KR101322049B1 - Paper for total heat exchange element, preparation method thereof and total heat exchange element comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다공질 기재; 가스 차폐성 바인더 수지; 및 열전도율이 0.5k 이상인 무기입자를 포함하는 전열교환소자용 용지, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전열교환소자에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면, 다공질 기재의 공극 내에 가스 차폐성을 가지는 바인더 수지가 코팅되어 우수한 가스 차폐 효과를 가질 뿐 아니라, 상기 가스 차폐성 바인더 수지에 의하여 열전도율이 우수한 무기입자가 코팅되어 있어, 잠열 및 현열 교환이 용이하고, 물에 닿아도 쉽게 찢어지거나 성능이 저하되지 않는 우수한 내구성을 가지는 전열교환소자용 용지를 제공할 수 있다.The present invention is a porous substrate; Gas shielding binder resins; And a heat transfer element paper including inorganic particles having a thermal conductivity of 0.5 k or more, a method for manufacturing the same, and a heat transfer element comprising the same, according to the present invention, a binder resin having a gas shielding property is coated in the pores of the porous substrate, thereby being excellent. In addition to having a gas shielding effect, the gas-shielding binder resin is coated with inorganic particles having excellent thermal conductivity, so that latent heat and sensible heat exchange are easy, and heat resistance having excellent durability not easily torn or deteriorated even when contacted with water. The paper for the exchange element can be provided.
다공질 기재, 가스 차폐성, 바인더 수지, 흡습제, 무기물 입자, 전열교환소자 Porous base material, gas shielding property, binder resin, moisture absorbent, inorganic particles, total heat exchange element
Description
본 발명은 전열교환소자용 용지, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전열교환소자에 관한 것이다.The present invention relates to a paper for a total heat exchange element, a manufacturing method thereof and a total heat exchange element comprising the same.
최근, 실내에서 건재나 가구, 일용품 등에서 발산하는 휘발성의 유기 화합물로 인하여 다양한 증후군들이 나타나고 있다.Recently, various syndromes have appeared due to volatile organic compounds emitted from building materials, furniture, daily necessities, and the like.
이러한 문제를 해결하기 위하여 최근 개정된 건축 기준법에 의해 건축물에 환기 설비를 설치하는 것이 의무화되었고, 가정용 에어컨에도 환기 기능을 부가해서, 건축물의 환기가 촉진되고 있는 실정이다.In order to solve this problem, it is mandatory to install ventilation equipment in buildings according to the recently revised Building Standards Act, and the ventilation of buildings is promoted by adding ventilation functions to home air conditioners.
건축물의 기밀성이 높아지고, 냉난방의 보급으로 인하여 생활 양식의 변화에 따라 환기가 어려워져 휘발성 유기 화합물이 옥내에 머물기가 용이해졌다는 점에 서, 이를 해결하기 위한 방안으로서 환기를 행하면서도 열 또는 냉열은 외부로 방출되기 어렵게 하여 에너지 소비를 억제하는 전열 교환기가 주목받고 있다. 즉, 신선한 외부 공기와 실내의 오염된 공기를 교환시키는 환기 시스템에서 환기에 의한 에너지 낭비를 방지할 수 있는 열 교환기의 개발 필요성이 높아지고 있는 실정이다.As airtightness of buildings is increased and ventilation is difficult to change due to the spread of air conditioning and heating, volatile organic compounds are easier to stay indoors. The heat exchanger which makes it hard to be discharged | emitted and suppresses energy consumption attracts attention. That is, there is a growing need to develop a heat exchanger that can prevent energy waste due to ventilation in a ventilation system that exchanges fresh outside air with polluted air in a room.
열 교환기의 흡기로와 배기로에 구비되는 칸막이 재료는 외부 공기와 내부 공기가 혼합되지 않으면서 열량을 온전하게 교환할 수 있도록 우수한 가스 차폐성을 가지는 동시에 칸막이를 사이에 둔 실내, 외 공기의 열량 교환이 빠르고 쉽게 이루어져야 한다. The partition material provided in the intake and exhaust paths of the heat exchanger has excellent gas shielding so that the heat can be completely exchanged without mixing the outside air with the inside air, and the heat exchange between the indoor and outdoor air with the partition therebetween. This should be done quickly and easily.
열 교환 시에는 현열(온도) 및 잠열(습도)의 열 교환이 모두 이루어져야 하며, 전열성과 투습성을 동시에 가질 수 있는 재료가 요구된다.When exchanging heat, both sensible heat (temperature) and latent heat (humidity) heat exchange must be performed, and a material capable of both heat transfer and moisture permeability is required.
종래 이러한 열 교환기의 칸막이 부재에 대한 여러 시도들이 있었는데, 대다수의 경우 뛰어난 투습성을 가지는 펄프를 이용한 종이 소재를 기재로 이용하였다.There have been various attempts for the partition member of such a heat exchanger. In many cases, a paper material using pulp having excellent moisture permeability is used as a substrate.
그러나 투습성이 우수한 종이를 이용하는 경우, 투습성은 문제가 없었으나, 가스 차폐성이 좋지 않으며, 수분에 노출 시 쉽게 찢어지기 때문에 내구성에 문제가 있었는바, 다공질의 종이 기재를 무공질 상태로 만들기 위한 개발이 이루어지고 있는 실정이다.However, in the case of using a paper having excellent moisture permeability, there was no problem in moisture permeability, but there was a problem in durability because of poor gas shielding properties and easy tearing when exposed to moisture. It is happening.
