JP4094318B2 - 熱交換膜および熱交換素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２種の気流の間で温度と湿度を交換する熱交換型換気扇に使用される熱交換膜および熱交換素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省エネルギーに効果のある熱交換形換気扇が普及している。室内空気と室外空気との間で熱交換を行う熱交換素子は、室内空気を換気する際に失われる熱を回収することにより、空調機器の省エネルギー化が図れる。従来、この種の熱交換素子は、特公昭４７−１９９９０号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
以下、その熱交換素子について図８を参照しながら説明する。
【０００４】
図に示すように、熱交換素子１０１は熱交換膜１０２と前記熱交換膜１０２を所定間隔に保持する波形の間隔板１０３からなり、１次気流（イ）と２次気流（ロ）とが直交するよう流入し、前記熱交換膜１０２を介して熱交換される。前記熱交換膜１０２には塩化リチウムなどの吸湿剤を含む親水性高分子で処理された加工紙が用いられる。
【０００５】
また、寒冷地や浴室、温水プールなどの結露しやすい環境においても設置要望が増えている。この結露しやすい環境においても使用できる熱交換素子１０４としては特公平４−８１１１５号公報に記載されたものが知られている。熱交換素子１０４（図示せず）は熱交換膜１０５と間隔板から構成され、図９の熱交換膜１０５は特定透気度を有するように緻密性に形成した不織布などの多孔質基材１０６の上に非水溶性の親水性高分子１０７を塗布して成形する。
【０００６】
また、結露しやすい環境においても使用できる熱交換素子１０８としては特公平４−２５４７６号公報に記載されたものも知られている。熱交換素子１０８は耐水性の熱交換膜と波形にしたＰＰやＰＥなどの樹脂製間隔板を用いたコルゲート形状である（図示なし）。
【０００７】
また、上記多孔質基材としてヒートシール用スパンボンド不織布を用いることができる。この不織布の構造は図１０に示すように、不織布繊維１本のフィラメント１０９の内部に強度の強いＰＥＴと、外部に柔らかく、接着効果を発揮するＰＥとで構成する芯鞘構造である。この不織布と透湿性樹脂膜とをヒートシールにて接合して熱交換膜を成形することができる。
【０００８】
また、結露しやすい環境で使用される熱交換素子の熱交換膜は、ヒートシールにより多孔質シートと透湿性樹脂膜を接合したものを用いることができる。この多孔質シートとしてはケミカルボンド法で製造したヒートシール用不織布がある。前記不織布の製造工程ではエステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いる。また、熱交換膜は透湿性樹脂膜に多孔質シートをエステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤を用いてドライラミネートで接合して成形しても得られる。この多孔質シートとしては乾式法や湿式法などの一般的な製法で得られた不織布が用いられる。また、熱交換素子は前記接着剤を用いて熱交換膜と間隔板を接着積層して得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の熱交換膜および熱交換素子では、室内空気と室外空気の温度差が大きく結露が発生しやすい環境において、上記加工紙を用いた熱交換素子１０１では形くずれを起こしやすく、紙の破れや熱交換膜と間隔板の剥がれから１次気流（イ）と２次気流（ロ）が混合しやすくなるなど耐久性に課題があり、形くずれ、破れがないなど、耐久性が要求されている。
【００１０】
また、熱交換素子１０４の熱交換膜は透気度の高い不織布などの多孔質基材に非水溶性の親水性高分子の膜を形成しているために、非水溶性の親水性高分子の膜厚は厚くなり透湿性能が低下する。逆に膜厚を薄くすると、多孔質基材と非水溶性の親水性高分子の膜の結合力が低下して剥離するという課題があり、透湿性能が高く、剥離することがない熱交換膜が要求されている。
【００１１】
また、熱交換素子１０８の間隔板は接着性が悪いＰＰやＰＥ樹脂のために、熱交換膜と間隔板の接着性が悪い。一般的にコルゲート形状の熱交換素子は大きな積層ブロックを切断して複数の積層ブロックを製造するが、間隔板が樹脂のために切断性が悪く、作業性および製造性が悪い。また、切断時に間隔板の目がつぶれやすく、熱交換素子の通路抵抗損失が増大するという課題があり、熱交換膜と間隔板の接着性が良く、作業性および製造性が良く、通路抵抗損失が低い熱交換膜および熱交換素子が要求されている。
【００１２】
また、上記芯鞘構造の不織布を多孔質シートに用いた場合、透湿性樹脂膜と多孔質シートをヒートシールにて接合して成形した熱交換膜は、接着性の悪い不織布のＰＥが熱交換膜の外側に構成されるために、熱交換膜と間隔板の接着性が悪く、熱交換素子の製造性が悪いという課題があり、熱交換膜と間隔板との接着性が良く、製造性に優れた熱交換素子が要求されている。
【００１３】
また、エステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いて製造した熱交換膜または熱交換素子は、接着剤の乾燥後も微量の溶剤成分が残り、結露しやすい環境において前記溶剤成分が加水分解し、熱交換形換気扇の停止で熱交換膜または熱交換素子が乾燥状態になると刺激臭を発生させるという課題があり、刺激臭が発生しない熱交換膜および熱交換素子が要求されている。
【００１４】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、結露しやすい環境において形くずれ、破れ、剥離がなく、経年変化が少ないなど、耐久性を高くすることができ、また、透湿性能が高く、通路抵抗損失が低いなど基本性能を向上することができ、また、作業性、製造性を向上することができ、また、結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない熱交換膜および熱交換素子を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱交換膜は上記目的を達成するために、非水溶性の素材で構成され、水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜と接着剤を使用せずに製造したノーバインダー多孔質シートを備え、前記透湿性樹脂膜の両面に前記ノーバインダー多孔質シートを接合させ、前記ノーバインダー多孔質シートは高融点繊維層と低融点繊維層を備えた２層構造であり、前記高融点繊維層は融点が高い高融点繊維で構成し、前記低融点繊維層は前記高融点繊維より融点が低い低融点繊維で構成し、熱により前記低融点繊維が軟化して接着効果を発揮する構成とし、前記透湿性樹脂膜の表面と前記低融点繊維層を接合させ前記高融点繊維層を外側としたものである。そして本発明によれば、熱交換する基本性能を保持することができ、また、膜の破れがなく、接着性、作業性、製造性を向上することができ、また、結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない熱交換膜が得られる。
【００２２】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートの高融点繊維をＰＥＴとし、低融点繊維をＰＥまたはＰＰとしたものである。そして本発明によれば、熱交換する基本性能を保持することができ、また、膜の破れがなく、接着性、作業性、製造性を向上することができ、また、結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない熱交換膜が得られる。
【００２３】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートの低融点繊維と透湿性樹脂膜をポリオレフィン系素材で構成したものである。そして本発明によれば、接着性を向上することができる熱交換膜が得られる。
【００２４】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートの低融点繊維と透湿性樹脂膜をポリオレフィン系素材で構成し、前記低融点繊維の融点が前記透湿性樹脂膜の融点より低い素材で構成したものである。そして本発明によれば、膜の破れがなく、接着性を向上することができ、また、透湿性能が高く、基本性能を向上することができる熱交換膜が得られる。
【００２５】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートの低融点繊維と透湿性樹脂膜を同素材で構成したものである。そして本発明によれば、接着性を向上することができる熱交換膜が得られる。
【００２６】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートは高融点繊維をＰＥＴとし、低融点繊維をＰＥまたはＰＰとし、透湿性樹脂膜は孔径が４Å〜１００μｍのＰＥまたはＰＰとしたものである。そして本発明によれば、結露しやすい環境において経年変化が少なく、耐久性を高くすることができ、また、膜の破れがなく、接着性を向上することができ、また、透湿性能が高く、基本性能を向上することができる熱交換膜が得られる。
【００２８】
また他の手段は、透湿性樹脂膜の両面にノーバインダー多孔質シートをヒートシールにより接合したものである。そして本発明によれば、作業性、製造性を向上することができ、また、結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない熱交換膜が得られる。
【００２９】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートは熱により軟化させた低融点繊維の接着効果を利用して、透湿性樹脂膜の両面にヒートシールにより接合したものである。そして本発明によれば、作業性、製造性を向上することができ、また、結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない熱交換膜が得られる。
【００３０】
また他の手段は、熱交換膜で構成された仕切板と樹脂製の遮蔽リブおよび間隔リブと熱交換板を備え、前記仕切板の表面は向かい合う一組の両端に前記遮蔽リブを設け、この遮蔽リブと平行に所定間隔で複数本の前記間隔リブを設けた構成であり、前記仕切板の裏面は前記仕切板表面の遮蔽リブと直交する両端に前記遮蔽リブを設け、この遮蔽リブと平行に所定間隔で複数本の前記間隔リブを設けた構成であり、前記仕切板と前記遮蔽リブおよび前記間隔リブとを一体に成形して前記熱交換板とし、この熱交換板と前記仕切板とを交互に複数枚積層した熱交換素子としたものである。そして本発明によれば、結露しやすい環境において形くずれ、破れ、剥離がなく、経年変化が少ないなど、耐久性を高くすることができ、また、通路抵抗損失が低く、基本性能を向上することができ、また、接着性、作業性、製造性を向上することができ、また、結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない熱交換膜および熱交換素子が得られる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明は、非水溶性の素材で構成され、水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜と接着剤を使用せずに製造したノーバインダー多孔質シートを備え、前記透湿性樹脂膜の両面に前記ノーバインダー多孔質シートを接合させ、前記ノーバインダー多孔質シートは高融点繊維層と低融点繊維層を備えた２層構造であり、前記高融点繊維層は融点が高い高融点繊維で構成し、前記低融点繊維層は前記高融点繊維より融点が低い低融点繊維で構成し、熱により前記低融点繊維が軟化して接着効果を発揮する構成とし、前記透湿性樹脂膜の表面と前記低融点繊維層を接合させ前記高融点繊維層を外側としたものであり、ノーバインダー多孔質シートは熱により低融点繊維が軟化して接着効果を発揮するので、ケミカルボンド法などによる溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤を用いずに多孔質シートが得られ、接着剤を用いる工法と比べて接着剤の乾燥作業と時間がないために、熱交換膜は作業性と製造性を向上することができる。更に熱交換膜は前記低融点繊維の接着効果を利用して透湿性樹脂膜にノーバインダー多孔質シートを接合すれば、接着剤を用いずに熱交換膜が製造でき、接着剤を用いて熱交換膜を製造するよりも接着剤の乾燥作業と時間がなく、作業性と製造性を向上することができる。また、前記接合時には低融点繊維で構成された低融点繊維層は接着剤の働きをして熱交換膜として融合するために、熱交換膜は接着性を向上することができる。一方、高融点繊維の融点は低融点繊維よりも高く、低融点繊維の接着効果を利用して透湿性樹脂膜にノーバインダー多孔質シートを接合する時には高融点繊維は軟化しないために、高融点繊維で構成された高融点繊維層は水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜の機能を熱から守る働きをして、熱交換膜の破れがなく、熱交換する基本性能を保持することができる。また、エステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いて製造した熱交換膜は、接着剤の乾燥後も微量の溶剤成分が残り、結露しやすい環境において前記溶剤成分が加水分解し、乾燥状態になると刺激臭を発生させるが、接着剤を使用せず製造した本熱交換膜は結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない。
