JP2014055683A - 全熱交換素子用仕切部材およびその全熱交換素子用仕切部材を用いた全熱交換素子および熱交換形換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】家庭用や業務用として使用される熱交換形換気装置において、全熱交換効率が高く、結露によって性能劣化が生じにくい熱交換形換気装置を目的とする。
【解決手段】両面を流れる２気流間で潜熱と顕熱を交換させる全熱交換素子用仕切部材１が、多孔質基材２と、前記多孔質基材２の表面および内部に親水性高分子化合物３とを備え、前記親水性高分子化合物３は、［３‐（メタクリロイルアミノ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロリド８を重合して構成したことを特徴とする全熱交換素子用仕切部材１。
【選択図】図１

Description

本発明は、伝熱性と透湿性を有する素材を仕切板に用いて、顕熱及び潜熱を同時に回収する静止透過式の熱交換形換気装置に関するものである。

従来、冷房や暖房の効果を損なわずに換気できる装置として、換気の際に給気と排気の間で熱交換を行う熱交換形換気装置が知られている。

熱交換形換気装置には、熱交換を行うための熱交換素子が含まれており、素材には給気と排気が交じり合わないようにするガスバリア性（主として二酸化炭素バリア性）と伝熱性が求められる。特に、顕熱と同時に潜熱の熱交換も行う全熱交換素子に関しては、高い透湿性も合わせて有する必要がある。

従って、全熱交換素子用仕切部材には、塩化カルシウムや親水性高分子化合物などの各種透湿性を備えた薬剤の配合が検討されており、下記のような従来技術が開示されている。

例えば、特許文献１を挙げる。（図面は示さず）。

特許文献１では、親水性繊維を３０重量％以上１００重量％以下含有する多孔質シートに、親水性高分子化合物を含有する水溶液を塗工し、前記多孔質シートの表面、内部、又はその両方で前記親水性高分子化合物を水不溶化させて前記多孔質シートの孔を塞いだ親水性高分子化合物加工シートからなることを特徴とする全熱交換器用シートを用いている。

特開２００８−１４６２３号公報

このような従来の全熱交換形換気装置において、熱帯地方や寒冷地方のように室内外の温度差の大きい条件や、風呂場換気や高温多湿な気候などによる室内外のどちらかの湿度の高い条件では、全熱熱交換素子内部に結露が生じる現象が知られている。

全熱交換形換気装置は前述のようにガスバリア性が必要であると同時に、潜熱交換を行なうために高い透湿性が必要である。例えば特許文献１では、ガスバリア性を持たせるための薬剤が透湿性を備えている。しかし、多孔質基材に水溶液を塗工し、その後、水溶液に含まれるガスバリア性と透湿性を持つ薬剤を水不溶化するという手法で作成した場合では、全熱交換器用仕切部材として透湿性が不十分であるという課題が存在する。

透湿性の不足を補うため、例示した特許文献１にも記載の通り、透湿性を備えた薬剤を別途素材に含有させる手法が一般的に行なわれているが、透湿性を備えた薬剤は水溶性であることが多く、その場合、透湿性を備えた薬剤が結露に溶解するという課題が存在している。全熱交換器用仕切部材の表面に付着した結露に薬剤が溶け込むことによって、あるいは溶け込んだ薬剤が全熱交換素子の外へ結露とともに流出することによって、全熱交換器用仕切部材内部から薬剤が失われる。その結果、全熱交換器用仕切部材の透湿性能が劣化し、全熱交換素子の潜熱交換効率が低下するという課題が存在していた。また透湿性を備えた薬剤を、ガスバリア性を担保する薬剤とともに加えた場合、透湿性を備えた薬剤が抜けることで、その穴から空気が漏れ、ガスバリア性も共に劣化してしまうという課題が存在していた。

