JPH0463176A

JPH0463176A - 全熱交換器用金属シートの製造法

Info

Publication number: JPH0463176A
Application number: JP17416890A
Authority: JP
Inventors: Kazuho Takei; 竹井　一歩
Original assignee: Nittetsu Mining Co Ltd
Current assignee: Nittetsu Mining Co Ltd
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1992-02-28
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: JPH062268B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、全熱交換器用金属シートの製造法に関する。

当該金属シートは、所定の形状に成形された後、余熱交
換器の主たる構成体である全熱交換体εして用いられる
。

従来の技術従来、空気調和された建物より排出される空気中の顕熱
及び潜熱を再利用するために、余熱交換器が用いられる
ことはよく知られている。

この全熱交換器は、主に省エネルギー機器として実用に
供されており、例えば、これを冷房機又は暖房機に付設
すれば、夏季における冷房エネルギー及び冬季における
暖房エネルギーが大巾に節約できる。

本発明に係る全熱交換器用金属シートは、上記全熱交換
器の主要部を構成する全熱交換体の素材となるものであ
る。

全熱交換器は、顕然交換を該素材の伝熱面によって、潜
熱交換を該素材の吸湿性によって行うため、予め該素材
である金属シートに吸湿性を事前処理工程で施しておく
必要がある。金属シートの基となる素材シートとしては
、アルミニウムシートを用いる場合が多い。単に圧延さ
れたアルミニウムシートには、上記の吸湿性はない。該
アルミニウムシートに吸湿性を与えるために、シリカゲ
ル、アルミナゲル、ゼオライト、活性炭等の固体吸湿物
質を接着剤を用いて該シートに接着させる方法がある。

又、アルミニウムそのものの表面を電気分解の方法、又
は酸、アルカリ溶液等の無機薬品に浸漬する方法でベー
マイト化させ、このベーマイトの吸湿性によって吸湿特
性を付与する方法もある。

こうして得られた全熱交換器用金属シートは、通常１片
面ダンボール状に形成され、その後複数シートが互いに
積層化されて積層構造体としての全熱交換体とされる。

第１図は、積層構造体である余熱交換体のうちの１つの
層を構成する複合シートの一例を示している。この複合
シート２１は一枚の金属シートである平面形状のライナ
一部２２と、そのライナー部２２上に接着された同じく
一枚の金属シートである波面形状のフルート部２３から
成っている。

複合シート２１は、次いで円筒状に巻き付けられ、第２
図に示すような円筒型積層構造体２４が得られる。これ
らの積層構造体は、次いで機械加工によって所定の寸法
に切断加工され、その後、補強金具又は付属部品が取り
付けられて全熱交換体となる。

従来の全熱交換器用金属シート、すなわち第１図のライ
ナ一部２２あるいはフルート部２３として用いられる一
枚の金属シートの製造方法として、−枚の素材シート上
にポリ塩化ビニール等の防錆用の有機高分子物質膜を形
成した後、水を含有するエマルジョン接着剤、例えば、
酢酸ビニールエマルジョン又はポリアクリル酸エマルジ
ョン又はそれらの変成体の接着剤をその素材シート上に
塗布し、その後、シリカゲル、アルミナゲル等といった
固体吸湿物質を素材シート上に吹き付けて接着する方法
がある。又、素材シート上に防錆膜を形成した後、吸湿
物質と接着剤の混合体を塗布接着させることにより全熱
交換器用金属シートを得るという方法もある。しかしな
がら、こ九らの方法によって得られる全熱交換器用金属
シートは、以下のような欠点を有している。

（１）この全熱交換器用金属シートには、防錆用有機高
分子物質層及び接着剤層の二層と、更にその表面上に固
体吸湿物質が存在するので、全体のシートの厚みが増加
する。その結果、この金属シートを用いて製造された余
熱交換体は、実際に設置して使用される際、この金属シ
ートの厚みのために１通過する処理空気の抵抗が著しく
増加する。このため、圧力損失が増大し、それ故付設さ
れる送風機の動力が増加する。

（２）従来の金属シートは、防錆膜層と接着剤の有機高
分子物質層の二層から成り、可燃性の有機高分子の構成
比率が増大することになる。従って、金属シートを積層
して作られた全熱交換体が可燃性となる恐れがある。全
熱交換体は、難燃化以上が義務付けられており、金属シ
ートそのものは不燃であっても、このように複合化され
たものが可燃性となるのは大きな問題点である。

