JP2007003161A - 熱交換器とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工時のブロッキングやべたつきによる加工不良がなく、熱交換器を構成する接着剤の接着性が良好で気体遮蔽性の高い熱交換器の製造方法を得ること。
【解決手段】所定の素材をコルゲート加工して間隔保持部材を形成する第１の工程と、板状の多孔質部材からなる仕切部材の片面に間隔保持部材を接着して熱交換器構成部材を作製する第２の工程と、熱交換器構成部材の仕切部材側に気体遮蔽機能を有する樹脂を含む水溶媒系の表面処理用薬剤を塗布し、熱交換器構成部材の間隔保持部材側に水溶媒系の接着剤を塗布する第３の工程と、熱交換器構成部材の接着剤が塗布された間隔保持部材に他の熱交換器構成部材の仕切部材を重ね合わせて接着第４の工程と、を含む。
【選択図】 図４

Description

この発明は、流体間での熱交換を行なわせる主として空調分野に利用される積層構造の熱交換器とその製造方法に関するものである。

近年、暖房および冷房などの空調機器は、発達かつ普及してきており、空調装置を用いた居住区域が拡大するにつれて、換気において温度および湿度を回収できる空調用の熱交換器に対する重要性が高まってきている。

これらの何れの従来における熱交換器も、伝熱性と通湿性とを有する仕切板により間隔板を挟み込み、所定の間隔をおいて、複数層に重ね合わせた基本構造を採っている。仕切板は、方形の平板となっており、間隔板は、投影平面において仕切板に一致する鋸波状または正弦波状の波形を成形した波板となっている。

また、間隔板は、その波形の成形方向を交互に９０度またはそれに近い角度を持たせて仕切板の間に挟着されている。仕切板と間隔板によって囲まれる各層間に構成される空間は、一層おきにその波形の成形方向が交互に直交するように構成されるので、それぞれの向きに延びる空間を、一次気流と二次気流をそれぞれ別々に通す二系統の流体通路として利用することができる。

熱交換器の仕切板に要求される特性としては、通気性が低く、透湿性が高いことである。これは、使用時に屋外から屋内に吸込まれる新鮮な外気と屋内から屋外へ排気される汚れた空気とが混合することなく、しかも顕熱と同時に潜熱も熱交換できるようにするために、水蒸気を吸込み空気と排出空気の間で効率よく移行させることが要求されるからである。

そして、このような要求に対処できる仕切板の素材については、たとえば吸湿剤としてハロゲン化リチウムを含む水溶性高分子物質を多孔質部材に含浸または塗布することにより得られるような気体遮蔽物が挙げられる（たとえば、特許文献１参照）。

上記したような多孔質部材に水溶性高分子物質を含浸または塗布した透湿性気体遮蔽物で仕切板を構成した熱交換器においては、夏期などの温度と湿度が高い条件下では、仕切板の吸湿により水溶性高分子物質の一部が溶け、ブロッキング現象がおき、コルゲート時などの巻き戻し作業時に素材が破れるといった問題点がある。

また、この種の熱交換器は、間隔板を構成する素材をコルゲート加工しながら仕切板を構成する素材に接着して得られる片面段ボール構造物を熱交換器構成部材として、複数枚積層することにより製造されている。コルゲート加工は、間隔板の素材を成形する互いに噛み合って回転する歯車状の上下のコルゲータと、仕切板の素材を間隔板の素材に回転しながら押付けるプレスロールを中核として構成されていて、間隔板の段形状を整えるために、上下のコルゲータとプレスロールは通常、１５０℃以上の高温に維持されている。したがって、仕切板素材の水溶性高分子物質の一部がプレスロールの熱によって溶け、プレスロールに融着しやすくなってしまう。一方、プレスロールの温度を下げると、仕切板の素材のプレスロールへの融着は防止できるものの、コルゲートの段形状が崩れてしまい、熱交換器構成部材として使えないものになってしまう。

そこで、従来は、仕切部材の片面のみに吸湿や温度により軟化やべたつきをおこす透湿層を形成し、この透湿層面にてコルゲート加工をおこなう方法が考案されている（たとえば、特許文献２参照）。

また、近年ではべたつきや融着の原因となる気体遮蔽膜形成薬剤であるポリビニルアルコール（ＰＶＡ）そのものを使用しない無孔系透湿膜や基材そのもので気体が透過しにくいものに吸湿および難燃処理されたものが選択されている（たとえば、特許文献３，４参照）。