そこで本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、結露条件下における透湿性能とガスバリア性の劣化が抑制された透湿性能の高い全熱交換素子用仕切部材およびその素材を用いた全熱交換素子及びその素子を用いた熱交換形換気装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、両面を流れる２気流間で潜熱と顕熱を交換させる全熱交換素子用仕切部材が、多孔質基材と、前記多孔質基材の表面および内部に親水性高分子化合物とを備え、前記親水性高分子化合物は、第四級アンモニウム基とアミド基を有する化学式（１）で示される低分子有機化合物を重合して構成したことを特徴とする全熱交換素子用仕切部材とした。

（式中、Ａは炭素数が１〜１０の直鎖状、または分岐状アルキレン基であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は夫々独立に炭素数が１〜８の直鎖状、または分岐状アルキル基であり、Ｙは重合性官能基を有し、重合され、前記親水性高分子化合物の主鎖を構成する。）
これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、両面を流れる２気流間で潜熱と顕熱を交換させる全熱交換素子用仕切部材が、多孔質基材と、前記多孔質基材の表面および内部に親水性高分子化合物とを備え、前記親水性高分子化合物は、第四級アンモニウム基とアミド基を有する化学式（１）で示される低分子有機化合物を重合して構成したことを特徴とする全熱交換素子用仕切部材とした。

（式中、Ａは炭素数が１〜１０の直鎖状、または分岐状アルキレン基であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は夫々独立に炭素数が１〜８の直鎖状、または分岐状アルキル基であり、Ｙは重合性官能基を有し、重合され、前記親水性高分子化合物の主鎖を構成する。）
全熱交換素子用仕切部材が、多孔質基材の表面および内部に親水性高分子化合物を備え、前記親水性高分子化合物は、第四級アンモニウム基を有している。第四級アンモニウム基は電荷の偏りが大きい強塩基であり、水分子をひきつけることができる。また、第四級アンモニウム基は、水分子と水素結合せず、適度に水分子が移動しやすい構造である。また、前記親水性高分子化合物は、側鎖に第四級アンモニウム基を持つことで、第四級アンモニウム基が分子内運動しやすい構造となっている。そのため、吸湿に伴う第四級アンモニウム基の可動範囲が広く、水を含みやすい構造となる。また、前記親水性高分子化合物の主鎖に近い位置に加水分解しにくく、かつ親水性のアミド結合があり、水を引きつけることができる。

以上の理由により、前記親水性高分子化合物は水分子の含有量が大きく、また水分子の移動が生じやすくなり、透湿性能が高い全熱交換素子用仕切部材を得ることができる。

多孔質基材の細孔を前記親水性高分子化合物で塞ぐことで、室内空間で発生したＣＯ２や汚染された空気が、全熱交換素子用仕切部材を通過しないようガスバリア性を持たせることができる。また、前記親水性高分子化合物が高い透湿性を持つため、室内と室外との水分が全熱交換素子用仕切部材を通して交換でき、室内の温湿度条件をできるだけ保ちながら換気をすることができる。

さらに、低分子有機化合物を重合して親水性高分子化合物とすることによって、水への溶解度を低下させ、結露による透湿性能やガスバリア性の劣化を抑制することができる。

本発明の実施の形態の全熱交換素子用仕切部材を示す断面図 （ａ）本発明の実施の形態における低分子有機化合物の構造を示す概略図、（ｂ）本発明の実施の形態における低分子有機化合物の重合後の親水性高分子化合物の構造を示す概略図 本発明の実施の形態における全熱熱交換素子の概略図

本発明の請求項１記載の全熱交換素子用仕切部材は、両面を流れる２気流間で潜熱と顕熱を交換させる全熱交換素子用仕切部材が、多孔質基材と、前記多孔質基材の表面および内部に親水性高分子化合物とを備え、前記親水性高分子化合物は、第四級アンモニウム基とアミド基を有する化学式（１）で示される低分子有機化合物を重合して構成したことを特徴とする。

