JPWO2014014099A1 - 微細繊維セルロース層を含む多層構造体 - Google Patents

微細繊維セルロース層を含む多層構造体 Download PDF

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Abstract

微細セルロース繊維からなる微細セルロース繊維不織布層を少なくとも一層含む多層構造体であって、該微細セルロース繊維不織布層を形成する微細セルロース繊維の平均繊維径が0.005μm以上0.5μm以下であり、さらに該多層構造体の平均厚みが10μm以上200μm以下、密度が0.10g/cm3以上0.90g/cm3以下、かつ、透気抵抗度が2000s/100ml以上であることを特徴とする多層構造体、該多層構造体からなる全熱交換器用シート、該全熱交換器用シートを、温度、湿度又はその両方が異なる二種類の気流を仕切る仕切り材として用いた全熱交換素子、及び該全熱交換素子を用いた全熱交換器の提供。

Description

本発明は、微細セルロース繊維不織布を少なくとも一層含む多層構造体、該多層構造体からなる全熱交換器用シート、該全熱交換器用シートを、温度、湿度又はその両方が異なる二種類の気流を仕切る仕切り材として用いた全熱交換素子、及び該全熱交換素子を用いた全熱交換器に関する。
一般的なオフィスビル等の建築物が消費するエネルギーの中で、最も大きな割合を占めるのが空調設備(約38%)。そのうちの30〜40%は外気換気不可であり、換気による空調エネルギーのロスの削減が、オフィスビルでの省エネの課題と言える。また、建材や日用品等から発散する揮発性の有機化合物が原因によるシックハウス症候群が問題になりつつある。このような問題が生じる原因の一つとして、建築物の機密性が高くなり、また冷暖房が普及して換気がされ難くなり、揮散した有機化合物が屋内に留まり易くなったことが挙げられる。かかる状況下、日本国の2003年7月の改正建築基準法によって、建築物に換気設備を設置することを義務付けられるようになった。また、家庭用エアコンにも換気機能を付加する試みもなされ、こうした動きは日本国内に留まらず、世界的に建築物の換気が促進されている。
しかしながら、建築物の換気を促進しようとすると、冷暖房を行っても熱を維持し難くなり、エネルギーの消費が大きくなり過ぎてしまう。そのため、換気を行いつつも、熱又は冷熱は外部に放出しにくくしてエネルギー消費を抑える全熱交換器が注目されている。
かかる全熱交換器としては、吸湿性のあるローターの回転によって排気から吸気に熱回収する回転型全熱交換器や、図1に示すような静止型全熱交換器が挙げられる。この静止型全熱交換器は、波板状に配されたガスバリア性のある全熱交換器用素子が、換気により交換される外部の新鮮な供給空気と室内の汚濁した排出空気とを分けながら、顕熱を移動させると同時に、湿気を透過させることによって水が有する潜熱を排出空気から供給空気へ通過することで、外部への熱又は冷熱の放出を抑えるものである。
静止型全熱交換器の全熱交換器用素子に用いる全熱交換器用シートは、顕熱を移動可能であるとともに、湿気を通過させることで潜熱も移動可能であるため、熱交換効率が高くなる。このようなシートとしては、例えば、和紙やパルプ製難燃紙、ガラス繊維混抄紙、無機粉末含有混抄紙、合成ポリマーからなる微多孔膜や紙、不織布などを用いた全熱交換器用シートが挙げられる。しかしながら、通常の微多孔膜や紙、不織布であると空気も透過してしまうので、表面にポリマーコーティング等の表面処理を施した全熱交換器用シートが報告されている。例えば、以下の特許文献1には、ポリテトラフロロエチレンを素材とした多孔質シートに、オキシエチレン基を含むポリウレタン系樹脂をコーティングした全熱交換器用シートが、また、以下の特許文献2には、ポリエステルとポリエチレン又はポリプロピレンからなる全熱交換器用シートが報告されている。いずれも、基材として疎水性のポリマーを使用しているために、十分な透湿度が得られず、結果的に、全熱交換器用シートとして使用するには十分な熱伝導率が得られない。
以下の特許文献3には、親水性繊維としてレーヨンパルプの不織布に、ビスコースをコーティングした全熱交換器用フィルターが記載されている。親水性繊維のレーヨンをコーティングすることで、透湿度6900g/m/24hr以上、透気度10000s/100ml以上のシートが製造できることが報告されている。しかしながら、透湿度が不十分であるために、全熱交換器用シートとして使用するには十分な性能のものは得られていない。
一方、本発明者らは、以下の特許文献4に、微細セルロース繊維からなる微細セルロースを一層として含む不織布構造体を報告した。しかしながら、特許文献4に記載された多層不織布構造体は、通気性が高く(透気抵抗度2000s/100ml以下)、全熱交換器用シートとしての使用に適したものではなかった。
特開平6−194093号公報 特開2003−287387号公報 特開2008−14623号公報 特開2010−115574号公報
本発明が解決しようとする課題は、透気抵抗度が大きく、かつ、透湿度も高い多層構造体であって、全熱交換器用シートとしての適性の高いものを提供することである。
本発明者らは、多層不織布構造体に含まれている微細セルロース繊維不織布が、非常に微小な繊維径を有していることに着眼し、水系分散液からの抄紙法による積層後、乾燥させる際に厚み方向への強い乾燥収縮により緻密化する性質を利用して低目付で均一な緻密かつ薄い層を形成させる検討を進め、更に課題を解決するための鋭意検討した結果、全熱交換器用シートのみならず、高い透気抵抗度と高い透湿度の両立が求められる用途分野に広く利用可能なシート材料としての多層構造体を提供することを達成し、本発明と完成するに至ったものである。
すなわち、本発明は以下の通りのものである。
[1]微細セルロース繊維からなる微細セルロース繊維不織布層を少なくとも一層含む多層構造体であって、該微細セルロース繊維不織布層を形成する微細セルロース繊維の平均繊維径が0.005μm以上0.5μm以下であり、さらに該多層構造体の平均厚みが10μm以上200μm以下、密度が0.10g/cm以上0.90g/cm以下、かつ、透気抵抗度が2000s/100ml以上であることを特徴とする多層構造体。
[2]2層構造であり、かつ、該多層構造体の平均厚みが10μm以上150μm以下、密度が0.30g/cm以上0.80g/cm以下、かつ、透気抵抗度が3000s/100ml以上である、前記[1]に記載の多層構造体。
[3]前記微細セルロース繊維不織布層に含まれる微細セルロース繊維の割合が50重量%以上100重量%以下である、前記[1]又は[2]に記載の多層構造体。
[4]前記微細セルロース繊維不織布層の目付の総和が1g/m以上15g/m以下、かつ、厚みの総和が0.5μm以上15μm以下である、前記[1]〜[3]のいずれかに記載の多層構造体。
[5]前記多層構造体の一層が、再生セルロース繊維、天然セルロース繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、及びポリオレフィン繊維からなる群から選ばれるいずれか一つ又は複数の組合せから構成される不織布層、及び/又は多孔質膜、及び/又は布帛である、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の多層構造体。
[6]前記多層構造体の一層が、再生セルロース連続長繊維からなる不織布層である、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の多層構造体。
[7]前記多層構造体は耐水処理されたものである、前記[1]〜[6]のいずれかに記載の多層構造体。
[8]前記多層構造体は親水化処理されたものである、前記[1]〜[7]のいずれかに記載の多層構造体。
[9]前記[1]〜[8]いずれかに記載の多層構造体からなる全熱交換器用シート。
[10]前記多層構造体の平均厚みが10μm以上70μm以下である、前記[9]に記載の全熱交換器用シート。
[11]前記多層構造体の平均厚みが10μm以上30μm以下である、前記[10]に記載の全熱交換器用シート。
[12]前記多層構造体は難燃処理されたものである、前記[9]〜[11]のいずれかに記載の全熱交換器用シート。
[13]前記多層構造体を構成する素材に占めるセルロース繊維の割合が90重量%以上である、前記[9]〜[12]のいずれかに記載の全熱交換器用シート。
[14]以下の工程:
不織布層上に平均繊維径が0.005μm以上0.5μm以下である微細セルロース繊維不織布層を抄紙法により積層形成させる工程、及び
得られた積層不織布を乾燥させる工程、
を含む、前記[1]〜[6]のいずれかに記載の多層構造体の製造方法。
[15]前記乾燥工程の後に、熱処理する工程をさらに含む、前記[14]に記載の方法。
[16]以下の工程:
前記[1]〜[6]のいずれかに記載の多層構造体の片面又は両面に親水性塗工層を塗工により形成させる工程、
を含む、前記[14]に記載の多層構造体の製造方法。
[17]前記[9]〜[13]のいずれかに記載の全熱交換器用シートを、温度、湿度又はその両方が異なる二種類の気流を仕切る仕切り材として用いた全熱交換素子。
[18]前記[17]に記載の全熱交換素子を用いた全熱交換器。
本発明の多層構造体は、透気抵抗度が大きく、かつ、透湿度も高いため、該物性の両立が求められるすべての用途に好適に使用することができるが、特に、オフィスの空調用全熱交換器、家庭用全熱交換器などにおいて、温度、湿度、又はそれらの両方が異なる二種類の空気を仕切る仕切り材(全熱交換素子)として好適に利用可能である。すなわち、かかる全熱交換素子は、空気を仕切っている閉塞部分が薄いために、従来の全熱交換器用シートよりも湿気を透過しやすいので、湿度を保持する効果も高くなる。さらに、本発明によって提供される多層構造体は、耐久性にも優れるため、これを全熱交換器に用いることで、きわめて高い湿度交換効率及び全熱交換効率を長期に渡り有する熱交換器を提供することができる。
静止型全熱交換器の構造を示す概略図である。 本発明の多層構造体の表面(微細セルロース繊維層)のSEM画像(実施例1:倍率1000倍)である。 本発明の多層構造体の裏面(支持体層)のSEM画像(実施例1:倍率1000倍)である。 本発明の多層構造体の断面のSEM画像(実施例6:倍率1000倍)である。
本発明の多層構造体は、微細セルロース繊維からなる微細セルロース繊維不織布層を少なくとも一層又は多層含む。微細セルロース繊維から構成されていないと、所望の透気抵抗度、透湿度、耐久性が達成できない。
微細セルロース繊維不織布層を構成する微細セルロース繊維の素材は、セルロースからなる針葉樹パルプ、広葉樹パルプ、コットン由来パルプ、麻(アバカ種やザイサル種等)由来パルプ、ケナフ由来パルプ、竹由来パルプ、バガス由来パルプ、バクテリアセルロース、レーヨン、キュプラ、リヨセル等の純粋なセルロース繊維の他に、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、カルボキシルメチルセルロース、カルボキシルエチルセルロース、ニトロセルロース、メチルセルロースのようなセルロース誘導体繊維からなるセルロース繊維を50重量%以上100重量%以下含有していることが好ましい。50重量%未満であると、不織布層の形成の際に十分に大きな透気抵抗度が確保されないため好ましくない。尚、本発明の多層構造体の特長である高い透気抵抗度の観点から、微細セルロース繊維不織布層を構成する繊維素材に占める微細セルロース繊維の組成は70重量%であることが好ましく、より高い透気抵抗度を有する層を形成し易い点から、純粋なセルロースの微細繊維がより好ましくは80重量%以上、最も好ましくは90重量%以上である。これにより、好適に大きな透気抵抗度と同時に大きな透湿度を達成することが可能となる。但し、セルロース繊維50重量%以上含有の範囲であれば、他の微細繊維を混合してもよく、例えば、強度を向上させるために、熱溶融性のあるポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリケトン繊維、ポリエステル繊維などの微細繊維を含んだものでもあってもよい。
微細セルロース繊維不織布層を構成する微細セルロース繊維は、セルロースミクロフィブリルであることが好ましい。ここで、セルロースミクロフィブリルとは、天然セルロース又は再生セルロースからなるミクロフィブリルと呼ばれる数nm〜200nmの繊維径のセルロース繊維ないしはその集束体を意味する。より具体的には、バクテリアセルロースと呼ばれる、酢酸菌やバクテリア類の産生するセルロースか、あるいはミクロフィブリル化セルロースと呼ばれる、パルプ等の植物由来又はホヤセルロースのような動物由来のセルロースを高圧ホモジナイザーや超高圧ホモジナイザー、グラインダー等の高度にせん断力の加わる装置で微細化処理することにより得られる、繊維表面から引き剥がされた独立したミクロフィブリル又はそれらが収束した微細繊維を意味する。本発明では、コストや品質管理の面から特にミクロフィブリル化セルロースを原料として使用することが好ましい。この他に、微細な繊維径の再生セルロース繊維のカット糸や微細な繊維径のセルロース誘導体繊維のカット糸、エレクトロスピニング法により得られた再生セルロース、又はセルロース誘導体の極細糸のカット糸も微細セルロース繊維として使用することができる。
本発明の微細セルロース繊維の平均繊維径は0.005μm以上0.5μm以下である。ここで、微細セルロース繊維の平均繊維径は、表面のSEM画像やTEM画像から認識される数平均繊維径を意味し、国際公開第WO2006/4012号公報に記載の評価手段に準じる。一般的に、セルロース繊維で構成された不織布は、空孔率が一定の条件下で、繊維径が細くなればなる程、熱伝導率が高くなる傾向があると言われている。繊維径が太くなると一定空間を占める繊維ネットワークのネットワーク密度が低くなり、熱の伝導に寄与すると考えられる表面伝導の効率が悪くなるため、熱伝導率が低下する。セルロース繊維の繊維径を、0.5μm以下とすることにより、不織布層として極めて緻密かつ透気抵抗度の大きな層を低目付で形成することができ、構成する繊維の繊維径が細く、かつ目付が低く設計できるために熱伝導率が相対的に大きなシートを製造できることを本発明者らは見出した。一方、繊維径が0.005μm未満の微細セルロース繊維を、安定に製造することは困難であり、微細セルロース繊維の繊維径は、好ましくは0.008μm以上0.4μm以下、より好ましくは0.015μm以上0.3μm以下である。
微細セルロース繊維不織布層は、重合度(DP)100以上12,000以下の微細セルロース繊維からなる微細セルロース繊維不織布で構成されることができる。重合度はセルロース分子鎖を形成するグルコース環の繰返し数である。セルロース繊維の重合度が100以上であることで、繊維自体の引張強度や弾性率が向上し、その結果、不織布構造体の強度が向上し、全熱交換素子取り付け時の取り扱い性、及び全熱交換器を使用する際の品質安定性が向上する。微細セルロース繊維の重合度に特に上限はないが、実質的に12,000を超える重合度のセルロースは入手が困難であり、工業的に利用できない。取扱性及び工業的実施の観点からセルロース繊維の重合度は、150〜8,000が好ましく、より好ましくは300〜6000である。
