JP6436096B2 - 全熱交換素子の製造方法 - Google Patents
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Description
さらに、ライナーシートに吸湿剤を含有させ、ライナーシートとコルゲートシート間の接着剤に非水溶性の接着剤使用した全熱交換素子が開示されている(特許文献2)。
(1)ライナーシートとコルゲートシートとを接着し片面段ボールを製造する工程と、
前記工程で得られた前記片面段ボール複数を、片面段ボールの段目の方向が一段ずつ交差するように積層する工程とを有する、吸湿剤を含有する全熱交換素子の製造方法であって、
片面段ボールを積層する前におけるライナーシートの吸湿剤の含有量をR1、片面段ボールを積層する前におけるコルゲートシートの吸湿剤の含有量をR2とした場合、R1が1〜20g/m2であり、R1/R2が0.5〜2.0である全熱交換素子の製造方法。
また本発明の全熱交換素子の製造方法の好ましい態様として以下の方法が挙げられる。
(2)含有量R1がR2よりも大きいものである前記全熱交換素子の製造方法。
(3)R1/R2が1.3〜1.5である前記いずれかの全熱交換素子の製造方法。
(4)吸湿剤が少なくともアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩のいずれかを含有する前記いずれかの全熱交換素子の製造方法。
(5)吸湿剤が塩化リチウムである前記いずれかの全熱交換素子の製造方法。
(6)吸湿剤が塩化カリウムである前記いずれかの全熱交換素子の製造方法。
(7)前記コルゲートシートの厚みが20〜100μmである前記いずれかの全熱交換素子の製造方法。
(8)前記ライナーシートは、気体遮蔽層と多孔質層とを少なくとも1層ずつ含み、かつ、前記多孔質層が熱可塑性樹脂のナノファイバーを含む前記いずれかの全熱交換素子の製造方法。
(9) 前記全熱交換素子がJIS B8628 (2003)に規定される方法により冷房条件で測定する湿度交換効率が50%以上である、請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。
そして上記いずれかの方法で製造された全熱交換素子として以下のものが挙げられる。
(10)前記いずれかに記載の製造方法で製造されたものであって、前記全熱交換素子のJIS B8628 (2003)に規定される方法により冷房条件で測定する湿度交換効率が50%以上である全熱交換素子。
ライナーシートとコルゲートシートとを接着し片面段ボールを製造する工程と、
前記工程で得られた複数の前記片面段ボールを、片面段ボールの段目の方向が一段ずつ交差するように積層する工程とを有する全熱交換素子の製造方法であって、
片面段ボールを積層する前におけるライナーシートの吸湿剤の含有量をR1、コルゲートシートの吸湿剤の含有量をR2とした場合、R1が1〜20g/m2であり、R1/R2が0.5〜2.0であるものである。本発明の製造方法では、まず片面段ボールを製造する。通常は以下の工程が行われる。コルゲートシートを互いに噛み合って回転する歯車状ロールで波型に賦形させる。得られたコルゲートシートの段頂部に接着剤を塗布し、ライナーシートをコルゲートシートの段頂部に押し付け、接着させ片面段ボールシートを得る。
i) ライナーシート用基材を、吸湿剤を含んだ加工液に浸漬し、その後一対の回転するロール間で絞るディッピング法。
ii) ライナーシート用基材の表面に吸湿剤を含んだ加工液を塗布するコーティング法。
iii) ライナーシート用基材の表面に吸湿剤を含んだ加工液を基材に噴霧させて付着させるスプレー法。
iv) ライナーシートとコルゲートシートとを接着し片面段ボールを製造した後、ライナーシートの表面に吸湿剤を含んだ加工液を接触させる方法法。接触させる方法としては、浸漬、スプレー、塗布などの方法が例示される。この方法においては、同時にコルゲートシートにも吸湿剤を含有させることができる。
i) コルゲートシート用基材を、吸湿剤を含んだ加工液に浸漬し、その後一対の回転するロール間で絞るディッピング法。
ii) コルゲート用基材の表面に吸湿剤を含んだ加工液を塗布するコーティング法。
iii) ライナーシート用基材の表面に吸湿剤を含んだ加工液を基材に噴霧させて付着させるスプレー法。
iv) ライナーシートとコルゲートシートとを接着し片面段ボールを製造した後、コルゲートシートの表面に吸湿剤を含んだ加工液を接触させる方法。接触させる方法としては、浸漬、スプレー、塗布などの方法が例示される。この方法においては、同時にライナーシートにも吸湿剤を含有させることができる。