【００３８】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートの高融点繊維をＰＥＴとし、低融点繊維をＰＥまたはＰＰとしたものであり、低融点繊維のＰＥまたはＰＰは融点が１０５℃から１７０℃程度であり、高融点繊維のＰＥＴは融点が２５５℃程度である。低融点繊維のＰＥまたはＰＰの融点は樹脂繊維としては比較的低く、熱により低融点繊維自身を軟化して接着する工法が容易で、低融点繊維のＰＥまたはＰＰは多層構造のノーバインダー多孔質シートの各層を接着製造することや、ノーバインダー多孔質シートと透湿性樹脂膜とのヒートシール工法による複合膜の接合が可能である。ここで、前記ヒートシール時には低融点繊維のＰＥまたはＰＰは接着剤の働きをして熱交換膜として融合するために、熱交換膜は接着性を向上することができる。一方、高融点繊維のＰＥＴの融点は低融点繊維のＰＥまたはＰＰよりも高く、前記ヒートシール時には軟化せず、高融点繊維のＰＥＴは水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜の機能を熱から守る働きをして、熱交換膜の破れがなく、熱交換する基本性能を保持することができる。また、前記ヒートシールにて製造した熱交換膜は高融点繊維のＰＥＴで構成した高融点繊維層が熱交換膜の外側になり、ＡＢＳ、ＡＳ、ＰＳなどの樹脂製遮蔽リブおよび間隔リブとの一体成形が可能で、作業性、製造性を高くすることができる。また、エステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いて製造した熱交換膜は、接着剤の乾燥後も微量の溶剤成分が残り、結露しやすい環境において前記溶剤成分が加水分解し、乾燥状態になると刺激臭を発生させるが、接着剤を使用せず製造した本熱交換膜は結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない。
【００３９】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートの低融点繊維と透湿性樹脂膜をポリオレフィン系素材で構成したものであり、熱により軟化した低融点繊維の接着効果を利用して透湿性樹脂膜にノーバインダー多孔質シートを接合する時、融合する各素材が同じ系列の樹脂素材のために相性が良く、熱交換膜は接着性を向上することができる。
【００４０】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートの低融点繊維と透湿性樹脂膜をポリオレフィン系素材で構成し、前記低融点繊維の融点が前記透湿性樹脂膜の融点より低い素材で構成したものであり、熱により軟化した低融点繊維の接着効果を利用して透湿性樹脂膜にノーバインダー多孔質シートを接合する時、ノーバインダー多孔質シートの低融点繊維は透湿性樹脂膜の融点よりも低いために、低融点繊維が軟化して透湿性樹脂膜に接合される。この作用により水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜の機能を熱から守り、熱交換膜の破れがなく、熱交換する基本性能を保持することができる。また、熱交換する機能の透湿性樹脂膜は軟化しないために、透湿性樹脂膜の融点が低融点繊維の融点と同等以下の素材に比べて薄膜化でき、熱交換膜の透湿性能を向上することができる。また、ノーバインダー多孔質シートは熱交換する機能を果たさないため、低融点繊維は大きく軟化させて透湿性樹脂膜に接合することができ、熱交換膜は接着性を向上することができる。
【００４１】
また、ノーバインダー多孔質シートの低融点繊維と透湿性樹脂膜を同素材で構成したものであり、熱により軟化した低融点繊維の接着効果を利用して透湿性樹脂膜にノーバインダー多孔質シートを接合する時、接着する各素材が同じために相性が良く、熱交換膜は接着性を向上することができる。
【００４２】
また、ノーバインダー多孔質シートは高融点繊維をＰＥＴとし、低融点繊維をＰＥまたはＰＰとし、透湿性樹脂膜は孔径が４Å〜１００μｍのＰＥまたはＰＰとしたものであり、低融点繊維のＰＥまたはＰＰと、透湿性樹脂膜のＰＥまたはＰＰはポリオレフィン系の同系素材であるために融合の相性が良いことと、融点が１０５℃から１７０℃程度と比較的範囲が狭いために、熱により軟化した低融点繊維のＰＥまたはＰＰの接着効果を利用して透湿性樹脂膜とノーバインダー多孔質シートとを接合する時の接着性が良いことから、熱交換膜は接着性を向上することができる。一方、高融点繊維のＰＥＴの融点は低融点繊維のＰＥまたはＰＰよりも高く、前記接合時には軟化せず、高融点繊維のＰＥＴは水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜の機能を熱から守る働きをして、熱交換膜の破れがなく、熱交換する基本性能を保持することができる。また、透湿性樹脂膜の孔径は水蒸気より大きい４Å以上で、霧雨より小さい１００μｍとすることで、防水性があり、水蒸気を選択的に透過させ、透湿性能を高くすることができる。各素材はＰＥＴ、ＰＥまたはＰＰなどの非水溶性素材で構成されているために、結露しやすい環境において経年変化が少なく、耐久性を高くすることができる。
【００４４】
また、透湿性樹脂膜の両面にノーバインダー多孔質シートをヒートシールにより接合したものであり、接着剤を使用せず熱交換膜を製造するために、接着剤を用いて熱交換膜を製造するよりも接着剤の乾燥作業と時間がなく、作業性と製造性を向上することができる。また、エステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いて製造した熱交換膜は、接着剤の乾燥後も微量の溶剤成分が残り、結露しやすい環境において前記溶剤成分が加水分解し、乾燥状態になると刺激臭を発生させるが、接着剤を使用せず製造した本熱交換膜は結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない。
【００４５】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートは熱により軟化させた低融点繊維の接着効果を利用して、透湿性樹脂膜の両面にヒートシールにより接合したものであり、接着剤を使用せず熱交換膜を製造するために、接着剤を用いて熱交換膜を製造するよりも接着剤の乾燥作業と時間がなく、作業性と製造性を向上することができる。また、エステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いて製造した熱交換膜は、接着剤の乾燥後も微量の溶剤成分が残り、結露しやすい環境において前記溶剤成分が加水分解し、乾燥状態になると刺激臭を発生させるが、接着剤を使用せず製造した本熱交換膜は結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない。
【００４６】
また他の手段は、熱交換膜で構成された仕切板と樹脂製の遮蔽リブおよび間隔リブと熱交換板を備え、前記仕切板の表面は向かい合う一組の両端に前記遮蔽リブを設け、この遮蔽リブと平行に所定間隔で複数本の前記間隔リブを設けた構成であり、前記仕切板の裏面は前記仕切板表面の遮蔽リブと直交する両端に前記遮蔽リブを設け、この遮蔽リブと平行に所定間隔で複数本の前記間隔リブを設けた構成であり、前記仕切板と前記遮蔽リブおよび前記間隔リブとを一体に成形して前記熱交換板とし、この熱交換板と前記仕切板とを交互に複数枚積層した熱交換素子としたものであり、仕切板はノーバインダー多孔質シートと透湿性樹脂膜をヒートシールにて製造した熱交換膜として、仕切板と遮蔽リブおよび間隔リブを一体成形して熱交換素子を製造すると、接着剤を使用せず熱交換膜および熱交換素子が製造でき、接着剤を用いる工法と比べて接着剤の乾燥作業と時間がなく、作業性と製造性を向上することができる。また、エステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いて製造した熱交換膜および熱交換素子は、接着剤の乾燥後も微量の溶剤成分が残り、結露しやすい環境において前記溶剤成分が加水分解し、乾燥状態になると刺激臭を発生させるが、接着剤を使用せず製造した本熱交換膜および熱交換素子は結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない。また、熱交換膜および熱交換素子は非水溶性の素材で構成されているために、結露しやすい環境において形くずれ、破れ、剥離がなく、経年変化が少ないなど、耐久性を高くすることができる。また、熱交換素子は１次気流（イ）と２次気流（ロ）が流れる通風路は一層おきに安定して形成されるとともに、気流突入面の目つぶれがないために、通路抵抗損失を低くすることができる。また、仕切板と遮蔽リブおよび間隔リブをインモールド工法を用いて一体成形すれば、各素材の接着性が良く、作業性、製造性を向上することができる。
【００４７】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００４８】
【実施例】
（参考例１）
図１に示すように、熱交換素子１は仕切板２、２ａと樹脂製の遮蔽リブ３および間隔リブ４と熱交換板５と通風路６、７を備え、前記仕切板２の表面は向かい合う一組の両端に前記遮蔽リブ３を設け、この遮蔽リブ３と平行に所定間隔で複数本の前記間隔リブ４を設けた構成である。また、前記仕切板２の裏面は前記仕切板２表面の遮蔽リブ３と直交する両端に前記遮蔽リブ３を設け、この遮蔽リブ３と平行に所定間隔で複数本の前記間隔リブ４を設けた構成である。前記熱交換板５は前記仕切板２と前記遮蔽リブ３および前記間隔リブ４とを一体に成形したものである。仕切板２ａは仕切板２と同様の材質とし、熱交換素子１は熱交換板５と仕切板２ａとを交互に複数枚積層したものであり、１次気流（イ）を流す通風路６と、２次気流（ロ）を流す通風路７を一層おきに形成する構成となっている。
【００４９】
上記構成により１次気流を矢印（イ）のように通風路６に流し、２次気流を矢印（ロ）のように通風路７に流すと、仕切板２、２ａにより１次気流と２次気流の熱を交換することができる。
【００５０】