微細セルロース繊維不織布層を構成する微細セルロース繊維は、表面又は内部が化学修飾されていてもよい。例えば、微細セルロース繊維(セルロースミクロフィブリル)の表面に存在する一部又は大部分の水酸基が酢酸エステル、硝酸エステル、硫酸エステルを含むエステル化されたもの、メチルエーテルを代表とするアルキルエーテル、カルボキシメチルエーテルを代表とするカルボキシエーテル、シアノエチルエーテルを含むエーテル化されたもの、また、TEMPO酸化触媒(例えば、2,2,6,6−テトラメチルピペリジノオキシラジカル)によって6位の水酸基が酸化され、カルボキシル基(酸型、塩型を含む)となったものを含むことができる。
本発明の多層構造体において、微細セルロース繊維不織布層の目付が小さく、その結果、層としての厚みが薄いことが重要である。本発明では実質的に微細セルロース繊維からなる緻密で孔径の小さな薄い層が形成されるため、透気抵抗度が大きく、かつ、透湿度も高い設計が可能となる。これは、層の厚みが薄いことにより、水蒸気の透過経路が短く設計できることに加え、さらに該層が微細な繊維からなっているため、層内部に存在する繊維表面積が大きいことになり、繊維間界面を移動する水蒸気の単位体積当たりの移動通路密度を高く設計でき、その結果、高い透湿度を発現させることが可能となるのである。
同時に、薄くて緻密な微細セルロース繊維不織布層はその薄さと共に、構成する微細繊維の単位体積当たりの存在密度の大きさ(すなわち内部界面積)のために、繊維界面の表面熱伝導性を確保でき、該層自体が高い熱伝導性を保有することになる。
本発明の多層構造体における微細セルロース繊維不織布層の目付は、総和として1g/m以上15g/m以下、好ましくは2g/m以上10g/m以下、さらに好ましくは3g/m以上8g/m以下の範囲にある。この範囲にあると透気抵抗度、透湿度、熱伝導率の3つの物性をバランス良く発現することができる。該目付の総和が1g/m未満であると透気抵抗度を均一に2000s/100ml以上に保つことが難しくなり、また、15g/mよりも大きくなると、透湿度が低下する傾向があるためいずれの場合も好ましくない。尚、「目付の総和」とは、該不織布が2層以上ある場合に各層の目付けを加算したものを意味する。例えば、不織布に塗布ディップで微細セルロース分散液を塗工する場合、支持体を中心層にした3層構造(微細セルロース繊維不織布層が2層)とる。また、微細セルロース繊維不織布層の厚みの総和は0.5μm以上15μm以下、さらに好ましくは1μm以上12μm以下、最も好ましくは1.5μm以上8μm以下であると透気抵抗度、透湿度、熱伝導率の3つの物性をバランス良く発現することができる。該層の厚みの総和が0.5μm未満であると透気抵抗度を均一に2000s/100ml以上に保つことが難しくなり、15μmよりも大きくなると、透湿度が低下する傾向があるためいずれの場合も好ましくない。ここで微細セルロース繊維不織布層の厚みは、本発明の多層構造体の割断面の断面SEM画像の観察により得られるものを意味する。
以上のように本発明において、微細セルロース繊維不織布の層を低目付で薄く設計することが重要となるが、その際に微細セルロース繊維不織布層だけでシート材料としてのハンドリング可能な機械強度を保つことが難しくなるので、本発明では支持体として他の多孔質なシートを使用し、該層を1層以上積層化させ、多層構造体とする。該支持体層も含めた本発明の多層構造体の平均厚みは10μm以上200μm以下であり、好ましくは10μm以上150μm以下、より好ましくは10μm以上70μm以下、さらに好ましくは10μm以上30μm以下である。本発明の多層構造体を10μm未満の平均厚みでハンドリング上問題ない機械強度に設計することは難しく、また、200μmよりも大きな平均厚みではシートとしての剛性が高くなり、やはりハンドリング上扱いにくくなるため好ましくない。
本発明の多層構造体の目付の総和は、10g/m以上100g/m以下であることが好ましい。10g/m未満であると、透気抵抗度と機械強度が得られない。100g/mを超える目付の不織布構造体は、十分な透湿度が得られ難くなるのと同時に熱伝導性の観点からも不利となる。好ましくは、12g/m以上80g/m以下、より好ましくは14g/m以上60g/m以下である。特に、本発明の多層構造体が、平均繊維径が0.005μm以上0.5μm以下である微細セルロース繊維からなる微細セルロース繊維不織布層と支持体層の2層構造の不織布構造体である場合には、透気抵抗度と透湿度のバランスおよび経済的な理由から微細セルロース繊維不織布層の目付を1g/m以上15g/m以下かつ支持体層の目付を9g/m以上99g/m以下の設計、より好ましくは、微細セルロース繊維不織布層の目付を2g/m以上10g/m以下かつ支持体層の目付を10g/m以上78g/m以下、最も好ましくは、微細セルロース繊維不織布層の目付を3g/m以上8g/m以下かつ支持体層の目付を11g/m以上57g/m以下の設計とすると、前述した多層構造体としての高い性能を達成できる。
本発明の多層構造体は密度が0.10g/cm以上0.90g/cm以下、より好ましくは0.30g/cm以上0.80g/cm以下である。本発明の多層構造体は前述のように緻密な微細セルロース繊維層を多孔質の支持体に積層させた構造をもつため全体としては、透気抵抗度が高いにも拘わらず、このようにシート材料としての密度が低いことに特徴がある。0.10g/cm未満の密度とするとシート材料としての機械強度が確保できないため好ましくなく、0.90g/cmよりも大きな密度とするためには微細セルロース繊維層のみならず支持体層の透気抵抗も高く高密度になり、本発明の効果である高い透湿度を発現し難くなるため、やはり好ましくない。ここで、密度は、測定した、多層構造体の全体目付W(g/m)と全体の平均厚みD(μm)を用いて、以下の関係式:
密度(g/cm)= W×(10−2(g/cm)/(D×10−4)(cm) = W/D
により、求めることができる。
また、本発明の多層構造体は、透気抵抗度(JAPAN TAPPI 紙パルプ試験法による測定)が2000s/100ml以上である。透気抵抗度が2000s/100ml未満であると、例えば、本発明の多層構造体を全熱交換器用シートとして適用した場合には、空気が全熱交換器用シート内部を通過する際に、湿気だけではなく、空気も漏れてしまうので、暖かい空気と冷たい空気が混ざってしまい、換気の機能を果たすことができなくなってしまう。熱交換としての機能を発揮するためには、透気抵抗度は3000s/100ml以上であることが好ましく、全熱交換用シートとして使用する場合には、4000s/100ml以上であることが好ましい。透気抵抗度の上限は高ければ高い程(大きければお大きい程)好ましいが、測定装置の検出限界である1000万s/100ml以下であることが好ましい。
前記したように、微細セルロース繊維不織布層に含まれる微細セルロース繊維の割合は50重量%以上100重量%以下であり、好ましくは70重量%以上100重量%以下である。該層に含まれる他の材料としては、セルロース以外の素材からなる繊維材料や無機系フィラー、ポリマーや無機の粒子を挙げることができるが、透気抵抗度が2000s/100ml以上を保てるような均一かつ緻密な層を形成し得る材料であればいずれであっても構わない。該層に占める微細セルロース繊維の割合が50重量%未満になると、透気抵抗度を2000s/100ml以上に設計することが難しくなるため好ましくない。
本発明の多層構造体においては、一層が、再生セルロース繊維、天然セルロース繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、及びポリオレフィン繊維からなる群から選ばれるいずれか一つ又は複数の組合せから構成される不織布層、及び/又は多孔質膜、及び/又は布帛であると、本発明の重要な要素である微細セルロース繊維不織布層のもつ薄さや高い透湿度を阻害することなくシート材料としての高強度化を達成することができる。多孔質膜の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリカーボネート、6−ナイロン、6,6−ナイロン等のナイロン系樹脂、ポリメチルメタクリレートのようなアクリル系樹脂、ポリケトン、ポリエーテルエーテルケトンなどから構成される多孔質膜を挙げることができるが、これに限定されるものではない。布帛の例としてはセルロース繊維(セルロース誘導体繊維を含む)、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ポリウレタン繊維、あるいはこれらの混紡糸からなる布帛(交織布帛を含む)を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。本発明の多層構造体に使用する微細セルロース繊維不織布層以外の不織布層や多孔質膜、布帛をすべて重ねた場合(単層の場合は一層のみ)の透気抵抗度が200s/100ml以下、好ましくは100s/100ml以下であると、高い透湿度が発現し易くなる。
本発明の多層構造体は、微細セルロース繊維不織布層以外の層として不織布を含むものであることが好ましい。特に、本発明の多層化不織布の一層が、耐水化や親水化処理の観点から、セルロースやナイロン等の反応活性のある水酸基やアミド基を有する素材からなる不織布が好ましく、この中でも再生セルロース繊維からなる不織布層及び/又は天然セルロース繊維からなる不織布層(すなわち、紙系材料)であると微細セルロース繊維不織布層との接着強度も高く設計できるため好ましい。これら2種類又はその混合物のうち、透湿度を向上させる観点から、より親水性の高い、再生セルロース繊維からなる不織布層を一層として選択することがより好ましい。
本発明に用いる再生セルロース繊維からなる不織布層の材質としては、キュプラ、ビスコースレーヨン、ポリノジックレーヨンなどの再生セルロース繊維や、溶剤紡糸による精製セルロースなどから選ばれる一種又は二種以上が例示される。また、繊維の形態は、短繊維、長繊維いずれも用いることができるが、好ましくは長繊維、より好ましくは連続長繊維である。また、本発明では、天然セルロース繊維からなる短繊維不織布層を不織布構造体の一層として含まれていても構わないが、この場合の不織布層の材質としては、針葉樹パルプ、広葉樹パルプ、コットン由来パルプ、麻(アバカ種、ザイサル種等)由来パルプ、ケナフ由来パルプ、竹由来パルプ、バガス由来パルプを挙げることができる。
ここで、再生セルロース繊維からなる不織布層を選択する場合、連続長繊維の具体例としては、キュプラアンモニウム法レーヨン原液を流下緊張紡糸法によりネット上に連続で紡糸し、繊維自体の自己接着や必要に応じて水流交絡により繊維を交絡させて不織布化した再生セルロース連続長繊維が挙げられる。その具体例として、旭化成せんい(株)製登録商標:ベンリーゼ(登録商標)を挙げることができる。再生セルロース連続長繊維(ベンリーゼ)は、他の再生セルロース繊維であるレーヨン等に比べて熱伝導率が大きく、且つ吸湿性が高いため、潜熱を交換する為の透湿性も大きく設計できるため不織布構造体の一層として用いると特に好ましい。ベンリーゼは、多数の連続長繊維が紡糸浴中で凝固しながら自己接着するため、短繊維不織布のように高圧水流による交絡を行わなくても不織布として十分な強度を得ることが可能であることも不織布構造体の一層として用いる好ましい点である。
連続長繊維の繊度は、0.1dtex〜3dtexの範囲のものが適用可能であるが、微細セルロース繊維との複合体として用いる場合は、微細セルロース繊維との交絡強度を保持できることと、透気性を小さくできるという観点から、0.1〜1.0dtexの範囲が好ましい。
製造工程の効率化の観点から、本発明の多層構造体は、微細セルロース繊維からなる微細セルロース繊維不織布層と、支持体としての不織布層又は多孔質膜との2層構造であることが好ましく、さらに上述した理由により、微細セルロース繊維からなる微細セルロース繊維不織布層と、再生セルロース繊維からなる不織布層との2層構造である不織布構造体であることが、全熱交換器用シートとしての性能を好適に発現できる点で、好ましい。また、強度保持の観点からは、再生セルロース繊維からなる不織布層は、再生セルロース連続長繊維からなる不織布層であることが好ましい。
本発明の多層構造体の引張り強度は、好ましくは0.3kg/15mm以上4.0kg/15mm以下である。引張り強度が、0.3kg/15mm未満であると、例えば、全熱交換器の製造工程において全熱交換用シートとして全熱交換素子を製造する工程でシート切れ等の不具合が生じ、また使用している最中に破れてしまう可能性も増大するため、全熱交換器用シートとして機能しなくなるおそれがある。この不織布構造体の引張り強度は最大で4.0kg/15mmであるが、この引張り強度の上限はなく、高ければ高いほど、種々の用途に多層構造体を適用するのに好ましい。より好ましくは0.5kg/15mm以上、さらに好ましくは0.8kg/15mm以上である。
また、本発明にかかる多層構造体は、耐水処理を施すことにより、耐久性が要求される用途において好適に使用することができるようになる。耐水処理の手段としては、多層構造体の製造時にサイズ剤、湿潤紙力増強剤、架橋剤のような内添用添加剤を添加したり、後加工で耐水処理剤を塗工してもよい。
内添型の耐水化剤の例としては、ロジン石鹸、アルキルケテンダイマー、アルケニル無水コハク酸、ポリビニルアルコールのようなサイズ剤、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、ポリビニルアミンのような湿潤紙力増強剤、ポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン(PAE)やブロック型多官能性イソシアネート(BI)のような架橋剤を挙げることができるがこれらに限定されない。これらの中で特にPAEやBIのような架橋型の耐水化剤は極めて大きな耐水化効果を発現するので特に好ましく、微細セルロース繊維の表面がマイナスのゼータ電位を有することを考慮すると、歩留り性の観点からカチオン性のBIやカチオン性化合物であるPAEを用いると効率的に耐水効果を発現できるので好ましい。架橋型耐水化剤については、例えば、架橋反応部位を有するセルロース(水酸基)やナイロン(アミド基)からなる支持体を用いるとBIから生成される多官能型イソシアネートとの共有結合を生成するため、支持体と微細化セルロース不織布層との間の接着強度を高くすることもできるため好ましい。尚、BIは多官能性イソシアネートをブロック基(アミドキシムやε−カプロラクタム等)で保護することにより水中での安定性を付与した化合物であり、後述する抄紙プロセスで使用する抄紙用分散液中に安定に分散でき、かつ、抄紙後、乾燥し熱処理(通常、130℃以上)を行うことにより、ブロック基が脱離し、イソシアネートが生成され、周囲の反応部位(水酸基やアミド基)と反応する化合物である。