（式中、Ａは炭素数が１〜１０の直鎖状、または分岐状アルキレン基であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は夫々独立に炭素数が１〜８の直鎖状、または分岐状アルキル基であり、Ｙは重合性官能基を有し、重合され、前記親水性高分子化合物の主鎖を構成する。）
本発明によれば、全熱交換素子用仕切部材が、多孔質基材の表面および内部に親水性高分子化合物を備え、前記親水性高分子化合物は、第四級アンモニウム基を有している。第四級アンモニウム基は電荷の偏りが大きな官能基を持つ強塩基であり、水分子をひきつけることができる。また、第四級アンモニウム基は、水分子と水素結合せず、適度に水分子が移動しやすい構造である。また、前記親水性高分子化合物は、側鎖に第四級アンモニウム基を持つことで、第四級アンモニウム基が分子内運動しやすい構造となっている。そのため、吸湿に伴う第四級アンモニウム基の可動範囲が広く、水を含みやすい構造となる。また、前記親水性高分子化合物の主鎖に近い位置に加水分解しにくく、かつ親水性のアミド結合があり、水を引きつけることができる。

以上の理由により、前記親水性高分子化合物は水分子の含有量が大きく、また水分子の移動が生じやすくなり、透湿性能が高い全熱交換素子用仕切部材を得ることができる。

多孔質基材の細孔を前記親水性高分子化合物で塞ぐことで、室内空間で発生したＣＯ２や汚染された空気が、全熱交換素子用仕切部材を通過しないようバリア性を持たせることができる。また、前記親水性高分子化合物が高い透湿性を持つため、室内と室外との水分が全熱交換素子用仕切部材を通して交換でき、室内の温湿度条件をできるだけ保ちながら換気をすることができる。

さらに、低分子有機化合物を重合して親水性高分子化合物とすることによって、水への溶解度を低下させ、結露による透湿性能やガスバリア性の劣化を抑制することができる。

また、前記親水性高分子化合物は、化学式（２）で示される低分子有機化合物を重合して構成したことを特徴とする全熱交換素子用仕切部材とした。

（式中、Ａは炭素数１〜１０の直鎖状アルキレン基であり、Ｙは化学式（１）と同じである。）
式中のＡは直鎖状アルキレン基としたことにより、側鎖同士での可動範囲の干渉をより少なくできる。そのため、第四級アンモニウム基の可動範囲が広く水を含みやすい構造となる。さらに、前述のように第四級アンモニウム基は電荷の偏りが大きな官能基であり、水分子をひきつけることができる。その第四級アンモニウム基をメチル基３個と結合した構造とすることで、第四級アンモニウム基の周りに適度な嵩高さを設けた。この構造により、第四級アンモニウム基と水分子とがある程度離れやすいため、第四級アンモニウム基近傍に引き付けられた水分子が移動しやすくなり，前記親水性高分子内の水の透過抵抗を低くすることができる。また、自由端の端部を小さくできるため、第四級アンモニウム基の可動範囲が広く、水が通りやすい構造となる。これにより、水分子の存在可能範囲を増やすことができるため、より透湿性を向上できる。

また、全熱交換素子として、前記構成の全熱交換素子用仕切部材を用いた構成とした。

この構成により、ガスバリア性の劣化が抑制された透湿性能の高い全熱交換素子用仕切部材によって、全熱交換効率が高く、ガスバリア性が劣化しにくい全熱交換素子を得ることができる。

また、熱交換形換気装置として、前記構成の全熱交換素子を用いた構成とした。

この構成により、全熱交換効率が高く、ガスバリア性が劣化しにくい熱交換型換気装置を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態の全熱交換素子用仕切部材を示す断面図であり、多孔質基材に親水性高分子化合物を充填したものである。図２（ａ）は本発明の実施の形態における低分子有機化合物の構造を示す概略図であり、同図（ｂ）は本発明の実施の形態における低分子有機化合物の重合後の親水性高分子化合物の構造を示す概略図である。図３は、本発明の実施の形態における全熱熱交換素子の概略図である。