（３）固体吸湿物質を素材シート上に接着するための接
着剤として、水を含むエマルジョン接着剤を用いている
ため、出来上がった金属シートを全熱交換体化して用い
る際、処理空気に水滴を多量に含む降雨時等において、
水滴が直接この金属シート表面を濡らすことがある。こ
うなると、表面の接着面は水を含んだ状態となり、接着
剤が水に溶解し、乾燥状態からエマルジョン状態へ戻る
現象が起こる。この現象が起こると、接着剤を介して今
まで素材シートと結合していた固体吸湿物質が脱落ある
いは剥離し、その結果、全熱交換のうちの潜熱交換性能
の低下を招くというおそれがあった。

他の方法として、主に素材シートとしてのアルミニウム
の表面を電気化学的に処理する方法がある。又、素材シ
ートとしてのアルミニウムを酸、アルカリ等の無機薬品
に浸漬し、アルミニウム表面に活性化した酸化アルミニ
ウム（ベーマイト）層を形成し、このベーマイト層の吸
湿作用によって吸湿性能を付与する方法がある。この酸
化アルミニウム（ベーマイト）層は、吸湿性能はあるも
のの、いわばアルミニウムを強制的に腐蝕させたもので
あるため、全熱交換体として使用する場合、空気中に含
まれる水分、大気汚染物質である硫黄化合物、窒素化合
物又は食塩に代表される塩化物等により急速に表面から
内部へ腐蝕が進行する。

よって、長時間にわたる使用が困難であるという欠点を
有している。

発明が解決しようとする課題本発明は、上記の点に鑑み、厚さが薄く、可燃化するお
それがなく、更に長期間に亘って高い全熱交換能力を維
持することのできる金属シートを製造することのできる
全熱交換器用金属シートの製造法を提供することを課題
とする。

課　を解決するための手段上記の課題は次の方法によって解決される。

（１）表面に防錆用有機高分子物質の膜を形成した素材
シートを有機溶剤に浸漬して該有機高分子膜の表面を溶
解し、次いでシリカゲル、アルミナゲル、ゼオライト、
活性炭等の潮解性のない固体吸湿物質の１種または２種
以上を該有機高分子膜表面に付着させ、その後有機高分
子物質を乾燥させて前記固体吸湿物質を素材シートの表
面に固定することを特徴とする余熱交換器用金属シート
の製造法である６（２）素材シートを接地し、固体吸湿
物質にマイナスの静電荷を与えて有機高分子膜側をプラ
ス荷電とし、静電気効果により該固体吸湿物質を素材シ
ート表面に移動して付着させることを特徴とする、上記
（１）記載の全熱交換器用金属シートの製造法である。

（３）素材シートを有機溶剤に浸漬後、加熱することに
よって有機高分子物質の膜面の粘着状態を固体吸湿物質
の付着に適するように調整することを特徴とする。上記
（１）又は（２）記載の全熱交換器用金属シートの製造
法である。

全熱交換器に用いる金属シートの基となる素材シートは
、アルミニウム、＠、鉄、又はそれらの合金シートであ
る。この素材シートは、第１図に示すフルート部２３の
ように片面段ボール状に成形が可能な厚みを持つもので
あり、その厚みは、１５０ミクロン以下、好ましくは１
０〜５０ミクロンがよい。全熱交換器は、使用される場
合、大量の空気を通過させるものであり、その間、空気
中の水分、硫黄化合物、窒素化合物、塩化物等に常時接
触する。そのため金属シートそのものが耐蝕性がないと
、使用中に構造的な破損を招くと同時に、熱交換機能を
も失うという不都合を生ずるおそれがある。このような
金属シート表面からの腐蝕進行を防止するには、素材シ
ート表面ニ有機高分子物質を防錆保護膜として皮覆固定
し、素材シートを腐蝕性物質から遮断する方法を用いる
のが最も容易で確実な方法である。金属シートを用いて
作られた全熱交換器でも全く同様であり、素材シート上
に有機高分子物質を皮覆固定して、密着させ、この膜を
防錆用保護膜とすれば、使用時における金属シートの腐
蝕進行は防止できる。

