JPS6226498A - 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 本発明は全熱交換素子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潜熱交換も同
時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０本
発明はこの全熱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は、特公昭５０−６３８２号
公報、特公昭５２−１５０７１号公報、特公昭５８−４
６３２５号公報、　特開昭５４−１３６５７０号公報、
特開昭５５−７２７９７号公報、特開昭５５−１４００
９７号公報、特開昭５８−１２４１９６号公報、など種
々なる技術が開示されている。これらの大抵のものは基
本的には多孔質基材に水溶性高分子と吸湿剤とによる２
次処理を施こして被膜を形成させたものとなっている。

発明が解決しようとする問題点 全熱交換素子の現実の使用に際しては難燃性を具備する
ものであることが望ましく、したがって上記した様な従
来の余熱交換素子は、通常、多孔質基材の可燃性をカバ
ーするために、この多孔質基材の両面に水溶性高分子と
吸湿剤及び難燃剤を配合したコート層を設けて難燃性を
付与していたのである。

それは、多孔質基材に難燃剤を含浸させて難燃性を与え
ると難燃剤の親水性のためどうしてもサイズ度が低下し
、コート層の塗布に際して含浸性によるフィルム化が達
成しにくく、ガス＋１ バリヤー４が悪くなってしまうので、直接多孔質基材を
難燃化することを避け、その両面にコート層を設けてこ
れを難燃化して全体の難燃性を得ようとしていたのであ
る。

しかし、この両面にコート層を設けることは、工程上煩
雑であり、また両面にコート層があるのでこれをパイプ
等に加工する場合コート層同志を接着させることになり
毛羽立ちがないため接着力が弱く、特に吸湿剤が含まれ
ているため耐水接着性に大きな欠点が現われ結露時など
に剥離してトラブルを発生しやすいものとなっているの
である。

さらに、この全熱交換素子の製造中に両面コート層が巻
取りなどに際して結着するいわゆるブロッキング現象が
起りやすいなどの問題点を有しているのである。

本発明は、この様な両面コート層を設けて難燃化を図る
従来方式を改善するべく鋭意研究した結果得られたもの
で、片面だけにコート層を設けたものであるにもかかわ
らず、すぐれた難燃性を有するという全熱交換素子を提
供しようとするものである。

口　発明の構成及び作用 本発明の構成は、多孔質基材の片面に水溶性高分子と吸
湿剤と難燃剤とからなるコート層を設けたシート状物で
あって、前記多孔質基材が前記コート層と接合している
サイズ度５０秒以上の可燃性層と前記可燃性層の他面側
に接合される難燃性層との２層構造となっていることを
特徴とする全熱交換素子、を要旨とするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は多孔質基材を２層構造とし、一方の層は高サイ
に度であるが可燃性であり、他方の層は難燃性を有する
層とし、この高サイズ度側の表面に難燃剤を含有した水
溶性高分子と吸湿剤のコート層を設け、全体を難燃性に
したのである。

本発明における可燃性層すなわち高サイズ度層はサイズ
度５０秒以上の多孔質層である。

このサイズ度５０秒というのは、昭和６０年２月に本発
明者等が特許出願した「全熱交換素子ｊ　（特願昭６０
−０２３２８４号）に説明した所論に基づく結論より得
られたもので、すぐれたガスバリヤ−性のコート層を得
るためには少なくともこのサイズ度が５０秒以上である
ことが必要と結論された研究より導かれたものである。

この可燃性層のサイズ度が５０秒以上ということはかな
り撥水性が高い層であり、これは、ＪＩＳ−Ｐ８１２２
によって測定される値である。このサイズ度として好ま
しい範囲は２００〜１０００秒であり、５０秒未満では
コート層が含浸しやすく、一方、１０００秒をこえると
撥水性が強くなり過ぎてコート層と基材が剥離じやすく
なったり、またコート液の表面張力の影響が大きくなっ
てフィルム層が形成されにくくなるのである。

