JPS6146899A - 全熱交換素子 - Google Patents

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】 イ　発明の目的 産業上の利用分野 本発明は全熱交換器に関するものである、最近、住宅や
ビルの換気装置として熱交換器が利用される様になり、
特に顕熱交換だけではなく１１、　　　　　　　　潜熱
交換も同叶に行なうという全熱交換器が非常に有用なも
のとして普及しつつある。

この全熱交換は熱交換すべき２種の気流を熱伝導性と透
湿性を有する素子で仕切って達成されるものである。

本発明＃＃３交換素子に関するものである、従来の技術 従来の全熱交換素子として壁、例えば特開昭５５−７２
７９７号公報には直径５μ以下の不燃性かつ親水性繊維
を抄紙してこれに吸湿剤と高分子物質とで２次処理を施
こしたものが開示されており、また特開昭５５−１４Ｌ
（１９７号公報にはホワイトカーボンとセルロース繊維
全混抄したものに吸湿剤と高分子物質とで２次処理する
ものが示されている、さらに特開昭５７−１１７７９６
号公報には水酸化アルミニウムとバルブの混抄紙を用い
、必要に応じて塩化リチウムの如き吸湿剤を処理するこ
とが示されている。また特開昭５８−１２４１９６号公
報には水酸化アルミニウムと繊維質素材を混抄したもの
に吸湿剤を含む高分子物・イを２次処理したものが開示
されている、 この様に従来技術において多孔質基材に高分子物質を２
次処理する手段は多く、その大抵のものけ水溶性高分子
を用いており、塩化リチウムの如き吸湿剤を併用するた
めこれらを水溶液の形態で２次処理する場合が多いもの
であった、発明が解決しようとする間是頁、壱 上記従来技術においては、水溶性高分子を水溶液として
多孔質基材上にコートするので、水溶媒であるためとね
を乾燥するのに是時間を要し、処理速度が遅く製造能率
がかなり悪く、高湿時や結露時に水溶性成分が溶出する
ことにより、素子同志の接合部の耐水接着性がなく経時
り・化を生ずるという大きな欠点を有していたのである
。

゛　　一方、非水溶性の親水性高分子も多孔質基材の上
に塗布してやれば全熱交換素子として有用なものになる
と考えられるのである。

本発明者等はとｈらの点に留意して、有機溶剤に非水溶
性の親水性高分子を溶解して２次処理することを考え検
討したのである、 によ−て皮膜を形成し得るカー、有機溶媒による高分子
液では基材のサイズ度を高くしただけでは内部への浸透
を駆出することはできず、基材の緻密性が適切なもので
あることが重要な課頌となって来るのである、 してなる全熱交換素子を提供しようとするものである。

口　発明の構成 本発明は第１の発明と第２の発明を有するものである、 まず、第１の発明の構成は、透気度が２０秒／　］　Ｏ
ｎ　ｃｃ以上となるよう緻密に形成した多孔質基材の上
に非水溶性の親水性高分子を塗布してなることを特斂と
する全熱交換素子、を要旨とし、次に、第２の発明の横
向け、梁側１度が３秒／１（１（ｌｃｃｃｃ以下孔質基
セの表面部に緻密化処理を施こして全体の透気度が１０
秒／１００ｃｃ以上となる様に形成した多孔質基材の上
に非水溶性の親水性高分子を塗布してなることを特徴と
する全熱交換素子、を要旨とするものである。

なお、ここで云う多孔〕Ｃ基材とけ、紙、不織布、布、
多孔フィルム等、透気度の条件が満足これるものであれ
ば何でも良い、 問題７壱を解決するための手段 前記した如く、多孔質基材の緻密性が適切なるものであ
れば、有機溶媒による親水性高分子の溶液を処理しても
その内部への浸透は駆出され表面にガスバリヤ−性と透
湿性のすぐれた皮膜が形成されることを見い出したので
ある、本発明者の実騎の結果、この適切な緻密性として
は２曲りが存在するととる知ったのである、まず、その
第１は多孔質基材全体が緻密であってその透気度が２０
秒／１００ＣＣ以上であること、そして、その第２は表
面部が緻密であって下層の大部分は粗孔質であるという
基材でこの基材全体の透気度が１０秒／１００ＣＣ以上
であること、の２通りがその緻密性として適切なもので
あることを見い出したのである、第１の発明において、
多孔質基材全体を緻密化する手段として、才ずこの多孔
質基材中に微粉末を充填することがあげられる、この場
合この微粉末の粒度が直径５μをこえるものでは透気度
２０秒／１ｎｎＣＣ以上の緻密性が得に〈〈なｐ１粒子
径５μ以下の粉末であることが必要となるのである。こ
の微粉末の配合割合は元の基材の密度によっても異なる
が通常５０〜９０チの範囲が好ましく、９０％をこえる
配合では強度的欠点を生じるものとなる、 １だ、この多孔質基材中に極細の親水性繊維を充填して
も全体の緻密性を透気度２０秒／１（ｌｎｃｃ以上とす
ることができるものである。