特公昭５８−４６３２５号公報 特開２００１−２７４８９公報 国際公開第２００２／０９９１９３号パンフレット 特開２００３−１４８８９２公報

従来の熱交換器では、吸湿剤を仕切部材に含浸させたり塗工したりすることによって処理を行い、透湿性能を向上させている。しかしながら、吸湿剤の量と透湿性能はある程度の量までは比例関係にあるが、仕切部材そのものに気体遮蔽機能を持たせているために、仕切部材の材料の構造が緻密になり吸湿処理薬剤を思うように吸収させることができず、加工時のブロッキングやベタつきによる加工不良が発生してしまうという問題点があった。また、仕切部材が緻密すぎるためコルゲート加工および積層工程時に使用する接着剤も素材内部に浸透し難く、その結果十分な接着強度が得られないという問題点もあった。

この発明は、上記に鑑みてなされたもので、加工時のブロッキングやべたつきによる加工不良がなく、熱交換器を構成する接着剤の接着性が良好で気体遮蔽性の高い熱交換器とその製造方法を得ることを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる熱交換器は、板状の多孔質部材からなる仕切部材の片面にコルゲート加工された間隔保持部材を接着した熱交換器構成部材を、複数接着剤で接着し、積層してなる熱交換器において、前記仕切部材の前記間隔保持部材が接着されている面と反対面に気体遮蔽機能を有する樹脂を含む表面処理膜を形成することを特徴とする。

この発明によれば、コルゲート加工で貼合される仕切部材の面は多孔質であるためコルゲート時にもっともよく使用される水溶媒の接着剤にて容易に貼合でき、強度も十分得ることができる。また、べたつきやブロッキングの原因となる気体遮蔽機能を有するポリビニルアルコールなどの樹脂をコルゲート加工時には使用しないので、取り扱いが容易になると共に、コルゲート加工時の温度を十分に高温にできるので、加工速度も従来に比較してより高速に行うことができる。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる熱交換器とその製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明にかかる熱交換器の全体構成を示す斜視図であり、図２は、図１の熱交換器を構成する熱交換器構成部材の構成を示す斜視図であり、図３は、図２の熱交換器構成部材の端面を示す側面図であり、図４は、熱交換器構成部材を製造するためのコルゲート加工を行うシングルフェーサ装置の概略構成を模式的に示す図であり、図５は、熱交換器を製造する溶媒塗布装置の概略構成を模式的に示す図である。

この実施の形態１では、図１に示されるような積層構造の六面体に構成された空調用に適した熱交換器１とその製造方法について説明する。この製造方法で得られる熱交換器１は、伝熱性と通湿性とを有する薄肉の仕切部材２の片面に間隔保持部材３を接着した熱交換器構成部材６を、複数層に重ね合わせて接着した構成を有する。熱交換器１を構成している仕切部材２は正方形や菱形の平板として構成され、間隔保持部材３は投影平面形状が仕切部材２に一致する鋸波状または正弦波状の波形を成形した波板に形成されている。この間隔保持部材３を仕切部材２の間にその波形の成形方向（波の山（または谷）を結ぶ同位相の線の方向）を、所定の角度に交差させて挟着させる。たとえば、間隔保持部材３の波形の成形方向を交互に９０度またはそれに近い角度を持たせて挟着させると図１に示されるような構造となり、一次気流（イ）と二次気流（ロ）を通す流体通路４，５がこれらの各層間に一層おきに構成される。また、裁断した熱交換器構成部材６を、間隔保持部材３の波形の成形方向が平行となるように積層することで、対向流型の熱交換器１を得ることができる。

この熱交換器１は、図２および図３に示されるように、一枚の仕切部材２の片面に間隔保持部材３を接着した熱交換器構成部材６を積層接着した構成を有する。仕切部材２には、図３に示すように板状の多孔質部材７の間隔保持部材３が形成されない方の面に、気体遮蔽機能を有する樹脂、難燃剤および吸湿剤を混合した表面処理膜８が形成される。なお、この表面処理膜８を形成する表面処理用薬剤としては、塗布または塗工するために水溶性のものが扱い易く、望ましい。気体遮蔽機能を有する樹脂としては、ポリビニルアルコールなどが適しており、吸湿剤としては塩化リチウムなどが適しており、難燃剤としては、吸湿剤に用いる塩化リチウムと反応しないスルファミン酸グアニジンなどが適している。

多孔質部材７は、厚さ１０〜１２０μｍ程度で、坪量が１０〜１５０（ｇ／ｍ²）のセルロース繊維を主とする紙材が望ましい。多孔質部材７のシート厚みは、透湿性能の点を考慮すると、薄膜化することが望ましいが、薄くし過ぎると後加工時の引っ張り強度が小さくなり、加工時に破れ易くなる。そのため、透湿性能と引っ張り強度を考慮すると、多孔質部材７の厚みは、１０〜５０μｍが好ましい。この実施の形態１では、厚みが１０〜５０μｍの範囲で、坪量が１０〜５０（ｇ/ｍ²）程度の紙材からなる多孔質部材７を採用した。多孔質部材７を構成する紙材における親水性繊維の主成分には、セルロース繊維を用いることが好ましい。このように、多孔質部材７を構成する紙材の親水性繊維の主成分に、セルロース繊維を用いることにより、低コストで、かつ引っ張り強度を高くすることができる。