全熱交換器の金属シートの基となる素材シートとして最
も利用されるアルミニウムの場合は、防錆用有機高分子
物質として、ポリ塩化ビニール。

ポリ酢酸ビニール、ポリアクリルＷ！、ポリブタジェン
、ポリスチレン、ポリイソプレン、フェノール、エポキ
シ等の単体、又は混合体、又は共重合体が通常である。

アルミニウム以外の金属又は合金シートにも、同様にし
て上記有機高分子防錆膜を用いることは充分に可能であ
る。

金属シートに全熱交換に必要な潜熱交換性能を付与する
ために、防錆膜の施こされた素材シートに吸湿特性を持
たせる必要がある。

シリカゲル、アルミナゲル、ゼオライト、活性炭等はそ
の表面にミクロ気孔があり、そのミクロ気孔の存在によ
り空気中の水分を物理的に吸着するという固体吸湿物質
として知られている。この固体吸湿物質を粉体状態で素
材シート上に固定すると、該素材シートは、固体吸湿物
質の作用で複合的に吸湿特性を有するようになる。シリ
カゲル粉体では、全熱交換時の潜熱交換に必要な付着量
は、平方メートル当り、両面併せて１０ｇ以上あればよ
い。

従来の方法は、素材シートに防錆用膜を形成した後、こ
の上に更に水を含むエマルジョンタイプの接着剤を塗布
し、接着剤を介して粉体状態の固体吸湿物質を接着させ
て、固定するか、又は接着剤と固体吸湿物質を所定の比
率に混合してから素材シート上へ接着している。いずれ
の方法においても、接着剤が用いられている。

本発明は、従来の方法と異なり、水を含むエマルジョン
接着剤を用いないで金属シート上の防錆膜へ直接、吸湿
物質を強固に結合させて固定化する方法である。素材シ
ート上の防錆用有機高分子膜は、腐蝕に対しては優れた
耐久性があるが、夫々の高分子膜には、特定の有機溶媒
の単体又はその混合体に容易に溶解する性質がある。

しかもその混合体では、その組成割合、浸漬時間等によ
って、有機高分子膜の溶解程度をコントロールすること
ができる。素材シート上に形成された有機高分子膜は、
該膜に対して特定の有機溶媒の単体又は混合体に浸漬す
ると、表面から溶解が始まる。この段階で、該有機溶媒
より引き上げ。

膜表面を熱又は風を用いて乾燥すると、膜表面は一旦粘
着状態となる。しかしその後、膜内部に浸透していた有
機溶媒のみが選択的に飛散し、再び元の乾燥した表面に
戻すことができる。

有機高分子膜が有機溶媒の作用で表面のみ溶解して粘着
性を有している状態の時、ミクロ気孔のある固体吸湿物
質の粉体をこの有機高分子膜に接触させると、該粉体は
極めて速やかに粘着膜に付着する。該膜が乾燥によって
元の状態に戻った時には、付着した該粉体も膜表面に強
固に固定されている。

更に、膜に粉体を移動させる時、該粉体に直流のマイナ
ス静電気を帯電させることで、膜自体はプラス側となり
、電荷の中和作用により極めて均一に膜への移動付着が
可能となる。粉体に静電気を帯電させる方法として、付
着水分を除いた粉体に、静電気発生装置で発生させたマ
イナス１０〜８０ＫＶを針状電極を用いて接触させる方
法を用いることが可能である。

失１餌本発明方法を実施するための装置を第３図で説明する。

１は、ロール状に巻き付けられた。予め防錆用高分子膜
を形成している素材シートである。

２はガイドロール、そして３は防錆膜に対して溶解性の
ある有機溶媒の単体又はその混合体を収めである液槽で
ある。防錆膜を有する素材シート１は、ガイドロール２
を経て液層３へ送られ、該液層３内のロール４によって
有機溶媒５に浸漬される。液槽３から出た素材シート１
は、ヒーター６の加熱によって、膜面の粘着状態を適正
に調整され、その後、ボックス９に導がれる。固体吸湿
物質の粉体は供給ホッパー８によって常時粉体静電ガン
７に供給される。このガン７を用いて、溶媒で適正な粘
着状態にある防錆膜に向かって、マイナスの静電荷を帯
電した該粉体を放出する。粉体を帯電させるために静電
気発生装＠１７が設けられている。粉体受槽１０に回収
された粉体は、再び供給ホッパー８に戻され再利用され
る。