上記熱交換素子１の製造方法を図２、３に示す。切断工程８で仕切板２を所定の大きさに切断する。次の成形工程９は仕切板２を成形機に挿入して樹脂にて一体成形するインモールド工法で熱交換板５が得られる。この樹脂としては成形品の強度と反りや収縮性から熱可塑性樹脂を適用し、スチレン系樹脂のＡＢＳ、ＡＳ、ＰＳなどが好ましい。樹脂にガラス繊維を１０〜３０重量％混入すると更に好ましい。ガラス繊維を樹脂に混入すると、成形品の強度と反りや収縮性の物性が向上することと、一体成形する仕切板２との接着性が向上する。これは化学結合による接着性が向上するのではなく、ガラス繊維と仕切板２との繊維の絡まりが強くなった物理結合が向上するものである。次に切断工程８ａで仕切板２ａを所定の大きさに切断する。次の熱プレス工程１０で熱交換板５の上面に仕切板２ａを置き、更に上から加熱したヒーターブロック１１で熱交換板５と仕切板２ａを熱プレスする。この工程で熱交換板５の樹脂が溶融して仕切板２ａと接着した単一素子１２が得られる。ここで、仕切板２ａの全面を熱プレスしても良いが、熱交換する仕切板２ａの熱交換機能を保持するために、図３に示すようにヒーターブロック１１が熱交換板５の遮蔽リブ３および間隔リブ４と仕切板２ａ、または遮蔽リブ３と仕切板２ａとを熱プレスする方が好ましい。次に積層接着工程１３で単一素子１２を一段ごとに積層して超音波溶着により接着して熱交換素子１を得る。また、他の積層接着方法として熱プレス工程１０で熱交換板５を熱プレスしていない他面の樹脂を、ヒーターブロックで溶融して単一素子１２を一段ごとに積層接着して熱交換素子１を得ても良い。これらの工法によれば接着剤を一切用いずに熱交換素子１を製造することができる。
【００５１】
熱交換素子１における仕切板２、２ａは、図４に示すように水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜１４と接着剤を使用せずに製造したノーバインダー多孔質シート１５を備え、透湿性樹脂膜１４の両面にノーバインダー多孔質シート１５を接合させた熱交換膜１６で形成されている。ノーバインダー多孔質シート１５はＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴなどを素材とする厚さが８０〜１００μｍ程度の非水溶性の繊維性多孔質材からなる不織布、織布、ネットなどを用いることができ、通気性が大きく、コスト、他部材との接着性、取扱い性、切断性から不織布が最適である。
【００５２】
ケミカルボンド法で製造したヒートシール用不織布は製造工程でエステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いるが、ノーバインダー多孔質シート１５はこれらの接着剤または界面活性剤や分散剤を用いずに製造する。具体的には不織布の繊維の中に低融点の綿を混入させることで、熱プレスや熱風で低融点繊維を溶かし繊維間を固定させるサーマルボンド法である。
【００５３】
透湿性樹脂膜１４としては孔径が４Å〜１００μｍのポリオレフィン系樹脂、好ましくは４Å〜１０μｍのポリオレフィン系樹脂。このポリオレフィン系樹脂としては膜厚が１０〜５０μｍのＰＥまたはＰＰが使用される。透湿性樹脂膜１４の孔径は水蒸気より大きい４Å以上で、霧雨より小さい１００μｍとすることで、防水性があり、水蒸気を選択的に透過させる機能がある。
【００５４】
ノーバインダー多孔質シート１５は前記不織布の低融点繊維を溶かして繊維間を接着させる効果を利用したヒートシール用不織布として、熱により低融点繊維を軟化させて透湿性樹脂膜１４とノーバインダー多孔質シート１５をヒートシールにて接合させて熱交換膜１６を得る。この明細書における接合とは部材と部材をつなぎ合わせること。すなわち透湿性樹脂膜とノーバインダー多孔質シートやヒートシール用不織布とをヒートシールやラミネートなどの加工による構造的な密着状態のことである。また、この明細書における融合とはとけて一つになること。すなわち透湿性樹脂膜とノーバインダー多孔質シートやヒートシール用不織などとをヒートシールやラミネートなどの加工により低融点繊維を溶かして繊維間を接着させて一つの複合膜として熱交換膜を得ることである。
【００５５】
上記構成により熱交換膜１６は接着性が良いノーバインダー多孔質シート１５のヒートシール用不織布と透湿性樹脂膜１４とをヒートシールで接合させた複合膜のために、熱交換膜１６の接着性を向上することができ、剥離がない構造にすることができる。また、複合膜とすることで熱交換膜１６の強度とこしが得られ、取扱いと切断性が良く、作業性と製造性を向上することができる。また、熱交換膜１６は透湿性樹脂膜１４単体で強度とこしが得られるように形成するよりも、複合膜にすることで水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜１４が薄膜化でき、透湿性能を高くすることができる。
【００５６】
また、熱交換膜１６のノーバインダー多孔質シート１５は透気度が小さく通気性が良い繊維性多孔質材であることと非水溶性素材であることが伴って、水蒸気が熱交換膜１６で交換される時のノーバインダー多孔質シート１５部分での抵抗が小さくなり、熱交換膜１６の透湿性能を向上することができる。また、熱交換膜１６はノーバインダー多孔質シート１５が不織布のために熱交換膜１６の強度とコシが向上して、熱交換膜１６を所定の大きさに切断する作業性と製造性を向上することができる。
【００５７】
また、熱交換膜１６と熱交換素子１は接着剤を使用せず製造したことと、非水溶性の素材で構成しているために、結露しやすい環境において形くずれ、破れ、剥離がなく、経年変化が少ないなど、耐久性を高くすることができる。また、エステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いて製造した熱交換膜および熱交換素子は、接着剤の乾燥後も微量の溶剤成分が残り、結露しやすい環境において前記溶剤成分が加水分解し、乾燥状態になると刺激臭を発生させるが、接着剤を使用せず製造した熱交換膜１６および熱交換素子１は結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない。また、接着剤を使用せず熱交換膜１６と熱交換素子１を製造するために、接着剤を用いる工法と比べて接着剤の乾燥作業と時間がなく、作業性と製造性を向上することができる。
【００５８】
また、熱交換素子１は１次気流（イ）と２次気流（ロ）が流れる通風路が一層おきに安定して形成されるとともに、気流突入面の目つぶれがないために、通路抵抗損失を低くすることができる。また、仕切板２、２ａと遮蔽リブ３および間隔リブ４をインモールド工法にて一体成形したために、各部材の接着性が良く、作業性、製造性を向上することができる。
【００５９】
なお、参考例では、熱交換素子１に方形の仕切板２、２ａを用いた直方体で説明したが、方形の仕切板２、２ａにかえて、６角形や円形を用いてもよく、仕切板２と遮蔽リブ３および間隔リブ４を樹脂にて一体成形した成形品を積層して、仕切板２を介して１次気流と２次気流の熱を交換する構造であればその作用効果に差異を生じない。
【００６０】
また、熱交換膜１６は透湿性樹脂膜１４の両面にノーバインダー多孔質シート１５を接合させたる構成で説明したが、熱交換膜１６は透湿性樹脂膜１４の片面にノーバインダー多孔質シート１５を接合させた構成でもその作用効果に差異を生じない。
【００６１】
（実施例１）
参考例１と同一箇所には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６２】
図５は熱交換素子１における仕切板２、２ａの素材となる熱交換膜１６ａの断面図を示す。熱交換膜１６ａは透湿性樹脂膜１４とノーバインダー多孔質シート１５ａを備える。前記ノーバインダー多孔質シート１５ａは高融点繊維層１７と低融点繊維層１８を備えた２層構造であり、前記高融点繊維層１７は融点が高い高融点繊維のＰＥＴで構成し、前記低融点繊維層１８は前記高融点繊維より融点が低い低融点繊維のポリオレフィン系樹脂で構成し、ポリオレフィン系樹脂としてＰＥまたはＰＰを使用し、低融点繊維を溶かして繊維間を接着させる効果を利用したヒートシール用不織布として、サーマルボンド法で製造する。このヒートシール用不織布は厚さが８０〜１００μｍ程度で通気性が大きく、切断性が良好なものである。熱交換膜１６ａは透湿性樹脂膜１４の両面にノーバインダー多孔質シート１５ａを熱により低融点繊維を軟化させてヒートシールにて接合させて得られる。ヒートシールの加工温度は１００〜１８０℃程度とし、透湿性樹脂膜１４とノーバインダー多孔質シート１５ａの素材により適宜変更する。このヒートシールにより透湿性樹脂膜１４の表面とノーバインダー多孔質シート１５ａの低融点繊維層１８とが接合するようにする。
【００６３】
上記構成により、熱交換膜１６ａは接着性が良いノーバインダー多孔質シート１５ａのヒートシール用不織布と透湿性樹脂膜１４とをヒートシールで接合させた複合膜である。前記ヒートシール時には低融点繊維で構成された低融点繊維層１８は接着剤の働きをして熱交換膜１６ａとして融合するために、熱交換膜１６ａは接着性を向上することができ、剥離がない構造にすることができる。一方、高融点繊維の融点は低融点繊維よりも高く、前記ヒートシール時には高融点繊維は軟化しないために、高融点繊維で構成された高融点繊維層１７は水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜１４の機能を熱から守る働きをして、熱交換膜１６ａの破れがなく、熱交換する基本性能を保持することができる。具体的には透湿性樹脂膜１４とノーバインダー多孔質シート１５ａの低融点繊維はポリオレフィン系の同系素材であるために融合の相性が良いことと、ポリオレフィン系素材の融点が１０５℃から１７０℃程度と比較的範囲が狭いために、前記ヒートシールによるノーバインダー多孔質シート１５ａの低融点繊維層１８と透湿性樹脂膜１４との接着性が良いことから、熱交換膜１６ａの接着性を向上することができ、剥離がない構造にすることができる。一方、高融点繊維のＰＥＴの融点は２５５℃程度と低融点繊維のポリオレフィン系素材（ＰＥまたはＰＰ）よりも高く、ノーバインダー多孔質シート１５ａの高融点繊維層１７のＰＥＴは前記ヒートシール時には軟化せず、透湿性樹脂膜１４の機能を熱から守る働きをして、熱交換膜１６ａの破れがなく、熱交換する基本性能を保持することができる。
【００６４】
また、前記ヒートシールにて製造した熱交換膜１６ａは高融点繊維のＰＥＴで構成した高融点繊維層１７が熱交換膜１６ａの外側になり、ＡＢＳ、ＡＳ、ＰＳなどの樹脂製遮蔽リブ３および間隔リブ４との一体成形が良好で、作業性が良く、熱交換素子１の製造性を高くすることができる。
【００６５】
また、ノーバインダー多孔質シート１５ａは熱により低融点繊維が軟化して接着効果を発揮するので、ケミカルボンド法などによる溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤を用いずに多孔質シートが得られ、接着剤を用いる工法と比べて接着剤の乾燥作業と時間がない。更にこのノーバインダー多孔質シート１５ａと透湿性樹脂膜１４をヒートシールにて接合して得た熱交換膜１６ａは、接着剤を用いずに熱交換膜１６ａが製造でき、接着剤を用いて熱交換膜を製造するよりも接着剤の乾燥作業と時間がなく、作業性と製造性を向上することができる。
【００６６】
また、ノーバインダー多孔質シート１５ａの低融点繊維と透湿性樹脂膜１４をポリオレフィン系素材で構成し、前記低融点繊維の融点が前記透湿性樹脂膜１４の融点より低い素材で構成した場合、具体的にはノーバインダー多孔質シート１５ａの低融点繊維をＰＥ（融点は約１０５℃）とし、透湿性樹脂膜１４の素材をＰＰ（融点は約１７０℃）としたような場合、ノーバインダー多孔質シート１５ａの低融点繊維のＰＥの融点は透湿性樹脂膜１４のＰＰよりも低いために、前記ヒートシール時に低融点繊維のＰＥが軟化して透湿性樹脂膜１４のＰＰに接合される。この作用により水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜１４の機能を熱から守り、熱交換膜１６ａの破れがなく、熱交換する基本性能を保持することができる。また、熱交換する機能の透湿性樹脂膜１４は軟化しないために、透湿性樹脂膜１４の融点が低融点繊維の融点と同等以下の素材に比べて薄膜化でき、熱交換膜１６ａの透湿性能を向上することができる。また、ノーバインダー多孔質シート１５ａは熱交換する機能を果たさないため、低融点繊維のＰＥは大きく軟化させて透湿性樹脂膜１４に接合することができ、熱交換膜１６ａは接着性を向上することができる。