後加工での耐水化処理としては、有機溶媒中での、例えば、ヘキサメチレンジイソシアナートや4,4’−メチレンビスフェニルイソシアナートなどのジイソシアネート系架橋剤による処理やメラミン樹脂やエチレングリコールジグリシジルエーテル等の架橋剤による水媒体中での処理を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。
さらに、本発明の多層構造体は目的に応じて親水化処理を施すと、透湿度をさらに向上させることができる。例えば、全熱交換器用シートにおいては、潜熱交換率を高めるため、親水化処理したものであると透湿度をより高く設計することができるので好ましい。この親水化処理の手段としても内添法により微細セルロース繊維層の表面及び/又は内部に高い親水性を付与する方法と、後加工により多層構造体の表面層に親水性化合物を導入する方法とがある。
内添法に関しては、上述したセルロースのマイナスの表面ゼータ電位を利用して、微細セルロース繊維の抄紙用分散液中にカチオン性である吸湿性の親水性化合物を添加、吸着させておき、しかる後に分散液を抄紙、支持体上に積層させることにより微細セルロース不織布層全体をより親水的にすることができる。本法は上述の耐水化処理における架橋剤と併用して親水性化合物を内添させ、微細セルロース繊維の表面に吸着、固定化させた上で抄紙、支持体上に積層化させると同時に熱処理による架橋反応の進行により耐水化と同時に親水性化合物の微細セルロース不織布層の表面及び/又は内部への固定化にも繋がり有効である。このような目的で使用する親水性化合物としては架橋剤と反応する部位を分子骨格に含む親水性化合物であることが好ましい。例えば、耐水化剤としてカチオン化BIを用いる場合にはイソシアネートに反応性を有する水酸基、アミン基、アミド基等を有する親水性の化合物、例えば、アニオン性やカチオン性のポリビニルアルコール(ビニルアルコールとアニオン性またはカチオン性ビニルモノマーとの共重合体)を挙げることができるがこれは一例に過ぎず、限定されるものではない。
後加工法に関しては、親水性の高い親水性化合物の溶液若しくは分散液を多層構造体に塗工又は噴霧する方法や、親水性化合物溶液に多層構造体を浸漬後、乾燥する方法が挙げられる。
上記親水化処理に用いることのできる親水性化合物としては、無機酸塩、有機酸塩、無機質填材、多価アルコール、尿素類、吸湿(吸水)性高分子(水溶性高分子やハイドロゲル形成能のある親水性高分子)などがあり、例えば、無機塩としては、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、有機塩としては、乳酸ナトリウム、乳酸カルシウム、ピロリドンカルボン酸ナトリウム、無機質填材としては、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、タルク、クレー、ゼオライト、珪藻土、セピオライト、シリカゲル、活性炭、多価アルコールとしては、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリグリセリン、尿素類としては、尿素、ヒドロキシルエチル尿素、吸湿(吸水)性高分子として、ポリアスパラギン酸、ポリアクリル酸、ポリグルタミン酸、ポリリジン、アルギン酸、カルボキシルメチルセルロース、カルボキシルエチルセルロース、ヒドロキシルアルキルセルロース及びそれらの塩または架橋物、カラギーナン、ペクチン、ジェランガム、寒天、キサンタンガム、ヒアルロン酸、グアーガム、アラビアゴム、澱粉及びそれらの架橋物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、コラーゲン、アクリルニトリル系重合ケン化物、澱粉/アクリルニトリルグラフト共重合体、アクリル酸塩/アクリルアミド共重合体、ポリビニルアルコール/無水マレイン酸共重合体、多糖類、/アクリル酸塩グラフト自己架橋体等の吸湿剤が挙げられ、目的とする吸湿度に応じて種類や付着量を選んで用いられる。尚、前記無機質填量とは、無機鉱物や無機塩などであって、吸湿目的の他に増量剤、嵩高剤などの目的で使用するものをいう。該吸湿剤を固定化させる(高湿度で透湿剤が移動しないようにする)目的で、上記記載を含む水溶性高分子と無機塩類や有機塩類と共存させると有効である場合もある。
さらに、本発明の多層構造体は、上記耐水化剤や親水性化合物以外にも、本発明の多層構造体になる透湿度や透気抵抗度を損なわない範囲で、任意の添加剤を含んでいてもよい。
耐水化剤、親水性化合物その他添加剤(例えば、全熱交換器用シートにおける難燃剤)は上述したように本発明の多層構造体の性能を向上させるために適宜使用することができるが、その含有量としては、総和として全熱交換器用シートの全重量の30重量%以下に抑えられることが好ましく、より好ましくは20重量%以下、さらに好ましくは10重量%以下である。この範囲にあると、高性能の本発明の多層構造体を提供することが可能となる。これら添加剤類は各々の目的で効果を発揮する代わりに化学物質としての活性も高いものが多いため、含有量の総和が30重量%を超えると、基材である本発明の多層不織布構造体シートの耐久性が著しく損なわれるため、好ましくない。
本発明の多層構造体は高い透湿度と高い熱伝導性を示すため、例えば、該不織布を全熱交換用シートとして使用すると熱交換の効率を著しく向上することができる。具体的には、本発明の全熱交換器用シートの不織布構造体は、透湿度(JIS L 1099 A−1法による測定)が、5000g/m/24hr以上、より好適には、7000g/m/24hr以上、さらに好適には、8000g/m/24hr以上を発現することが可能となる。透湿度は、全熱交換器用シートとして使用するには高ければ高いほど好ましい。
さらに、本発明に係る多層構造体は、0.0100W/(m・K)以上0.1000W/(m・K)以下の範囲の比較的高い熱伝導性を達成することができるが、前述したように、例えば、本発明の多層構造体を全熱交換器用シートとして使用する場合、実質的な熱伝導率は空気の抵抗層となる緻密な微細セルロース繊維不織布層が支配するので、該層が薄いことにより、実施例で示した多層構造体の熱伝導率の数値以上に高い熱伝導効率、すなわち顕熱交換率を発現できることになる。
この結果、本発明の多層構造体は前述の全熱交換器用シート以外にも高い透湿度と高い透気抵抗度及び比較的高い熱伝導性を活かせるあらゆる用途に適用可能である。このような用途として、高い水蒸気透過性が問われる膜蒸留のような水処理膜、低い透水性(高い透気抵抗度に相当)と水蒸気透過性が問われる衣料用素材等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。
本発明の多層構造体は一部上述しているように、全熱交換用シートとして使用すると高いエネルギー交換率に寄与することができる。すなわち、特に静止型全熱交換器に使用される全熱交換素子(エレメントと呼ばれる積層型カートリッジ)の構造、図1において、本発明の多層構造体はその高い透気抵抗度、高い透湿度及び比較的高い熱伝導率によって、排気/吸気を仕切る仕切り材として好適に使用することができる。
本発明の全熱交換器用シートは、全熱交換素子のコンパクト化や熱伝導率の要求から薄いものを用いる方が好ましく、全体平均厚みは10μm以上200μm以下、好ましくは10μm以上120μm以下、より好ましくは10μm以上70μm以下、さらに好ましくは10μm以上30μm以下である。該平均厚みが10μm未満のシートは技術的に製造が困難であり、また120μmよりも大きな平均厚みのものでは熱伝導率が著しく低くなるため好ましくない。
本発明の全熱交換器用シートは、難燃処理を施した設計とすることが可能である。特に、この発明にかかる全熱交換器用シートを建築物に備える全熱交換器に用いる場合には「建築用薄物材料の難燃性試験法(JIS A 1322)」において防炎3級に合格する難燃性を有していると好ましい。尚、防炎2級や防炎1級に合格する難燃性を有しているとより好ましい。この難燃処理とは、例えば、上記不織布構造体に難燃剤を塗工する方法が挙げられ、具体的には、不織布構造体の表面に難燃剤を塗布又は噴霧する方法や、難燃剤の溶液に不織布構造体を浸漬させる方法が挙げられる。
本発明に用いることのできる難燃剤としては、無機系難燃剤、無機リン系化合物、含窒素化合物、塩素系化合物、臭素系化合物などがあり、例えば、ホウ砂とホウ酸の混合物、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、スルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、リン酸アミド、塩素化ポリオレフィン、臭化アンモニウム、非エーテル系ポリブロモ環状化合物等の水溶液もしくは水に分散可能である難燃剤が挙げられる。
上記難燃剤の含有量としては、全熱交換器用シートの1重量%以上15重量%であると好適である。1重量%未満であると、難燃効果を発揮し難い。また15重量%を超えて含有すると、透湿度が減少し、熱交換効率が減少する。より好ましくは2量%以上10重量%以下で、さらに好ましくは3重量%以上8重量%以下である。
以下、本発明の多層構造体の製造方法の例について説明する。
本発明で使用する微細セルロース繊維不織布層を含む多層構造体は、まず、微細セルロース繊維の水分散液を調製し、該分散液を用いて以下に記載する方法により製膜して得る。
微細セルロース繊維を製造する際の原料としては、針葉樹パルプや広葉樹パルプ等のいわゆる木材パルプと非木材パルプを使用することができる。非木材パルプとしては、コットンリンターパルプを含むコットン由来パルプ、麻由来パルプ,バガス由来パルプ,ケナフ由来パルプ,竹由来パルプ,ワラ由来パルプを挙げることができる。コットン由来パルプ,麻由来パルプ,バガス由来パルプ,ケナフ由来パルプ,竹由来パルプ、ワラ由来パルプは、各々、コットンリントやコットンリンター、麻系のアバカ(例えば、エクアドル産やフィリピン産のものが多い)、ザイサルや、バガス、ケナフ、竹、ワラ等の原料を蒸解処理による脱リグニン等の精製工程や漂白工程を経て得られる精製パルプを意味する。この他、海藻由来のセルロースやホヤセルロースの精製物も微細セルロース繊維の原料として使用することができる。さらに、再生セルロース繊維のカット糸やセルロース誘導体繊維のカット糸もその原料として使用でき、また、エレクトロスピニング法により得られた再生セルロース又はセルロース誘導体の極細糸のカット糸も微細セルロース繊維の原料や微細セルロース繊維そのものとして使用することができる。
次に、セルロース繊維の微細化の方法について記載する。
セルロース繊維の微細化は、前処理工程、叩解処理工程及び微細化工程を経ることが好ましい。
前処理工程においては、100〜150℃の温度での水中含浸下でのオートクレーブ処理、酵素処理等、又はこれらの組み合わせによって、原料パルプを微細化し易い状態にしておくことは有効である。これらの前処理は、微細化処理の負荷を軽減するだけでなく、セルロース繊維を構成するミクロフィブリルの表面や間隙に存在するリグニンやヘミセルロースなどの不純物成分を水相へ排出し、その結果、微細化された繊維のα−セルロース純度を高める効果もあるため、微細セルロース繊維不織布の耐熱性の向上に大変有効であることもある。
叩解処理工程においては、原料パルプを0.5重量%以上4重量%以下、好ましくは0.8重量%以上3重量%以下、より好ましくは1.0重量%以上2.5重量%以下の固形分濃度となるように水に分散させ、ビーターやディスクレファイナー(ダブルディスクレファイナー)のような叩解装置でフィブリル化を高度に促進させる。ディスクレファイナーを用いる場合には、ディスク間のクリアランスを極力狭く(例えば、0.1mm以下)設定して、処理を行うと、極めて高度な叩解(フィブリル化)が進行するので、高圧ホモジナイザー等による微細化処理の条件を緩和でき、有効な場合がある。
好ましい叩解処理の程度は以下のように定められる。
我々の検討において、叩解処理を行うにつれCSF値(セルロースの叩解の程度を示す。JIS P 8121で定義されるパルプのカナダ標準ろ水度試験方法で評価)が経時的に減少していき、一旦、ゼロ近くとなった後、さらに叩解処理を続けると再び増大していく傾向が確認され、本発明の不織布構造体の原料である微細セルロース繊維を調製するためには、前処理として、CSF値が一旦、ゼロ近くとなった後、さらに叩解処理を続けCSF値が増加している状態まで叩解することが好ましいことが分かった。本発明では、未叩解からCSF値が減少する過程でのCSF値を***↓、ゼロとなった後に増大する傾向におけるCSF値を***↑と表現する。該叩解処理においては、CSF値は少なくともゼロが好ましく、より好ましくはCSF30↑である。このような叩解度に調製した水分散体(以下「スラリー」ともいう。)ではフィブリル化が高度に進行し、最大繊維径2500nmを越える粗大セルロース繊維を含まない濾材を提供できると同時に、当該スラリーから得られた微細セルロース繊維不織布からなる濾材は、セルロースミクロフィブリル同士の接着点の増加からか、引張強度が向上する傾向がある。また、CSF値が少なくともゼロ又はその後増大する***↑の値をもつ高度に叩解されたスラリーは均一性が増大し、その後の高圧ホモジナイザー等による微細化処理での詰まりを軽減できるという製造効率上の利点がある。
微細セルロース繊維の製造には、上述した叩解工程に引き続き、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザー、グラインダー等による微細化処理を施すことが好ましい。この際の水分散体中の固形分濃度は、上述した叩解処理に準じ、0.5重量%以上4重量%以下、好ましくは0.8重量%以上3重量%以下、より好ましくは1.0重量%以上2.5重量%以下である。かかる固形分濃度とすると詰まりが発生せず、しかも効率的な微細化処理が達成できる。
使用する高圧ホモジナイザーとしては、例えば、ニロ・ソアビ社(伊)のNS型高圧ホモジナイザー、(株)エスエムテーのラニエタイプ(Rモデル)圧力式ホモジナイザー、三和機械(株)の高圧式ホモゲナイザーなどを挙げることができ、これらの装置とほぼ同様の機構で微細化を実施する装置であれば、これら以外の装置であっても構わない。超高圧ホモジナイザーとしては、みづほ工業(株)のマイクロフルイダイザー、吉田機械興業(株)ナノマイザー、(株)スギノマシーンのアルティマイザーなどの高圧衝突型の微細化処理機を意味し、これらの装置とほぼ同様の機構で微細化を実施する装置であれば、これら以外の装置であっても構わない。グラインダー型微細化装置としては、(株)栗田機械製作所のピュアファインミル、増幸産業(株)のスーパーマスコロイダーに代表される石臼式摩砕型を挙げることができるが、これらの装置とほぼ同様の機構で微細化を実施する装置であれば、これら以外の装置であっても構わない。こうして得られる微細化セルロース繊維は、通常、ミクロフィブリル化セルロース(MFC)と呼ばれるものである。
