制作树脂层的涂料组合物。
将路比泰科(Luvitec)K85、优级弗莱克斯(Superflex)150、乙醇及水以质量比为3.2∶2.7∶65.3∶28.8的比例混合，搅拌至成为均匀的液体，制成固体成分4质量％的混合溶液。
除了所述以外，按照与实施例1相同的顺序，获得在树脂层中含有80质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。
将所述热交换元件用片的构成示于表1中。
(实施例3)
通过以下的操作来制作树脂层的涂料组合物。
将路比泰科(Luvitec)K85、优级弗莱克斯(Superflex)150、乙醇及水以质量比为3.0∶3.3∶66.7∶27.0的比例混合，搅拌至成为均匀的液体，制成固体成分4质量％的混合溶液。
除了所述以外，按照与实施例1相同的顺序，获得在树脂层中含有75质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。
将所述热交换元件用片的构成示于表1中。
(实施例4)
通过以下操作来制作树脂层的涂料组合物。
将路比泰科(Luvitec)K85、优级弗莱克斯(Superflex)150、乙醇及水以质量比为2.8∶4.0∶68.0∶25.2的比例混合，搅拌至成为均匀的液体，制成固体成分4质量％的混合溶液。
除了所述以外，按照与实施例1相同的顺序，获得在树脂层中含有70质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。
将所述热交换元件用片的构成示于表1中。
(实施例5)
通过以下操作来制作树脂层的涂料组合物。
将路比泰科(Luvitec)K85、优级弗莱克斯(Superflex)150、乙醇及水以质量比为2.4∶5.3∶70.7∶21.6的比例混合，搅拌至成为均匀的液体，制成固体成分4质量％的混合溶液。
除了所述以外，按照与实施例1相同的顺序，获得在树脂层中含有60质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。
将所述热交换元件用片的构成示于表1中。
(实施例6)
通过以下操作来制作树脂层的涂料组合物。
将路比泰科(Luvitec)K85、优级弗莱克斯(Superflex)150、乙醇及水以质量比为2.0∶6.7∶73.3∶18.0的比例混合，搅拌至成为均匀的液体，制成固体成分4质量％的混合溶液。
除了所述以外，按照与实施例1相同的顺序，获得在树脂层中含有50质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。
将所述热交换元件用片的构成示于表1中。
(实施例7)
通过以下操作来制作树脂层的涂料组合物。
将路比泰科(Luvitec)K85、优级弗莱克斯(Superflex)150、乙醇及水以质量比为1.6∶8.0∶76.0∶14.4的比例混合，搅拌至成为均匀的液体，制成固体成分4质量％的混合溶液。
除了所述以外，按照与实施例1相同的顺序，获得在树脂层中含有40质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。
将所述热交换元件用片的构成示于表1中。
(实施例8)
通过以下操作来制作树脂层的涂料组合物。
将路比泰科(Luvitec)K85、优级弗莱克斯(Superflex)150、乙醇及水以质量比为1.0∶10.0∶80.0∶9.0的比例混合，搅拌至成为均匀的液体，制成固体成分4质量％的混合溶液。
除了所述以外，按照与实施例1相同的顺序，获得在树脂层中含有25质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。
将所述热交换元件用片的构成示于表1中。
(实施例9)
通过以下操作来制作树脂层的涂料组合物。
将路比泰科(Luvitec)K85、优级弗莱克斯(Superflex)150、乙醇及水以质量比为2.3∶2.5∶75.0∶20.3的比例混合，搅拌至成为均匀的液体，制成固体成分3质量％的混合溶液。
涂料组合物的涂布中使用号数为3号的棒涂机。
除了所述以外，按照与实施例1相同的顺序，获得在树脂层中含有75质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。