【００６７】
また、ノーバインダー多孔質シート１５ａの低融点繊維と透湿性樹脂膜１４をポリオレフィン系の同素材で構成した場合、具体的にはノーバインダー多孔質シート１５ａの低融点繊維をＰＥとし、透湿性樹脂膜１４の素材をＰＥとした場合、または、ノーバインダー多孔質シート１５ａの低融点繊維をＰＰとし、透湿性樹脂膜１４の素材をＰＰとしたような場合、前記ヒートシール時に、接着する各素材が同じために相性が良く、熱交換膜１６ａは接着性を向上することができる。
【００６８】
また、エステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いて製造した熱交換膜は、接着剤の乾燥後も微量の溶剤成分が残り、結露しやすい環境において前記溶剤成分が加水分解し、乾燥状態になると刺激臭を発生させるが、接着剤を使用せず製造した熱交換膜１６ａは結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない。
【００６９】
（参考例２）
参考例１、実施例１と同一箇所には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
図６は熱交換素子１における仕切板２、２ａの素材となる熱交換膜１６ｂの断面図を示す。熱交換膜１６ｂは透湿性樹脂膜１４とノーバインダー多孔質シート１５ｂを備える。このノーバインダー多孔質シート１５ｂは高融点繊維層１７と中間融点繊維層１９と低融点繊維層１８を備えた３層構造であり、前記高融点繊維層１７は融点が高い高融点繊維のＰＥＴで構成し、前記低融点繊維層１８は前記高融点繊維より融点が低い低融点繊維のポリオレフィン系樹脂で構成し、ポリオレフィン系樹脂としてＰＥまたはＰＰを使用し、前記中間融点繊維層１９は高融点繊維のＰＥＴと低融点繊維のＰＥまたはＰＰを混在した構成であり、低融点繊維を溶かして繊維間を接着させる効果を利用したヒートシール用不織布として、サーマルボンド法で製造する。このヒートシール用不織布は厚さが８０〜１００μｍ程度で通気性が大きく、切断性が良好なものである。熱交換膜１６ｂは透湿性樹脂膜１４の両面にノーバインダー多孔質シート１５ｂを熱により低融点繊維を軟化させてヒートシールにて接合させて得られる。ヒートシールの加工温度は１００〜１８０℃程度とし、透湿性樹脂膜１４とノーバインダー多孔質シート１５ｂの素材により適宜変更する。このヒートシールにより透湿性樹脂膜１４の表面とノーバインダー多孔質シート１５ｂの低融点繊維層１８とが接合するようにする。
【００７１】
上記構成により、高融点繊維と低融点繊維が混在する中間融点繊維層１９は、熱により低融点繊維が軟化して各３の繊維層を接合させるクッションの働きをして、３層構造のノーバインダー多孔質シート１５ｂが剥離しない構造にできるために、熱交換膜１６ｂは剥離しない構造にすることができる。
【００７２】
（参考例３）
参考例１、２、実施例１と同一箇所には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７３】
図７は熱交換素子１における仕切板２、２ａの素材となる熱交換膜１６ｃの断面図を示す。熱交換膜１６ｃは透湿性樹脂膜１４とノーバインダー多孔質シート１５ｃを備える。このノーバインダー多孔質シート１５ｃは高融点繊維層１７と中間融点繊維層１９ａと中間融点繊維層１９ｂを備えた３層構造ａであり、前記高融点繊維層１７は融点が高い高融点繊維のＰＥＴを１００％とし、前記中間融点繊維層１９ａは前記高融点繊維が５０〜９９％と前記高融点繊維より融点が低い低融点繊維のポリオレフィン系樹脂を１〜５０％とを混在させ、前記中間融点繊維層１９ｂは前記高融点繊維が６０〜９９％と前記低融点繊維が１〜４０％とを混在させた構成であり、熱により低融点繊維が軟化して接着効果を発揮する構成であり、低融点繊維を溶かして繊維間を接着させる効果を利用したヒートシール用不織布として、サーマルボンド法で製造する。前記低融点繊維のポリオレフィン系樹脂としてはＰＥまたはＰＰを使用する。ヒートシール用不織布は厚さが８０〜１００μｍ程度で通気性が大きく、切断性が良好なものである。熱交換膜１６ｃは透湿性樹脂膜１４の両面にノーバインダー多孔質シート１５ｃを熱により低融点繊維を軟化させてヒートシールにて接合させて得られる。ヒートシールの加工温度は１００〜１８０℃程度とし、透湿性樹脂膜１４とノーバインダー多孔質シート１５ｃの素材により適宜変更する。このヒートシールにより透湿性樹脂膜１４の表面とノーバインダー多孔質シート１５ｃの中間融点繊維層１９ｂとが接合するようにする。
【００７４】
上記構成により、熱により軟化した低融点繊維の接着効果を利用して透湿性樹脂膜１４にノーバインダー多孔質シート１５ｃを接合すると、高融点繊維が６０〜９９％と低融点繊維が１〜４０％とを混在させた中間融点繊維層１９ｂが透湿性樹脂膜１４との接着面になる。ここで、低融点繊維は接着剤の働きをして熱交換膜１６ｃとして融合するために、熱交換膜１６ｃは接着性を向上することができる。一方、高融点繊維のＰＥＴの融点は低融点繊維のＰＥまたはＰＰよりも高く、前記接合時には高融点繊維は軟化しないために、透湿性樹脂膜１４と中間融点繊維層１９ｂとの接触面積は中間融点繊維層１９ｂの高融点繊維の６０〜９９％が接着しないために、水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜１４の機能面積を広くすることができ、透湿性樹脂膜１４と中間融点繊維層１９ｂの接着面積を１００％低融点繊維にするよりも熱交換膜１６ｃの透湿性能を向上することができる。また、中間融点繊維層１９ａは各３の繊維層を接合させるクッションの働きをして、３層構造ａのノーバインダー多孔質シート１５ｃが剥離しない構造にできるために、熱交換膜１６ｃは剥離しない構造にすることができる。
【００７５】
なお、参考例では、ノーバインダー多孔質シート１５ｃは高融点繊維層１７と中間融点繊維層１９ａと中間融点繊維層１９ｂを備えた３層構造ａを用いて説明したが、ノーバインダー多孔質シートはヒートシール時に高融点繊維層が接着する透湿性樹脂膜１４を保護する働きをし、中間融点繊維層がノーバインダー多孔質シート１５ｃの各層を接着するクッションの働きと、透湿性樹脂膜１４とを接着させる効果があれば繊維層の数を限定するものではない。
【００７６】
また、高融点繊維層１７は高融点繊維を１００％とし、中間融点繊維層１９ａは高融点繊維が５０〜９９％と低融点繊維が１〜５０％とを混在積層させ、中間融点繊維層１９ｂは高融点繊維が６０〜９９％と低融点繊維が１〜４０％とを混在させた構成を用いて説明したが、ノーバインダー多孔質シートの中間融点繊維層の高融点繊維と低融点繊維の混合比は、ノーバインダー多孔質シートの各層が剥離しなければ混合比は特に限定されるものではない。
【００７７】
上述の実施例１、２、３、４の熱交換膜は結露しやすい環境において、刺激臭を発生しないことを明確にするために、次のような比較試験を行った。
【００７８】
実施例４の熱交換膜を本実施例の代表的な試験サンプルとした。具体的に熱交換膜は膜厚が３０〜３５μｍで、孔径が４Å〜１００μｍのＰＥ透湿性樹脂膜の両面にノーバインダー多孔質シートをヒートシールにて接合させて得た。このノーバインダー多孔質シートは高融点繊維層と中間融点繊維層ａと中間融点繊維層ｂを備えた３層構造であり、前記高融点繊維層は融点が高い高融点繊維のＰＥＴを１００％で構成し、中間融点繊維層ａは高融点繊維のＰＥＴが５０％と前記高融点繊維より融点が低い低融点繊維のＰＥを５０％とを混在させ、中間融点繊維層ｂは高融点繊維のＰＥＴが７０％と低融点繊維のＰＥを３０％とを混在させた構成であり、低融点繊維を溶かして繊維間を接着させる効果を利用したヒートシール用不織布として、サーマルボンド法で製造した。このヒートシール用不織布は厚さが８０〜１００μｍ程度、坪量が２８ｇ／ｍ2である。
【００７９】
また、熱交換膜の比較サンプルとして前記ＰＥ透湿性樹脂膜の両面に市販されているヒートシール用不織布をヒートシールにて接合させて得た。
【００８０】
これらの熱交換膜の試験サンプルと比較サンプルを１０ｍ2、常温で４日間、それぞれ蒸留水に浸した後、常温にて乾燥させた。また、試験サンプルおよび比較サンプルのヒートシール用不織布２０ｍ2も同様の試験を行った。
【００８１】
本発明の試験サンプルの熱交換膜およびヒートシール用不織布（ノーバインダー多孔質シート）は、乾燥後に臭いの官能試験を５人に実施したが、刺激性の臭いは確認できなかった。しかし、比較サンプルの熱交換膜およびヒートシール用不織布は、５人とも刺激性の臭いがあることを感じた。以上の試験より本発明の熱交換膜は結露しやすい環境において、刺激臭が発生しないことを証明できた。
【００８２】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、結露しやすい環境において形くずれ、破れ、剥離がなく、経年変化が少ないなど、耐久性を高くすることができ、また、透湿性能が高く、通路抵抗損失が低いなど基本性能を向上することができ、また、作業性、製造性を向上することができ、また、結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しないという効果のある熱交換膜および熱交換素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例１の熱交換素子の斜視図
【図２】 参考例１の熱交換素子の製造工程を示すブロック図
【図３】 参考例１の単位素子の加工方法を示す図
【図４】 参考例１の熱交換膜の断面図
【図５】 本発明の実施例１熱交換膜の断面図
【図６】 参考例２の熱交換膜の断面図
【図７】 参考例３の熱交換膜の断面図
【図８】 従来の熱交換素子の斜視図
【図９】 従来の耐湿型熱交換素子の熱交換膜の断面図
【図１０】従来の不織布繊維１本の断面図
【符号の説明】
１ 熱交換素子
２ 仕切板
２ａ 仕切板
３ 遮蔽リブ
４ 間隔リブ
５ 熱交換板
６ 通風路
７ 通風路
８ 切断工程
８ａ 切断工程
９ 成形工程
１０ 熱プレス工程
１１ ヒーターブロック
１２ 単一素子
１３ 積層接着工程
１４ 透湿性樹脂膜
１５ ノーバインダー多孔質シート
１５ａ ノーバインダー多孔質シート
１５ｂ ノーバインダー多孔質シート
１５ｃ ノーバインダー多孔質シート
１６ 熱交換膜
１６ａ 熱交換膜
１６ｂ 熱交換膜
１６ｃ 熱交換膜
１７ 高融点繊維層
１８ 低融点繊維層
１９ 中間融点繊維層
１９ａ 中間融点繊維層
１９ｂ 中間融点繊維層
【発明の属する技術分野】
本発明は、２種の気流の間で温度と湿度を交換する熱交換型換気扇に使用される熱交換膜および熱交換素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省エネルギーに効果のある熱交換形換気扇が普及している。室内空気と室外空気との間で熱交換を行う熱交換素子は、室内空気を換気する際に失われる熱を回収することにより、空調機器の省エネルギー化が図れる。従来、この種の熱交換素子は、特公昭４７−１９９９０号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
以下、その熱交換素子について図８を参照しながら説明する。
【０００４】
図に示すように、熱交換素子１０１は熱交換膜１０２と前記熱交換膜１０２を所定間隔に保持する波形の間隔板１０３からなり、１次気流（イ）と２次気流（ロ）とが直交するよう流入し、前記熱交換膜１０２を介して熱交換される。前記熱交換膜１０２には塩化リチウムなどの吸湿剤を含む親水性高分子で処理された加工紙が用いられる。
【０００５】