つぎに、このような熱交換器１の製造方法について図４と図５を参照しながら説明する。図４に示されるように、熱交換器構成部材６を作製するシングルフェーサ装置は、仕切部材２となる多孔質部材７を送るとともに、この多孔質部材７に間隔保持部材３を回転しながら押付けるプレスロール１０と、間隔保持部材３の材料となるセルロース繊維を主とする素材（紙材）９を送り、互いに噛み合って回転する歯車状の上段と下段の一対からなるコルゲータ１１，１２と、一対のコルゲータ１１，１２で断面形状が波型にされた間隔保持部材３と多孔質部材７とを接着する接着剤１４を貯蔵する糊貯蔵層１３と、下段のコルゲータ１２に送られる間隔保持部材３に糊付けするための糊付けロール１５と、を備える。なお、糊貯蔵層１３には、水溶媒系の酢酸ビニル系エマルジョン接着などの接着剤１４が貯蔵されている。

このようなシングルフェーサ装置のプレスロール１０に仕切部材２を構成する多孔質部材７が送り込まれる。また、セルロース繊維を主とする素材を用いた間隔保持部材３となる紙材９がシングルフェーサ装置の一対のコルゲータ１１，１２に送り込まれる。歯車状の上段と下段の一対のコルゲータ１１，１２が噛み合って回転することによって、上段と下段のコルゲータ１１，１２の歯車の噛み合う位置で紙材９は波形に成型される。

下段のコルゲータ１２の一部の歯車の頂部は糊付けロール１５と接触した状態にあるので、糊付けロール１５の回転によって糊貯蔵層１３内で接着剤１４が付着した糊付けロール１５の面が、下段のコルゲータ１２の一部に接触する。これにより、下段のコルゲータ１２で送られる波型の紙材９の谷（山）となる部分（後に多孔質部材７と接触する部分）が糊付けされる。その後、この糊付けされた紙材９は、プレスロール１０から送られてくる多孔質部材７と接着される。この際、下段のコルゲータ１２の一部とプレスロール１０とは接触しているため、プレスロール１０によって送られる多孔質部材７と下段のコルゲータ１２によって送られる糊付けされた波形の紙材９とは、所定の圧力で圧縮され、両者は強固に接着される。なお、プレスロール１０と一対のコルゲータ１１，１２は、段形状を整え易い所定の温度（通常、１５０℃以上の温度）に維持されている。

以上により、片面段ボール状の熱交換器構成部材６が製造される。また、仕切部材２は、紙素材のような多孔質部材７を用いているため、素材の表裏がない上に、熱および吸湿による加工上の不具合もないので、高速にそして安定した作業を実施することができる。

図５に示されるように、溶媒塗布装置は、シングルフェーサ装置で作製された熱交換器構成部材６の間隔保持部材３の波上の頂点部に水溶媒系の接着剤の糊付けを行う糊付けローラ２１と、熱交換器構成部材６の反対側の面に表面処理層を形成する薬剤塗布ローラ２２と、によって構成される。糊付けローラ２１には、図示していないが、接着剤をそのローラ表面に供給するための仕掛が備えられており、薬剤塗布ローラ２２にも、図示していないが、気体遮蔽機能を有する樹脂、難燃剤および吸湿剤を混合した表面処理用薬剤をそのローラ表面に供給するための仕掛が備えられている。

図４のシングルフェーサ装置で作製された熱交換器構成部材６を所定の寸法、形状に裁断し、間隔保持部材３が図の下側を向くように２つの糊付けローラ２１と薬剤塗布ローラ２２との間に挿入する。間隔保持部材３がこれらの２つの糊付けローラ２１と薬剤塗布ローラ２２との間を送られる間に、下側の糊付けローラ２１では、熱交換器構成部材６の間隔保持部材３の波状の頂点部に水溶媒系の接着剤を塗布する。また、上側の薬剤塗布ローラ２２では、上記した気体遮蔽機能を有する樹脂、難燃剤および吸湿剤を混合した表面処理用薬剤を、１０〜２０ｇ／ｍ²の割合で仕切部材２の表面に塗工する。そして、２つの糊付けローラ２１と薬剤塗布ローラ２２から排出された熱交換器構成部材６を順に、その間隔保持部材３の波形の成形方向が隣接する上下の層で所定の位置関係となるように（たとえば、波形の成形方向が互いに９０度の向きとなるように）積層し、接着剤を乾燥させて熱交換器１が構成される。

