JP2005291527A

JP2005291527A - 熱交換基板の製造方法

Info

Publication number: JP2005291527A
Application number: JP2004103103A
Authority: JP
Inventors: Takuji Ando; 卓史安藤; Nobuyuki Tono; 伸幸東野; Kazuhisa Morita; 和久森田; Norio Yoshida; 典生吉田
Original assignee: Nitta Corp
Current assignee: Nitta Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】換気した空気を従来よりも汚染することがない熱交換基板の製造方法を提供しようとするもの。
【解決手段】熱交換用の仕切シート２に間隔部材３を固着する熱交換基板の製造方法であって、熱交換する合成樹脂４を離型シート５面で製膜して仕切シート２を形成する工程と、前記仕切シート２に合成樹脂製の間隔部材３を付設してこれら相互間を超音波溶着する工程と、前記仕切シート２から離型シート５を剥離する工程とを具備する。熱交換する合成樹脂を離型シート面で製膜して形成した仕切シートと合成樹脂製の間隔部材とを超音波溶着して固着させるようにしたので、ホットメルト接着剤などを使用することなく熱交換用の仕切シートに間隔部材を固着することができ、ホットメルト接着剤から化学物質が揮発するようなことはない。
【選択図】図１

Description

この発明は、熱交換器を形成する積層構造による熱交換基板の製造方法に関するものである。

従来より、室内換気を行なう空調装置の熱交換器が知られている。この熱交換器として、単位部材としての熱交換基板を複数枚積層することにより、各基板間の流通路に熱交換すべき２つの流体を一層ずつ交互に通すように構成した交差流型のものがある（例えば、特許文献１参照）。

前記熱交換基板は、伝熱性と吸湿性を有する和紙等よりなる熱交換用の仕切シートの片面に、平行な流通路を形成する間隔部材を所定の間隔で列状に配設してなる構造である。各熱交換基板の仕切シートに付設された間隔部材として、合成樹脂材により形成された直線状の棒状材（リブ）を用い、これをホットメルト等による接着手段により仕切シートの表面に接着していた。

しかし、前記熱交換基板の仕切シートと間隔部材とを接着するホットメルト接着剤から空調運転中に化学物質が揮発し、揮発した化学物質がせっかく換気した空気を汚染することがあるという問題があった。
特開平７―１０３６８１号公報（第２頁）

そこでこの発明は、換気した空気を従来よりも汚染することがない熱交換基板の製造方法を提供しようとするものである。

前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。
(１)この発明の熱交換基板の製造方法は、熱交換用の仕切シートに間隔部材を固着する熱交換基板の製造方法であって、熱交換する合成樹脂を離型シート面で製膜して仕切シートを形成する工程と、前記仕切シートに合成樹脂製の間隔部材を付設してこれら相互間を超音波溶着する工程と、前記仕切シートから離型シートを剥離する工程とを具備することを特徴とする。

この熱交換基板の製造方法は、熱交換する合成樹脂を離型シート面で製膜して形成した仕切シートと合成樹脂製の間隔部材とを超音波溶着して固着させるようにしたので、ホットメルト接着剤などを使用することなく熱交換用の仕切シートに間隔部材を固着することができ、ホットメルト接着剤から化学物質が揮発するようなことはない。

（２）前記離型シート面は紙材にシリコンコートされたものであることとしてもよい。
このように構成すると、熱交換する合成樹脂を製膜して形成した仕切シートの表面を損傷させることなく離型シートを剥離させることができる。すなわち、離型シートとしてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）・フィルムにシリコンコートしたものや紙材にポリエチレンコートしたものなどを用いると、離型シート面と仕切シートとの部分的な溶着が生じて、仕切シートから離型シートを剥離させる際に仕切シートの表面を損傷させることがある。

なお前記紙材として、上質紙、グラシン紙、模造紙、クラフト紙などを用いることができる。また前記シリコンとして、例えばポリジメチルシロキサンを用いることができる。

(３) 前記熱交換する合成樹脂は、下記一般式〔化１〕に示す構造を有するものであることとしてもよい。

このように構成すると、前記一般式〔化１〕に示すエチレン・スチレン・ランダム共重合体（親水性スルフォン化ポリマー）からなる電解質膜は高透湿性であって潜熱交換率が高いものとなり、全熱交換効率が高いものとなる。すなわち、紙材の場合のような微細な孔による毛細管凝縮を利用したものではなく、前記電解質膜はそのミクロ構造の親水性イオンチャンネル内の水分拡散により従来はない高透湿性を有するものである。