将所述热交换元件用片的构成示于表1中。
(实施例10)
涂料组合物的涂布中使用号数为10号的棒涂机。
除了所述以外，按照与实施例3相同的顺序，获得在树脂层中含有75质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。
将所述热交换元件用片的构成示于表1中。
(实施例11)
除了不照射UV、不使树脂层交联以外，按照与实施例3相同的顺序获得树脂层为75质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。
将所述热交换元件用片的构成示于表1中。
(实施例12)
作为多孔质基材，准备单位面积重量5.6g/m2、厚度10μm、空孔率43％、细孔径33nm的聚乙烯多孔性膜。物性为透湿度为101g/m2/hr、二氧化碳遮蔽率为2％。除了多孔质基材以外，按照与实施例9相同的顺序，获得树脂层为75质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。
将所述热交换元件用片的构成示于表1中。
(实施例13)
使用与实施例12相同的多孔质基材，按照与实施例3相同的顺序，获得树脂层为75质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。
将所述热交换元件用片的构成示于表1中。
(实施例14)
使用号数为3号的棒涂机将与实施例3相同的涂液组合物涂布于与实施例12相同的多孔质基材上。接着，将UV照射量设为200mJ/cm2，除此以外，按照与实施例1相同的顺序，获得在树脂层中含有75质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。将所述热交换元件用片的构成示于表3中。
(实施例15)
除了将棒涂机的号数设为4号以外，按照与实施例14相同的顺序，获得在树脂层中含有75质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。将所述热交换元件用片的构成示于表3中。
(实施例16)
通过以下操作来制作树脂层的涂料组合物。
作为树脂层的材料，准备路比泰科(Luvitec)K85及优级弗莱克斯(Superflex)150，作为丙烯酸树脂原料，准备以二季戊四醇六丙烯酸酯为主成分的丙烯酸酯(共荣社化学制造的“莱特丙烯酸酯(Light Acrylate)DPE-6A”(注册商标))。使用乙醇与水的混合液作为溶剂。将所述路比泰科(Luvitec)K85、优级弗莱克斯(Superflex)150、莱特丙烯酸酯(Light Acrylate)DPE-6A、乙醇及水以质量比为3.0∶2.7∶0.2∶67.1∶27.0的比例混合，搅拌至成为均匀的液体，制成固体成分4质量％的混合溶液。进而，在所述涂料组合物中，相对于路比泰科(Luvitec)K85添加3质量％的奥姆尼莱德(Omnirad)184，制成树脂层的涂料组合物。
除了使用所述涂液组合物以外，按照与实施例14相同的顺序，获得在树脂层中含有75质量％的聚乙烯基吡咯烷酮及5质量％的丙烯酸树脂的热交换元件用片。将所述热交换元件用片的构成示于表3中。
(实施例17)
除了将棒涂机的号数设为4号以外，按照与实施例16相同的顺序，获得在树脂层中含有75质量％的聚乙烯基吡咯烷酮及5质量％的丙烯酸树脂的热交换元件用片。将所述热交换元件用片的构成示于表3中。
(实施例18)
除了涂液组合物的混合比是将路比泰科(Luvitec)K85、优级弗莱克斯(Superflex)150、莱特丙烯酸酯(Light Acrylate)DPE-6A、乙醇及水以质量比为3.0∶2.0∶0.4∶67.6∶27.0的比例混合以外，按照与实施例17相同的顺序，获得在树脂层中含有75质量％的聚乙烯基吡咯烷酮及10质量％的丙烯酸树脂的热交换元件用片。将所述热交换元件用片的构成示于表3中。
(实施例19)
除了使用以季戊四醇四丙烯酸酯为主成分的丙烯酸酯(共荣社化学制造的“莱特丙烯酸酯(Light Acrylate)PE-4A”(注册商标))作为丙烯酸树脂原料以外，按照与实施例17相同的顺序，获得在树脂层中含有75质量％的聚乙烯基吡咯烷酮及5质量％的丙烯酸树脂的热交换元件用片。将所述热交换元件用片的构成示于表3中。