なお、この実施の形態１においては、多孔質部材７の片面に、気体遮蔽機能を含む表面処理膜８に透湿性の高いポリウレタンまたはポリエチレングリコールを含んだポリエステルエラストマ素材を、コーティングまたはラミネート加工したものや、透湿性空気遮蔽膜を形成する有機材料を用いた樹脂フィルムをラミネート加工して気体遮蔽機能を有する表面処理膜８を形成して仕切部材２の素材としたものを用いても同様の効果を得ることができる。

この実施の形態１によれば、熱交換器１を構成するための熱交換器構成部材６を積層して接着する積層工程では、気体の分離機能性膜である表面処理膜８は、形成された後すぐに熱交換器１の内部に位置することになるので表面処理膜８への傷つけや、吸湿時のべたつきなどを軽減することができる。その結果、加工性と膜破れに対する信頼性を向上させることができる。また、積層工程で、空気遮蔽機能を兼ねるポリビニルアルコールのような透湿性を有する表面処理膜８を形成し、積層加工の前工程に当たる図４に示すコルゲート加工工程では表面処理膜を形成しないので、段形状を整えるための上下のコルゲータ１１，１２とプレスロール１０の温度を高く維持しても、熱で透湿性成分が溶融することがなく、加工時のトラブルになることもない。

さらに、積層工程時にポリビニルアルコールなどの透湿性を有する表面処理膜８を形成する場合に水溶媒の表面処理用薬剤を選択したので、水溶媒の接着剤との相性も良好で、透湿性成分が水分の蒸発により硬化する前に接着剤成分が透湿膜層（表面処理膜８）を抜けて基材の多孔質部材７へ到達させることができ、接着強度を十分確保することができる。

さらにまた、図６に示すような従来の積層接着工程において、間隔保持部材３の波状の頂点部に糊付けローラ２１をもちいて水溶媒系の接着剤を塗布した際に、間隔保持部材３として紙などの水分による伸縮を伴う素材を選択していると、接着剤中の水分により間隔保持部材３が伸びることにより熱交換器構成部材６の反りやカールにつながり、積層加工時のトラブルになっていた。この問題に対して、この実施の形態１では、接着剤塗布面との反対側から、水溶媒系の薬剤（水溶媒に溶かした気体遮蔽機能を有する樹脂などを含む表面処理用薬剤）を塗るようにしたので、熱交換器構成部材６の表裏で、水分による素材の伸びが釣り合い、反りが低減される。そのため、熱交換器構成部材６全体の反りを小さく抑えることができるので生産性を上げることができる。また、各層の反りやカールが無く、平行にまっすぐ積層できるので、流路の曲がりがなく、低圧損でかつ外観品質を向上させることができる。

実施の形態２．
この実施の形態２では、仕切部材２に用いる多孔質部材７に、ＪＩＳ Ａ １３２２に適合する難燃素材を用いる場合を示す。つまり、実施の形態１の図３に示される熱交換器構成部材６において、難燃剤を含む多孔質部材７を仕切部材２として用い、この仕切部材２の間隔保持部材３が形成されない側の面に、気体遮蔽機能を有する樹脂と吸湿剤とを含む表面処理膜８を形成した構成を有する。そして、この熱交換器構成部材６を複数積層させることで、実施の形態２の熱交換器１が構成される。難燃剤として、スルファミン酸グアニジンなどを用いることができる。また、この場合、原紙（多孔質部材７）の比重で１０〜４０％の量を混抄する。なお、実施の形態１と基本的に同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略している。

つぎに、このような構成を有する熱交換器１の製造方法について説明する。なお、この実施の形態２でも、熱交換器１の製造は、実施の形態１の図４と図５に示される装置を用いて行われる。まず、図４に示されるシングルフェーサ装置でコルゲート処理を行う場合には、プレスロール１０には、難燃化処理を行った多孔質部材７が供給される。そして、間隔保持部材３となる紙材９が一対のコルゲータ１１，１２で波状に成型された後に、その波状の頂点部に糊付けロール１５で水溶媒系の接着剤１４が塗布され、上記難燃化処理を行った多孔質部材７にプレスロール１０で押付けられ、熱交換器構成部材６が作製される。その後、この熱交換器構成部材６の接着剤１４を乾燥させて、所定の寸法、形状に裁断する。

ついで、図５に示される溶媒塗布装置に、所定の寸法、形状に裁断した熱交換器構成部材６を、間隔保持部材３が形成された側を下向きにして供給する。このとき、上側から薬剤塗布ローラ２２を用いて仕切部材２の間隔保持部材３が貼合されていない面に、気体遮蔽機能をもつ樹脂と吸湿剤を混合した表面処理用薬剤を塗布または塗工していく。この表面処理用薬剤として、水溶性のものが扱いやすいので好ましい。また、気体遮蔽機能を持つ樹脂としてポリビニルアルコールなどが適しており、吸湿剤として塩化リチウムが選択される。この表面処理用薬剤を、仕切部材２上に１０〜２０ｇ／ｍ²の割合で塗工する。また、下側からは糊付けローラ２１を用いて、仕切部材２の間隔保持部材３の波状の頂点部に水溶媒系の接着剤を塗布していく。この加工工程により、仕切部材２に吸湿機能強化や気体遮蔽機能を新たに付加することができる。