この親水性繊維の平均繊維径が１μをこえるものではや
けり緻密性向上が達成しに〈〈；の平均径が１μ以下の
ものを使用する４が望捷しいのである、この親水性繊維
としてはマイクロフイ７”　ＩＪワットルロースやホル
マイト系鉱物繊維が好適に使用できるものである。

このマイクロフィブリッドセルロースとけ微少繊維状セ
ルロースでマイクロフィブリルまで微純化されてお、す
、すぐれた保水性、分散性を有するものである。また、
このホルマイト系鉱物とは含水マグネシウムケイ酸塩鉱
物のセピオライトや含水マグネシウムアルミニウムケイ
酸塩鉱物のアタパルジャイトなど謂ゆる複鎖状構造を有
する粘土鉱物であρ、そのうちの繊維形状をなすものが
好適に利用できるものである。

さらに捷た、通常の多孔質基材を加圧、ス１１加斤加熱
処理してその緻密性を向上させ透気度２０秒／　１　ｎ
　ｎ　ｃｃ以下としてもよいことは勿論である。

この第１の発明において２次処理される前の多孔質基材
の透気度が２０秒／１００ＣＣ未満のものでは２次処理
の高分子液が浸透して本発明の目的を達成できないこと
はいう壕でもない、次に第２の発明においては、粗孔質
基材の表面部のみに緻密化処理を施こすのであるが、こ
の粗孔質基材の透気度が３秒／　１１１１１　ｃｃ以下
であることが必要で、３秒／１（１０ｃｃをこえる透気
度では表層を緻密化して全体の透気度を上げてこれを基
材として表面コートした場合全熱交換効率が低下するの
である。

つまシ表脂のみを緻密化するときは下層部はできるだけ
粗孔性の大きい方が、すなわち上層との緻密性の差の大
きいことが全熱交換効率上必要となって来るのである。

そして、この粗孔質基材の表面部のみにｗｌ、密化処理
を施こして全体の透気度を１０秒／１００ｃｃ以上にし
てやると本発明の目的が達成されるのである。

この表面部のみの緻密化処理手段としては下記の如きも
のがあげられる。

（ａ）＃酸セルロースの如きフィルム形成帥ヲ有する繊
維を粗孔質基材の表面に配し、これを適度に〔不完全に
）フィルム化させて緻密化きせること、 （ｂ）　　粒子径５μ以下の粉末を粗孔質基材の表面又
は表Ｗｉ−沖に配すること、この場合粒子径５μをこえ
る大きな粒子では緻密化は達成しにくいのである。この
粗孔質基材に粉末を配する手段としてはサイズプレス法
を用いてやると非常に効果的な表面緻密化が得られるも
のである、寸だこの（ｂ）の手段において粗孔質基柑そ
のものの表Ｊ曽をサイズプレスにより緻密化してもよい
し、粗孔質基柑の上に粉末を配した上層を設けてもよい
ものである。

（Ｃ）平均声１１ル維径１μ以下の親水性繊維を粗孔質
基材の表面に−すること、この場合、平均繊維径が１μ
をこえる太いものでは緻密化は得にくくなるのである、 なお、この場合は粗孔質基材の表面に別層としての上層
を設けてやることが望ましいものである。才だこの親水
性繊維としては第１の発明において説明したマイクロフ
ィブリッドセルローみ等が好適に使用できるものである
、（ｄ）　　ポリビニルアルコールの如き親水性高分子
又は粘土鉱物によって粗孔質基材にブレコーティングを
施こしておくと。