この可燃性層は可燃性繊維を含有する繊ｍ層からなり、
通常パルプを主要材料とし保型性や耐水性を向上させる
ためにガラスｍ、＊を混抄することが望ましいものであ
る。その他レーヨン、ポリアミド、ポリエステル、ビニ
ロン系繊維が使用できるが、コスト的にはバルブが最も
好ましいものである。

そして、この様なｍ離層からなる層に例えばロジンＦＩ
ａ４等の天然サイズ剤やアニオン系の合成サイズ剤等を
付着させて一ヒ記の様な高サイズ度の層としてやるので
ある。

次に本発明における難燃性層は上記の可燃性層と同様な
多孔質層に難燃剤を含浸させた層である。なお、難燃剤
なしで本来的に難燃・不燃性等を有する繊維を使用して
も良いことは勿論であるが、通常コスト的に問題があり
、難燃剤を用いる方が有利なものとなるのである。

この難燃剤は親水性を有するタイプのものが透湿性向上
のためには望ましく、特に水溶性難燃剤が好ましいもの
である。

この難燃剤としては、例えばリン酸アンモニウム、臭化
アンモニウム、塩化アンモニウム等のアンモニウム塩類
、スルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、硫酸
グアニジン等のグアニジン塩、ポリリン酸エステル誘導
体、メチロールカルバミン酸縮合物などがあげられる。

この難燃剤の適当な付着量としては、その難燃剤の種類
によっても異なるが、例えばグアニジン系の難燃剤であ
れば３〜３０　ｆｇ／♂位の範囲が望ましいものである
。

本発明における上記の２層構造からなる多孔質基材は、
その透気度が２秒／１００ｃｃ以下であることが望まし
いものである。

これは前述した前出願（特願昭６０−０２３２８４号）
における所論に基づく研究の結果より得られたもので、
すぐれた透湿性を得るために必要な物性となっている。

この多孔質基材の透気度が２秒／１ｏｏｃｃ以下である
ということは、非常に粗いシートであると言えるのであ
る。

つまりＪＩＳ規格において透気度の測定法として、ＪＩ
Ｓ−Ｐ８１１７法があるが、その中でその適用範囲とし
て２〜１８００秒／＋００ｃｃと記載されていることか
らも、２秒／１００ｃｃ以下というのは非常に目の粗い
多孔質基材となっているのである。

この様に本発明に用いられる多孔質基材は目が粗く、し
かも２層構造となっていて一方の層は高サイズ度の可燃
性層であり、他方の層は難燃化された層となっているの
である。

この多孔質ノ５材の製造法としては通常湿式法が好適で
あるが、乾式法で製造してもよいものである。

本発明全熱交換素子は、上記の多孔質基材の可燃性層の
表面に水溶性高分子、吸湿剤、及び難燃剤を含むコート
液をコーティングしてコート層を設けたものである。

この水溶性高分子としては、ポリビニルアルコール、デ
ンプン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ソーダ、
メチル化セルローズ等があげられ、この水溶液に下記の
様な吸湿剤と、前記した難燃性層に用いたものと同様な
難燃剤を添加して前記の多孔質基材にコーティングして
やれば良いのである。

この吸湿剤としては、例えば塩化リチウム、塩化カルシ
ウム、臭化リチウム等の無機塩類や、酢酸カリウム、塩
酸グアニジン、トリエチレングリコール等の有機物質な
どであり、従来より乾燥剤や除湿剤として使用されてい
るもの塙ぐ　に　畜　Ｉデ　…　ｌ＼　―　朽　ス　表
　出　イ　ｔ、　又前記水溶性高分子とこの吸湿剤の配
合割合は、水溶性高分子１００毛量部に対して吸湿剤が
固形分比で１０〜ｌＯＯ重砥部であることが望ましいも
のである。