微細セルロース繊維の繊維径は、高圧ホモジナイザー等による微細化処理の条件(装置の選定や操作圧力及びパス回数)又は該微細化処理前の前処理の条件(例えば、オートクレーブ処理、酵素処理、叩解処理等)によって制御することができる。
さらに、本発明に使用できる微細セルロース繊維として、上述した工程により製造されたMFCに対し、表面の化学処理を加えたセルロース系の微細繊維、及びTEMPO酸化触媒によって6位の水酸基が酸化され、カルボキシル基(酸型、塩型を含む)となったセルロース系の微細繊維を本発明の微細セルロース繊維として使用することもできる。前者の場合は、目的に応じて種々の表面化学処理を施すことにより、例えば、微細セルロース繊維(セルロースミクロフィブリル)の表面に存在する一部又は大部分の水酸基が酢酸エステル、硝酸エステル、硫酸エステルを含むエステル化されたもの、メチルエーテルを代表とするアルキルエーテル、カルボキシメチルエーテルを代表とするカルボキシエーテル、シアノエチルエーテルを含むエーテル化されたものを、適宜調製して使用することができる。また、後者、すなわち、TEMPO酸化触媒によって6位の水酸基が酸化された微細セルロースの調製においては、必ずしも高圧ホモジナイザーのような高エネルギーを要する微細化装置を使用することは必要なく、微細セルロースの分散体を得ることができる。例えば、文献(A.Isogai et al.,Biomacromolecules,7,1687−1691(2006))に記載されるように、天然セルロースの水分散体に2,2,6,6−テトラメチルピペリジノオキシラジカルのようなTEMPOと呼ばれる触媒とハロゲン化アルキルを共存させ、これに次亜塩素酸のような酸化剤を添加し、一定時間反応を進行させることにより、水洗等の精製処理後に、通常のミキサー処理を施すことにより極めて容易に微細セルロース繊維の分散体を得ることができる。TEMPO触媒により得られた微細セルロース繊維の表面には、カルボキシル基が導入されることが知られており、その高い親水性により、該微細セルロース繊維を本発明の原料として使用することにより高い透湿度が得られることもある。
次に、本発明で使用する微細セルロース繊維と支持体層を含む多層構造体の形成方法(製膜方法)について記載する。
製膜方法としては、抄紙法により製造することが好ましい。塗布法による形成も可能ではあるが、不織布等の支持体層に適度に絡み合い、欠陥が極めて少なく製膜できるという点で、抄紙法による製膜の方が好ましい。いずれの場合も上述した各種支持体の上から微細セルロース繊維の水分散体を抄紙又は塗布し、積層化させる。
多層構造体に含まれる微細セルロース繊維からなる不織布層の抄紙法による形成方法について、説明する。
(1)微細セルロース繊維0.05重量%以上0.5重量%以下、水85重量%以上99.5重量%以下を含む水系分散液を調製する調製工程、(2)水系分散液を構成する水の一部を抄紙機にセットした支持体上で脱水することによって、微細セルロース繊維の濃度を該水系分散液より増加させた濃縮組成物を得る抄紙工程、(3)濃縮組成物を加熱することによって、該濃縮組成物から水の一部を蒸発させて除去する乾燥工程、の3つの工程を含む多層構造体の製造方法である。この中の(2)で、抄紙法を採用することで、好適に本発明の多層構造体を製造することができる。
上記の水系分散液を用いた抄紙法による微細セルロース繊維不織布層の形成方法は、所定の微細セルロース繊維の水系分散液から抄紙法によりワイヤーや濾布上で支持体としての上述した内容の不織布、多孔質膜、または布帛の上に湿紙を製膜し、場合によってはこれを積層させて積層構造の湿紙を製造し、該湿紙(積層体の場合には積層体の湿紙全体)を乾燥させるというものである。
上述した3つの工程の詳細について説明する。
調製工程で使用する微細セルロース繊維の水系分散液は、微細セルロース繊維0.01重量%以上0.5重量%以下、水85重量%以上99.99重量%以下を含む水系分散液であることが好ましい。
抄紙用の水系分散液中の微細セルロース繊維の濃度は、0.01重量%以上0.5重量%以下、より好ましくは0.03重量%以上0.35重量%以下である。かかる範囲にあると、安定な抄紙を実施することができる。該水系分散液中の微細セルロース繊維濃度が0.01重量%よりも低いと濾水時間が非常に長くなり生産性が著しく低くなると同時に膜質均一性も著しく悪くなるため好ましくない。また、微細セルロース繊維濃度が0.5重量%よりも高いと、分散液の粘度が上がり過ぎてしまうため、均一に製膜することが困難になり、やはり好ましくない。
微細セルロース繊維の抄紙用分散液の溶媒は水のみであっても構わないが場合によっては、例えば、透湿度や透気抵抗度等の諸物性をコントロールする目的で各種化合物を添加しても有効であることがある。
透湿度を向上させるために微細セルロース繊維不織布の層を比較的高空孔率の設計とする場合には、溶媒である水中に水に溶解する有機溶媒又は溶解しない疎水性の有機溶媒を添加し、それぞれ、有機溶媒の水溶液又は有機溶媒のエマルジョンとしても有効である場合がある。水に溶解する有機溶媒の例としては、メタノール、エタノール、iso−プロパノール、メチルセロソルブ等のセロソルブ類、溶解しない疎水性の有機溶媒としては、n−デカン、トルエンのような炭化水素類、1−ヘキサノール等の長鎖アルコール類を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。使用する有機溶媒は後述する乾燥工程で除去することを想定すると160℃以下の沸点であることが好ましい。また、経済的な理由により使用する有機溶媒の溶媒全体における組成として、好ましくは10重量%以下、より好ましくは3重量%以下である。かかる範囲にあると、比較的安価に本発明の多層構造体が得られる。
本抄紙法においては、透湿性を高めるために、上述した耐水化剤や親水性化合物、すなわち、耐水化剤:サイズ剤、湿潤紙力増強剤、架橋剤などや、親水性化合物:無機酸塩、有機酸塩、無機質填量多価アルコール、尿素類、吸湿(吸水)性高分子(水溶性高分子やハイドロゲル形成能のある親水性高分子)などを、抄紙用分散液中に添加すると耐水性やさらなる親水性を付与でき、好ましいケースもある。耐水化剤及び/又は親水性化合物は、効果のある量だけ添加する必要があるが、抄紙用原液の安定性を損なわない範囲で加えるのが好ましい。例えば、吸湿(吸水)性高分子を添加する場合には、吸湿(吸水)性高分子がセルロース表面に効率的に残存することで、透湿性向上と同時に補強バインダーとしても有効に作用することがある。本抄紙法における水系分散液中に、吸湿(吸水)性高分子を水相中に溶解又は微分散させ、微細繊維不織布層中に水溶性高分子を含有させることにより透湿度を増大させることが可能となる。吸湿(吸水)性高分子の濃度は、0.003重量%以上0.3重量%以下、より好ましくは、0.005重量%以上0.08重量%以下、さらに好ましくは、0.006重量%以上0.07重量%以下の量である。この範囲であると、本発明で使用する微細セルロース繊維不織布が得られ易いと同時に、水系分散液の状態が安定化することも多いので好ましい。該濃度が0.003重量%よりも小さいと、吸湿(吸水)性高分子の添加効果が現れ難いので好ましくなく、また、該濃度が0.3重量%を超えると泡立ち等の添加量増大に伴う負の効果が現れ易くなるため好ましくない。また、水分散液を安定化させる目的で、水系分散液中に吸湿(吸水)性高分子に界面活性剤が、上記特定の水溶性高分子との合計量が上記濃度範囲で含まれていても構わない。
この場合の界面活性剤としては、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩などのアニオン界面活性剤、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化ジアルキルジメチルアンモニウム、塩化ベンザルコニウムなどのカチオン界面活性剤、トリメチルグリシン、アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン、アルキルアミドジメチルアミノ酢酸ベタインなどの両性界面活性剤、アルキルポリオキシエチレンエーテルや脂肪酸グリセロールエステル等のノニオン性界面活性剤を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
この他、水系分散液中には、目的に応じて種々の添加物が添加されていても構わない。例えば、上述した耐水化目的又は難燃化目的の添加剤の他にも、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化チタン粒子、炭酸カルシウム粒子のような無機系粒子状化合物、樹脂微粒子、各種塩類、水系分散液の安定性を阻害しない程度の有機溶剤等、本発明の多層構造体の製造に悪影響を及ぼさない範囲(種類の選択や組成の選択)で添加することができる。さらに、該水系分散液中には、微細セルロース繊維以外の短繊維素材として、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、アラミド繊維、セルロースアセテート系繊維等の繊維素材、酸化チタンウィスカー、酸化亜鉛ウィスカー、ガラスファイバー、カーボンファイバー等のフィラー材を含んでいても構わない。
該水系分散液中の水の重量分率は、85重量%以上99.99重量%以下、好ましくは90重量%以上99.98重量%以下、より好ましくは92重量%以上99.97%以下の組成の水中に分散又は溶解していることが好ましい。水系分散液中の水の組成が85重量%より低くなると、粘度が増大するケースが多く、スラリーを分散液中に均一に分散し難くなり、均一な構造の微細セルロース繊維から成る不織布層が得られ難くなるため好ましくない。また、水系分散液中の水の組成が99.99重量%を超えると、配合組成としてセルロースの含有量が低減され、抄紙時の濾水性が著しく悪くなり生産性に悪影響を及ぼすため好ましくない。
該水系分散液の調製は、一切の添加物を水中へ混入し、適当な分散方法により水系スラリー分散液とするか、又は予め添加物を含む水溶液を別途調製した微細セルロース繊維の水分散体と混合して水系分散液とすればよい。その際、混合、分散する手法としては、ブレンダー(家庭用ミキサー)やディスパータイプの羽根をもつ分散機での低速又は高速で攪拌するか、又は高圧ホモジナイザーを適宜条件制御した条件で使用することが好ましい。
抄紙法による製膜の第二の工程は、第一の工程で調製した水系分散液を抄紙機で脱水することにより、微細セルロース繊維を、支持体上で濾過し、水系分散液を濃縮化することにより支持体層と濃縮層とを積層化、又は一体化させる抄紙工程である。抄紙工程は、基本的に、水を含む分散液から水を脱水し、微細セルロース繊維が支持体層上に留まるようなフィルターや濾布(製紙の技術領域ではワイヤーとも呼ばれる)を使用する装置であればどのような装置を用いて行ってもよい。
抄紙機としては、傾斜ワイヤー式抄紙機、長網式抄紙機、円網式抄紙機のような装置を用いると好適に欠陥の少ないシート状の微細セルロース繊維不織布層を含む多孔構造体を得ることができる。抄紙機は連続式であってもバッチ式であっても目的に応じて使い分ければよい。
前記調製工程により得られる水系分散液(抄紙用)を用いて抄紙工程により脱水を行うが、抄紙はワイヤー又は濾布を用いて水系分散液中に分散している微細セルロース等の軟凝集体を濾過する工程であるため、そこに支持体層が介在するにしてもワイヤー又は濾布の目のサイズが重要である。本発明においては、本質的には、上述した条件により調製した抄紙用の水系分散液を、該分散液中に含まれるセルロース等を含む水不溶性成分の歩留まり割合が70重量%以上、好ましくは95重量%以上、より好ましくは99重量%以上で抄紙することのできるようなワイヤー又は濾布であればいずれも使用できる。本願の多層構造体の製造においては、下層に支持体である不織布、及び/又は多孔質膜、及び/又は布帛を設け、その上から抄紙を行うので、支持体によっては、支持体そのものが微細セルロース繊維の高い歩留り割合を保有していることもある。そのような場合には、通常の抄紙に使用する金属メッシュやプラスチック製のワイヤーを使用することもできる。
但し、セルロース等の歩留まり割合が70重量%以上であっても濾水性が高くないと抄紙に時間がかかり、著しく生産効率が悪くなるため、大気圧下25℃でのワイヤー又は濾布としては、水透過量が好ましくは0.005ml/cm・s以上、より好ましくは0.01ml/cm・s以上であるものを用いる。この範囲にあると、生産性の観点から好適な抄紙が可能となる。上記水不溶成分の歩留まり割合が70重量%よりも低くなると、生産性が著しく低減するばかりか、用いるワイヤーや濾布内にセルロース等の水不溶性成分が目詰まりしていることになり、製膜後の多層構造体の剥離性も著しく悪くなる。
ここで、大気圧下でのワイヤー又は濾布の水透過量は次のようにして評価するものとする。
バッチ式抄紙機(例えば、熊谷理機工業社製の自動角型シートマシーン)に評価対象となるワイヤー又は濾布を設置するにおいて、ワイヤーの場合はそのまま、濾布の場合は、80〜120メッシュの金属メッシュ(濾水抵抗がほとんど無いものとして)上に濾布を設置し、抄紙面積がxcmの抄紙機内に十分な量(ymlとする)の水を注入し、大気圧下で濾水時間を測定する。濾水時間がzs(秒)であった場合の水透過量を、y/(xz)(ml/cm・s)と定義する。
極めて微細セルロース繊維に対しても使用できるフィルター又は濾布の例として、SEFAR社(スイス)製のTETEXMONODLW07−8435−SK010(PET製)、敷島カンバス社製NT20(PET/ナイロン混紡)などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。特開2011−042903号公報に開示されているようなエンドレスのフェルトをワイヤーベルトとして使用しても本発明の多層構造体を好適に製造することができる。但し、上述したように支持体そのものが濾布としての能力を有するケースもあるので、これらに限定されるものではない。
抄紙工程による脱水では、予め挿入した支持体の層上又は該支持体層内で高固形分化が進行し、微細セルロース繊維の濃縮物である湿紙を得る。湿紙の固形分率は、抄紙のサクション圧(ウェットサクションやドライサクション)やプレス工程によって脱水の程度を制御し、好ましくは固形分濃度が6重量%以上60重量%以下、より好ましくは固形分濃度が10重量%以上50重量%以下の範囲に調整する。該固形分濃度は湿紙の固形分率が6重量%よりも低いと乾燥のために高エネルギーが必要となり、製造コストの面で不利となる。また、湿紙の固形分率が60重量%を超える濃度まで脱水するためには著しく高エネルギーの減圧脱水が必要となり、現実的ではない。