また、寒冷地や浴室、温水プールなどの結露しやすい環境においても設置要望が増えている。この結露しやすい環境においても使用できる熱交換素子１０４としては特公平４−８１１１５号公報に記載されたものが知られている。熱交換素子１０４（図示せず）は熱交換膜１０５と間隔板から構成され、図９の熱交換膜１０５は特定透気度を有するように緻密性に形成した不織布などの多孔質基材１０６の上に非水溶性の親水性高分子１０７を塗布して成形する。
【０００６】
また、結露しやすい環境においても使用できる熱交換素子１０８としては特公平４−２５４７６号公報に記載されたものも知られている。熱交換素子１０８は耐水性の熱交換膜と波形にしたＰＰやＰＥなどの樹脂製間隔板を用いたコルゲート形状である（図示なし）。
【０００７】
また、上記多孔質基材としてヒートシール用スパンボンド不織布を用いることができる。この不織布の構造は図１０に示すように、不織布繊維１本のフィラメント１０９の内部に強度の強いＰＥＴと、外部に柔らかく、接着効果を発揮するＰＥとで構成する芯鞘構造である。この不織布と透湿性樹脂膜とをヒートシールにて接合して熱交換膜を成形することができる。
【０００８】
また、結露しやすい環境で使用される熱交換素子の熱交換膜は、ヒートシールにより多孔質シートと透湿性樹脂膜を接合したものを用いることができる。この多孔質シートとしてはケミカルボンド法で製造したヒートシール用不織布がある。前記不織布の製造工程ではエステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いる。また、熱交換膜は透湿性樹脂膜に多孔質シートをエステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤を用いてドライラミネートで接合して成形しても得られる。この多孔質シートとしては乾式法や湿式法などの一般的な製法で得られた不織布が用いられる。また、熱交換素子は前記接着剤を用いて熱交換膜と間隔板を接着積層して得られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の熱交換膜および熱交換素子では、室内空気と室外空気の温度差が大きく結露が発生しやすい環境において、上記加工紙を用いた熱交換素子１０１では形くずれを起こしやすく、紙の破れや熱交換膜と間隔板の剥がれから１次気流（イ）と２次気流（ロ）が混合しやすくなるなど耐久性に課題があり、形くずれ、破れがないなど、耐久性が要求されている。
【００１０】
また、熱交換素子１０４の熱交換膜は透気度の高い不織布などの多孔質基材に非水溶性の親水性高分子の膜を形成しているために、非水溶性の親水性高分子の膜厚は厚くなり透湿性能が低下する。逆に膜厚を薄くすると、多孔質基材と非水溶性の親水性高分子の膜の結合力が低下して剥離するという課題があり、透湿性能が高く、剥離することがない熱交換膜が要求されている。
【００１１】
また、熱交換素子１０８の間隔板は接着性が悪いＰＰやＰＥ樹脂のために、熱交換膜と間隔板の接着性が悪い。一般的にコルゲート形状の熱交換素子は大きな積層ブロックを切断して複数の積層ブロックを製造するが、間隔板が樹脂のために切断性が悪く、作業性および製造性が悪い。また、切断時に間隔板の目がつぶれやすく、熱交換素子の通路抵抗損失が増大するという課題があり、熱交換膜と間隔板の接着性が良く、作業性および製造性が良く、通路抵抗損失が低い熱交換膜および熱交換素子が要求されている。
【００１２】
また、上記芯鞘構造の不織布を多孔質シートに用いた場合、透湿性樹脂膜と多孔質シートをヒートシールにて接合して成形した熱交換膜は、接着性の悪い不織布のＰＥが熱交換膜の外側に構成されるために、熱交換膜と間隔板の接着性が悪く、熱交換素子の製造性が悪いという課題があり、熱交換膜と間隔板との接着性が良く、製造性に優れた熱交換素子が要求されている。
【００１３】
また、エステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いて製造した熱交換膜または熱交換素子は、接着剤の乾燥後も微量の溶剤成分が残り、結露しやすい環境において前記溶剤成分が加水分解し、熱交換形換気扇の停止で熱交換膜または熱交換素子が乾燥状態になると刺激臭を発生させるという課題があり、刺激臭が発生しない熱交換膜および熱交換素子が要求されている。
【００１４】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、結露しやすい環境において形くずれ、破れ、剥離がなく、経年変化が少ないなど、耐久性を高くすることができ、また、透湿性能が高く、通路抵抗損失が低いなど基本性能を向上することができ、また、作業性、製造性を向上することができ、また、結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない熱交換膜および熱交換素子を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱交換膜は上記目的を達成するために、非水溶性の素材で構成され、水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜と接着剤を使用せずに製造したノーバインダー多孔質シートを備え、前記透湿性樹脂膜の両面に前記ノーバインダー多孔質シートを接合させ、前記ノーバインダー多孔質シートは高融点繊維層と低融点繊維層を備えた２層構造であり、前記高融点繊維層は融点が高い高融点繊維で構成し、前記低融点繊維層は前記高融点繊維より融点が低い低融点繊維で構成し、熱により前記低融点繊維が軟化して接着効果を発揮する構成とし、前記透湿性樹脂膜の表面と前記低融点繊維層を接合させ前記高融点繊維層を外側としたものである。そして本発明によれば、熱交換する基本性能を保持することができ、また、膜の破れがなく、接着性、作業性、製造性を向上することができ、また、結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない熱交換膜が得られる。
【００２２】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートの高融点繊維をＰＥＴとし、低融点繊維をＰＥまたはＰＰとしたものである。そして本発明によれば、熱交換する基本性能を保持することができ、また、膜の破れがなく、接着性、作業性、製造性を向上することができ、また、結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない熱交換膜が得られる。
【００２３】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートの低融点繊維と透湿性樹脂膜をポリオレフィン系素材で構成したものである。そして本発明によれば、接着性を向上することができる熱交換膜が得られる。
【００２４】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートの低融点繊維と透湿性樹脂膜をポリオレフィン系素材で構成し、前記低融点繊維の融点が前記透湿性樹脂膜の融点より低い素材で構成したものである。そして本発明によれば、膜の破れがなく、接着性を向上することができ、また、透湿性能が高く、基本性能を向上することができる熱交換膜が得られる。
【００２５】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートの低融点繊維と透湿性樹脂膜を同素材で構成したものである。そして本発明によれば、接着性を向上することができる熱交換膜が得られる。
【００２６】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートは高融点繊維をＰＥＴとし、低融点繊維をＰＥまたはＰＰとし、透湿性樹脂膜は孔径が４Å〜１００μｍのＰＥまたはＰＰとしたものである。そして本発明によれば、結露しやすい環境において経年変化が少なく、耐久性を高くすることができ、また、膜の破れがなく、接着性を向上することができ、また、透湿性能が高く、基本性能を向上することができる熱交換膜が得られる。
【００２８】
また他の手段は、透湿性樹脂膜の両面にノーバインダー多孔質シートをヒートシールにより接合したものである。そして本発明によれば、作業性、製造性を向上することができ、また、結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない熱交換膜が得られる。
【００２９】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートは熱により軟化させた低融点繊維の接着効果を利用して、透湿性樹脂膜の両面にヒートシールにより接合したものである。そして本発明によれば、作業性、製造性を向上することができ、また、結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない熱交換膜が得られる。
【００３０】
また他の手段は、熱交換膜で構成された仕切板と樹脂製の遮蔽リブおよび間隔リブと熱交換板を備え、前記仕切板の表面は向かい合う一組の両端に前記遮蔽リブを設け、この遮蔽リブと平行に所定間隔で複数本の前記間隔リブを設けた構成であり、前記仕切板の裏面は前記仕切板表面の遮蔽リブと直交する両端に前記遮蔽リブを設け、この遮蔽リブと平行に所定間隔で複数本の前記間隔リブを設けた構成であり、前記仕切板と前記遮蔽リブおよび前記間隔リブとを一体に成形して前記熱交換板とし、この熱交換板と前記仕切板とを交互に複数枚積層した熱交換素子としたものである。そして本発明によれば、結露しやすい環境において形くずれ、破れ、剥離がなく、経年変化が少ないなど、耐久性を高くすることができ、また、通路抵抗損失が低く、基本性能を向上することができ、また、接着性、作業性、製造性を向上することができ、また、結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない熱交換膜および熱交換素子が得られる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明は、非水溶性の素材で構成され、水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜と接着剤を使用せずに製造したノーバインダー多孔質シートを備え、前記透湿性樹脂膜の両面に前記ノーバインダー多孔質シートを接合させ、前記ノーバインダー多孔質シートは高融点繊維層と低融点繊維層を備えた２層構造であり、前記高融点繊維層は融点が高い高融点繊維で構成し、前記低融点繊維層は前記高融点繊維より融点が低い低融点繊維で構成し、熱により前記低融点繊維が軟化して接着効果を発揮する構成とし、前記透湿性樹脂膜の表面と前記低融点繊維層を接合させ前記高融点繊維層を外側としたものであり、ノーバインダー多孔質シートは熱により低融点繊維が軟化して接着効果を発揮するので、ケミカルボンド法などによる溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤を用いずに多孔質シートが得られ、接着剤を用いる工法と比べて接着剤の乾燥作業と時間がないために、熱交換膜は作業性と製造性を向上することができる。更に熱交換膜は前記低融点繊維の接着効果を利用して透湿性樹脂膜にノーバインダー多孔質シートを接合すれば、接着剤を用いずに熱交換膜が製造でき、接着剤を用いて熱交換膜を製造するよりも接着剤の乾燥作業と時間がなく、作業性と製造性を向上することができる。また、前記接合時には低融点繊維で構成された低融点繊維層は接着剤の働きをして熱交換膜として融合するために、熱交換膜は接着性を向上することができる。一方、高融点繊維の融点は低融点繊維よりも高く、低融点繊維の接着効果を利用して透湿性樹脂膜にノーバインダー多孔質シートを接合する時には高融点繊維は軟化しないために、高融点繊維で構成された高融点繊維層は水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜の機能を熱から守る働きをして、熱交換膜の破れがなく、熱交換する基本性能を保持することができる。また、エステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いて製造した熱交換膜は、接着剤の乾燥後も微量の溶剤成分が残り、結露しやすい環境において前記溶剤成分が加水分解し、乾燥状態になると刺激臭を発生させるが、接着剤を使用せず製造した本熱交換膜は結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない。