i)ライナーシートおよびコルゲートシートそれぞれに所望量の吸湿剤を含有させ、その後、片面段ボールを製造し、その後全熱交換素子を製造する方法。
ii)ライナーシートおよびコルゲートシートの少なくとも1種に吸湿剤を含有させ、その後、片面段ボールを製造し、その後片面段ボールに吸湿剤を含有させ、その後全熱交換素子を製造する方法。
iii) いずれも吸湿剤を含有していないライナーシートおよびコルゲートシートから片面段ボールを製造し、その後片面段ボールに吸湿剤を含有させ、その後全熱交換素子を製造する方法。
上記iiの製造方法およびiiiの製造方法において、片面段ボールに吸湿剤を含有させるにあたり、ライナーシートおよびコルゲートシートそれぞれへ吸湿剤の含有量を異なるものとすることができる。例えば、片面段ボールでコルゲートシートが接着していない面に対して、吸湿剤を含有する加工液をより多く接触させる方法である。またコルゲートシートが接着している方の面に対して、吸湿剤を含有する加工液をより多く接触させる方法もある。加工液を多く接触させる方法としては、一方だけの面の処理、処理時間を両方の面で異ならせる方法や、スプレー量を両方の面で異ならせる方法がある。
[測定方法]
(1)カナダ標準ろ水度試験における叩解度
カナダ標準ろ水度試験における叩解度は、JIS P8117(1995)カナダ標準ろ水度試験方法に準拠して測定した。
幅0.36m、長さ0.60m、高さ0.36m(0.078m3)のボックスの開口部(20cm×20cm)に試験片(25cm×25cm)を貼り、ボックス内の濃度が8,000ppmとなるように二酸化炭素を注入し、1時間後のボックス内の二酸化炭素濃度(ppm)を測定し、次式により二酸化炭素遮蔽率(%)を計算した。
二酸化炭素遮蔽率(%)={(1時間後のボックス内の二酸化炭素濃度−外気二酸化炭素濃度炭素濃度)/(ボックス内の初期二酸化炭素濃度−外気二酸化炭素濃度)}×100 。
透湿度は、JIS Z0208(1976)透湿度(カップ法)の方法により測定した。使用したカップは、直径φ60mmで深さ25mmである。ライナーシートまたはコルゲートシートの試験片は、直径φ70mmの円形を5枚採取した。試験片は、80℃の温度に設定した乾燥機を用いて1時間、乾燥させ、その後、温度20℃で湿度65%RHに設定した恒温恒湿槽内で1時間、前処理をした。その後、その試験片を、水分測定用塩化カルシウム(和光純薬工業製)の入ったカップに設置し、初期重量(T0)を測定し、20℃の温度で湿度65%RHに設定した恒温恒湿槽内で1、2、3、4、5時間処理し、その際の重量(T1、T2、T3、T4およびT5)を測定した。下記式により透湿度を求め、5枚の平均値を値とした。
・透湿度(g/m2/hr)={[(T−T0)/T0)+((T−T1)/T1)+((T−T2)/T2)+((T−T3)/T3)+((T−T4)/T4)+((T−T5)/T5)]/5}×100 。
透気度は、JIS P8117(1998)透気度(ガーレ試験機法)の方法により測定した。ライナーシートまたはコルゲートシートの試験片は、長さ150mm、幅150mmを5枚採取した。試験片は23℃の温度で湿度50%RHに設定した恒温恒湿槽内で1時間処理した。23℃の温度で湿度50%RHの環境下で、ガーレ式デンソメータ(型式G−B3C、(株)東洋精機製作所)に試験片を設置し、空気100mlが通過する時間を測定し、5枚の平均値を値(秒/100ml)とした。
厚みは、試料の異なる箇所から長さ200mm、幅200mmの試験片を3枚採取し、温度20℃、湿度65%RHで24hr放置後、それぞれの試験片から無作為に5点の厚さ(μm)を測定器(型式ID−112、(株)ミツトヨ)を用いて1μmまで測定し、平均値を値とした。
坪量は、試料の異なる箇所から長さ200mm、幅250mmの試験片を3枚採取し、温度20℃、湿度65%RHで24hr放置後、それぞれの重量(g)を量り、その平均値を1m2当たりの重量(g/m2)で表し、3枚の平均値を値とした。
ナノファイバーの数平均繊維径は、次のようにして求める。すなわち、走査型電子顕微鏡(日立製作所社製S−3500N型)で倍率30,000倍で撮影したナノファイバーの集合体の写真を、画像処理ソフト(WINROOF)を用いて、5mm角のサンプル内で無作為抽出した30本の単繊維直径をnm単位で小数の1桁目まで測定して少数の1桁目を四捨五入する。サンプリングは、合計10回行って各30本の単繊維直径のデータを取り、合計300本の単繊維直径のデータを積算後、全数で除して単純平均値を求めたものを数平均繊維径とした。