その後、この接着剤を塗布した熱交換器構成部材６を、その間隔保持部材３の波形の成形方向が上下に隣接する熱交換器構成部材６間で所定の位置関係となるように積層接着することによって、図１に示すような熱交換器１が製造される。

この実施の形態２によれば、実施の形態１の効果に加えて、予め難燃処理を行った多孔質部材７を使用するため、後工程である積層工程時に難燃剤を含めた表面処理用薬剤を塗布する実施の形態１に比較して、表面処理用薬剤に難燃剤を加える必要がなく、表面処理用薬剤の量を少なくすることができる。その結果、加工スピードを向上させることができる。また、薬剤塗工量の総量に加工上の制約がある場合に、気体遮蔽剤の割合を増加させて気体遮蔽機能の強化を行ったり、吸湿剤の割合を増加させて透湿性能を強化させたりするなどの要求に応じた作り分けも可能となる。

実施の形態３．
この実施の形態３では、仕切部材２に用いる多孔質部材７に、予め吸湿処理を行ったものを用いる場合を示す。つまり、実施の形態１の図３に示される熱交換器構成部材６において、吸湿剤を含む多孔質部材７を仕切部材２として用い、この仕切部材２の間隔保持部材３が形成されない側の面に、気体遮蔽機能を有する樹脂と難燃剤とを含む表面処理膜８を形成した構成を有する。そして、この熱交換器構成部材６を複数積層させることで、実施の形態３の熱交換器１が構成される。吸湿剤として、塩化リチウムや塩化カルシウムなどの水溶媒タイプが扱いやすいので好ましい。また、この場合、原紙（多孔質部材７）の比重で５〜２０％の量を混抄する。なお、実施の形態１と基本的に同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略している。

つぎに、このような構成を有する熱交換器１の製造方法について説明する。なお、この実施の形態３でも、熱交換器１の製造は、実施の形態１の図４と図５に示される装置を用いて行われる。まず、図４に示されるシングルフェーサ装置でコルゲート処理を行う場合には、プレスロール１０には、吸湿処理を行った多孔質部材７が供給される。そして、間隔保持部材３となる紙材９がコルゲータ１１，１２で波状に成型された後に、その波状の頂点部に糊付けロール１５で水溶媒系の接着剤１４が塗布され、上記吸湿処理を行った多孔質部材７にプレスロール１０で押付けられ、熱交換器構成部材６が作製される。その後、この熱交換器構成部材６の接着剤１４を乾燥させて、所定の寸法、形状に裁断する。

ついで、図５に示される溶媒塗布装置に、所定の寸法、形状に裁断した熱交換器構成部材６を、間隔保持部材３が形成された側を下向きにして供給する。このとき、上側から薬剤塗布ローラ２２を用いて仕切部材２の間隔保持部材３が貼合されていない面に、気体遮蔽機能を持つ樹脂と難燃剤を混合した表面処理用薬剤を１０〜２０ｇ／ｍ²の割合で塗布または塗工していく。この表面処理用薬剤として、水溶性のものが扱いやすく望ましい。また、気体遮蔽機能を持つ樹脂としてポリビニルアルコールなどが適している。さらに、実施の形態１のように難燃剤と吸湿剤を分けて塗ることができるので、難燃剤として、吸湿剤に用いる塩化リチウムと反応しないスルファミン酸グアニジン以外のもの、たとえばリン化合物なども選択が可能となり、難燃剤選択の自由度が広がる。また、下側からは糊付けローラ２１を用いて、仕切部材２の間隔保持部材３の波状の頂点部に水溶媒系の接着剤を塗布していく。この加工工程により、仕切部材２に難燃機能や気体遮蔽機能を新たに付加することができる。

その後、この接着剤を塗布した熱交換器構成部材６を、その間隔保持部材３の波形の成形方向が隣接する熱交換器構成部材６間で所定の角度となるように積層接着することによって、図１に示すような熱交換器１が製造される。

この実施の形態３によれば、実施の形態１の効果に加えて、予め吸湿処理を行った多孔質部材７を使用するため、後工程である積層工程時に吸湿剤を含めた表面処理用薬剤を塗布する実施の形態１の場合に比較して、薬剤の量を少なくできるので、加工スピードを向上させることができるという効果を有する。また、薬剤を塗る量の総量に加工上の制約がある場合に、気体遮蔽剤の割合を増加させ気体遮蔽機能の強化を行ったり、難燃剤の割合を増加させて難燃性能を強化させたりするなどの要求に応じた作り分けが可能となる。