全熱交換素子用仕切部材１は、多孔質基材２に親水性高分子化合物３を充填したものである。前記多孔質基材２には貫通孔としての細孔４が多数存在しており、前記細孔４の内部には前記親水性高分子化合物３が充填され、前記多孔質基材２の両面にも前記親水性高分子化合物３が塗布されている。このようにして形成された前記全熱交換素子用仕切部材１を介して、２種の気流である給気流５と排気流６が熱交換する。

前記多孔質基材２の前記細孔４を前記親水性高分子化合物３で塞ぐことで、室内空間で発生したＣＯ２や汚染された空気が、前記全熱交換素子用仕切部材１を通過しないようバリア性を持たせることができる。また、前記親水性高分子化合物３が高い透湿性を持つため、室内と室外との水分が前記全熱交換素子用仕切部材１を通して交換でき、室内の温湿度条件をできるだけ保ちながら換気をすることができる。

本発明の低分子有機化合物の例として、図２（ａ）に［３‐（メタクリロイルアミノ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロリド８を示した。前記［３‐（メタクリロイルアミノ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロリド８は第四級アンモニウム基７およびアミド結合９を有する。また、炭素数が３の直鎖状のアルキレン基１０を有し、重合性官能基としての炭素間二重結合１１を有する。この［３‐（メタクリロイルアミノ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロリド８に重合開始剤および／または光や熱などでエネルギーを与えることによって、前記［３‐（メタクリロイルアミノ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロリド８にある炭素間二重結合１１で重合反応が進行し、図２（ｂ）に示すポリ［３‐（メタクリロイルアミノ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロリド１２となる。

また、図３に、前記全熱交換素子用仕切部材１を用いて全熱交換素子ピース１３を積層し、給気流５と排気流６を交互に通過させ、熱交換を行う全熱交換素子１４の概略図を示した。

この構成により、ガスバリア性の劣化が抑制された透湿性能の高い全熱交換素子用仕切部材１によって、全熱交換効率が高く、ガスバリア性が劣化しにくい全熱交換素子１４を得ることができる。

また、熱交換形換気装置として、前記全熱交換素子１４を用いた構成としてもよい。この構成により、全熱交換効率が高く、ガスバリア性が劣化しにくい熱交換型換気装置を得ることができる。

本発明の実施の形態で例示した［３‐（メタクリロイルアミノ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロリド８は第四級アンモニウム基７を有する。第四級アンモニウム基７は、電荷の偏りが大きい強塩基であり、水分子をひきつけることができる。また、第四級アンモニウム基７は、水分子と水素結合せず、適度に水分子が移動しやすい構造である。また、前記親水性高分子化合物３は、側鎖が直鎖状のアルキレン基１０であって、第四級アンモニウム基７を持つことで、第四級アンモニウム基７が分子内運動しやすい構造となっている。そのため、吸湿に伴う第四級アンモニウム基７の可動範囲が広く、水を含みやすい構造となる。また、前記親水性高分子化合物３の主鎖に近い位置に加水分解しにくく、かつ親水性のアミド結合９があり、水を引きつけることができる。

以上の理由により、前記親水性高分子化合物３は水分子の含有量が大きく、また水分子の移動が生じやすくなり、透湿性能が高い全熱交換素子用仕切部材１を得ることができる。

なお、親水性高分子化合物３に用いる低分子有機化合物は［３‐（メタクリロイルアミノ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロリド８に限定されず、第四級アンモニウム塩類およびその誘導体を用いることが出来、例えば、（３‐アクリルアミドプロピル）トリメチルアンモニウムクロリドが挙げられる。

なお、ここで前記低分子有機化合物のほかに、架橋剤として分子内に２個以上の重合性二重結合を有する有機化合物を同時に用いても良い。架橋剤を用いることで、重合後の親水性高分子化合物３の吸湿性を調節することができ、またより水溶性の低いポリマーを得ることができるため、よりガスバリア性の劣化が抑制できるため好適である。例えば、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ジビニルベンゼン、ビスフェノールジメタクリレート、ビスフェノールジアクリレート、テトラアリルオキシエタン、トリアリルアミンなどが挙げられる。