【００３８】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートの高融点繊維をＰＥＴとし、低融点繊維をＰＥまたはＰＰとしたものであり、低融点繊維のＰＥまたはＰＰは融点が１０５℃から１７０℃程度であり、高融点繊維のＰＥＴは融点が２５５℃程度である。低融点繊維のＰＥまたはＰＰの融点は樹脂繊維としては比較的低く、熱により低融点繊維自身を軟化して接着する工法が容易で、低融点繊維のＰＥまたはＰＰは多層構造のノーバインダー多孔質シートの各層を接着製造することや、ノーバインダー多孔質シートと透湿性樹脂膜とのヒートシール工法による複合膜の接合が可能である。ここで、前記ヒートシール時には低融点繊維のＰＥまたはＰＰは接着剤の働きをして熱交換膜として融合するために、熱交換膜は接着性を向上することができる。一方、高融点繊維のＰＥＴの融点は低融点繊維のＰＥまたはＰＰよりも高く、前記ヒートシール時には軟化せず、高融点繊維のＰＥＴは水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜の機能を熱から守る働きをして、熱交換膜の破れがなく、熱交換する基本性能を保持することができる。また、前記ヒートシールにて製造した熱交換膜は高融点繊維のＰＥＴで構成した高融点繊維層が熱交換膜の外側になり、ＡＢＳ、ＡＳ、ＰＳなどの樹脂製遮蔽リブおよび間隔リブとの一体成形が可能で、作業性、製造性を高くすることができる。また、エステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いて製造した熱交換膜は、接着剤の乾燥後も微量の溶剤成分が残り、結露しやすい環境において前記溶剤成分が加水分解し、乾燥状態になると刺激臭を発生させるが、接着剤を使用せず製造した本熱交換膜は結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない。
【００３９】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートの低融点繊維と透湿性樹脂膜をポリオレフィン系素材で構成したものであり、熱により軟化した低融点繊維の接着効果を利用して透湿性樹脂膜にノーバインダー多孔質シートを接合する時、融合する各素材が同じ系列の樹脂素材のために相性が良く、熱交換膜は接着性を向上することができる。
【００４０】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートの低融点繊維と透湿性樹脂膜をポリオレフィン系素材で構成し、前記低融点繊維の融点が前記透湿性樹脂膜の融点より低い素材で構成したものであり、熱により軟化した低融点繊維の接着効果を利用して透湿性樹脂膜にノーバインダー多孔質シートを接合する時、ノーバインダー多孔質シートの低融点繊維は透湿性樹脂膜の融点よりも低いために、低融点繊維が軟化して透湿性樹脂膜に接合される。この作用により水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜の機能を熱から守り、熱交換膜の破れがなく、熱交換する基本性能を保持することができる。また、熱交換する機能の透湿性樹脂膜は軟化しないために、透湿性樹脂膜の融点が低融点繊維の融点と同等以下の素材に比べて薄膜化でき、熱交換膜の透湿性能を向上することができる。また、ノーバインダー多孔質シートは熱交換する機能を果たさないため、低融点繊維は大きく軟化させて透湿性樹脂膜に接合することができ、熱交換膜は接着性を向上することができる。
【００４１】
また、ノーバインダー多孔質シートの低融点繊維と透湿性樹脂膜を同素材で構成したものであり、熱により軟化した低融点繊維の接着効果を利用して透湿性樹脂膜にノーバインダー多孔質シートを接合する時、接着する各素材が同じために相性が良く、熱交換膜は接着性を向上することができる。
【００４２】
また、ノーバインダー多孔質シートは高融点繊維をＰＥＴとし、低融点繊維をＰＥまたはＰＰとし、透湿性樹脂膜は孔径が４Å〜１００μｍのＰＥまたはＰＰとしたものであり、低融点繊維のＰＥまたはＰＰと、透湿性樹脂膜のＰＥまたはＰＰはポリオレフィン系の同系素材であるために融合の相性が良いことと、融点が１０５℃から１７０℃程度と比較的範囲が狭いために、熱により軟化した低融点繊維のＰＥまたはＰＰの接着効果を利用して透湿性樹脂膜とノーバインダー多孔質シートとを接合する時の接着性が良いことから、熱交換膜は接着性を向上することができる。一方、高融点繊維のＰＥＴの融点は低融点繊維のＰＥまたはＰＰよりも高く、前記接合時には軟化せず、高融点繊維のＰＥＴは水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜の機能を熱から守る働きをして、熱交換膜の破れがなく、熱交換する基本性能を保持することができる。また、透湿性樹脂膜の孔径は水蒸気より大きい４Å以上で、霧雨より小さい１００μｍとすることで、防水性があり、水蒸気を選択的に透過させ、透湿性能を高くすることができる。各素材はＰＥＴ、ＰＥまたはＰＰなどの非水溶性素材で構成されているために、結露しやすい環境において経年変化が少なく、耐久性を高くすることができる。
【００４４】
また、透湿性樹脂膜の両面にノーバインダー多孔質シートをヒートシールにより接合したものであり、接着剤を使用せず熱交換膜を製造するために、接着剤を用いて熱交換膜を製造するよりも接着剤の乾燥作業と時間がなく、作業性と製造性を向上することができる。また、エステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いて製造した熱交換膜は、接着剤の乾燥後も微量の溶剤成分が残り、結露しやすい環境において前記溶剤成分が加水分解し、乾燥状態になると刺激臭を発生させるが、接着剤を使用せず製造した本熱交換膜は結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない。
【００４５】
また他の手段は、ノーバインダー多孔質シートは熱により軟化させた低融点繊維の接着効果を利用して、透湿性樹脂膜の両面にヒートシールにより接合したものであり、接着剤を使用せず熱交換膜を製造するために、接着剤を用いて熱交換膜を製造するよりも接着剤の乾燥作業と時間がなく、作業性と製造性を向上することができる。また、エステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いて製造した熱交換膜は、接着剤の乾燥後も微量の溶剤成分が残り、結露しやすい環境において前記溶剤成分が加水分解し、乾燥状態になると刺激臭を発生させるが、接着剤を使用せず製造した本熱交換膜は結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない。
【００４６】
また他の手段は、熱交換膜で構成された仕切板と樹脂製の遮蔽リブおよび間隔リブと熱交換板を備え、前記仕切板の表面は向かい合う一組の両端に前記遮蔽リブを設け、この遮蔽リブと平行に所定間隔で複数本の前記間隔リブを設けた構成であり、前記仕切板の裏面は前記仕切板表面の遮蔽リブと直交する両端に前記遮蔽リブを設け、この遮蔽リブと平行に所定間隔で複数本の前記間隔リブを設けた構成であり、前記仕切板と前記遮蔽リブおよび前記間隔リブとを一体に成形して前記熱交換板とし、この熱交換板と前記仕切板とを交互に複数枚積層した熱交換素子としたものであり、仕切板はノーバインダー多孔質シートと透湿性樹脂膜をヒートシールにて製造した熱交換膜として、仕切板と遮蔽リブおよび間隔リブを一体成形して熱交換素子を製造すると、接着剤を使用せず熱交換膜および熱交換素子が製造でき、接着剤を用いる工法と比べて接着剤の乾燥作業と時間がなく、作業性と製造性を向上することができる。また、エステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いて製造した熱交換膜および熱交換素子は、接着剤の乾燥後も微量の溶剤成分が残り、結露しやすい環境において前記溶剤成分が加水分解し、乾燥状態になると刺激臭を発生させるが、接着剤を使用せず製造した本熱交換膜および熱交換素子は結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない。また、熱交換膜および熱交換素子は非水溶性の素材で構成されているために、結露しやすい環境において形くずれ、破れ、剥離がなく、経年変化が少ないなど、耐久性を高くすることができる。また、熱交換素子は１次気流（イ）と２次気流（ロ）が流れる通風路は一層おきに安定して形成されるとともに、気流突入面の目つぶれがないために、通路抵抗損失を低くすることができる。また、仕切板と遮蔽リブおよび間隔リブをインモールド工法を用いて一体成形すれば、各素材の接着性が良く、作業性、製造性を向上することができる。
【００４７】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００４８】
【実施例】
（参考例１）
図１に示すように、熱交換素子１は仕切板２、２ａと樹脂製の遮蔽リブ３および間隔リブ４と熱交換板５と通風路６、７を備え、前記仕切板２の表面は向かい合う一組の両端に前記遮蔽リブ３を設け、この遮蔽リブ３と平行に所定間隔で複数本の前記間隔リブ４を設けた構成である。また、前記仕切板２の裏面は前記仕切板２表面の遮蔽リブ３と直交する両端に前記遮蔽リブ３を設け、この遮蔽リブ３と平行に所定間隔で複数本の前記間隔リブ４を設けた構成である。前記熱交換板５は前記仕切板２と前記遮蔽リブ３および前記間隔リブ４とを一体に成形したものである。仕切板２ａは仕切板２と同様の材質とし、熱交換素子１は熱交換板５と仕切板２ａとを交互に複数枚積層したものであり、１次気流（イ）を流す通風路６と、２次気流（ロ）を流す通風路７を一層おきに形成する構成となっている。
【００４９】
上記構成により１次気流を矢印（イ）のように通風路６に流し、２次気流を矢印（ロ）のように通風路７に流すと、仕切板２、２ａにより１次気流と２次気流の熱を交換することができる。
【００５０】
上記熱交換素子１の製造方法を図２、３に示す。切断工程８で仕切板２を所定の大きさに切断する。次の成形工程９は仕切板２を成形機に挿入して樹脂にて一体成形するインモールド工法で熱交換板５が得られる。この樹脂としては成形品の強度と反りや収縮性から熱可塑性樹脂を適用し、スチレン系樹脂のＡＢＳ、ＡＳ、ＰＳなどが好ましい。樹脂にガラス繊維を１０〜３０重量％混入すると更に好ましい。ガラス繊維を樹脂に混入すると、成形品の強度と反りや収縮性の物性が向上することと、一体成形する仕切板２との接着性が向上する。これは化学結合による接着性が向上するのではなく、ガラス繊維と仕切板２との繊維の絡まりが強くなった物理結合が向上するものである。次に切断工程８ａで仕切板２ａを所定の大きさに切断する。次の熱プレス工程１０で熱交換板５の上面に仕切板２ａを置き、更に上から加熱したヒーターブロック１１で熱交換板５と仕切板２ａを熱プレスする。この工程で熱交換板５の樹脂が溶融して仕切板２ａと接着した単一素子１２が得られる。ここで、仕切板２ａの全面を熱プレスしても良いが、熱交換する仕切板２ａの熱交換機能を保持するために、図３に示すようにヒーターブロック１１が熱交換板５の遮蔽リブ３および間隔リブ４と仕切板２ａ、または遮蔽リブ３と仕切板２ａとを熱プレスする方が好ましい。次に積層接着工程１３で単一素子１２を一段ごとに積層して超音波溶着により接着して熱交換素子１を得る。また、他の積層接着方法として熱プレス工程１０で熱交換板５を熱プレスしていない他面の樹脂を、ヒーターブロックで溶融して単一素子１２を一段ごとに積層接着して熱交換素子１を得ても良い。これらの工法によれば接着剤を一切用いずに熱交換素子１を製造することができる。