実施の形態４．
この実施の形態４では、仕切部材２に用いる多孔質部材７に、予め吸湿剤と難燃剤を含浸させたものを用いる場合を示す。つまり、実施の形態１の図３に示される熱交換器構成部材６において、吸湿剤と難燃剤とを含む多孔質部材７を仕切部材２として用い、この仕切部材２の間隔保持部材３が形成されない側の面に、気体遮蔽機能を有する樹脂を含む表面処理膜８（気体遮蔽膜）を形成した構成を有する。そして、この熱交換器構成部材６を複数積層させることで、実施の形態４の熱交換器１が構成される。吸湿剤として、塩化リチウムなどを用いることができ、難燃剤としてスルファミン酸グアニジンなどを用いることができる。また、塩化リチウムを吸湿剤として用いる場合には、原紙（多孔質部材７）の比重で１０〜４０％の量を混抄し、スルファミン酸グアニジンを難燃剤として用いる場合にも、原紙（多孔質部材７）の比重で１０〜４０％の量を混抄する。このように、難燃剤を予め多孔質部材７に混抄しておくことによって、表面のべと付きが軽減され、仕切部材２は扱い易くなる。

つぎに、このような構成を有する熱交換器１の製造方法について説明する。なお、この実施の形態４でも、熱交換器１の製造は、実施の形態１の図４と図５に示される装置を用いて行われる。まず、図４に示されるシングルフェーサ装置でコルゲート処理を行う場合には、プレスロール１０には、吸湿処理と難燃化処理を施した多孔質部材７が供給される。そして、間隔保持部材３となる紙材９がコルゲータ１１，１２で波状に成型された後に、その波状の頂点部に糊付けロール１５で水溶媒系の接着剤１４が塗布され、上記吸湿処理と難燃化処理を行った多孔質部材７にプレスロール１０で押付けられ、熱交換器構成部材６が作製される。この実施の形態４で用いられる仕切部材２は、予め含浸処理または塗工などにより吸湿処理と難燃処理が行われており、特に素材の表裏がない上に、熱と吸湿による加工上の不具合もなく、高速かつ安定した熱交換器構成部材６の製造作業を実施することができる。その後、接着剤１４を乾燥させて、所定の寸法、形状に裁断する。

つぎに、図５に示される薬剤塗布装置に、所定の寸法、形状に裁断した熱交換器構成部材６を、間隔保持部材３が形成された側を下向きにして供給する。このとき、上側から薬剤塗布ローラ２２を用いて仕切部材２の間隔保持部材３が貼合されていない面に、気体遮蔽機能を持つ樹脂からなる表面処理用薬剤を塗布または塗工していく。この表面処理用薬剤として、ポリビニルアルコールなどを用いることができる。また、下側からは糊付けローラ２１を用いて、仕切部材２の間隔保持部材３の波状の頂点部に水溶媒系の接着剤を塗布していく。この加工工程により、気体遮蔽膜（表面処理膜８）が形成され、仕切部材２に気体遮蔽機能を新たに付加することができる。

その後、この接着剤を塗布した熱交換器構成部材６を、その間隔保持部材３の波形の成形方向が上下の層で隣接する熱交換器構成部材６間で所定の角度となるように積層接着することにより、図１に示すような熱交換器１が製造される。

なお、多孔質部材７の代わりに、無孔系素材を用いてポリビニルアルコールを無くした仕切部材２を用いても同様に、熱および吸湿による加工上の不具合がなく、高速にかつ安定した熱交換器構成部材６の製造作業を行うことができる。しかし、無孔系素材という孔のない素材に対して、この実施の形態４で使用する仕切部材２は、ベースが多孔質であるために、接着剤が素早く素材の内部に浸透するので、十分なアンカ効果による接合強度を確保することができる。これにより、さらに加工スピードを改善することができる。また、積層工程時の接着においても、無孔系の仕切板に対してより接着強度を向上させることができる。

また、この実施の形態４においては、多孔質部材７の片面に、気体遮蔽膜（表面処理膜８）に透湿性の高いポリウレタンまたはポリエチレングリコールを含んだポリエステルエラストマ素材を、コーティングまたはラミネート加工したものや、透湿性空気遮蔽膜を形成する有機材料を用いた樹脂フィルムをラミネート加工して気体遮蔽膜（表面処理膜８）を形成して仕切部材２の素材としたものを用いても同様の効果を得ることができる。

この実施の形態４によれば、実施の形態１の効果に加えて、予め吸湿処理と難燃処理を行った多孔質部材７を使用するため、後工程である積層工程時に吸湿剤と難燃剤を含めた表面処理用薬剤を塗布する実施の形態１の場合に比較して、表面処理用薬剤に吸湿剤と難燃剤を混合する必要がなく、表面処理用薬剤の量を少なくできるので、加工スピードを向上させることができるという効果を有する。