防錆膜に残留している溶媒は、ヒーター１１の加熱によ
って完全に飛散し、同時に、固体吸湿物質の粉体が強固
に膜表面に固定される。粉体は、このようにしてシート
の両面より粘着面の上から該シートを被うようにして付
着するため、膜物質の中に埋没したり、膜物質によって
逆に被われたりすることがない。よって、粉体（固体吸
湿物質）は、その特性を損われることなく、素材シート
上に固定される。ヒーター６．１１としては、有機高分
子膜に効果的に熱的作用を起させることのできる遠赤外
線ヒーターを用いることができる。

この装置を用いた本発明方法の実施例を、次に示す。

ポリ塩化ビニール３０重量パーセント、ポリ酢酸ビニー
ル７０重量パーセント、厚さ片面１０ミクロンづつ、両
面２０ミクロンの共重合有機高分子物質から成る防錆膜
を固定及び密着した、厚さ３０ミクロンの純アルミニウ
ムシートを巾２５■にし、鉄芯にロール状に巻き付け、
第３図に示す装置においてロール状シート１としてセッ
トした。

この素材シート１をガイドロール２を介して液槽３へ送
り、該液槽３内において、トルエン４０重量パーセント
、キシレン４０重量パーセント、イソブチルケト２２０
重量パーセントの混合体組成の有機溶媒５内を、１０■
／秒の速度で通過させ、表面の膜面を充分にこの溶媒で
浸漬した。浸漬後すぐに、素材シート両面より５１離し
て配設した合計２ＫＷの能力を有する遠赤外線ヒーター
６を通過させ、このヒーター６によって約２秒間加熱し
、膜面を速やかに乾燥させて粘着状態とした。

固体吸湿物質として、１０５℃；２時間乾燥した。

粒度として３２５メツシユアンダーのＢ型シリカゲル粉
体を用意し、これを供給ホッパー８から、ボルスタチッ
ク社製、粉体塗装ガン７に供給し、更にマイナス８０Ｋ
Ｖの静電気を帯電させ、その後、素材シート１に向かっ
て放出した。この時、走行する素材シート１は、鉄製の
ガイドロール２に常時接勢することで自らプラスの静電
気を帯電しており、よってマイナスに帯電した上記の粉
体は、素材シート１を被う状態で吸引されるように該シ
ートの両面に付着した。次いで、粉体が付着した素材シ
ート１を、該シート１の両面から５ａｍ離して配設した
５ＫＶの遠赤外線ヒータ１１で加熱した。この加熱によ
って、防錆膜内部に残留する溶媒を完全に飛散させ、防
錆膜表面上に付着した粉体を素材シート１に固定及び密
着させた。これにより所望する金属シートが出来上がっ
た。最終的に金属シートは、ガイドロール１２，１３゜
１４．１５を通過した後符号１６で示すようにロール状
に巻き取られた。

このようにして得られた全熱交換器用金属シートの防錆
状態を確とするため、ＪＩＳ−Ｚ−２３７１−１９７６
「塩水噴霧試験」を行った。尚、試験に於いて、防錆の
程度を明確にするために、試料とじて（ａ）試料：純ア
ルミニウム３０ミクロンのシート（防錆膜なし）（ｂ）試料：固体吸湿物質としてのシリカゲルを密着さ
せていないアルミニウムシート（純アルミニウム３０ミ
クロンに、片面１０ミクロン、両面２０ミクロンの厚さ
の：ポリ塩化ビニール３０重量パーセント、ポリ酢酸ビ
ニル７０重量パーセントの共重合高分子防錆膜の施され
たもの）（ｃ）試料：上記の実施例で得られた金属シート（以後
に示す第２表の３０ｍ箇所部分）の各試料を用いた。

第１表は、これら（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各々の試料
の「塩水噴震試験」の結果である。