また、濾布上で抄紙を行い、得られた湿紙中の水を有機溶媒への置換工程において有機溶媒に置換させ、乾燥させるという方法を用いてもよい。この方法は透湿度を向上させるために高空孔率の設計とする場合には有効であるが、透気抵抗度は置換しない場合に比べ低減するので、両者のバランスによって有機溶剤の種類や組成を決定する。その詳細については、国際公開第2006/004012号パンフレットに従う。
すなわち、ワイヤー又は濾布をセットした抄紙機に当該支持体をのせて、水系分散液を構成する水の一部を該支持体上で脱水(抄紙)を行い、該支持体上に微細セルロース繊維から成る微細セルロース繊維不織布の湿紙を積層化させ、一体化させることにより、少なくとも2層以上の多層構造体からなる多層化シートを製造することができる。3層以上の多層化シートを製造するためには、2層以上の多層構造を有する支持体を使用すればよい。また、支持体上で2層以上の本発明の微細セルロース繊維不織布の多段抄紙を行って3層以上の多層シートとしてもよい。抄紙により本発明の多層構造体を製造後、別の支持体(不織布、多孔質膜あるいは布帛)あるいは別途製造した本発明の多層化不織布と加熱プレス処理等により貼り合せ、一体化させてもよい。
ここで、一般的な水系分散液の抄紙方法であれば、室温のワイヤー上で水系分散液を抄紙する。特に、抄紙温度を30℃以上80℃以下の通常よりも高い温度に設定することにより、高透気抵抗度、高透湿度、比較的高い熱伝導性を併せ持つ多層構造体をより安定に製造することもできる。特に、抄紙温度が40℃以上であると、微細セルロース繊維1本1本の膨潤度が高いために、抄紙したときの繊維間の表面張力が強くなり、不織布構造体の内部まで密に詰まった構造がとり易くなり、結果として高透気抵抗度、比較的高い熱伝導性が発現するものと推定される。80℃を超えても、本発明と同様の構造は製造できるものの、分散液の水分が蒸発してしまうため、品質が安定しなくなる。
抄紙工程で得た湿紙は、加熱による乾燥工程で水の一部を蒸発させることによって、本発明の多層構造体となる。乾燥工程は、製紙工程で使用するドラムドライヤー装置のような、ドライヤー面とフェルトとの間に湿紙を挟んだ状態で幅を定長に保ちつつ、水を乾燥し得るタイプの定長乾燥型の乾燥機を使用すると、透気抵抗度の高い多層構造体を安定に得ることができるため、好ましい。乾燥温度は、条件に応じて適宜選択すればよいが、好ましくは80℃以上180℃以下、より好ましくは90℃以上150℃以下の範囲である。この範囲とすれば、好適に本発明の多層構造体を製造することができる。乾燥温度が80℃未満では、多くの場合に水の蒸発速度が遅いため、生産性が確保できないため好ましくなく、180℃より高い乾燥温度とすると、多層構造体を構成する親水性高分子が熱変性を起こしてしまうケースがあり、また、コストに影響するエネルギー効率も低減するため、好ましくない。場合によっては、100℃以下の低温乾燥で粗乾燥を行い、次段で100℃以上の温度で乾燥する多段乾燥を実施することも、均一性の高い多層構造体を得るためには有効であることもある。
さらに、上述したように耐水化の目的で架橋剤を内添用添加剤として抄紙用分散液中に配合させる場合には、上記乾燥工程とは別に架橋剤の反応を進行させるための熱処理工程を設けることが重要となる。当然のことながら該架橋剤の適性反応温度に設定することが好ましいが、内添用添加剤としての架橋剤は水が除去された環境下で表面水酸基等と反応するものが多いので熱処理温度は100℃以上、反応の完結性を考慮すると120℃以上、好ましくは130℃以上である。
上記工程で得られた本発明の多層構造体は必要に応じて、被覆処理又は化学処理としての後加工、及び/又は平均厚み調整(通常は薄膜化目的)のためのカレンダー処理工程を設ける。
後加工の工程は、内添法でなく後加工で必要な機能を設けるために行う。例えば、全熱交換器用シートを製造する場合には、前述した内容の所定の透湿剤又は難燃剤の塗工液(水系であっても有機溶媒系であっても構わない)を調製し、該塗工液をスプレー塗布又は印刷法、塗工法などの工程で塗布、乾燥させる。化学処理の場合には、乾燥工程の後に、内添法と同様に熱処理させ、反応を進行させる。
また、上述した乾燥工程で得られた多層構造体にカレンダー装置によって平滑化又は薄膜化を施すカレンダー処理の工程を設けると、本発明の好適な実施様態としての15μm以上30μm以下の平均厚みを有する多層構造体を安定に製造することができる。すなわち、乾燥後の多層構造体に対し、さらにカレンダー装置による平滑化処理を施す工程を含むことにより、薄膜化が可能となり、広範囲の、平均厚み/通気度/強度の組み合わせの本発明の微細セルロース繊維不織布層を含む多層構造体を提供することができる。例えば、30g/m以下の全体目付の設定下で30μm以下(下限は3μm程度)の平均厚みの多層構造体を容易に製造することが可能である。カレンダー処理工程により本発明の微細セルロース繊維から成る層の極めて微小な孔が潰されて孔径サイズが平均化され、透気抵抗度や透湿度のような透気性能が著しく安定化する。カレンダー装置としては単一プレスロールによる通常のカレンダー装置の他に、これらが多段式に設置された構造をもつスーパーカレンダー装置を用いてもよい。これらの装置、及びカレンダー処理時におけるロール両側それぞれの材質(材質硬度)や線圧を目的に応じて選定することにより例えば、全熱交換器用シートとして優れた性能を有する多層構造体を提供することができる。例えば、ロール材質においては金属ロールと高硬度の樹脂ロール、又は金属ロールとコットンロール、金属ロールとアラミドロールを組み合わせると好適に上述した平均厚み範囲の多層構造体を製造することができる。
以上の条件を満たすことにより、微細セルロース繊維から成る不織布層を含む多層構造体を提供でき、また、該多層構造体からなる全熱交換器用シートを提供することができる。
本発明の全熱交換器用シートを温度、湿度、又はそれらの両方が異なる二種類の空気を仕切る仕切り材として使用した全熱交換器用素子を用いた全熱交換器は、本発明の全熱交換器用シートの透湿度及び熱伝導率が高く、また、厚い膜に覆われておらず、薄い膜を有するか、又は孔が埋まっているだけの不織布構造体だけで空気を仕切るために、顕熱の伝導もしやすいので、優秀な熱交換能を示す。さらに、空気を仕切っている閉塞部分が薄いために、従来の全熱交換器用シートよりも湿気を透過しやすいので、湿度を保持する効果も高くなる。
上記全熱交換器用素子の具体的な利用方法としては、例えば、全熱交換器用素子を、供給ファン及び排出ファンと組み合わせた全熱交換器が挙げられる。供給ファンによって、外気などである供給気体が全熱交換器用素子に吸い込まれて、全熱交換器用素子内に組み込まれた全熱交換器用シートに接触する。一方で、排出ファンによって、室内空気などの排出気体が、全熱交換器用素子に吸い込まれて、同様に、全熱交換器用シートに接触する。
全熱交換器用シートを介して接触した供給気体と排出気体とは、温度及び湿度に応じて、供給及び排出のいずれかの挙動を示して熱交換を行う。熱交換された供給気体は、供給ファンに吹き込んで、例えば、室内に取り込まれたりする。一方で、熱交換された排出気体は、排出ファンに吹き込んで、例えば、屋外に排出されたりする。
本発明の多層化不織布を全熱交換器用シートとして使用した全熱交換素子である全熱交換器用素子を、単数又は複数備えた全熱交換器を用いて全熱交換を行うと、効率的な熱交換が行え、建築物内の熱又は冷熱の放出を抑制しつつ、揮散性の有機化合物を含み二酸化炭素が増加した内部の空気を排出する換気を行いつつ冷暖房による熱効果を維持する全熱交換器の効率をより高められる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
尚、物性の主な測定値は以下の方法で測定した。
(1)微細セルロース繊維の平均繊維径
微細セルロース繊維からなる多層構造体の表面に関して、無作為に3箇所、走査型電子顕微鏡(SEM)による観察を微細繊維の繊維径に応じて10000〜100000倍相当の倍率で行う。得られたSEM画像に対し、画面に対し水平方向と垂直方向にラインを引き、ラインに交差する繊維の繊維径を拡大画像から実測し、交差する繊維の個数と各繊維の繊維径を数える。こうして一つの画像につき縦横2系列の測定結果を用いて数平均繊維径を算出する。さらに抽出した他の2つのSEM画像についても同じように数平均繊維径を算出し、合計3画像分の結果を平均化し、対象とする試料の平均繊維径とする。
(2)目付
多層構造体の目付W(g/m)の評価は、JIS P−8124に準じて算出する。
(3)平均厚み(μm)
室温20℃、湿度65%RHの雰囲気下で、調湿した多層構造体をハイブリッジ製作所製のオートマティックマイクロメーターにて、それぞれのシートについて幅方向10点で厚みを測定し、その平均値を多層構造体の平均厚みとした。
(4)密度(g/cm
多層構造体の密度は、前記目付Wと平均厚みDとから、次式に従って算出した:
密度(g/cm)=W/D
(5)透気抵抗度(sec/ml)
25cm角の多層構造体を10等分にエリア分けし、当該10区画について王研式透気抵抗試験機(旭精工(株)製、型式EG01)を用いて、透気抵抗度を測定し、10点の平均値をとることにより試料の透気抵抗度とした。
(6)引張強度
引張強度の評価は、JIS P 8113にて定義される方法に従い、熊谷理機工業(株)の卓上型横型引張試験機(No.2000)を用い、幅15mmのサンプル10点について測定し、その平均値を引張強度とした。
(7)透湿度測定方法
各多層構造体について、JIS L 1099に記載のA−1法により、40℃の空気を循環させた環境で、湿度90%RHに設定して測定した24時間あたりの透湿度(g/m・24h)を、初期の透湿度として測定した。
(8)熱伝導率測定(W/m/K)方法
室温20℃、湿度65%RHの雰囲気下で、100mm×100mmの大きさに切り出したそれぞれの不織布構造体を上部29.9℃、下部22.3℃の試験板(50mm×50mm)に挟み、60秒間の熱流をカトーテック社製の精密迅速熱物性測定装置KES−F7 THERMO LABOIIを用いて測定し、その値から熱伝導率を算出した。
(9)耐久性能測定方法
多層構造体の透湿度測定を実施後、25℃,50%RHにて1時間保持後、該多層構造体を定長枠にセットし、多層構造体を一定面積に温度30℃,湿度99%以上に設定したデシケータ内に48時間保存した。その後に定長枠ごと25℃,50%RHにて1時間保持後、多層構造体を定長枠から取り外し、(7)と同じ要領で透湿度測定を行い、高湿履歴後の透湿度として全熱交換器用シートの透湿耐久性能の尺度とした。
[実施例1]
コットンリンターパルプを10重量%となるように水に浸液させてオートクレーブ内で130℃,4時間の熱処理を行い、得られた膨潤パルプを何度も水洗し、水を含浸した状態の膨潤パルプを得た。
該膨潤パルプを固形分1.5重量%となるように水中に分散させて水分散体(400L)とし、ディスクリファイナー装置として相川鉄工(株)製SDR14型ラボリファイナー(加圧型DISK式)を用い、ディスク間のクリアランスを1mmとして400Lの該水分散体に対して、20分間叩解処理を進めた後、引き続いてクリアランスをほとんどゼロに近いレベルにまで低減させた条件下で叩解処理を続けた。経時的にサンプリングを行い、サンプリングスラリーに対して、JIS P 8121で定義されるパルプのカナダ標準ろ水度試験方法(以下、CSF法)のCSF値を評価したところ、CSF値は経時的に減少していき、一旦、ゼロ近くとなった後、さらに叩解処理を続けると、増大していく傾向が確認された。上記条件でさらに叩解処理を続け、CSF値で73ml↑の叩解スラリーを得た。得られた叩解スラリーを、そのまま高圧ホモジナイザー(ニロ・ソアビ社(伊)製NS015H)を用いて操作圧力100MPa下で5回の微細化処理を実施し、微細セルロース繊維の水系分散液M1(固形分濃度:1.5重量%)を得た。次に、M1を水で希釈し、固形分濃度を0.1重量%とし、家庭用ミキサーで、室温で4分間分散を行い、抄紙用分散液を調製した。
キュプラレーヨン不織布(旭化成せんい製、商品名:ベンリーゼ(登録商標)TN150目付:15g/m、厚み:50μm、密度:0.28g/cm 平均単糸繊度:0.2dtex)を基材として、その上に微細セルロース繊維層を積層させる抄紙を行った。すなわち、バッチ式抄紙機(熊谷理機工業社製、自動角型シートマシーン、抄紙部面積:25cm×25cm、80メッシュ)に濾布としてPET/ナイロン混紡製の平織物(敷島カンバス社製、NT20、大気下25℃での水透過量:0.03ml/cm・s)をセットし、その上に上述したキュプラレーヨン不織布を敷き、目付10g/mの微細セルロース不織布層の形成を目安に、上記調製した抄紙用分散液の相当量を投入し、その後大気圧に対する減圧度を4KPaとして抄紙(脱水)を実施した。得られた濾布上に形成された2層構造の湿紙に対し同じ濾布を被せ、湿紙を両側から挟んだ状態で、1kg/cmの圧力で1分間加圧プレスした後、濾布/湿紙/濾布の3層の状態のまま表面温度が130℃に設定されたドラムドライヤーにてドラム面に接触するようにして約120秒間乾燥させた。得られた3層のシートから両面の濾布は容易に剥離することができ、乾燥したサンプルS1を得た。上述のように、S1は2層の積層構造をもつが、完全に一体化した引張強度が1.4kg重/15mmと十分な強度を保有したシート状構造体(目付:25g/m)であった。
S1の微細繊維層側の表面を10000倍の倍率でSEM画像解析を行ったところ、微細セルロース繊維の表面における微細セルロース繊維の数平均繊維径は104nmであった。図2と図3には、それぞれ、S1の表面(微細繊維層側)と裏面(支持体層側)の1000倍のSEM画像を示す。両者のパターンは明確に異なっており、積層構造が形成されていることが分かる。また、割断面のSEM画像から求めたS1の微細セルロース不織布層の厚みは、7.1μmであった。S1の物性と全熱交換器用シートとしての適性を調べたところ、以下の表1に示すとおり、全熱交換器用シートとして高い性能(高透湿度,高耐久性)を有するものであった。
[実施例2〜4]
実施例1において調製した微細セルロース繊維の水分散スラリーM1を用い、実施例1で使用したキュプラレーヨン不織布上に目付が5g/m相当の微細セルロース繊維層を形成させる点以外は実施例1と全く同等の条件で抄紙および乾燥を行い、2層の積層構造をもつ一体化したシート状構造体、S2(目付:20g/m)(実施例2)を得た。S2はS1に比べ微細セルロース繊維層の目付が小さいものの引張強度は1.1kg重/15mmと取扱いに十分な強度を保有していた。割断面のSEM画像から求めたS2の微細セルロース不織布層の厚みは、3.6μmであった。
次に、S1とS2に対して、カレンダー処理(由利ロール社製ロールプレス装置を使用)を施し、薄膜化を試みた。上部ロールを金属ロールとし、下部ロールをアラミド(硬度:I29)ロールとして線圧2.0トン/20cmで2m/minの走行速度でカレンダー処理を施し、それぞれ、サンプルS3(実施例3)とS4(実施例4)を得た。S3とS4の微細セルロース不織布層の厚みは、それぞれ、6.9μmおよび3.5μmであった。S2〜S4の全熱交換器用シートとしての適性を調べたところ、以下の表1に示すとおり、全熱交換器用シートとして高い性能(高透湿度,高耐久性)を有するものであった。特に、S3とS4では、カレンダー処理により、透気抵抗度が増大し、物性ばらつきも改善され、さらに薄膜化に基づく熱伝導性の向上も付与されることから、全熱交換器用シートとしてより高い適性を有することが明らかになった。