実施の形態５．
この実施の形態５では、仕切部材２として所定の透気度を有する多孔質部材７を用いる場合を示す。この多孔質部材７は、アルカリ溶液などを用いて、高度に粘状叩解した微細な親水性繊維を使用して、温水中で抄き合わせ、水分率１５〜２５％の湿紙巻き取りを行った後、ロールで紙を圧縮するカレンダ加工の各工程条件の組合せによって作製する。これにより、空気遮蔽機能性シート状素材からなる多孔質部材７が作製される。また、多孔質部材７は、乾燥と同時に強圧力が加えられるため、高密度、透明性と高平滑度が確保された状態で作製される。

抄き合わせ水分率に関しては、湿りすぎていると巻き取り仕上げにブロッキングしたり紙切れしたりし易くなり、また、乾きすぎた状態でカレンダ加工を行っても狙ったように密度の高い紙が得られ難い。これは、乾きすぎていると、繊維間での動きが少なくなり、再結合による高密度化が進まないからであると推定される。これらの実験の結果を考慮すると、抄き合わせ水分率は、１５〜２０％の範囲の湿紙巻き取りで行うことが望ましい。

多孔質部材７は、空隙率を２０〜３０％前後に抑えて、ＪＩＳ Ｐ ８１１７で規定される透気度を２００〜７００秒（ｓｅｃ）／１００ｃｃ以上を確保したものを用いることが望ましい。透気度が２００ｓｅｃ／１００ｃｃ以上に確保されることにより、熱交換換気装置として重要項目である炭酸ガスの移行率を、５％以下に抑えることができる。

この実施の形態５では、仕切部材２として、図３に示すように板状の多孔質部材７に予め吸湿剤として塩化リチウムを使用し、難燃剤としてスルファミン酸グアニジンを使用したものを用いている。吸湿剤は、薬剤にもよるが、塩化リチウムの場合には原紙（多孔質部材７）の比重で１０〜４０％が混抄される。また、難燃剤も原紙（多孔質部材７）の比重で１０〜４０％が混抄される。難燃剤を予め多孔質部材７に混抄しておくことによって、表面のべと付きが軽減され扱い易くなる。このようにして得られた多孔質部材７は、無孔質と呼ばれる空気遮蔽機能性シートの空隙率の低さによる薬液の浸透が悪く、その結果薬液を多く塗工できないという問題と、接着加工時の接着剤の浸透が悪く接着不良になる虞を解決することができる。

なお、このような透気度が２００ｓｅｃ／１００ｃｃ以上の多孔質部材７を用いた場合の熱交換器１の製造方法は、多孔質部材７に上記透気度が２００ｓｅｃ／１００ｃｃ以上の多孔質部材７が用いられる点を除いて、上述した実施の形態４で説明したものと同様であるので、その説明を省略する。

なお、この実施の形態５においては、多孔質部材７の片面に、気体遮蔽機能を含む表面処理膜８に透湿性の高いポリウレタンまたはポリエチレングリコールを含んだポリエステルエラストマ素材を、コーティングまたはラミネート加工したものや、透湿性空気遮蔽膜を形成する有機材料を用いた樹脂フィルムをラミネート加工して気体遮蔽機能を有する表面処理膜８を形成して仕切部材２の素材としたものを用いても同様の効果を得ることができる。また、この実施の形態５では、ＪＩＳ Ｐ ８１１７で規定される透気度を２００〜７００秒（ｓｅｃ）／１００ｃｃ以上を確保した多孔質部材７を実施の形態４に適用した場合を説明したが、実施の形態１〜３に上記多孔質部材７を適用してもよい。さらに、以上の場合において、間隔保持部材３として、ＪＩＳ Ａ １３２２で規定される難燃紙を用いてもよい。

この実施の形態５によれば、多孔質部材７に透気度が２００ｓｅｃ／１００ｃｃ以上の素材を使用することによって、気体遮蔽機能を有する表面処理膜８を形成するためのポリビニルアルコールなどの塗布量を減らすことができ、また多孔質部材７にある程度の気体遮蔽性があるので、表面処理膜８（気体遮蔽層）にできるピンホールを減らすことができる。この実施の形態５の実験によれば、透気度が２００ｓｅｃ／１００ｃｃ以上の多孔質部材７を用いない場合に比べて、ポリビニルアルコールの付着量を１〜２ｇ／ｍ²減らすことができた。

また、実施の形態４と同様にベースが多孔質であるために、接着剤が素早く素材の内部に浸透するので、十分なアンカ効果による接合強度を確保することができる。さらに、この実施の形態５では、積層工程時にポリビニルアルコールによる透湿層（気体遮蔽層）を形成することになるが、水溶媒の薬剤を選択することにより、水溶媒の接着剤との相性も良好で、透湿膜層が水分の蒸発により硬化する前に接着剤成分が透湿層（気体遮蔽層）を抜けて基材の多孔質部材７に到達できるので、接着強度も十分確保することができる。この積層加工時の接着においても無孔系の仕切板に比して、接着強度を向上させることができる。