また、このコート液に配合させる難燃剤としては、前記
した様に、難燃性層に配合される難燃剤とほとんど同じ
ものが使用できるものである。

この難燃剤の好ましい配合峨は３０〜６０％（ｄｒｙ）
位が好適なものとなっている。

この様なコート液を高サイズ度の可燃性層の表面にコー
ティングするのであるが、その付着域は水溶性高分子の
付着に（ｄｒｙ）が８ｇ／ｍ２以下、好ましくは２〜５
　ｇ　／　ｍ’となる様にコーティングすることが前述
した前出願（特願昭６０−０２３２８４号）の結論から
望ましいものである。

この付着量が２ｇ／♂以下ではフィルム形成性が低下す
るのであるが、この付着にが少なくてもフィルム形成が
可能であれば良いことば言うまでもなく、この付着液が
８ｇ／ｍを一荒る場合はフィルム形成性は良くなるが、
透湿性が低下し吸湿剤によるベトッキが出るなど不適切
な付着量となるのである。

この様にして得られたシート状物の最終的な透気度は３
０秒／１００ｃｃ以上となっていることが望ましく、こ
の最終シート状物の透気度の好ましい範囲は１００〜２
０００秒７１００ｃｃであり、１００秒／１００ｃｃ以
下ではややガスバリヤ−性が低下し、３０秒／１００ｃ
ｃ未満ではガス／ヘリャー性の低下が著しく不適切にな
るのである。一方このシートの透気度が２０００秒／１
００ｃｃ以上になると表面におけるコート剤が多くなり
過ぎて塩化リチウムなどの吸湿剤の移行現象が起り１表
面にベトッキが出て来たり耐水接着性が低下して来るの
である。

以上の様に本発明余熱交換素子は、中央に高サイズ度の
多孔性可燃性層があり、その片面に難燃性の多孔質層が
接合しており、他面の表面にはガスバリヤ−性と難燃性
を有するコート層か設けられたものとなっているのであ
る。

つまり本発すｊ素子の両面は難燃性を有し、これによっ
て全体を難燃化していると同時に両面にコート層を設け
たものではないため、従来の様な両面コートによる種々
なる弊害を排除したものとなっているのである。

実施例 パルプ８０％と直径フル長さｌｏａ＋ｍのガラス繊維２
０％とからなるシートを、２基の丸網抄紙機を用いて下
記の様にして２層状の多孔質基材を作成した。

１基目の槽にのみサイズ剤（ロジン）を内添し、２層抄
合せしてシートを形成し、サイズプレス工程でサイズ剤
が付着していない層に１難燃剤が付着する様に難燃剤を
含有させて乾燥した。

なお、この難燃剤液としてはスルファミン酸グアニジン
とポリビニルアルコール（ＰＶＡ）をｌＯＯ１２割合で
配合し、スルファミン酸グアニジンが１０ｇ／♂の割合
で付着する様に調製した。（ＰＶＡはＩｇ／ｍ） この様にして得られた多孔質基材は、目付が１００ｇ／
♂、厚さ０．２１で、高サイズ度側のサイズ度は３５０
秒であり、全体の透気度は２秒／１００ｃｃ以下のシー
トであった。

このシートの高サイズ度側に、ＰＶＡ４０部、塩化リチ
ウム１０部、スルフアミノ酸グアニジン５０部（いずれ
も固形分比）からなる粘度１００ｃｐｓの配合液を、Ｐ
ＶＡが５　ｇ　／　ｒｌの付着量となる様にコーティン
グして乾燥し、全熱交換素子とした。

比較例１ 実施例と同一繊維配合で、丸網抄紙機を１基用いて、難
燃剤を含まないでサイズ剤を実施例と同様に内添して抄
紙し、実施例と同じ目付、厚み、サイズ度、透気度の多
孔質基材を得た。