(４) 前記熱交換する合成樹脂を離型シート面で製膜して仕切シートを形成する工程は、熱交換する合成樹脂を離型シート面に塗布する工程と、前記塗布面に不織布を配設する工程と、前記不織布面に再び合成樹脂を塗布する工程とを有することとしてもよい。

このように構成すると、離型シート面において不織布に熱交換する合成樹脂を含浸させて製膜し、作業性よく仕切シートを形成することができる。

この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。

ホットメルト接着剤から化学物質が揮発するようなことはないので、換気した空気を従来よりも汚染することがない熱交換基板の製造方法を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１の分解斜視図（コア構造の外枠等は図示省略）に示すように、熱回収しつつ室内換気を行なう空調装置（室内と室外との間の吸気と排気）の全熱交換器として、単位部材としての熱交換基板１を複数枚積層することにより、各基板間の流通路に熱交換すべき２つの流体を一層ずつ交互に通すように構成した交差流型のものを形成した。

前記全熱交換器を構成する単位部材である熱交換基板の製造方法は、熱交換用の仕切シート２の片面に、平行な流通路を形成する間隔部材３（スペーサー）を所定の間隔で列状に固着するものであるが、詳細には次の通りである。

先ず、熱交換する合成樹脂４を離型シート５（図２及び図３に示すように紙材６に有機シリコン７を塗布し架橋したもの）面に塗布する工程と、前記塗布面に不織布８を配設する工程と、前記不織布８面に再び合成樹脂４を塗布する工程とにより、熱交換する合成樹脂４を離型シート５面で製膜（キャスティング）して伝熱性と吸湿性を有する仕切シート２を形成する工程である。前記不織布８として、ポリエチレン・ポリプロピレン混合繊維のものを用いた。

前記紙材６として、上質紙、グラシン紙、模造紙、クラフト紙などを用いることができる。前記有機シリコン７としてシリコンオイル的な一般的なもの（必要に応じて架橋されているもの）、例えばポリジメチルシロキサンを用いることができる。この離型シート５は、有機シリコン７が紙材６に強固に含浸されており、その表面は活性が低く粘着性が非常に低いものとなっている。

また前記熱交換する合成樹脂４は、下記一般式〔化１〕に示す三元共重合体の構造を有するものとした。

この親水性スルフォン化ポリマーは、具体的には５０〜３０重量％のオレフィンモノマーたるエチレンと、５０〜７０重量％のアリルビニルモノマーたるスチレンとを有してなるエチレン・スチレン・ランダム共重合体を主成分とする。そして、前記スルフォン酸ポリマーからなる電解質膜は高透湿性であって潜熱交換率が高いものであり、全熱交換効率が高いものである。すなわち、紙材６の場合のような微細な孔による毛細管凝縮を利用したものではなく、前記電解質膜はそのミクロ構造の親水性イオンチャンネル内の水分拡散により従来（熱交換効率は約５０％）はない非常に高い高透湿性（熱交換効率は約７５％）を有するものである。

そして、前記熱交換する合成樹脂４を離型シート５面で製膜して仕切シート２（不織布８と親水性スルフォン化ポリマーによる水分透過膜）を形成する工程の後に、図２に示すように前記仕切シート２に合成樹脂製の間隔部材３を付設してこれら相互間を超音波ウエルダーで超音波溶着する工程と、前記仕切シート２から離型シート５を剥離する工程とを具備するものとしている。

前記各熱交換基板１の仕切シート２に付設する間隔部材３として、合成樹脂材により形成された直線状の棒状材（リブ）を用いた。この間隔部材３は、ポリ塩化ビニルの押出成型により形成した。

また図３に示すように前記超音波溶着は、離型シート５の紙材６側の面に超音波振動子を当てて受けロールを回転させることにより、長尺の仕切シート２（熱交換する合成樹脂４）と間隔部材３とを送り出しながら連続的に行った（材料送り速度2m/min、超音波振動子の押さえつけ圧力300kPa）。

次に、この実施形態の熱交換基板の製造方法の使用状態を説明する。

この熱交換基板の製造方法は、熱交換する合成樹脂４を離型シート５面で製膜して形成した仕切シート２と合成樹脂製の間隔部材３とを超音波溶着して固着させるようにしたので、ホットメルト接着剤などを使用することなく熱交換用の仕切シート２に間隔部材３を固着することができ、ホットメルト接着剤から化学物質が揮発するようなことはなく、換気した空気を従来よりも汚染することがない熱交換基板の製造方法を提供することができる。