なお、この粘土鉱物でブレコーティングする場合はこの
粘土鉱物がフィルム形成能を有することが望捷しく、例
えば前述したセピオライトやアタパルジャイトの如きホ
ルマイト糸鉱物、膨潤性フッ素雲母、ソジウムモンモリ
ロナイトやヘクトライトの如きモンモリロナイト系鉱物
などが好適に利用できるものである、 上記の（ａ）（ｂ）（ｃ）の各実施態様におけるその２
層構造を得るための手段としては、湿式抄造による抄合
せ法を利用すると非常に好ましい結果が得られるもので
ある、 本発明は以上の如くにして得られた多孔質基材、つ捷り
全体が−Ｉ？ｒＪ枠−造であってその透喧度が２０秒／
　１　ｎ　Ｏｃｃ以上のもの、又は緻密化層と粗孔質層
の２層構造となっていて全体の透気度が１０秒／１００
ＣＣ以上のもの、に非水溶性であ−てかつ親水性の高分
子物質を塗布してなる全勿を交換素子である、 なお、前述した種々なる緻密化手段において。

特に親水性原料を（す！用するものが、とりわけ号吸水
性のすぐれた原料を耐水性に悪影響を及ぼさない範囲で
使用する場合が、最終製品の全熱交換効率を向上させる
点で好ましいものである、捷た、この様な吸水性原料を
配しておくと２次処理時の有機溶剤溶液の浸透防出がそ
の非親油性によっても補足されるので）・イルム形成効
果は一層向上するものとなる、例えばこの吸水性原料と
してはポリビニルアルコール、吸湿剤、界面活性剤、粘
土鉱物などがあげられる、本発明において、２次処理に
用いられる非水溶性の親水性高分子としては、例えば酢
酸セルロース、ポリアミノ酸等が好適に使用できるもの
である、 作用 本発明は以上の如き構成であり、一定条件の緻密性を有
する一層構造の多孔質基材を用いるか、若しくは表面部
の緻密性のみ高く下脚は粗孔質となっている所定条件の
２層構造の多孔′α基材を用いるかして、これに有接溶
剤に溶解した非水溶性親水性高分子物質を塗布してなる
全熱交換素子であり、その基材の緻密性が適切な条件で
あるため２次処理液の浸透はほとんどなく、しかも有機
溶剤であるため乾燥が速く、結露時等の耐水接着性や経
時安定性に優れ、その製造能率が向上しコスト的にも有
利なものとなるのである。また、２次処理の浸透防止効
果が大きいためガスバリヤ−性と透湿性にすぐれた表面
皮膜が形成されておシ、全熱交換効率も高度なものとな
っているのである。

実施例　１ バルブ８０Ｌｌ）と平均粒径２μの水酸化アルミニウム
７０チを配してなる緻密性多孔質基材を湿式抄造法にて
製造した。このものの目付け１００ｇ／ｎｆＳ厚濾け０
．１２ｍｔｓであった。

この表面に酢酸セルロースとその可塑剤であるトリエチ
レングリコールジアセテートとを酢酸エチルに溶解した
粘稠溶液をコーティング処理し、酢酸セルロースを５ｇ
／＃／、トリエチレングリコールジアセテートを１ｇ／
ｄの割合で付着させ全熱交換素子とした。

実施例　？ バルブ８０φとセビオライト２０係とを配してなる緻密
性多孔質基材を湿式抄造法にて製造した。なおこのもの
の目付と厚さは実施例１と同じになる様に作成した、 この表面に実施例】と同じコーティング処理を旌こし、
全熱交換素子とした、 実施例　３ バルブ９０％とマイクロッイブリットセルロース】０チ
とを配してなる緻密性多孔質基材を湿式抄造法にて、目
付１０＜’Ｉｇ／＃／、厚さ０．１２、となる様に製造
した。

この表面に実施例１と同じコーティング処理を施とし全
熱交換素子とした。

実施例　４ バルブ１００％からなる多孔質基材を湿式抄造法により
製造し、これを線圧８（１Ｋｇ／ｃ＋＋＋・１２０°Ｃ
の条件でカレンダー処理して、日付１（１０ｇ／ｎ／、
厚さ０．１２Ａの緻密性多孔質基材を製造した、 この表面に実施例１と同じコーティング処理を施こし全
熱交換素子とした。