これらの低分子有機化合物と、後述するような重合開始剤を用いることによって、親水性高分子化合物３を得ることができる。本発明で低分子有機化合物を重合させる方法として、例えばラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合を用いることができる。特にラジカル重合が好ましく、レドックス開始重合、熱開始重合、電子線や紫外線などを用いた光開始重合などが挙げられる。

熱開始重合のラジカル重合開始剤として、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過酸化水素、過酸化ベンゾイル、クメンヒドロパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイドなどの過酸化物が挙げられる。または２，２’−アゾビス−（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシアノ吉草酸などのアゾ系ラジカル重合開始剤が挙げられる。これらラジカル重合開始剤は、単独でも、二種類以上を併用してもよい。

レドックス開始重合のラジカル重合開始剤として、例えば、前記過酸化物と、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、チオ硫酸塩、ホルムアミジンスルフィン酸、アスコルビン酸などの還元剤とを組み合わせたレドックス開始剤が挙げられる。

光重合のラジカル重合開始剤として、例えば、ベンゾイン、ベンジル、アセトフェノン、ベンゾフェノン、キノン、チオキサントン、チオアクリドンおよびこれらの誘導体などが挙げられる。

なお、低分子有機化合物の溶液を多孔質基材２に塗布または含浸させてから重合させることによって親水性高分子化合物３を多孔質基材２内部に充填させてもよい。低分子有機化合物を用いることによって親水性高分子を充填した場合に比べ、化合物がより多孔質基材２内部まで入り込み、孔形状に添った形でより緻密に細孔４に親水性高分子化合物３を充填することができるため、親水性高分子化合物３が抜け落ちにくくなり、ガスバリア性を保つことができる。

なお、低分子有機化合物の溶液を多孔質基材２に塗布または含浸する際に、低分子有機化合物の溶液に少なくとも１種類の界面活性剤を加え、多孔質基材２へ含浸もしくは塗布した後に、重合させることによって生成してもよい。界面活性剤の効果により、低分子有機化合物を多孔質基材２内部により浸透させた後に高分子化合物化することができるため、さらに親水性高分子化合物３が抜け落ちにくくなり、ガスバリア性を保つことができる。

界面活性剤は、多孔質基材２と低分子有機化合物の溶液との親和性を高めるものであり、例えば、カチオン性界面活性剤やアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両面界面活性剤、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。具体的には、カチオン性界面活性剤としてオクタデシルアミン酢酸塩などのアルキルアミン塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドなどの第四級アンモニウム塩類が挙げられる。アニオン性界面活性剤としてステアリン酸ナトリウム石けんなどの脂肪酸塩、ラウリル硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸エステル塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルリン酸カリウムなどのアルキルリン酸塩が挙げられる。ノニオン性界面活性剤としてポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル、ソルビタンモノラウレートなどのソルビタン脂肪酸エステルが挙げられる。両面界面活性剤として、ラウリルベタイン、ステアリルベタインなどのアルキルベタインが挙げられる。また、フッ素系界面活性剤として、ペルフルオロアルキルカルボン酸、ペルフルオロアルキルスルホン酸などが挙げられる。

なお、例えば多孔質基材２として、ポリテトラフルオロエチレンやエチレン‐テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン‐パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリテトラフルオロエチレン‐六フッ化プロピレン共重合体などのフッ素系基材を用いた場合、界面活性剤として前記フッ素系の界面活性剤を用いると、より強く界面活性効果が得られるため好ましい。

なお、これら前記の薬品を溶媒へ溶解もしくは分散させ、多孔質基材２へ含浸もしくは塗布する溶液とするが、溶媒は水であっても有機溶媒であっても低分子有機化合物自体であってもよく、低分子有機化合物の溶解度の高いものを選択するとより好ましい。