【００５１】
熱交換素子１における仕切板２、２ａは、図４に示すように水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜１４と接着剤を使用せずに製造したノーバインダー多孔質シート１５を備え、透湿性樹脂膜１４の両面にノーバインダー多孔質シート１５を接合させた熱交換膜１６で形成されている。ノーバインダー多孔質シート１５はＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴなどを素材とする厚さが８０〜１００μｍ程度の非水溶性の繊維性多孔質材からなる不織布、織布、ネットなどを用いることができ、通気性が大きく、コスト、他部材との接着性、取扱い性、切断性から不織布が最適である。
【００５２】
ケミカルボンド法で製造したヒートシール用不織布は製造工程でエステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いるが、ノーバインダー多孔質シート１５はこれらの接着剤または界面活性剤や分散剤を用いずに製造する。具体的には不織布の繊維の中に低融点の綿を混入させることで、熱プレスや熱風で低融点繊維を溶かし繊維間を固定させるサーマルボンド法である。
【００５３】
透湿性樹脂膜１４としては孔径が４Å〜１００μｍのポリオレフィン系樹脂、好ましくは４Å〜１０μｍのポリオレフィン系樹脂。このポリオレフィン系樹脂としては膜厚が１０〜５０μｍのＰＥまたはＰＰが使用される。透湿性樹脂膜１４の孔径は水蒸気より大きい４Å以上で、霧雨より小さい１００μｍとすることで、防水性があり、水蒸気を選択的に透過させる機能がある。
【００５４】
ノーバインダー多孔質シート１５は前記不織布の低融点繊維を溶かして繊維間を接着させる効果を利用したヒートシール用不織布として、熱により低融点繊維を軟化させて透湿性樹脂膜１４とノーバインダー多孔質シート１５をヒートシールにて接合させて熱交換膜１６を得る。この明細書における接合とは部材と部材をつなぎ合わせること。すなわち透湿性樹脂膜とノーバインダー多孔質シートやヒートシール用不織布とをヒートシールやラミネートなどの加工による構造的な密着状態のことである。また、この明細書における融合とはとけて一つになること。すなわち透湿性樹脂膜とノーバインダー多孔質シートやヒートシール用不織などとをヒートシールやラミネートなどの加工により低融点繊維を溶かして繊維間を接着させて一つの複合膜として熱交換膜を得ることである。
【００５５】
上記構成により熱交換膜１６は接着性が良いノーバインダー多孔質シート１５のヒートシール用不織布と透湿性樹脂膜１４とをヒートシールで接合させた複合膜のために、熱交換膜１６の接着性を向上することができ、剥離がない構造にすることができる。また、複合膜とすることで熱交換膜１６の強度とこしが得られ、取扱いと切断性が良く、作業性と製造性を向上することができる。また、熱交換膜１６は透湿性樹脂膜１４単体で強度とこしが得られるように形成するよりも、複合膜にすることで水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜１４が薄膜化でき、透湿性能を高くすることができる。
【００５６】
また、熱交換膜１６のノーバインダー多孔質シート１５は透気度が小さく通気性が良い繊維性多孔質材であることと非水溶性素材であることが伴って、水蒸気が熱交換膜１６で交換される時のノーバインダー多孔質シート１５部分での抵抗が小さくなり、熱交換膜１６の透湿性能を向上することができる。また、熱交換膜１６はノーバインダー多孔質シート１５が不織布のために熱交換膜１６の強度とコシが向上して、熱交換膜１６を所定の大きさに切断する作業性と製造性を向上することができる。
【００５７】
また、熱交換膜１６と熱交換素子１は接着剤を使用せず製造したことと、非水溶性の素材で構成しているために、結露しやすい環境において形くずれ、破れ、剥離がなく、経年変化が少ないなど、耐久性を高くすることができる。また、エステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いて製造した熱交換膜および熱交換素子は、接着剤の乾燥後も微量の溶剤成分が残り、結露しやすい環境において前記溶剤成分が加水分解し、乾燥状態になると刺激臭を発生させるが、接着剤を使用せず製造した熱交換膜１６および熱交換素子１は結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない。また、接着剤を使用せず熱交換膜１６と熱交換素子１を製造するために、接着剤を用いる工法と比べて接着剤の乾燥作業と時間がなく、作業性と製造性を向上することができる。
【００５８】
また、熱交換素子１は１次気流（イ）と２次気流（ロ）が流れる通風路が一層おきに安定して形成されるとともに、気流突入面の目つぶれがないために、通路抵抗損失を低くすることができる。また、仕切板２、２ａと遮蔽リブ３および間隔リブ４をインモールド工法にて一体成形したために、各部材の接着性が良く、作業性、製造性を向上することができる。
【００５９】
なお、参考例では、熱交換素子１に方形の仕切板２、２ａを用いた直方体で説明したが、方形の仕切板２、２ａにかえて、６角形や円形を用いてもよく、仕切板２と遮蔽リブ３および間隔リブ４を樹脂にて一体成形した成形品を積層して、仕切板２を介して１次気流と２次気流の熱を交換する構造であればその作用効果に差異を生じない。
【００６０】
また、熱交換膜１６は透湿性樹脂膜１４の両面にノーバインダー多孔質シート１５を接合させたる構成で説明したが、熱交換膜１６は透湿性樹脂膜１４の片面にノーバインダー多孔質シート１５を接合させた構成でもその作用効果に差異を生じない。
【００６１】
（実施例１）
参考例１と同一箇所には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６２】
図５は熱交換素子１における仕切板２、２ａの素材となる熱交換膜１６ａの断面図を示す。熱交換膜１６ａは透湿性樹脂膜１４とノーバインダー多孔質シート１５ａを備える。前記ノーバインダー多孔質シート１５ａは高融点繊維層１７と低融点繊維層１８を備えた２層構造であり、前記高融点繊維層１７は融点が高い高融点繊維のＰＥＴで構成し、前記低融点繊維層１８は前記高融点繊維より融点が低い低融点繊維のポリオレフィン系樹脂で構成し、ポリオレフィン系樹脂としてＰＥまたはＰＰを使用し、低融点繊維を溶かして繊維間を接着させる効果を利用したヒートシール用不織布として、サーマルボンド法で製造する。このヒートシール用不織布は厚さが８０〜１００μｍ程度で通気性が大きく、切断性が良好なものである。熱交換膜１６ａは透湿性樹脂膜１４の両面にノーバインダー多孔質シート１５ａを熱により低融点繊維を軟化させてヒートシールにて接合させて得られる。ヒートシールの加工温度は１００〜１８０℃程度とし、透湿性樹脂膜１４とノーバインダー多孔質シート１５ａの素材により適宜変更する。このヒートシールにより透湿性樹脂膜１４の表面とノーバインダー多孔質シート１５ａの低融点繊維層１８とが接合するようにする。
【００６３】
上記構成により、熱交換膜１６ａは接着性が良いノーバインダー多孔質シート１５ａのヒートシール用不織布と透湿性樹脂膜１４とをヒートシールで接合させた複合膜である。前記ヒートシール時には低融点繊維で構成された低融点繊維層１８は接着剤の働きをして熱交換膜１６ａとして融合するために、熱交換膜１６ａは接着性を向上することができ、剥離がない構造にすることができる。一方、高融点繊維の融点は低融点繊維よりも高く、前記ヒートシール時には高融点繊維は軟化しないために、高融点繊維で構成された高融点繊維層１７は水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜１４の機能を熱から守る働きをして、熱交換膜１６ａの破れがなく、熱交換する基本性能を保持することができる。具体的には透湿性樹脂膜１４とノーバインダー多孔質シート１５ａの低融点繊維はポリオレフィン系の同系素材であるために融合の相性が良いことと、ポリオレフィン系素材の融点が１０５℃から１７０℃程度と比較的範囲が狭いために、前記ヒートシールによるノーバインダー多孔質シート１５ａの低融点繊維層１８と透湿性樹脂膜１４との接着性が良いことから、熱交換膜１６ａの接着性を向上することができ、剥離がない構造にすることができる。一方、高融点繊維のＰＥＴの融点は２５５℃程度と低融点繊維のポリオレフィン系素材（ＰＥまたはＰＰ）よりも高く、ノーバインダー多孔質シート１５ａの高融点繊維層１７のＰＥＴは前記ヒートシール時には軟化せず、透湿性樹脂膜１４の機能を熱から守る働きをして、熱交換膜１６ａの破れがなく、熱交換する基本性能を保持することができる。
【００６４】
また、前記ヒートシールにて製造した熱交換膜１６ａは高融点繊維のＰＥＴで構成した高融点繊維層１７が熱交換膜１６ａの外側になり、ＡＢＳ、ＡＳ、ＰＳなどの樹脂製遮蔽リブ３および間隔リブ４との一体成形が良好で、作業性が良く、熱交換素子１の製造性を高くすることができる。
【００６５】
また、ノーバインダー多孔質シート１５ａは熱により低融点繊維が軟化して接着効果を発揮するので、ケミカルボンド法などによる溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤を用いずに多孔質シートが得られ、接着剤を用いる工法と比べて接着剤の乾燥作業と時間がない。更にこのノーバインダー多孔質シート１５ａと透湿性樹脂膜１４をヒートシールにて接合して得た熱交換膜１６ａは、接着剤を用いずに熱交換膜１６ａが製造でき、接着剤を用いて熱交換膜を製造するよりも接着剤の乾燥作業と時間がなく、作業性と製造性を向上することができる。
【００６６】
また、ノーバインダー多孔質シート１５ａの低融点繊維と透湿性樹脂膜１４をポリオレフィン系素材で構成し、前記低融点繊維の融点が前記透湿性樹脂膜１４の融点より低い素材で構成した場合、具体的にはノーバインダー多孔質シート１５ａの低融点繊維をＰＥ（融点は約１０５℃）とし、透湿性樹脂膜１４の素材をＰＰ（融点は約１７０℃）としたような場合、ノーバインダー多孔質シート１５ａの低融点繊維のＰＥの融点は透湿性樹脂膜１４のＰＰよりも低いために、前記ヒートシール時に低融点繊維のＰＥが軟化して透湿性樹脂膜１４のＰＰに接合される。この作用により水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜１４の機能を熱から守り、熱交換膜１６ａの破れがなく、熱交換する基本性能を保持することができる。また、熱交換する機能の透湿性樹脂膜１４は軟化しないために、透湿性樹脂膜１４の融点が低融点繊維の融点と同等以下の素材に比べて薄膜化でき、熱交換膜１６ａの透湿性能を向上することができる。また、ノーバインダー多孔質シート１５ａは熱交換する機能を果たさないため、低融点繊維のＰＥは大きく軟化させて透湿性樹脂膜１４に接合することができ、熱交換膜１６ａは接着性を向上することができる。
【００６７】
また、ノーバインダー多孔質シート１５ａの低融点繊維と透湿性樹脂膜１４をポリオレフィン系の同素材で構成した場合、具体的にはノーバインダー多孔質シート１５ａの低融点繊維をＰＥとし、透湿性樹脂膜１４の素材をＰＥとした場合、または、ノーバインダー多孔質シート１５ａの低融点繊維をＰＰとし、透湿性樹脂膜１４の素材をＰＰとしたような場合、前記ヒートシール時に、接着する各素材が同じために相性が良く、熱交換膜１６ａは接着性を向上することができる。
【００６８】
また、エステル系、アクリル系などの溶剤型（例えば溶剤は酢酸エチル）接着剤または界面活性剤や分散剤を用いて製造した熱交換膜は、接着剤の乾燥後も微量の溶剤成分が残り、結露しやすい環境において前記溶剤成分が加水分解し、乾燥状態になると刺激臭を発生させるが、接着剤を使用せず製造した熱交換膜１６ａは結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しない。