このシートに実施例と同じコーティング処理を、その両
面に施こし全熱交換素子とした。

つまり、この比較例１は従来と同様に難燃性のない多孔
質共材の両面に難燃性のあるコート層を設けたものとな
っているのである。

比較例２ 実施例と同一繊維配合で、丸網抄紙機を１基用いて、そ
の槽中に実施例と同じサイズ剤と実施例と同じ難燃剤と
を同時に内添して抄紙し、実施例と同じ目付、厚み、透
気度のシートであって、そのサイズ度が２０秒となって
いる多孔質基材を得た。

これに実施例と同じコーティング処理を、その片面のみ
に施こし、全熱交換素子とした。

つまり、この比較例２は、多孔質基材全体に　　　　：
難燃性を与え片面だけにコート層を設けたもの　　　　
□で、難燃剤により多孔質基材のサイズ度が低下　　　
　１■ これら実施例、比較例１−２の各全熱交検素　　　　□
したものとなっているのである。

（、，８、工ｇｚｈ７＜＜７よ。、え□４ｏい、　　　
□。

て、その潜熱交換効率、炭酸ガス移行率を測定　　　　
□し、さらにこれら素子の耐水接着性、耐ブロッ□ キング性、難燃性等を評価した。その結果を第１よ１３
イオ、　　　　　　　　　　　　　　　；なお、この全
熱交換器としては、各シート状物にて内径６１１１１１
長さ１ｍのパイプを多数作成し、このパイプ５０本を５
ｍｍ間隔に並べて両端にマウスピースを取り付け、これ
を１０段に５ｍｍ間隔に積層し合計５００本のパイプか
らなるパイプ弐余熱交換器とした。そしてそのパイプ内
にＲＨ６５％３２″Ｃの外気を通し、パイプ外周にＲＨ
４０％２５℃の室内空気を外気に対向流させて通し、テ
ストしたのである。

第１表 この表より、比較例１は潜熱交換効率とガス／ヘリャー
性は問題ないが両面コート層を有するため耐水接着性が
低く耐ブロッキング性も悪く、しかも難燃性も決じて良
好とは言えないものとなっている。

また比較例２は耐水接着性、耐ブロッキング性、難燃性
等は問題ないが、ガスバリヤ−性が極端に悪くなってお
り、これは多孔質基材が全体に難燃化されているためそ
のサイズ度が低く、コート層がコーティング蒔に含浸し
てフィルム形成が不充分となっているためと判断される
のである。

しかるに実施例はいずれのデータも良好であり、難燃性
も従来技術である比較例１よりもすぐれたものとなって
いるのである。

ハ　発明の効果 以上、詳細に説明した様に本発明は、多孔質基材が高サ
イズ度の可燃性層と低サイズ度の難燃性層との２層構造
であって、その可燃性層の表面に透湿性、吸湿性、難燃
性のコート層を設けたものであり、従来品に比べてコー
ティング加工が少ないので工程の合理化が図れるし、塗
布量も少なくコスト的に有利なものとなるのである。さ
らに片面のみにコート層があるため接着性が良好で加工
しやすく、特に耐水接着性がすぐれたものとなっており
、また同じ理由で耐ブロッキング性も向上しているので
ある。

また本発明素子においてはコート層の難燃剤配合を従来
のものより減少させることができ、コート液安定性にも
すぐれた効果をもたらすのである。

しかもその難燃性は従来品に比べて良好であり、従来に
おける様な難燃化によるデメリットは全くなく、種々な
るすぐれた効果を発揮するものとなっているのである。

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、多孔質基材の片面に水溶性高分子と吸湿剤と難燃剤
   とからなるコート層を設けたシ ート状物であって、前記多孔質基材が前記 コート層と接合しているサイズ度５０秒以 上の可燃性層と前記可燃性層の他面側に接 合される難燃性層との２層構造となってい ることを特徴とする全熱交換素子。 ２、２層構造からなる多孔質基材の透気度が２秒／１０
   ０ｃｃ以下である特許請求の範囲第１項記載の全熱交換
   素子。