[実施例5と6]
アバカパルプを10重量%となるように水に浸液させてオートクレーブ内で130℃,4時間の熱処理を行い、得られた膨潤パルプを何度も水洗し、水を含浸した状態の膨潤パルプを得た。
該膨潤パルプを固形分1.5重量%となるように水中に分散させて水分散体(400L)とし、以降、実施例1と同様に叩解(CSF値として588ml↑になるまで叩解)と微細化処理を行い、微細セルロース繊維の水系分散液M2(固形分濃度:1.5重量%)を得た。以降、実施例1と同じ要領でM2からの水による希釈と分散を施し抄紙用分散液(固形分率:0.1重量%)を調製し、キュプラレーヨン基材上に微細セルロース繊維層の目付が5g/mとなるように抄紙を行い、プレス、乾燥も実施例1と同等の内容で行い、引張強度が1.3kg重/15mmと取扱いに十分な強度を保有するサンプルS5(実施例5)を得た。
さらに、S5に対して、実施例3と実施例4と同等の条件でカレンダー処理を行い引張強度が1.4kg重/15mmと取扱いに十分な強度を保有するサンプルS6(実施例6)を得た。
S5の微細繊維層側の表面を10000倍の倍率でSEM画像解析を行ったところ、微細セルロース繊維の表面における微細セルロース繊維の数平均繊維径は45nmであった。S5とS6の微細セルロース不織布層の厚みは、共に、3.3μmであった。S5とS6の全熱交換器用シートとしての適性を調べたところ、多層構造体は、以下の表1に示すとおり、全熱交換器用シートとして高い性能(高透湿度,高耐久性)を有するものであった。
[実施例7]
湿紙をプレス処理後、50%含水のイソブチルアルコールで有機溶媒置換して乾燥する以外は、実施例6と同様に微細化、分散液調製、抄紙及び乾燥、さらにカレンダー処理を行い、サンプルS7(実施例7)を得た。S7の微細セルロース不織布層の厚みは、5.6μmであった。S7は、以下の表1に示すとおり、全熱交換器用シートとして高い性能(高透湿度,高耐久性)を有するものであった。
[実施例8]
実施例1と同様に微細化、及び抄紙用分散液の調製を行い、分散液を50℃として10分間攪拌を続けた後、直ちに実施例1で用いたバッチ式抄紙機に注ぎ、抄紙を行い、プレス処理及び乾燥を、同じく実施例1の要領で行うことにより、多層構造体S8(実施例8)を得た。S8の微細セルロース不織布層の厚みは、6.9μmであり、同一条件、室温で抄紙を実施して得たS1に比べ若干薄い微細セルロース繊維層の厚みであった。多層構造体は、以下の表1に示すとおり、全熱交換器用シートとして適性に使用できるものであった。S8は、実施例1と抄紙温度以外は変わらない条件で作製したシートであるが、実施例1で得られたS1に比べ、透気抵抗度が高くかつ透湿度の高い、全熱交換器用シートとしての適性において、より優れた性能を有していた。
[実施例9]
まず、支持体層として、繊維長が40mm、繊度が1.7dtexのレーヨン繊維からなるセミランダムカードウエッブを水流交絡処理して目付が20g/mの水流交絡不織布を作製した。このレーヨン短繊維不織布は、厚み100μmであった。実施例1でキュプラレーヨン不織布の代わりに該レーヨン短繊維不織布を用いて、その他は実施例1と全く同じ条件で該レーヨン短繊維不織布層の上に微細セルロース繊維層を10g/mの目付で積層させ、引張強度が1.2kg重/15mmである取扱い性に優れた多層構造体S9(実施例9)を得た。S9の微細セルロース不織布層の厚みは、7.2μmであった。多層構造体は、以下の表1に示すとおり、全熱交換器用シートとして適性に使用できるものであった。
[実施例10]
実施例1でリンターパルプを叩解して得られた、CSF値で73ml↑のスラリーを用いて、該スラリーを水で希釈し、繊維濃度を0.08重量%とし、家庭用ミキサーで、室温で4分間分散処理を行い、抄紙用分散液とした。該抄紙用分散液を用い、実施例1の要領でまず目付が20g/mの設計で抄紙を行い、プレス処理、乾燥を行って天然セルロース繊維からなる短繊維不織布をまず作製した。さらに、実施例1でキュプラレーヨン不織布の代わりに該天然セルロース繊維からなる短繊維不織布を用いて、その他は実施例1と全く同じ条件で該レーヨン短繊維不織布層の上に微細セルロース繊維層を10g/mの目付で積層させ、引張強度が0.9kg重/15mmである取扱い性に優れた多層構造体S10(実施例10)を得た。S10の微細セルロース不織布層の厚みは、7.1μmであった。多層構造体は、以下の表1に示すとおり、全熱交換器用シートとして適性に使用できるものであった。
[実施例11と12]
実施例2と実施例6で作製した2種類の多層構造体、S2とS6のそれぞれに対して親水化処理として、塩化リチウム塗布したサンプルを作製した。S2とS6のそれぞれの微細セルロース繊維不織布層の表面に対して5重量%の塩化リチウム水溶液を適量、均一にスプレー塗布し、定長枠に固定した状態で100℃の乾燥機内で10分間乾燥させた。S2とS6のそれぞれから得られた塩化リチウム塗布した多層構造体をS11とS12とした。塗布処理前後の絶乾重量変化から算出したS11とS12に含まれる塩化リチウムの付着量は、共に5重量%であった。S11とS12は2層の積層構造をもつが、引張強度が、それぞれ、1.1kg重/15mmと1.8kg重/15mmであり、共に十分な強度を保有したシート状構造体(目付:23g/m,うち目付:3g/m分は塗布層に含まれる塩化リチウム+水分の重量)であった。得られた多層構造体は、以下の表1に示すとおり、全熱交換器用シートとして適性に使用できるものであった。特に、親水化処理を施していないS2とS6に比べ、親水化処理されたサンプルはいずれも高い透湿度を示し、全熱交換器用シートとして、より高い適性(高い透湿度)を示したが、透湿性能の耐久性という観点では課題もあることが判明した。
[実施例13]
実施例6で作製したS6に対して、親水化処理として、塩化リチウムを水溶性高分子塗膜内部に分散固定化したサンプルを作製した。まず、水溶性高分子として超高分子量ポリエチレングリコールである、明成化学(株)製のアルコックスE−60を用い、塩化リチウム濃度が10重量%、E−60が1重量%の水溶液を作製し、ガラス板上にS6の表面を微細セルロース繊維不織布層となるように固定化し、その上からアプリケータを用いて該水溶液を適量塗布し、実施例11と同じ要領で乾燥させて本発明の多層構造体S13を得た。親水化処理前後の絶乾重量変化から算出されたS13に含まれる塩化リチウムとE−60の量は、それぞれ、5重量%と0.5重量%であった。S13は2層の積層構造をもつが、引張強度が1.2kg重/15mmであり、十分な強度を保有したシート状構造体(目付:23g/m,うち目付:3g/m分は塗布層に含まれる塩化リチウム+E−60+水分の重量)であった。得られた多層構造体は、以下の表1に示すとおり、全熱交換器用シートとして適性に使用できるものであった。特に、親水化処理を施していないS6に比べ、親水化処理されたサンプルはいずれも高い透湿度を示し、本発明の全熱交換器用シートとして、より高い適性を示した。透湿性能の耐久性という観点でも、S13は塩化リチウムのみを塗布したS12よりも透湿度の低下率は改善(低減)されており、S12と比較するとより全熱交換器用シートとしての適性に優れたシートであることが判明した。
[実施例14と15]
実施例1で調製した水系分散液M1を水で希釈し、微細セルロース繊維濃度が0.1重量%として、家庭用ミキサーで、室温で4分間分散を行った後に、耐水化剤(架橋剤)として、ブロックド多官能性イソシアネート(BI)のエマルジョン系水分散体である、明成化学(株)製のメイカネートWEBを適量加え、BI濃度が0.005重量%となるように調製した後に、緩やかな撹拌を3分間行い、抄紙用分散液Aを調製した。同じく、実施例5で調製した水系分散液M2についても、微細セルロース繊維濃度が0.1重量%となるように水で希釈した分散液を調製し、家庭用ミキサーで、室温で4分間分散を行った後に、BI濃度が0.005重量%となるようにメイカネートWEBを適量加えた後に、緩やかな撹拌を3分間行い、抄紙用分散液Bを調製した。抄紙用分散液Aと抄紙用分散液Bのそれぞれに対し、実施例2で示したのと同じ要領で、目付5g/mの微細セルロース不織布層の形成を目安にした抄紙と乾燥を行い、キュプラレーヨン不織布、TN150上に微細セルロース繊維層を積層させる抄紙をそれぞれ行い、2種類の乾燥シートを得た。次に、これら2種類の乾燥シートを定長枠に取り付け、160℃に設定されたオーブン内で2分間熱処理を行い、イソシアネートによるセルロース表面水酸基との間の架橋反応を進行させた。熱処理後、室温で定長枠から取り外し、2種類の本発明の多層構造体を得た。抄紙用分散液Aと抄紙用分散液Bのそれぞれから得られた多層構造体を、S14(実施例14)とS15(実施例15)とする。S14とS15は2層の積層構造をもつが、引張強度が、それぞれ、1.6kg重/15mmと1.8kg重/15mmであり、共に十分な強度を保有したシート状構造体(共に目付:21g/m)であった。得られた2種類の多層構造体は、以下の表1に示すとおり、全熱交換器用シートとして適性に使用できるものであった。また、S14とS15の耐水処理されていないサンプルに該当する、それぞれ、S2とS6では水中では容易に構造が崩壊してしまいウェット強度を評価することさえできない耐水性のないシートであったのに対し、S14とS15のウェット強度を、濡れたサンプルに対する引張強度測定((6)に準ずる)により評価したところ、それぞれ、0.52kg重/15mmと0.59kg重/15mmであり、ウェット環境でも使用可能な本発明の多層構造体となっていた。
[実施例16と17]
実施例14における抄紙用分散液Aの調製において、耐水化剤(架橋剤)であるBIを加え、緩やかな撹拌を3分間行った後に、親水化剤として、旭化成ケミカルズ(株)製、トリメチルグリシンであるアミノコート(登録商標)を0.01重量%加え、さらに緩やかな撹拌を3分間行って抄紙用分散液Cを調製した。それ以降は、実施例14と全く同じ要領で、抄紙用分散液Cを用いて目付5g/mの微細セルロース不織布層の形成を目安にした抄紙、乾燥及び熱処理を行い、本発明の多層構造体S16(実施例16)を得た。
同様に、実施例14における抄紙用分散液Aの調製において、耐水化剤であるBIを加え、緩やかな撹拌を3分間行った後に、親水化剤としてMTアクアポリマー(株)製、カチオン性水溶性ポリマーであるであるアロンフロック(登録商標)、C−508を0.01重量%加え、さらに緩やかな撹拌を3分間行って抄紙用分散液Dを調製した。それ以降は、実施例14と全く同じ要領で、抄紙用分散液Dを用いて目付5g/mの微細セルロース不織布層の形成を目安にした抄紙、乾燥及び熱処理を行い、本発明の多層構造体S17(実施例17)を得た。S16とS17は2層の積層構造をもつが、引張強度が、それぞれ、1.4kg重/15mmと1.7kg重/15mmであり、共に十分な強度を保有したシート状構造体(目付:22g/m(S16)と23g/m(S17))であった。多層構造体は、以下の表1に示すとおり、全熱交換器用シートとして適性に使用できるものであった。特に、目付の変化からも得られた2種類の親水化剤は微細セルロース繊維表面に歩留り、その後の抄紙によって微細セルロース繊維層の表層及び内部に固定化していると思われ、単純に耐水化処理のみを行ったS14と比較して透湿度が増大しており、しかも耐久性も良好であった。さらには、S16とS17のウェット環境下での引張強度は、それぞれ、0.48kg重/15mmと0.49kg重/15mmであり、共にウェット環境でも使用可能な多層構造体となっていた。
[実施例18]
レンチング・ファイバーズ社より供給されたテンセル(登録商標)カット糸(3mm長)の油剤を水中、界面活性剤添加系での数回の洗浄により十分に落とした上、水を含んだ状態の短繊維原糸を得た。
該短繊維原糸を固形分1.5重量%となるように水中に分散させて水分散体(400L)とし、以降、実施例1と同様に叩解(CSF値として90ml↑になるまで叩解)と高圧ホモジナイザーによる微細化処理を行い、微細セルロース繊維の水系分散体M3(固形分濃度:1.5重量%)を得た。次に、実施例5で調製した分散体M2に含まれる微細セルロース繊維と、分散体M3に含まれる微細セルロース繊維の重量比率が、それぞれ、50:50になるように両分散体を混合し、さらに水で希釈することにより、固形分濃度が0.15重量%とし、家庭用ミキサーで、室温で4分間分散を行い、抄紙用分散液を調製した。
キュプラレーヨン基材上に微細セルロース繊維層の目付が5g/mとなるように抄紙を行い、プレス、乾燥も実施例1と同等の内容で行い、引張強度が1.1kg重/15mmと取扱いに十分な強度を保有するサンプルS18(実施例18)を得た。
S18の微細繊維層側の表面を10000倍の倍率でSEM画像解析を行ったところ、微細セルロース繊維の表面における微細セルロース繊維の数平均繊維径は273nmであった。S18の微細セルロース不織布層の厚みは、6.2μmであった。S18の全熱交換器用シートとしての適性を調べたところ、多層構造体は、以下の表1に示すとおり、全熱交換器用シートとして高い性能(高透湿度,高耐久性)を有するものであった。
[実施例19と20]
実施例14と実施例16において微細セルロース繊維不織布層を積層させる支持体を、TN150から、旭化成せんい(株)ナイロンスパンボンド、NO5020に置き換え、その他は全く同じ要領で、それぞれ本発明の多層不織布S19(実施例19)とS20(実施例20)を得た。S19とS20は2層の積層構造をもつが、引張強度が、それぞれ、2.0kg重/15mmと1.9kg重/15mmであり、共に十分な強度を保有したシート状構造体(目付:21g/m(S19)と22g/m(S20))であった。また、S19とS20のウェット環境下での引張強度は、それぞれ、1.9kg重/15mmと1.7kg重/15mmであり、共にウェット環境でも使用可能な多層構造体となっていた。以下の表1に示すとおり、両サンプル共、全熱交換器用シートとして適性に使用できるものであった。
[実施例21]
実施例4で得た多層構造体S4を、スルファミン酸グアニジン系難燃剤((株)三和ケミカル社製:アピノン−101)の20重量%水溶液に浸漬し、乾燥することで、難燃剤含有量が22.9重量%の難燃処理した全熱交換器用シートを得た。そのシートについて、JIS A 1322の「建築用薄物材料の難燃性試験方法」に従って難燃性試験を行い、炭化長、残炎、残じんを観測した結果、防炎2級となった。尚、この難燃処理した多層構造体サンプルS21(実施例21)の物性を、以下の表1に示す。S21は、全熱交換器用シートとして適性に使用できるものであった。
[比較例1と2]