熱交換素子の給気用流路の下流側に給気多翼送風機を取り付け、熱交換素子の排気用流路の下流側に排気多翼送風機を取り付けて熱交換器を得た。次に、JIS B8628(2003)に規定される方法により、室外から熱交換器に導入する空気(外気)と、室内から熱交換器に導入する空気(環気)と、熱交換器から室内に供給する空気(給気)の温度と湿度を測定し温度交換効率と湿度交換効率を求めた。温度と湿度の測定は、温度・湿度データロガー(ティアンドデイ製“おんどとり”(登録商標)TR−71Ui)を使用した。温度と湿度の測定位置は、熱交換素子から30cm離れた位置で測定した。測定空気は、冷房条件として、外気が温度35℃、湿度64%RHで風量150m3/hrとし、環気が温度27℃、湿度52%RHで風量150m3/hrとし、湿度交換効率を求めた。また、暖房条件として、外気が温度5℃、湿度58%RHで風量150m3/hrとし、環気が温度20℃、湿度51%RHで風量150m3/hrとし、温度交換効率を求めた。
JIS B8628(2003)に規定される方法により、室内から熱交換器に導入する空気(環気)に8,000ppmの濃度の二酸化炭素を導入し、室外から熱交換器に導入する空気(外気)と、熱交換器から室内に供給する空気(給気)の二酸化炭素濃度を測定し、下記式により有効換気量率を求めた。二酸化炭素濃度は、(株式会社テストー製“CO2計測器testo535”)を使用した。測定位置は、熱交換素子から30cm離れた位置で測定した。測定空気は、外気が温度20℃、湿度50%RHで風量150m3/hrとし、環気が温度20℃、湿度50%RHで風量150m3/hrとした。
有効換気量率(%)=(給気側二酸化炭素濃度−外気側二酸化炭素濃度)/(環気側二酸化炭素濃度−外気側二酸化炭素濃度)×100 。
熱交換素子を温度40℃、湿度90%RHに調整した恒温高湿槽に168時間、その後、温度マイナス30℃に調整した恒温槽に168時間処理を1サイクルとし、10サイクル経過後に上述(8)の測定を実施し、温度交換効率と湿度交換効率を求めた。
(コルゲートシートの作製)
厚さ82μm、坪量60g/m2の晒クラフト紙に対し、吸湿剤として塩化リチウムの含有量が6.0g/m2になるように調整した加工液をディッピング法により処理し、吸湿剤を含有させた。
得られたコルゲートシートの透気度は72g/m2/hrであった。特性を表1に示す。
針葉樹パルプを水に分散させ、リファイナーにより叩解度を90mlになるように叩解させ、ライナーシート用繊維Aを得た。この繊維は気体遮蔽層用繊維となる。
また、針葉樹パルプを水に分散させ、リファイナーにより叩解度を400mlになるように叩解させ、ライナーシート用繊維Bを得た。この繊維は多孔質層用繊維となる。
上記により得られた2ヶ所の抄き上げ部を有し、それらを積層しうる丸網抄紙機を用い、それぞれ抄き上げ部に準備し、ライナーシート用繊維Aによる層の坪量30g/m2、ライナーシート用繊維Bによる層の坪量10g/m2からなる坪量40g/m2のシートを得た。
得られたライナーシートの特性を表1に示す。
上記のコルゲートシートおよびライナーシートを接着し、段高さ2mm、段ピッチ5mmの片面段ボールシートを得た。その後、すみやかに得られた片面段ボールシート複数を、段目方向が一段ずつ交差するように積層し、縦350mm、横350mm、高さ200mmの全熱交換素子を作製した。その際のコルゲートシートの面積はライナーシートの面積の1.4倍であった。
得られた全熱交換素子の特性を表1に示す。
(コルゲートシートの作製)
実施例1と同様にして得た。
融点220℃のナイロン6、40重量%と、融点170℃のポリL乳酸(光学純度99.5%以上)、60重量%を、2軸型の押出混練機を用いて220℃で溶融混練してポリマーアロイチップを得た。
上記で得られた数平均繊維径150nmのナイロン6ナノファイバー60重量%と、実施例1で得られたライナーシート用繊維B、40重量%を、水中で攪拌し混合繊維を作製し、ライナーシート用繊維Cを得た。この繊維は多孔質層用繊維となり得る。
実施例1のライナーシート用繊維Aと上記にて得られたライナーシート用繊維Bを用いて、実施例1と同様にしてライナーシートを作製した。
得られた特性を表1に示す。
上記のコルゲートシートおよびライナーシートを用い、その他は実施例1と同様にして全熱交換素子を作製した。得られた全熱交換素子の特性を表1に示す。