比較例１ バルブ１００％からηる多孔質基材を湿式抄造法で製造
し、これを未処理のまま（目付１００ｇ／＃／、厚さ０
．１８酎）用いて、その表面に実施例１と同じコーティ
ング処理を雄とし全熱交換素子とした、 実施例　５ 粗孔質基材としてバルブ６０ｇ／＃／と直径７μ投さ１
０＃ｌηのガラス繊維１０ｇ／ゴとからなる混抄層を形
ＢＹ　シ、上層として酢酸セルロース繊維５０％とバル
ブ５０係とからなる層を形成する様に、２層抄合せ法に
て多孔質基材を製造し一外、この上層部にトリエチレン
グリコールジアセテートをスブＶ−塗布し、１３０°Ｃ
の加熱ロールにて処理１し、酢〜（？セルロース繊維を
フィルム化させた。

この基材の目付け１　ｎ　ｎ　ｇ／　ｎｆであり、厚さ
け眠１８屑１シであった。

このものの表面に実施例１と同じコーティング処理を施
こし全熱交換素子とした。

実加１例６ 実ｈ８ｉ例５と同じ粗孔質基材の上に、バルブ３０％と
平均粒符２μの水酸化アルミニウム７０係とからなる上
層緻密層を、同様にして２層抄合せ法にて形成させ、目
付と厚さも実施例５と同一に調整した多孔質基材を製造
したやこのものの表面に実施例１と同じコーティング処
理を施こし全熱交換素子とした、 実施例　７ 実施例５と同じ粗孔質基材の上に、バルブ８０チとセビ
オライト２０チとからなる上層緻密層を同じく２〜抄合
せ法によｐ形成させ、目付も厚さも実施例５と同一にな
る様にして多孔質基材を製造した。

このものの表面に実施例］と同じコーティング処理を施
こし全熱交換素子とした。

実施例　８ 実施例５と同じ粗孔質基材の上に、バルブ９０％とマイ
クロフィブリッドセルロース１０チとからなる上層緻密
層を同じく２層抄合せ法により形成させ、日付けと厚さ
も実施例５と同−ＫｆＸる様にして多孔質基材を製造し
た。

このものの表面［丈旌例１と同じコーティング処理をし
、全熱交換素子とした。

実加１例　９ 湿式抄造法にて、バルブ８０ｇ／ｎｆとガラス繊維２０
ｇ／ｄとからなり、サイズ度３００秒、目付１　ｎｎ（
ｘ、／〆、厚さＱ、２ｍｇの粗孔質基材を製造した、 コノものの表面に、水酸化アルミニウム９５チとポリビ
ニルアルコ−／Ｌ／Ｆ１％とからなる混合液を１０ｇ／
ｎ／の付着量となる様にサイズプレス処理して緻密性上
層部を形股させた。

このものに実施例１と同じコーティング処理を施とし全
熱交換効率とした、 実施例　１０ 実施例９と同じ粗孔質基材の上に、ポリビニルアルコー
ルの水溶液を、付着量が固形分で３ｇ／〆となる様にコ
ーティング処理（ブＶコーティング）して緻密性上層部
を形成させた。

このものに実施例１と同じコーティング処理を施こして
全熱交換素子とした。

比較例　？ 実施例９と同じ粗孔質基材の上にポリビニルアルコ−／
Ｌ／８（１％と塩化リチウム２０係を配合した水溶液を
、付着量が固形分で６ｇ／ｎ／となる様にコーティング
処理して全熱交換素子とした。

実施例　１１ 実施例９と同じ粗孔Ｗ基材の上に、モンモリロナイト９
５チとポリビニルアルコ−／ｖ５％、！：を配合した水
溶液を、固形分付着量が８ｇ／ｎ／となる様にコーティ
ング処理（プＶコーティング）して、緻密性上層部を形
成させた、このものの表面に実Ｍ倒１と同じコーティン
グ処理を施とし全熱交換素子とした、 以上の実施例］−１１及び比較例によって得たシート状
の各全熱交換素子を使用して下記の如きパイプ式全熱交
換器を製作した、 すなわち、各シートをスパイラル状に巻いて−（の接Ｈ
部をエチレン酢酢ビニル樹脂で接着して内径６１１ｍ長
ざ１ｍのパイプを多数作成し、このバイツブ５０木Ａ５
酊間隔に並べて両端にマウスピースを取付け、これを１
０段に５　ｍｍの間隔で積層し合計５００本のパイプか
らなる全熱交換器を製作した。