全熱交換素子用仕切部材１の作成方法は例えば、前記の低分子有機化合物として、［３‐（メタクリロイルアミノ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロリド８と前記の架橋剤として、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミドと前記の重合開始剤として、２，２’−アゾビス−（２−アミジノプロパン）二塩酸塩と、前記の界面活性剤として、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを水に溶解し、水溶液を作成する。そして、多孔質基材２として例えば、ポリエチレン製の多孔質基材２を前記水溶液内部に浸潤し、余分な水溶液を取り除いた後、加熱して作成することが挙げられる。

低分子有機化合物の溶液全体に対する質量分率は、好ましくは１０ｗｔ％〜９９．９９ｗｔ％であり、より好ましくは３０ｗｔ％〜９９．９９ｗｔ％である。１０ｗｔ％を下回ると、重合時に十分なモノマー濃度を得られない可能性がある。９９．９９ｗｔ％を上回ると、他の成分、界面活性剤や重合開始剤の濃度が不足し、多孔質基材２の内部に十分に充填できない可能性がある。

架橋剤を用いる場合、その溶液全体に対する質量分率は、好ましくは、０．０１ｗｔ％〜２０ｗｔ％である。０．０１ｗｔ％を下回ると架橋剤としての効果が十分に得られない可能性があり、２０ｗｔ％を上回ると、親水性高分子化合物３の網目構造がより細かくなるため水が移動しにくくなり、透湿性能が低下する可能性がある。

重合開始剤および界面活性剤の溶液全体に対する質量分率は、好ましくはそれぞれ、０．００１ｗｔ％〜１０ｗｔ％である。この範囲を外れると、重合が不十分となる可能性がある他、多孔質基材２の内部を十分に充填できない可能性がある。

さらに、例えば前記のように［３‐（メタクリロイルアミノ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロリド８を用いた場合、［３‐（メタクリロイルアミノ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロリド８は親水性の分子であるが、重合後は分子量が増大し疎水性が強まるためポリ［３‐（メタクリロイルアミノ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロリド１２は水に溶けにくくなる。そのため結露に対して溶解しにくく、結露による劣化が抑制された全熱交換素子用仕切部材１を得ることができる。

さらに前述のようにラジカル重合開始剤を用いることで、重合開始初期から分子量の大きな高分子化合物が生成されるため、分子サイズの大きな分子が生じやすくなり、親水性高分子化合物３の多孔質基材２からの脱落を抑制できる。また、前記［３‐（メタクリロイルアミノ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロリド８を用いた場合で例示したように、低分子有機化合物同士を炭素同士の共有結合によって重合することが可能であり、生成された共有結合は加水分解されないため、生成された親水性高分子化合物３が加水分解されにくい。これらのことから、高い耐水性能とガスバリア性を備えた全熱交換素子用仕切部材１を得ることができる。

なお、多孔質基材２の細孔４の径の平均は例えば０．０１〜１００μｍ、より好ましくは０．５〜５μｍであって、厚さは例えば０．１〜２００μｍ、より好ましくは１〜６０μｍのものである。細孔径が０．０１μｍを下回ると、親水性高分子化合物３が多孔質基材２の細孔４内に充填しにくくなり、多孔質基材２内部に微細な空間が生じて水の移動抵抗となるため、全熱交換素子用仕切部材１として透湿性能が低下する恐れがある。細孔４の径が１００μｍを上回ると、多孔質基材２内部に充填した親水性高分子化合物３が、水の吸脱着によってその体積を変化させた場合に、多孔質基材２から抜け落ちてしまいガスバリア性が低下する可能性がある。さらに多孔質基材２の厚みが０．１μｍを下回ると多孔質基材２の強度が低くなりすぎて全熱交換素子用仕切部材とした場合に強度が不足してしまう恐れがある。多孔質基材２の厚みが２００μｍを上回ると、水が多孔質基材２内部を通過する移動距離が長くなり、水の移動抵抗が増加するため、全熱交換素子用仕切部材１とした場合に透湿性能が不足してしまう恐れがある。