(实施例20)
除了使用三乙二醇二丙烯酸酯作为丙烯酸树脂原料以外，按照与实施例17相同的顺序，获得在树脂层中含有75质量％的聚乙烯基吡咯烷酮及5质量％的丙烯酸树脂的热交换元件用片。将所述热交换元件用片的构成示于表3中。
(实施例21)
通过以下操作来制作树脂层的涂料组合物。
将路比泰科(Luvitec)K85、优级弗莱克斯(Superflex)150、乙醇及水以质量比为3.4∶2.0∶64.0∶30.6的比例混合，搅拌至成为均匀的液体，制成固体成分4质量％的混合溶液。
除了所述以外，按照与实施例1相同的顺序，获得在树脂层中含有85质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。
将所述热交换元件用片的构成示于表1中。
(比较例1)
通过以下操作来制作树脂层的涂料组合物。
将路比泰科(Luvitec)K85、乙醇及水以质量比为10.0∶50.0∶40.0的比例混合，搅拌至成为均匀的液体，制成固体成分10质量％的混合溶液。
涂料组合物的涂布中使用号数为6号的棒涂机。
除了所述以外，按照与实施例1相同的顺序，获得树脂层为100质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。
将所述热交换元件用片的构成示于表1中。
(比较例2)
除了不照射UV、不使树脂层交联以外，按照与比较例1相同的顺序，获得树脂层为100质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。
将所述热交换元件用片的构成示于表1中。
(比较例3)
通过以下操作来制作树脂层的涂料组合物。
将路比泰科(Luvitec)K85、乙醇及水以质量比为4.0∶60.0∶36.0的比例混合，搅拌至成为均匀的液体，制成固体成分4质量％的混合溶液。
除了所述以外，按照与实施例1相同的顺序，获得树脂层为100质量％的聚乙烯基吡咯烷酮的热交换元件用片。
将所述热交换元件用片的构成示于表1中。
(比较例4)
通过以下操作来制作树脂层的涂料组合物。
将优级弗莱克斯(Superflex)150、乙醇及水以质量比为13.3∶30.0∶56.7的比例混合，搅拌至成为均匀的液体，制成固体成分4质量％的混合溶液。
除了所述以外，按照与实施例1相同的顺序，获得树脂层为100质量％的氨基甲酸酯树脂的热交换元件用片。
将所述热交换元件用片的构成示于表1中。
将对各个热交换元件用片进行评价而得结果示于表2中。
在实施例1～实施例13及实施例21的热交换元件用片中，由于树脂层中含有聚乙烯基吡咯烷酮，因此表现出高透湿度。另外，由于含有氨基甲酸酯树脂，因此透气度高，具有良好的气体遮蔽性。另外，这些热交换元件用片具有高耐水性。
比较例1的热交换元件用片中，由于树脂层不含氨基甲酸酯树脂，因此若不增大树脂层的单位面积重量，则无法表现出充分的气体遮蔽性(即，透气度变小)。进而，由于树脂层的单位面积重量大，因此使树脂层交联时的固化收缩显著，所述热交换元件用片的形体稳定性极差，所述热交换元件用片的处理困难。比较例2的热交换元件用片中，由于未将树脂层交联，因此通过温水清洗工序，树脂层自热交换元件用片脱落，树脂层不会堵塞多孔质基材的孔，温水清洗后的热交换元件用片的气体遮蔽性显著恶化。并且，比较例3的热交换元件用片与实施例1～实施例8中树脂层的单位面积重量同等，但由于不含氨基甲酸酯树脂，因此未表现出充分的气体遮蔽性(即，透气度变小)。由比较例1～比较例3的热交换元件用片的评价结果可知，在树脂层仅为聚乙烯基吡咯烷酮的情况下，难以兼具气体遮蔽性及耐水性。
比较例4的热交换元件用片中，由于树脂层中不含聚乙烯基吡咯烷酮，因此未获得充分的透湿度。
将对实施例14～实施例20的热交换元件用片进行评价而得的结果示于表4中。
若将实施例14及实施例15的热交换元件用片与实施例16及实施例17的热交换元件用片加以比较，则在树脂层中含有丙烯酸树脂的实施例16及实施例17的热交换元件用片在清洗耐久性试验后透湿度及透气度的变化少。这表明，通过丙烯酸树脂在树脂层内采用交联结构，树脂层的清洗耐久性提高，抑制由清洗试验引起的树脂层的脱落。与实施例17的热交换元件用片相比，实施例18的热交换元件用片为丙烯酸树脂的含量多、氨基甲酸酯树脂的含量相对减少的热交换元件用片。所述实施例18的热交换元件用片的透气度低。这表明氨基甲酸酯树脂有助于气体屏蔽性的提高。