(コルゲートシートの作製)
吸湿剤である塩化リチウムの含有量を5.1g/m2になるように調整した以外は、実施例1と同様にして得た。
実施例2と同様にして得た。得られたライナーシートの特性を表1に示す。
実施例2と同様にして得た。得られた全熱交換素子の特性を表1に示す。
(コルゲートシートの作製)
吸湿剤である塩化リチウムの含有量を4.2g/m2になるように調整した以外は、実施例2と同様にして得た。
実施例2と同様にして得た。得られたライナーシートの特性を表1に示す。
上記コルゲートシートおよびライナーシートを使用した以外は、実施例2と同様にして得た。得られた全熱交換素子の特性については表1に示す。
(ライナーシートの作製)
2ヶ所の抄き上げ部を有する丸網抄紙機を用い、ライナーシート用繊維Aおよびライナー用繊維Cをそれぞれ抄き上げ部に準備し、繊維Aによる層の坪量が45g/m2、繊維Cによる層が坪量を12g/m2からなる、坪量の合計が57g/m2のシートを得た。
得られたライナーシートの特性を表1に示す。
実施例2と同様にして得た。得られた熱交換素子の特性を表1に示す。
(コルゲートシートの作製)
実施例4と同様にして得た。
繊維Aの層の坪量を45g/m2、繊維C層の坪量を12g/m2とし、さらに吸湿剤として塩化リチウムの含有量を8.0g/m2になるように調整した以外は実施例2と同様にしてライナーシートを得た。
得られたライナーシートの特性は表1に示す。
上記ライナーシートを使用した以外は、実施例2と同様にして得た。得られた熱交換素子の特性を表1に示す。
コルゲートシートの作製において、吸湿剤である塩化リチウムの添加を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にしてコルゲートシート、ライナーシートおよび全熱交換素子を得た。それぞれの特性を表2に示す。
コルゲートシートの作製において、コルゲートシートでの吸湿剤である塩化リチウムの含有量を0.3g/m2に調整したこと以外は、実施例2と同様にしてコルゲートシート、ライナーシートおよび全熱交換素子を得た。それぞれの特性を表2に示す。
コルゲートシートの作製において、コルゲートシートでの吸湿剤である塩化リチウムの含有量を21.0g/m2になるように調整した以外は実施例1と同様にしてコルゲートシート、ライナーシートを得た。全熱交換素子については、片面段ボールのコルゲートシートとライナーシートとの層間で剥離が起こり、全熱交換素子を得ることができなかった。
それぞれの特性を表2に示す。
コルゲートシートの作製において、コルゲートシートの吸湿剤として塩化リチウムの含有量を3.5g/m2になるように調整した以外は、実施例6と同様にしてコルゲートシート、ライナーシートおよび全熱交換素子を得た。それぞれの特性を表2に示す。
Claims (7)
- ライナーシートとコルゲートシートとを接着し片面段ボールを製造する工程と、
前記工程で得られた前記片面段ボール複数を、片面段ボールの段目の方向が一段ずつ交差するように積層する工程とを有する、吸湿剤を含有する全熱交換素子の製造方法であって、
片面段ボールを積層する前におけるライナーシートの吸湿剤の含有量をR1、片面段ボールを積層する前におけるコルゲートシートの吸湿剤の含有量をR2とした場合、R1が1〜20g/m2であり、R1/R2が1.3〜1.5である全熱交換素子の製造方法。 - 吸湿剤が少なくともアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩のいずれかを含有する請求項1に記載の全熱交換素子の製造方法。
- 吸湿剤が塩化リチウムである請求項1または2に記載の全熱交換素子の製造方法。
- 吸湿剤が塩化カリウムである請求項1〜3いずれかに記載の全熱交換素子の製造方法。
- 前記コルゲートシートの厚みが20〜100μmである請求項1〜4いずれかに記載の全熱交換素子の製造方法。
- 前記ライナーシートは、気体遮蔽層と多孔質層とを少なくとも1層ずつ含み、かつ、前記多孔質層が熱可塑性樹脂のナノファイバーを含む請求項1〜5のいずれかに記載の全熱交換素子の製造方法。
- 前記全熱交換素子がJIS B8628 (2003)に規定される方法により冷房条件で測定する湿度交換効率が50%以上である、請求項1〜6のいずれかに記載の全熱交換素子の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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