なお、本発明の多孔質基材２は、例えば空隙率が５〜９５％、より好ましくは５０〜９５％のものである。空隙率が５％を下回ると、空隙の割合が小さくなりすぎて、全熱交換素子用仕切部材１とした場合に透湿性能が不足してしまう恐れがある。また、空隙率が９５％を上回ると、空隙の割合が大きくなりすぎて全熱交換素子用仕切部材１とした場合に強度が不足してしまう恐れがある。

なお、多孔質基材２が薄い場合や光の透過性の高い素材を用いた場合、光重合開始剤を用いることで熱重合開始剤の場合に必要となる加熱乾燥炉が不要となるため、より少ないエネルギーで生産することが可能となり好適である。

なお、本発明の多孔質基材２の材質は耐水性を備えていれば特に制限は無く、無機材料ではガラス、アルミナまたはシリカなどのセラミックスなどが挙げられる。また、有機材料では、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、麻、ポリエステル、ポリケトン、ポリアミド、エチレン‐テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン‐パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリテトラフルオロエチレン‐六フッ化プロピレン共重合体などが挙げられる。形状はフィルム状のものや、不織布、織布など前記条件を満たすものであれば特に制限は無く、単一材料からなるものでも複合材料からなるものでも良い。特に親水性の多孔質基材２であるガラス、アルミナ、シリカ、ポリウレタン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、麻、ポリアミドなどが好ましい。

なお、本発明の細孔４は直線的なものより、曲線部を備えているもしくは分岐しているか途中で孔径に変化を生じているなどの複雑な形状がより好ましい。これは、特に細孔４が直線的な形状の場合、水の吸脱着によって親水性高分子化合物３がその体積を変化させることで、多孔質基材２から抜け落ちてしまいガスバリア性が低下する可能性が他の形状に比べ高いためである。

なお、本稿の実施の形態では多孔質基材２の両面に親水性高分子化合物３が塗布されているが、片面に塗布される場合でも効果は同じである。

本発明にかかる全熱交換素子用仕切部材およびその素材を用いた全熱交換素子及びその素子を用いた熱交換形換気装置は、全熱交換効率が高く、結露によって性能劣化が生じにくいので、例えば室内の空気を排気する排気流と、室外の空気を室内へ給気する給気流との間で熱交換する熱交換形換気装置などとして有用である。

１ 全熱交換素子用仕切部材
２ 多孔質基材
３ 親水性高分子化合物
４ 細孔
５ 給気流
６ 排気流
７ 第四級アンモニウム基
８ ［３‐（メタクリロイルアミノ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロリド
９ アミド結合
１０ アルキレン基
１１ 炭素間二重結合
１２ ポリ［３‐（メタクリロイルアミノ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロリド
１３ 全熱交換素子ピース
１４ 全熱交換素子

Claims (4)

1. 両面を流れる２気流間で潜熱と顕熱を交換させる全熱交換素子用仕切部材が、多孔質基材と、前記多孔質基材の表面および内部に親水性高分子化合物とを備え、前記親水性高分子化合物は、第四級アンモニウム基とアミド基を有する化学式（１）で示される低分子有機化合物を重合して構成したことを特徴とする全熱交換素子用仕切部材。
   

   

   （式中、Ａは炭素数が１〜１０の直鎖状、または分岐状アルキレン基であり、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は夫々独立に炭素数が１〜８の直鎖状、または分岐状アルキル基であり、Ｙは重合性官能基を有し、重合され、前記親水性高分子化合物の主鎖を構成する。）
2. 前記親水性高分子化合物は、化学式（２）で示される低分子有機化合物を重合して構成したことを特徴とする請求項１の全熱交換素子用仕切部材。
   

   

   （式中、Ａは炭素数１〜１０の直鎖状アルキレン基であり、Ｙは化学式（１）と同じである。）
3. 請求項１または２に記載の全熱交換素子用仕切板部材を用いた全熱交換素子。
4. 請求項３に記載の全熱交換素子を用いた熱交換形換気装置。

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