另外，实施例17的热交换元件用片含有由具有六个碳-碳双键的丙烯酸酯交联而成的丙烯酸树脂，实施例19的热交换元件用片与实施例20的热交换元件用片含有由分别具有四个与两个碳-碳双键的丙烯酸酯交联而成的丙烯酸树脂。若将实施例17、实施例19及实施例20的热交换元件用片加以比较，则可知越含有由具有大量碳-碳双键的丙烯酸酯交联而成的丙烯酸树脂，越能够获得高的清洗耐久性。
Figure GDA0003203307570000221
Figure GDA0003203307570000231
Figure GDA0003203307570000241
Figure GDA0003203307570000251

Claims (10)

1.一种热交换元件用片，其至少包括多孔质基材与树脂层的层叠体，且
所述树脂层至少含有聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物、及氨基甲酸酯树脂，
所述树脂层含有丙烯酸树脂，
所述丙烯酸树脂具有交联结构，且所述交联结构包含由下述化学式(I)或化学式(II)所表示的结构：
Figure FDA0003203307560000011
R1～R2表示任意长度的烷基链，X1～X6表示任意元素或分子结构
Figure FDA0003203307560000012
R1～R4表示任意长度的烷基链，X1～X8表示任意元素或分子结构。
2.根据权利要求1所述的热交换元件用片，其中，所述丙烯酸树脂包含由具有两个以上的碳-碳双键的丙烯酸酯交联而成的丙烯酸树脂。
3.根据权利要求1或2所述的热交换元件用片，其中，相对于所述树脂层整体，所述聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物的含量为50质量％以上且95质量％以下。
4.根据权利要求1或2所述的热交换元件用片，其中，相对于所述树脂层整体，所述聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物的含量为50质量％以上且90质量％以下，且所述聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物与所述氨基甲酸酯树脂的含量比即聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物的含量/氨基甲酸酯树脂的含量为1.0以上且9.0以下，上述含量均为质量％。
5.根据权利要求1或2所述的热交换元件用片，其中，相对于所述树脂层整体，所述聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物的含量为50质量％以上且85质量％以下，且
所述聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物与所述氨基甲酸酯树脂的含量比即聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物的含量/氨基甲酸酯树脂的含量为2.0以上且6.0以下，上述含量均为质量％。
6.根据权利要求1或2所述的热交换元件用片，其特征在于，所述聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物具有交联结构。
7.根据权利要求1或2所述的热交换元件用片，其中，所述树脂层的单位面积重量为0.1g/m2以上，且所述树脂层的单位面积重量相对于所述多孔质基材的单位面积重量的比即树脂层的单位面积重量/多孔质基材的单位面积重量为0.18以下。
8.一种热交换元件用片的制造方法，其是如权利要求1至7中任一项所述的热交换元件用片的制造方法，包括：在将含有聚乙烯基吡咯烷酮和/或乙烯基吡咯烷酮共聚物、氨基甲酸酯树脂、及具有两个以上的碳-碳双键的丙烯酸酯的涂液组合物涂布于所述多孔质基材上而形成涂膜后，对所述涂膜照射紫外线的工序。
9.一种热交换元件，其使用如权利要求1至7中任一项所述的热交换元件用片。
10.一种热交换器，其使用如权利要求9所述的热交换元件。
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