これらのパイプ式全熱交換器を使用して、パイプ内にＲ
Ｈｆｉ５％・３２°Ｃの外気を通し、パイプ外周にＲＨ
４（１％・２５°Ｃの室内空気を通１−で、対向流式に
全牲交換略せ／ζ、これらの全熱交換効率及び伏酸ガス
移行率を測定したところ下記の表のＤ［ｌき結果が得ら
ね、た。

なお、各々の透気度は２次処理のコーティングをする前
の各々多孔質基材のイ１６を示している、又、耐水接着
性は各々パイプだけを５分間水中に浸漬して、剥離しな
かったものを○印、剥離したものをＸ印として示した。

この表より本発明全熱交換素子はいずれもすぐれ、た全
熱交換効率と耐水接着性及びガスバリヤ−性を有し、基
材表面に皮膜が形成されており、有を慟溶剤による高分
子溶液を片いてもその浸透防出性が非常にすぐわている
ことが判るのである、 なお、この表より全体が−Ｎ状態となってｂる緻密性基
梢よりも上層のみに緻密性層を有する２層構造の方が全
熱交換効率においてやや勝っていることが判断される。

従って素子の保型性や強度を特に必要とする場合は全体
に助密な基材を、全熱交換効率を特に必要とする焦合は
表面のみ緻デな基材を選べば良いのである、比較例１の
バルブ１００％だけのものでは炭酸ガス移行性が大きく
ガスバリヤ−性に著るしく劣るものとなっており、比較
例２の水溶性物質のみ△コーティングでガスバリヤ−性
を出そうとすると耐水接着性が縣くなるのである。

ハ　発明の効果 以上、詳細に説明した様に本発明は非水溶性の親水性高
分子を多孔ｌｕ基材の表面に塗布したものであり、従来
、この様な有機溶剤による高分子溶液ではその浸透性が
大きいため多孔質基材上に皮膜化することは困難であっ
たという点を、その多孔質基材の緻密化により解決した
ものであり、したがってその製造工程において大巾なス
ピードアップが達成され、安価な全熱交換素子を提供で
きるものであり、しかもこの全熱交換素子の全熱交換効
率や耐水接着性、ガスバリヤ−性が非常にすぐれている
、など全熱交換素子として曲者な効果を奏するものであ
る、特許出願人　日本バイリーン株式会社 （他１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透気度が２０秒／１００ｃｃ以上となる緻密性に形
   成した多孔質基材の上に非水溶性の 親水性高分子を塗布してなることを特徴と する全熱交換素子。 ２、機密性を得る手段として、多孔質基材中に粒子径５
   μ以下の粉末を混合した特許請 求の範囲第１項記載の全熱交換素子。 ３、緻密性を得る手段として、平均繊維径１μ以下の親
   水性繊維を混合した特許請求の範 囲第１項記載の全熱交換素子。 ４、親水性繊維がマイクロフィブリットセルロースであ
   る特許請求の範囲第３項記載の 全熱交換素子。 ５、親水性繊維がホルマイト系鉱物である特許請求の範
   囲第３項記載の全熱交換素子。 ６、緻密性を得る手段として、多孔質基材を加圧又は加
   圧加熱処理した特許請求の範囲第１項記載の全熱交換素
   子。 ７、透気度が３秒／１００ｃｃ以下の粗孔質基材の表面
   部に緻密化処理を施こし全体の透気度が１０秒／１００
   ｃｃ以上となる様に形成した多孔質基材の上に非水溶性
   の親水性高分子を塗布してなることを特徴とする全熱交
   換素子。 ８、緻密化処理の手段として、フィルム形成能を有する
   親水性繊維を粗孔質基材の表面に配し、適度にフィルム
   化させた特許請求の範囲第７項記載の全熱交換素子。 ９、緻密化処理の手段として、粒子径５μ以下の粉末を
   配してなる特許請求の範囲第７項記載の全熱交換素子。 １０、粉末を配する手段としてサイズプレス法を用いた
   特許請求の範囲第９項記載の全熱交換素子。 １１、緻密化処理の手段として、平均繊維径１μ以下の
   親水性繊維を配してなる特許請求の範囲第７項記載の全
   熱交換素子。 １２、緻密化処理の手段として、プレコーティングを施
   してなる特許請求の範囲第７項記載の全熱交換素子。 １３、プレコーティング剤が親水性高分子である特許請
   求の範囲第１２項記載の全熱交換素子。 １４、プレコーティング剤が粘土鉱物である特許請求の
   範囲第１２項記載の全熱交換素子。