【００６９】
（参考例２）
参考例１、実施例１と同一箇所には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
図６は熱交換素子１における仕切板２、２ａの素材となる熱交換膜１６ｂの断面図を示す。熱交換膜１６ｂは透湿性樹脂膜１４とノーバインダー多孔質シート１５ｂを備える。このノーバインダー多孔質シート１５ｂは高融点繊維層１７と中間融点繊維層１９と低融点繊維層１８を備えた３層構造であり、前記高融点繊維層１７は融点が高い高融点繊維のＰＥＴで構成し、前記低融点繊維層１８は前記高融点繊維より融点が低い低融点繊維のポリオレフィン系樹脂で構成し、ポリオレフィン系樹脂としてＰＥまたはＰＰを使用し、前記中間融点繊維層１９は高融点繊維のＰＥＴと低融点繊維のＰＥまたはＰＰを混在した構成であり、低融点繊維を溶かして繊維間を接着させる効果を利用したヒートシール用不織布として、サーマルボンド法で製造する。このヒートシール用不織布は厚さが８０〜１００μｍ程度で通気性が大きく、切断性が良好なものである。熱交換膜１６ｂは透湿性樹脂膜１４の両面にノーバインダー多孔質シート１５ｂを熱により低融点繊維を軟化させてヒートシールにて接合させて得られる。ヒートシールの加工温度は１００〜１８０℃程度とし、透湿性樹脂膜１４とノーバインダー多孔質シート１５ｂの素材により適宜変更する。このヒートシールにより透湿性樹脂膜１４の表面とノーバインダー多孔質シート１５ｂの低融点繊維層１８とが接合するようにする。
【００７１】
上記構成により、高融点繊維と低融点繊維が混在する中間融点繊維層１９は、熱により低融点繊維が軟化して各３の繊維層を接合させるクッションの働きをして、３層構造のノーバインダー多孔質シート１５ｂが剥離しない構造にできるために、熱交換膜１６ｂは剥離しない構造にすることができる。
【００７２】
（参考例３）
参考例１、２、実施例１と同一箇所には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７３】
図７は熱交換素子１における仕切板２、２ａの素材となる熱交換膜１６ｃの断面図を示す。熱交換膜１６ｃは透湿性樹脂膜１４とノーバインダー多孔質シート１５ｃを備える。このノーバインダー多孔質シート１５ｃは高融点繊維層１７と中間融点繊維層１９ａと中間融点繊維層１９ｂを備えた３層構造ａであり、前記高融点繊維層１７は融点が高い高融点繊維のＰＥＴを１００％とし、前記中間融点繊維層１９ａは前記高融点繊維が５０〜９９％と前記高融点繊維より融点が低い低融点繊維のポリオレフィン系樹脂を１〜５０％とを混在させ、前記中間融点繊維層１９ｂは前記高融点繊維が６０〜９９％と前記低融点繊維が１〜４０％とを混在させた構成であり、熱により低融点繊維が軟化して接着効果を発揮する構成であり、低融点繊維を溶かして繊維間を接着させる効果を利用したヒートシール用不織布として、サーマルボンド法で製造する。前記低融点繊維のポリオレフィン系樹脂としてはＰＥまたはＰＰを使用する。ヒートシール用不織布は厚さが８０〜１００μｍ程度で通気性が大きく、切断性が良好なものである。熱交換膜１６ｃは透湿性樹脂膜１４の両面にノーバインダー多孔質シート１５ｃを熱により低融点繊維を軟化させてヒートシールにて接合させて得られる。ヒートシールの加工温度は１００〜１８０℃程度とし、透湿性樹脂膜１４とノーバインダー多孔質シート１５ｃの素材により適宜変更する。このヒートシールにより透湿性樹脂膜１４の表面とノーバインダー多孔質シート１５ｃの中間融点繊維層１９ｂとが接合するようにする。
【００７４】
上記構成により、熱により軟化した低融点繊維の接着効果を利用して透湿性樹脂膜１４にノーバインダー多孔質シート１５ｃを接合すると、高融点繊維が６０〜９９％と低融点繊維が１〜４０％とを混在させた中間融点繊維層１９ｂが透湿性樹脂膜１４との接着面になる。ここで、低融点繊維は接着剤の働きをして熱交換膜１６ｃとして融合するために、熱交換膜１６ｃは接着性を向上することができる。一方、高融点繊維のＰＥＴの融点は低融点繊維のＰＥまたはＰＰよりも高く、前記接合時には高融点繊維は軟化しないために、透湿性樹脂膜１４と中間融点繊維層１９ｂとの接触面積は中間融点繊維層１９ｂの高融点繊維の６０〜９９％が接着しないために、水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜１４の機能面積を広くすることができ、透湿性樹脂膜１４と中間融点繊維層１９ｂの接着面積を１００％低融点繊維にするよりも熱交換膜１６ｃの透湿性能を向上することができる。また、中間融点繊維層１９ａは各３の繊維層を接合させるクッションの働きをして、３層構造ａのノーバインダー多孔質シート１５ｃが剥離しない構造にできるために、熱交換膜１６ｃは剥離しない構造にすることができる。
【００７５】
なお、参考例では、ノーバインダー多孔質シート１５ｃは高融点繊維層１７と中間融点繊維層１９ａと中間融点繊維層１９ｂを備えた３層構造ａを用いて説明したが、ノーバインダー多孔質シートはヒートシール時に高融点繊維層が接着する透湿性樹脂膜１４を保護する働きをし、中間融点繊維層がノーバインダー多孔質シート１５ｃの各層を接着するクッションの働きと、透湿性樹脂膜１４とを接着させる効果があれば繊維層の数を限定するものではない。
【００７６】
また、高融点繊維層１７は高融点繊維を１００％とし、中間融点繊維層１９ａは高融点繊維が５０〜９９％と低融点繊維が１〜５０％とを混在積層させ、中間融点繊維層１９ｂは高融点繊維が６０〜９９％と低融点繊維が１〜４０％とを混在させた構成を用いて説明したが、ノーバインダー多孔質シートの中間融点繊維層の高融点繊維と低融点繊維の混合比は、ノーバインダー多孔質シートの各層が剥離しなければ混合比は特に限定されるものではない。
【００７７】
上述の実施例１、２、３、４の熱交換膜は結露しやすい環境において、刺激臭を発生しないことを明確にするために、次のような比較試験を行った。
【００７８】
実施例４の熱交換膜を本実施例の代表的な試験サンプルとした。具体的に熱交換膜は膜厚が３０〜３５μｍで、孔径が４Å〜１００μｍのＰＥ透湿性樹脂膜の両面にノーバインダー多孔質シートをヒートシールにて接合させて得た。このノーバインダー多孔質シートは高融点繊維層と中間融点繊維層ａと中間融点繊維層ｂを備えた３層構造であり、前記高融点繊維層は融点が高い高融点繊維のＰＥＴを１００％で構成し、中間融点繊維層ａは高融点繊維のＰＥＴが５０％と前記高融点繊維より融点が低い低融点繊維のＰＥを５０％とを混在させ、中間融点繊維層ｂは高融点繊維のＰＥＴが７０％と低融点繊維のＰＥを３０％とを混在させた構成であり、低融点繊維を溶かして繊維間を接着させる効果を利用したヒートシール用不織布として、サーマルボンド法で製造した。このヒートシール用不織布は厚さが８０〜１００μｍ程度、坪量が２８ｇ／ｍ2である。
【００７９】
また、熱交換膜の比較サンプルとして前記ＰＥ透湿性樹脂膜の両面に市販されているヒートシール用不織布をヒートシールにて接合させて得た。
【００８０】
これらの熱交換膜の試験サンプルと比較サンプルを１０ｍ2、常温で４日間、それぞれ蒸留水に浸した後、常温にて乾燥させた。また、試験サンプルおよび比較サンプルのヒートシール用不織布２０ｍ2も同様の試験を行った。
【００８１】
本発明の試験サンプルの熱交換膜およびヒートシール用不織布（ノーバインダー多孔質シート）は、乾燥後に臭いの官能試験を５人に実施したが、刺激性の臭いは確認できなかった。しかし、比較サンプルの熱交換膜およびヒートシール用不織布は、５人とも刺激性の臭いがあることを感じた。以上の試験より本発明の熱交換膜は結露しやすい環境において、刺激臭が発生しないことを証明できた。
【００８２】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、結露しやすい環境において形くずれ、破れ、剥離がなく、経年変化が少ないなど、耐久性を高くすることができ、また、透湿性能が高く、通路抵抗損失が低いなど基本性能を向上することができ、また、作業性、製造性を向上することができ、また、結露と乾燥が繰り返し起こる環境においても刺激臭が発生しないという効果のある熱交換膜および熱交換素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例１の熱交換素子の斜視図
【図２】 参考例１の熱交換素子の製造工程を示すブロック図
【図３】 参考例１の単位素子の加工方法を示す図
【図４】 参考例１の熱交換膜の断面図
【図５】 本発明の実施例１熱交換膜の断面図
【図６】 参考例２の熱交換膜の断面図
【図７】 参考例３の熱交換膜の断面図
【図８】 従来の熱交換素子の斜視図
【図９】 従来の耐湿型熱交換素子の熱交換膜の断面図
【図１０】従来の不織布繊維１本の断面図
【符号の説明】
１ 熱交換素子
２ 仕切板
２ａ 仕切板
３ 遮蔽リブ
４ 間隔リブ
５ 熱交換板
６ 通風路
７ 通風路
８ 切断工程
８ａ 切断工程
９ 成形工程
１０ 熱プレス工程
１１ ヒーターブロック
１２ 単一素子
１３ 積層接着工程
１４ 透湿性樹脂膜
１５ ノーバインダー多孔質シート
１５ａ ノーバインダー多孔質シート
１５ｂ ノーバインダー多孔質シート
１５ｃ ノーバインダー多孔質シート
１６ 熱交換膜
１６ａ 熱交換膜
１６ｂ 熱交換膜
１６ｃ 熱交換膜
１７ 高融点繊維層
１８ 低融点繊維層
１９ 中間融点繊維層
１９ａ 中間融点繊維層
１９ｂ 中間融点繊維層
Claims (9)
- 非水溶性の素材で構成され、水蒸気を選択的に透過させる透湿性樹脂膜と接着剤を使用せずに製造したノーバインダー多孔質シートを備え、前記透湿性樹脂膜の両面に前記ノーバインダー多孔質シートを接合させ、前記ノーバインダー多孔質シートは高融点繊維層と低融点繊維層を備えた２層構造であり、前記高融点繊維層は融点が高い高融点繊維で構成し、前記低融点繊維層は前記高融点繊維より融点が低い低融点繊維で構成し、熱により前記低融点繊維が軟化して接着効果を発揮する構成とし、前記透湿性樹脂膜の表面と前記低融点繊維層を接合させ前記高融点繊維層を外側とした熱交換膜。
- ノーバインダー多孔質シートの高融点繊維をＰＥＴとし、低融点繊維をＰＥまたはＰＰとした請求項１記載の熱交換膜。
- ノーバインダー多孔質シートの低融点繊維と透湿性樹脂膜をポリオレフィン系素材で構成した請求項１記載の熱交換膜。
- ノーバインダー多孔質シートの低融点繊維と透湿性樹脂膜をポリオレフィン系素材で構成し、前記低融点繊維の融点が前記透湿性樹脂膜の融点より低い素材で構成した請求項１記載の熱交換膜。
- ノーバインダー多孔質シートの低融点繊維と透湿性樹脂膜を同素材で構成した請求項１記載の熱交換膜。
- ノーバインダー多孔質シートは高融点繊維をＰＥＴとし、低融点繊維をＰＥまたはＰＰとし、透湿性樹脂膜は孔径が４Å〜１００μｍのＰＥまたはＰＰとした請求項１記載の熱交換膜。
- 透湿性樹脂膜の両面にノーバインダー多孔質シートをヒートシールにより接合した請求項１、２、３、４、５または６記載の熱交換膜。
- ノーバインダー多孔質シートは熱により軟化させた低融点繊維の接着効果を利用して、透湿性樹脂膜の両面にヒートシールにより接合した請求項１、２、３、４、５または６記載の熱交換膜。
- 請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の熱交換膜で構成された仕切板と樹脂製の遮蔽リブおよび間隔リブと熱交換板を備え、前記仕切板の表面は向かい合う一組の両端に前記遮蔽リブを設け、この遮蔽リブと平行に所定間隔で複数本の前記間隔リブを設けた構成であり、前記仕切板の裏面は前記仕切板表面の遮蔽リブと直交する両端に前記遮蔽リブを設け、この遮蔽リブと平行に所定間隔で複数本の前記間隔リブを設けた構成であり、前記仕切板と前記遮蔽リブおよび前記間隔リブとを一体に成形して前記熱交換板とし、この熱交換板と前記仕切板とを交互に複数枚積層した熱交換素子。
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