実施例10と同様に、実施例1でリンターパルプを叩解して得られた、CSF値で73ml↑のスラリーを用いて、該スラリーを水で希釈し、繊維濃度を0.08重量%とし、家庭用ミキサーで、室温で4分間分散処理を行い、抄紙用分散液とした。該抄紙用分散液を用い、実施例1の要領でまず目付が20g/mの設計で抄紙を行い、プレス処理、乾燥を行って天然セルロース繊維からなる短繊維不織布サンプルR1(比較例1)を得た。
次に、R1に対し、実施例3に記載したのと同じカレンダー処理条件でカレンダー処理を行い、サンプルR2(比較例2)を得た。R1の表面のSEM画像を観察したところ、数μmから10μm以上の繊維径の繊維と200nm以下の繊維が混在しており、平均繊維径は画像毎に大きく異なる数値となり、定量的に算出することは困難であった。また、R1とR2は、それぞれ、0.9kg重/15mmと1.1kg重/15mmと取扱可能な引張強度を保有していたものの、いずれも地合いと呼ばれるシートの均一性が良くなく、品質安定性の面で課題のあるシートであった。全熱交換器用シートとしての適性評価を行ったところ、以下の表2に示す結果を得た。R1とR2は共に、所定の微細セルロース繊維からなる層を含んでいないため、特に、大きな透気抵抗度を発現できていない点で問題があり、カレンダー処理による高密度化で透気抵抗度を高めたR2においても、実施例のいずれの透気抵抗度よりも小さな値であった。すなわち、両サンプルは共に上記実施例1〜20に示す各サンプルよりも全熱交換器用シートとしての適性において明らかに劣っていた。
[比較例3]
実施例1で基材として用いたキュプラレーヨン不織布(旭化成せんい製、商品名:ベンリーゼ(登録商標)TN150目付:15g/m、厚み:50μm、密度:0.28g/cm 平均単糸繊度:0.2dtex)を3枚重ねにして、実施例3に記載したのと同じカレンダー処理条件でカレンダー処理を行い、サンプルR3(比較例3)を得た。R3の全熱交換器用シートとしての適性評価を行ったところ、以下の表2に示す結果を得た。R3は、所定の微細セルロース繊維からなる層を含んでいないため、所定の透気抵抗度から大きくはずれ、吸気と排気の遮断性の面において全熱交換器用シートとして適性に使用できるものではなかった。
[比較例4と5]
針葉樹クラフトパルプ(NBKP)を濃度2.5重量%となるように水中に分散させて水分散体(400L)とし、ディスクリファイナー装置として実施例1と同じSDR14型ラボリファイナー(加圧型DISK式)を用い、ディスク間のクリアランスを0.8mmとして400Lの該水分散体に対して、約40分間叩解処理を進め、CSF値で90ml↓の叩解スラリーを得た。実施例1の要領でまず目付が40g/mの設計で抄紙を行い、プレス処理、乾燥を行って天然セルロース繊維からなる紙サンプルを得た。該紙に実施例3に記載したのと同じカレンダー処理条件でカレンダー処理を行い、サンプルR4(比較例4)を得た。R4に対し、実施例11に記載したのと同じ塩化リチウム塗布の条件で親水化処理を行い、塩化リチウムが1g/mの量だけ均一に塗布されたサンプルR5(比較例5)を得た。R4とR5は、共に1.6kg重/15mmと十分な引張強度を保有していたものの、全熱交換器用シートとしての適性評価を行ったところ、以下の表2に示す結果を得た。R4は高い透気抵抗度と高透湿度を両立できておらず(低い透気抵抗度)、また、塩化リチウム塗布により若干透気抵抗が大きくなったR5は吸湿剤による効果でより高い透湿度を発現できているものの、高湿履歴後の透湿度は大幅に低減しており、耐久性の面でも問題があった。すなわち両サンプルは共に、全熱交換器用シートとしては実施例1〜20のものよりも劣ったシートであった。
[実施例22]
実施例17で得られた全熱交換器用シートS17と、段成形した型艶クラフト紙((株)城山製紙社製 目付け65g/m)とを貼り合わせ全熱交換器用素子を作製し、次に直交流型の静止型全熱交換器(190mm×190mm×350mm、134段)を作製した。JIS B 8628に準拠し、熱交換率を測定したところ、全熱交換率は81%であった。
本発明の多層構造体は、透気抵抗度、透湿度、比較的高い熱伝導率を有しているために、オフィスの空調用全熱交換器、家庭用全熱交換器用の仕切り材(全熱交換素子)として好適に利用可能である。また、本発明の多層構造体を全熱交換器用シートとして使用した場合には、透気抵抗度、透湿度、熱伝導率に優れているだけでなく耐久性にも優れ、このシートを全熱交換器に用いることで、極めて高い湿度交換効率及び全熱交換効率を長期に渡り有する熱交換器を提供することができる。

Claims (18)

  1. 微細セルロース繊維からなる微細セルロース繊維不織布層を少なくとも一層含む多層構造体であって、該微細セルロース繊維不織布層を形成する微細セルロース繊維の平均繊維径が0.005μm以上0.5μm以下であり、さらに該多層構造体の平均厚みが10μm以上200μm以下、密度が0.10g/cm以上0.90g/cm以下、かつ、透気抵抗度が2000s/100ml以上であることを特徴とする多層構造体。
  2. 2層構造であり、かつ、該多層構造体の平均厚みが10μm以上150μm以下、密度が0.30g/cm以上0.80g/cm以下、かつ、透気抵抗度が3000s/100ml以上である、請求項1に記載の多層構造体。
  3. 前記微細セルロース繊維不織布層に含まれる微細セルロース繊維の割合が50重量%以上100重量%以下である、請求項1又は2に記載の多層構造体。
  4. 前記微細セルロース繊維不織布層の目付の総和が1g/m以上15g/m以下、かつ、厚みの総和が0.5μm以上15μm以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の多層構造体。
  5. 前記多層構造体の一層が、再生セルロース繊維、天然セルロース繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、及びポリオレフィン繊維からなる群から選ばれるいずれか一つ又は複数の組合せから構成される不織布層、及び/又は多孔質膜、及び/又は布帛である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の多層構造体。
  6. 前記多層構造体の一層が、再生セルロース連続長繊維からなる不織布層である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の多層構造体。
  7. 前記多層構造体は耐水処理されたものである、請求項1〜6のいずれか1項に記載の多層構造体。
  8. 前記多層構造体は親水化処理されたものである、請求項1〜7のいずれか1項に記載の多層構造体。
  9. 請求項1〜8いずれか1項に記載の多層構造体からなる全熱交換器用シート。
  10. 前記多層構造体の平均厚みが10μm以上70μm以下である、請求項9に記載の全熱交換器用シート。
  11. 前記多層構造体の平均厚みが10μm以上30μm以下である、請求項10に記載の全熱交換器用シート。
  12. 前記多層構造体は難燃処理されたものである、請求項9〜11のいずれか1項に記載の全熱交換器用シート。
  13. 前記多層構造体を構成する素材に占めるセルロース繊維の割合が90重量%以上である、請求項9〜12のいずれか1項に記載の全熱交換器用シート。
  14. 以下の工程:
    不織布層上に平均繊維径が0.005μm以上0.5μm以下である微細セルロース繊維不織布層を抄紙法により積層形成させる工程、及び
    得られた積層不織布を乾燥させる工程、
    を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の多層構造体の製造方法。
  15. 前記乾燥工程の後に、熱処理する工程をさらに含む、請求項14に記載の方法。
  16. 以下の工程:
    請求項1〜8のいずれか1項に記載の多層構造体の片面又は両面に親水性塗工層を塗工により形成させる工程、
    を含む、請求項14に記載の多層構造体の製造方法。
  17. 請求項9〜13のいずれか1項に記載の全熱交換器用シートを、温度、湿度又はその両方が異なる二種類の気流を仕切る仕切り材として用いた全熱交換素子。
  18. 請求項17に記載の全熱交換素子を用いた全熱交換器。
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Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014014099A1 (ja) * 2012-07-19 2014-01-23 旭化成せんい株式会社 微細繊維セルロース層を含む多層構造体
FI127526B (en) * 2012-11-03 2018-08-15 Upm Kymmene Corp Process for manufacturing nanofibrillar cellulose
KR101716598B1 (ko) * 2013-02-26 2017-03-14 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤 방사 노즐, 섬유 집합체의 제조 방법, 섬유 집합체 및 종이
CA2914146A1 (en) * 2013-06-03 2014-12-11 Oji Holdings Corporation Method for producing sheet containing fine fibers
KR20160020524A (ko) 2013-07-19 2016-02-23 아사히 가세이 셍이 가부시키가이샤 미세 셀룰로오스 섬유 시트
JP6364618B2 (ja) * 2013-09-17 2018-08-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 全熱交換素子用仕切部材およびその素材を用いた全熱交換素子および全熱交換形換気装置
US10436475B2 (en) 2013-12-02 2019-10-08 Zehnder Group International Ag System and method for fastening a heating or cooling body
JP6367920B2 (ja) * 2014-03-12 2018-08-01 パナソニック株式会社 有機el装置の設計方法及び有機el装置の製造方法
JP6387514B2 (ja) * 2014-03-19 2018-09-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 全熱交換素子用仕切部材およびその素材を用いた全熱交換素子および全熱交換形換気装置
JP6323950B2 (ja) 2014-06-30 2018-05-16 ヤンマー株式会社 排気浄化装置
JP6259729B2 (ja) 2014-06-30 2018-01-10 ヤンマー株式会社 排気浄化装置
CN110644290A (zh) * 2014-09-26 2020-01-03 旭化成株式会社 包含纤维素微细纤维层的薄膜片
JP6402005B2 (ja) * 2014-11-04 2018-10-10 太陽ホールディングス株式会社 樹脂含有シート、並びに、それを用いた構造体および配線板
CZ2014956A3 (cs) * 2014-12-23 2016-05-18 2Vv S.R.O. Entalpický výměník tepla
WO2016116806A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 Zehnder Group International Ag Enthalpy exchanger element, enthalpy exchanger comprising such elements and method for their production
EA039572B1 (ru) * 2015-04-11 2022-02-11 Зендер Груп Интернэшнл Аг Способ получения энтальпийного обменника и энтальпийный обменник
FR3035611B1 (fr) * 2015-04-28 2019-08-09 Centre Technique Du Papier Procede et dispositif de fabrication d'un materiau stratifie comprenant une couche de cellulose fibrillee
JP6783078B2 (ja) * 2015-06-16 2020-11-11 大王製紙株式会社 セルロースナノファイバーの製造方法及びセルロースナノファイバーの製造装置
US20180347117A1 (en) * 2015-10-27 2018-12-06 Oji Holdings Corporation Laminated sheet and laminate
SE539751C2 (en) * 2015-11-09 2017-11-14 Stora Enso Oyj Active moisture control material for packaging and a method for production thereof
JP6639203B2 (ja) * 2015-11-26 2020-02-05 旭化成株式会社 セルロース繊維層を含むシート
JP2017101185A (ja) * 2015-12-03 2017-06-08 株式会社ミマキエンジニアリング コーティング剤、印刷物の製造方法、印刷物
JP6916425B2 (ja) * 2015-12-04 2021-08-11 国立大学法人愛媛大学 極小セルロースの製造方法
JP6927969B2 (ja) * 2016-06-28 2021-09-01 日本製紙株式会社 全熱交換素子用紙
US20180001244A1 (en) * 2016-07-01 2018-01-04 Hollingsworth & Vose Company Multi-layered electret-containing filtration media
FI127590B (en) * 2016-07-04 2018-09-28 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Cellulose-based film structure and process for making the same
KR101795293B1 (ko) 2016-08-03 2017-11-08 김진규 기능성 셀룰로오스 복합 소재
JP6905318B2 (ja) * 2016-09-20 2021-07-21 大王製紙株式会社 セルロースナノファイバーの製造装置及びセルロースナノファイバーの製造方法