以上のように、この発明にかかる熱交換器の製造方法は、気体遮蔽性、吸湿性および難燃性を有し、作製中における難燃化処理を行う薬剤のべと付きを抑えて、熱交換器構成部材の反りやカールを抑えることができる熱交換器の製造に有用である。

この発明による熱交換器の全体構成を示す斜視図である。 図１の熱交換器を構成する熱交換器構成部材の構成を示す斜視図である。 図２の熱交換器構成部材の端面を示す側面図である。 熱交換器構成部材を製造するためのコルゲート加工を行うシングルフェーサ装置の概略構成を模式的に示す図である。 熱交換器を製造する溶媒塗布装置の概略構成を模式的に示す図である。 従来の積層接着工程の様子を示す図である。

符号の説明

１ 熱交換器
２ 仕切部材
３ 間隔保持部材
４，５ 流体通路
６ 熱交換器構成部材
７ 多孔質部材
８ 表面処理膜（気体遮蔽膜）
１０ プレスロール
１１ 上段コルゲータ
１２ 下段コルゲータ
１３ 糊貯蔵層
１４ 接着剤
１５，２１ 糊付けローラ
２２ 薬剤塗布ローラ

Claims (14)

1. 板状の多孔質部材からなる仕切部材の片面にコルゲート加工された間隔保持部材を接着した熱交換器構成部材を、複数接着剤で接着し、積層してなる熱交換器において、
   前記仕切部材の前記間隔保持部材が接着されている面と反対面に気体遮蔽機能を有する樹脂を含む表面処理膜を形成することを特徴とする熱交換器。
2. 前記表面処理膜は、前記気体遮蔽機能を有する樹脂の他に、難燃剤と吸湿剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
3. 前記仕切部材は、難燃処理された多孔質部材からなり、
   前記表面処理膜は、気体遮蔽機能を有する樹脂の他に、吸湿剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
4. 前記仕切部材は、吸湿処理された多孔質部材からなり、
   前記表面処理膜は、気体遮蔽機能を有する樹脂の他に、難燃剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
5. 前記仕切部材は、難燃処理および吸湿処理された多孔質部材からなることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
6. 前記多孔質部材は、２００秒／１００ｃｃ以上のＪＩＳ Ｐ ８１１７で規定される透気度を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の熱交換器。
7. 前記間隔保持部材は、ＪＩＳ Ａ １３２２で規定される難燃紙であることを特徴とする請求項６に記載の熱交換器。
8. 所定の素材をコルゲート加工して間隔保持部材を形成する第１の工程と、
   板状の多孔質部材からなる仕切部材の片面に前記間隔保持部材を接着して熱交換器構成部材を作製する第２の工程と、
   前記熱交換器構成部材の前記仕切部材側に気体遮蔽機能を有する樹脂を含む水溶媒系の表面処理用薬剤を塗布し、前記熱交換器構成部材の前記間隔保持部材側に水溶媒系の接着剤を塗布する第３の工程と、
   前記熱交換器構成部材の接着剤が塗布された前記間隔保持部材に他の熱交換器構成部材の仕切部材を重ね合わせて接着する第４の工程と、
   を含むことを特徴とする熱交換器の製造方法。
9. 前記第３の工程で、前記表面処理用薬剤には、気体遮蔽機能を有する樹脂の他に、難燃剤と吸湿剤が含まれることを特徴とする請求項８に記載の熱交換器の製造方法。
10. 前記第２の工程で、前記仕切部材として、難燃剤を混抄した多孔質部材を用い、
    前記第３の工程で、前記表面処理用薬剤には、気体遮蔽機能を有する樹脂の他に、吸湿剤が含まれることを特徴とする請求項８に記載の熱交換器の製造方法。
11. 前記第２の工程で、前記仕切部材として、吸湿剤を混抄した多孔質部材を用い、
    前記第３の工程で、前記表面処理用薬剤には、気体遮蔽機能を有する樹脂の他に、難燃剤が含まれることを特徴とする請求項８に記載の熱交換器の製造方法。
12. 前記第２の工程で、前記仕切部材として、難燃剤と吸湿剤を混抄した多孔質部材を用いることを特徴とする請求項８に記載の熱交換器の製造方法。
13. 前記第２の工程で、前記多孔質部材として、ＪＩＳ Ｐ ８１１７で規定される透気度が２００秒／１００ｃｃ以上のものを用いることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１つに記載の熱交換器の製造方法。
14. 前記第１の工程で、前記間隔保持部材として、ＪＩＳ Ａ １３２２で規定される難燃紙を用いることを特徴とする請求項１３に記載の熱交換器の製造方法。

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