また、離型シート５面は紙材６にシリコンコート７されたものとしたので、熱交換する合成樹脂４を製膜して形成した仕切シート２の表面を損傷させることなく離型シート５を剥離させることができるという利点がある。すなわち、離型シートとしてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）・フィルムにシリコンコートしたものや紙材にポリエチレンコートしたものなどを用いると、離型シート面と仕切シートとの部分的な溶着が生じて、仕切シートから離型シートを剥離させる際に仕切シートの表面を損傷させることがある。

更に、前記熱交換する合成樹脂４を離型シート５面で製膜して仕切シート２を形成する工程は、熱交換する合成樹脂４を離型シート５面に塗布する工程と、前記塗布面に不織布８を配設する工程と、前記不織布８面に再び合成樹脂を塗布する工程とを有することとしており、離型シート５面において不織布８に熱交換する合成樹脂４を含浸させて製膜し、作業性よく仕切シート２を形成することができるという利点がある。

次のようにして実施例１，２、比較例１，２の熱交換基板を製造した。またリーク性試験として、製造した熱交換基板120mm×200mmのエリアの片面から窒素ガスにより500Paの圧力をかけ、反対面へ抜ける窒素の流量を測定した。

（実施例１）
離型シート５として紙材６（グラシン紙）の両面に有機シリコン７（ポリジメチルシロキサン）を含浸して架橋したものを用い、前記離型シート５面で製膜した仕切シート２に合成樹脂製の間隔部材３を付設して超音波ウエルダーで超音波溶着し、前記仕切シート２から離型シート５を剥離することによって熱交換基板を製造した。仕切シート２からの離型シート５の剥離性は良好であった。また、リーク性試験の流量も80ml/min以下であり満足できる数値であった。

（実施例２）
離型シート５として紙材６（上質紙）の両面にクレーコートしさらにその両面に有機シリコン７（ポリジメチルシロキサン）を含浸して架橋したものを用い、前記離型シート５面で製膜した仕切シート２に合成樹脂製の間隔部材３を付設して超音波ウエルダーで超音波溶着し、前記仕切シート２から離型シート５を剥離することによって熱交換基板を製造した。仕切シート２からの離型シート５の剥離性は良好であった。また、リーク性試験の流量も80ml/min以下であり満足できる数値であった。

（比較例１）
離型シート５として紙材６（上質紙）の片面にポリエチレンコートしてシリコンコートしたものを用い、前記離型シート５面で製膜した仕切シート２に合成樹脂製の間隔部材３を付設して超音波ウエルダーで超音波溶着し、前記仕切シート２から離型シート５を剥離することによって熱交換基板を製造した。しかし、離型シート５と仕切シート２とが融着してしまい、熱交換基板はうまく製造できなかった。

（比較例２）
離型シート５としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）・フィルムの片面にシリコンコートしたものを用い、前記離型シート５面で製膜した仕切シート２に合成樹脂製の間隔部材３を付設して超音波ウエルダーで超音波溶着し、前記仕切シート２から離型シート５を剥離することによって熱交換基板を製造した。しかし、離型シート５と仕切シート２とが融着してしまい、熱交換基板はうまく製造できなかった。

この熱交換基板はホットメルト接着剤から化学物質が揮発するようなことはないので換気した空気を従来よりも汚染することがなく、クリーンな全熱交換器を製造する用途に好適に適用することができる。

この発明の熱交換基板の製造方法の実施形態で全熱交換器の構造を説明する分解斜視図。離型シートの構造を説明する模式的な断面図。超音波溶着する工程を説明する模式的な断面図。

符号の説明

２仕切シート
３間隔部材
４熱交換する合成樹脂
５離型シート
６紙材
７シリコンコート
８不織布

Claims

熱交換用の仕切シート２に間隔部材３を固着する熱交換基板の製造方法であって、熱交換する合成樹脂４を離型シート５面で製膜して仕切シート２を形成する工程と、前記仕切シート２に合成樹脂製の間隔部材３を付設してこれら相互間を超音波溶着する工程と、前記仕切シート２から離型シート５を剥離する工程とを具備することを特徴とする熱交換基板の製造方法。
前記離型シート５面は紙材６にシリコンコート７されたものである請求項１記載の熱交換基板の製造方法。
前記熱交換する合成樹脂４は、下記一般式〔化１〕に示す構造を有するものである請求項１又は２記載の熱交換基板の製造方法。