CN106568343A (zh) * 2016-11-15 2017-04-19 武汉理工大学 一种适用于列车的高效板翅式全热换热器
US20180162092A1 (en) * 2016-12-09 2018-06-14 The Boeing Company Fiber-modified interlayer for a composite structure and method of manufacture
US10287366B2 (en) 2017-02-15 2019-05-14 Cp Kelco Aps Methods of producing activated pectin-containing biomass compositions
US10913022B2 (en) 2017-03-29 2021-02-09 Knowlton Technologies, Llc Process for utilizing a high efficiency synthetic filter media
JP2018171730A (ja) * 2017-03-31 2018-11-08 王子ホールディングス株式会社 積層シート
EP3385426A1 (en) * 2017-04-03 2018-10-10 Lenzing Aktiengesellschaft Nonwoven cellulose fiber fabric with increased water holding capability and low basis weight
JP2019011535A (ja) * 2017-06-30 2019-01-24 旭化成株式会社 多孔質シート及び多孔質積層シート
US11759753B2 (en) 2017-07-24 2023-09-19 Zehnder Group International Ag Enthalpy exchanger element, enthalpy exchanger comprising such elements and method for their production
WO2019026823A1 (ja) * 2017-07-31 2019-02-07 王子ホールディングス株式会社 全熱交換器用シート、全熱交換器用素子、及び全熱交換器
JP6733627B2 (ja) * 2017-08-29 2020-08-05 王子ホールディングス株式会社 繊維状セルロース含有組成物及び塗料
CN111094858A (zh) * 2017-08-31 2020-05-01 株式会社东芝 全热交换元件用片材、全热交换元件、全热交换器及水蒸气分离体
CN107569321A (zh) * 2017-09-26 2018-01-12 奥美医疗用品股份有限公司 一种长纤维神经手术片
WO2019097885A1 (ja) * 2017-11-16 2019-05-23 三菱電機株式会社 全熱交換素子および全熱交換器
CN108050878B (zh) * 2017-11-27 2019-10-18 浙江兴益风机电器有限公司 一种以石墨烯为基质的热交换器芯片的成份组方及制造工艺
EP3763873A4 (en) * 2018-03-09 2021-12-15 Toray Industries, Inc. ANTI-STATIC ANTI-DUST FABRIC AND PROTECTIVE CLOTHING USING THE SAME
JP2019162818A (ja) * 2018-03-20 2019-09-26 旭化成株式会社 薄膜セルロース微細繊維積層シート
CN111989534A (zh) * 2018-03-28 2020-11-24 三菱制纸株式会社 全热交换元件用纸及全热交换元件
US20200166293A1 (en) * 2018-11-27 2020-05-28 Hamilton Sundstrand Corporation Weaved cross-flow heat exchanger and method of forming a heat exchanger
US11207863B2 (en) 2018-12-12 2021-12-28 Owens Corning Intellectual Capital, Llc Acoustic insulator
US11666199B2 (en) 2018-12-12 2023-06-06 Owens Corning Intellectual Capital, Llc Appliance with cellulose-based insulator
JP6648849B1 (ja) * 2019-02-06 2020-02-14 王子ホールディングス株式会社 全熱交換器用シート、全熱交換器用素子、及び全熱交換器
WO2020166653A1 (ja) * 2019-02-14 2020-08-20 三菱製紙株式会社 全熱交換素子用紙及び全熱交換素子
JP6633263B1 (ja) * 2019-03-25 2020-01-22 三菱電機株式会社 全熱交換素子用仕切板およびこれを用いた全熱交換素子および全熱交換器ならびに全熱交換素子用仕切板の製造方法
CN110834441B (zh) * 2019-05-23 2022-01-18 杭州秋瓷超导科技有限公司 传热透气膜及用传热透气膜的传热透气组件
WO2020257826A1 (en) * 2019-06-21 2020-12-24 Nutriomix, Inc. Natural composite materials derived from seaweed and methods of making the same
NL2023619B1 (nl) * 2019-08-08 2021-02-16 Viridi Holding B V Koel- en/of verwarmingssysteem voor het koelen en/of verwarmen van plantenwortels, inrichting voor het laten groeien van planten, en werkwijze voor het koelen en/of verwarmen van plantenwortels
TWI742489B (zh) * 2019-12-18 2021-10-11 中日特種紙廠股份有限公司 多層紙之製造方法
PL435267A1 (pl) 2020-09-11 2022-03-14 Swiss Rotors Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Moduł rekuperatora do systemów wentylacyjnych
WO2022130470A1 (ja) * 2020-12-14 2022-06-23 三菱電機株式会社 全熱交換素子および全熱交換換気装置
KR20220089239A (ko) * 2020-12-21 2022-06-28 현대자동차주식회사 기계적 강도와 투명도가 우수한 이중 가교 구조의 셀룰로오스 나노섬유 필름 및 이의 제조 방법
CA3145718A1 (en) * 2021-01-15 2022-07-15 Innotech Alberta Inc. Cellulose particle mold release layer
TWI825401B (zh) * 2021-03-23 2023-12-11 聚隆纖維股份有限公司 具回收纖維素之天然纖維素纖維

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11189999A (ja) * 1997-12-19 1999-07-13 Tokushu Paper Mfg Co Ltd 全熱交換器用紙及びそれを使用した全熱交換器用エレメント
JP2010053461A (ja) * 2008-08-26 2010-03-11 Asahi Kasei Corp 嵩高性構造体の製造方法
JP2012000550A (ja) * 2010-06-15 2012-01-05 Asahi Kasei Fibers Corp セルロース繊維から構成される濾材
JP2012046843A (ja) * 2010-08-26 2012-03-08 Asahi Kasei Fibers Corp 耐水性セルロースシート

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2639303B2 (ja) 1992-11-05 1997-08-13 三菱電機株式会社 全熱交換器
US6074523A (en) * 1996-11-11 2000-06-13 Nippon Kodoshi Corporation Method of manufacturing highly-airtightened porous paper
JP4252892B2 (ja) 2001-06-01 2009-04-08 三菱製紙株式会社 全熱交換素子用紙
JP4094318B2 (ja) 2002-03-28 2008-06-04 松下エコシステムズ株式会社 熱交換膜および熱交換素子
DE10245125A1 (de) 2002-09-27 2004-01-22 Fibermark Gessner Gmbh & Co. Ohg Filtermedium und Filterelement zur Filtration von Feststoffen aus Gasen mit erhöhter Standzeit
US7008465B2 (en) 2003-06-19 2006-03-07 Donaldson Company, Inc. Cleanable high efficiency filter media structure and applications for use
KR100894377B1 (ko) * 2004-07-01 2009-04-22 아사히 가세이 가부시키가이샤 셀룰로오스 부직포
JP4980789B2 (ja) 2006-06-05 2012-07-18 レンゴー株式会社 全熱交換器用シート
JP2008088589A (ja) 2006-09-29 2008-04-17 Mitsubishi Paper Mills Ltd 剥離用工程紙基材
FI20085760L (fi) * 2008-08-04 2010-03-17 Teknillinen Korkeakoulu Muunnettu komposiittituote ja menetelmä sen valmistamiseksi
JP5502742B2 (ja) * 2008-10-17 2014-05-28 大王製紙株式会社 耐水性高通気性複合シート及びその製造方法
JP2010115574A (ja) * 2008-11-11 2010-05-27 Asahi Kasei Corp 機能性フィルター
JP5551905B2 (ja) 2009-08-21 2014-07-16 旭化成せんい株式会社 微細繊維を含むシートの製造装置及び方法
JP2011074535A (ja) 2009-09-30 2011-04-14 Nippon Paper Industries Co Ltd 耐油紙
EP2532782B1 (en) * 2010-02-01 2018-06-20 Oji Holdings Corporation Method for producing cellulose-fiber flat structure
JP2012036529A (ja) * 2010-08-06 2012-02-23 Asahi Kasei Fibers Corp セルロースシート
KR101879611B1 (ko) * 2011-01-21 2018-07-18 에프피이노베이션스 높은 종횡비의 셀룰로스 나노필라멘트 및 그의 제조 방법
JP2012160877A (ja) 2011-01-31 2012-08-23 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像処理装置
JP5781321B2 (ja) * 2011-02-15 2015-09-16 旭化成せんい株式会社 蛋白質吸着性セルロース不織布
FI126055B (en) * 2012-05-14 2016-06-15 Upm Kymmene Corp A method of making a film from fibril pulp and a fibril pulp film
WO2014014099A1 (ja) * 2012-07-19 2014-01-23 旭化成せんい株式会社 微細繊維セルロース層を含む多層構造体
WO2014164127A1 (en) * 2013-03-09 2014-10-09 Donaldson Company, Inc. Nonwoven filtration media including microfibrillated cellulose fibers
FR3003581B1 (fr) * 2013-03-20 2015-03-20 Ahlstroem Oy Support fibreux a base de fibres et de nanofibrilles de polysaccharide
FR3003580B1 (fr) * 2013-03-20 2015-07-03 Ahlstroem Oy Non-tisse par voie humide comprenant des nanofibrilles de cellulose
CA2914146A1 (en) * 2013-06-03 2014-12-11 Oji Holdings Corporation Method for producing sheet containing fine fibers
KR20160020524A (ko) * 2013-07-19 2016-02-23 아사히 가세이 셍이 가부시키가이샤 미세 셀룰로오스 섬유 시트

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11189999A (ja) * 1997-12-19 1999-07-13 Tokushu Paper Mfg Co Ltd 全熱交換器用紙及びそれを使用した全熱交換器用エレメント
JP2010053461A (ja) * 2008-08-26 2010-03-11 Asahi Kasei Corp 嵩高性構造体の製造方法
JP2012000550A (ja) * 2010-06-15 2012-01-05 Asahi Kasei Fibers Corp セルロース繊維から構成される濾材
JP2012046843A (ja) * 2010-08-26 2012-03-08 Asahi Kasei Fibers Corp 耐水性セルロースシート

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