この結果より、本発明方法で得られた全熱交換器用金属
シートすなわち（ｃ）試料は充分に防錆特性があること
が確認された。

次に、アルミニウムシートに吸湿特性を付与するＢ型シ
リカゲルの付着量を確認するために、上記塩水噴霧試験
の実施後、シートを１０ｍおきに、長さ２５σ切りとり
、Ｂ型シリカゲルのみの付着量（重量）を化学天秤を用
いて秤量し、平方メートルあたりの重量（ダラム）を算
出した。その結果を第２表に示す。

この結果、Ｂ型シリカゲル粉体は平均的に付着している
ことが確認された。

次に、全熱交換器としての性能の確認のため。

第１表の（ｂ）試料及び（ｃ）試料の金属シートで、第
１図に示した複合シート、特に、高さ２飄、ピッチ３．
１ｍｍの片面ダンボール状の複合シートの成形を行い、
これを第２図のように円筒状に巻付け、直径５２■、巾
２３ａｎの全熱交換を製作した。（ｂ）試料で製作した
ものを全熱交換体（Ｂ）（ｃ）試料で製作したものを全
熱交換体（Ｃ）とする。これらの全熱交換体を回転型全
熱交換器性能試験機に組入れ、潜熱交換性能及び静圧損
失の測定を行った。その結果を第４図及び第５図に示す
。ただしこの場合の試験条件は、向流で処理空気を通し
、交換体の回転数は１２ｒｐｍであった。

第４図では、縦軸に潜熱交換効率（パーセント）をとり
、横軸に処理空気の風速（ｍ／秒）をとっている。図中
、曲線（ｉ）は、処理空気の風速を適宜変えた場合、そ
の各々の風速時における全熱交換体（ｃ）の潜熱効率の
平均値を示している。

曲線（ｉｉ）は、同じく全熱交換体（Ｂ）の結果である
。尚、効率のバラツキは±３％以内であった。

第５図では、縦軸に静圧損失（ｍａＡｑ）をとり、横軸
に処理空気の風速（ｍ／秒）をとっている。

図中、曲線（ｉｉｉ）は、処理空気の風速を適宜変えた
場合、その各々の風速時における余熱交換体（Ｃ）の静
圧損失の平均値である。全熱交換体（Ｂ）の静圧損失（
ｆｖ）はほぼ曲線（ｉｉｉ）に重なった。すなわち、全
熱交換体（Ｃ）と全熱交換体（Ｂ）の静圧損失はほぼ同
一であった６尚、各々の交換体の静圧損失のバラツキは
±２％以内であった・第４図及び第５図から明らかな通り、本発明による金属
シート（アルミニウムシート）から成る全熱交換体（Ｃ
）は、固体吸湿物質（シリカゲル）を付着していない全
熱交換体（Ｂ）に比較して、潜熱交換効率は高く、且つ
、静圧損失は変らないことが確認された。

発明の効果本発明によれば、全熱交換器用金属シートの製造工程が
簡略化され、コストダウンが可能となる。

またシートの厚みが厚くなりすぎて圧力損失が増加する
こともなく、従って可燃化するおそれもない。さらに長
期間の安定性がすぐれており、その工業的価値は大なる
ものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は全熱交換体に用いる複合シートの一例の斜視図
、第２図は全熱交換体の具体例を示す斜視図、第３図は
本発明方法を実施するための装置の図式図、第４図及び
第５図は本発明方法によって製造した金属シートの特性
を示すグラフである。２２．２３・・・金属シート

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表面に防錆用有機高分子物質の膜を形成した素材
シートを有機溶剤に浸漬して該有機高分子膜の表面を溶
解し、次いでシリカゲル、アルミナゲル、ゼオライト、
活性炭等の潮解性のない固体吸湿物質の１種または２種
以上を該有機高分子膜表面に付着させ、その後有機高分
子物質を乾燥させて前記固体吸湿物質を素材シートの表
面に固定することを特徴とする全熱交換器用金属シート
の製造法。
（２）素材シートを接地し、固体吸湿物質にマイナスの
静電荷を与えて有機高分子膜側をプラス荷電とし、静電
気効果により該固体吸湿物質を素材シート表面に移動し
て付着させることを特徴とする、請求項１記載の全熱交
換器用金属シートの製造法。
（３）素材シートを有機溶剤に浸漬後、加熱することに
よって有機高分子物質の膜面の粘着状態を固体吸湿物質
の付着に適するように調整することを特徴とする、請求
項１又は２記載の全熱交換器用金属シートの製造法。