또한, 종래 전열교환소자용 용지는 수분에 자주 노출되는 환경을 고려하여 종이 제조 시에 습윤지력 증강제를 첨가하기도 하였으나, 냉, 온기가 교차하거나 건조한 공기와 습한 공기가 교차하는 환경에 지속적으로 놓임에 따라 결로가 반복 되는 과정에서 수분에 약한 펄프 소재만을 이용하는 경우, 내구성이나 성능의 지속성에 문제가 있었다.In addition, the conventional heat exchange element paper has been added to the wet paper strength enhancer when manufacturing paper in consideration of the environment that is frequently exposed to moisture, but as it is continuously placed in an environment where cold and warmth cross, dry air and wet air cross In the case of using only the pulp material that is weak to moisture in the course of repeated dew condensation, there is a problem in durability and durability of performance.
본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 우수한 투습성, 전열성, 가스 차폐성 및 내구성을 동시에 가지는 효율적인 전열교환소자용 용지, 이를 제조하는 전열교환소자용 용지의 제조방법 및 이를 포함하는 전열교환소자를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an efficient heat transfer device paper having excellent moisture permeability, heat transfer, gas shielding and durability at the same time, a method for manufacturing a paper for heat transfer device to manufacture the same It is to provide a total heat exchange element.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 다공질 기재; 가스 차폐성 바인더 수지; 및 열전도율이 0.5k 이상인 무기입자를 포함하는 전열교환소자용 용지를 제공한다.The present invention as a means for solving the above problems, a porous substrate; Gas shielding binder resins; And inorganic particles having a thermal conductivity of 0.5k or more.
본 발명은 또한, 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 가스 차폐성 바인더 수지 및 열전도율이 0.5k 이상인 무기입자를 다공질 기재에 코팅하는 제 1 단계; 및 상기 제 1 단계에서 얻어진 다공질 기재를 건조시키는 제 2 단계를 포함하는 전열교환소자용 용지의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides another means for solving the above problems, the first step of coating the porous substrate on the gas-shielding binder resin and inorganic particles having a thermal conductivity of 0.5k or more; And a second step of drying the porous substrate obtained in the first step.
본 발명은 또한, 상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 전열교환소자용 용지를 포함하는 복수 개의 간막이판; 및 상기 복수 개의 간막이판 사이에 구비되어 상기 간막이판을 지지하는 간격판을 포함하는 전열교환소 자를 제공한다.The present invention also provides a further separator for solving the above problems, comprising: a plurality of partition plates comprising a paper for the heat exchange element according to the present invention; And a gap plate provided between the plurality of partition plates to support the partition plates.
본 발명에 의하면, 우수한 투습성, 전열성, 가스 차폐성 및 내구성을 동시에 가지는 전열교환소자용 용지 및 이의 제조방법을 제공할 수 있으며, 상기 전열교환소자용 용지를 포함하는 전열교환소자는 종래 문제가 되었던 실내, 외 공기의 혼합, 에너지 효율 저하 및 수분 환경에서의 내구성 및 성능 저하 현상을 방지할 수 있어, 보다 효율적이고 유용한 열 교환기를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a paper for a heat exchange element and a method of manufacturing the same having excellent moisture permeability, heat transfer, gas shielding and durability at the same time, the heat exchange element comprising the paper for the heat exchange element has been a conventional problem, It is possible to prevent the mixing of external air, deterioration of energy efficiency, and durability and performance deterioration in a moisture environment, thereby providing a more efficient and useful heat exchanger.
본 발명은 다공질 기재; 가스 차폐성 바인더 수지; 및 열전도율이 0.5k 이상인 무기입자를 포함하는 전열교환소자용 용지에 관한 것이다.The present invention is a porous substrate; Gas shielding binder resins; And an inorganic particle having a thermal conductivity of 0.5 k or more.
이하, 본 발명의 전열교환소자용 용지에 대하여 보다 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the paper for total heat exchange elements of this invention is demonstrated in detail.
본 발명의 전열교환소자용 용지는 전술한 바와 같이, 다공질 기재; 상기 다공질 기재에 코팅되어 있는 가스 차폐성 바인더 수지; 및 열전도율이 0.5k 이상인 무기입자를 포함한다.The paper for a heat exchange element of the present invention, as described above, a porous substrate; A gas shielding binder resin coated on the porous substrate; And inorganic particles having a thermal conductivity of 0.5 k or more.
본 발명에서 사용되는 전열교환소자용 용지는 열 교환기에서 열 교환 작용을 수행하는데 사용되는 시트 용지를 의미한다. The paper for the total heat exchange element used in the present invention means a sheet paper used to perform a heat exchange action in the heat exchanger.
또한, 본 발명에서 다공질 기재는 내부에 복수 개의 공극을 가지는 다공성의 소재로서, 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니지만, 일반적으로 펄프 또는 합성섬유 등을 이용하여 제조되며, 구체적으로는 종이, 부직포 또는 직포 등과 같이 미세한 구멍을 복수 개 갖는 기재를 사용할 수 있다.In addition, in the present invention, the porous substrate is a porous material having a plurality of pores therein, but is not particularly limited in kind, but is generally manufactured using pulp or synthetic fibers, and specifically, paper, nonwoven fabric, or woven fabric. It is possible to use a base material having a plurality of fine holes such as the like.
보다 구체적으로, 상기 다공질 기재로는 폴리에틸렌 섬유와 레이온 섬유의 혼초(混抄) 부직포, 목재 펄프 섬유와 마닐라삼의 혼초지, 크라프트지 등이 사용될 수 있다.More specifically, the porous substrate may be a blended nonwoven fabric of polyethylene fiber and rayon fiber, blended paper of kraft pulp fiber and manila hemp, kraft paper and the like.
여기서, 편면 광택 크라프트지와 같이 한쪽 면을 캘린더 처리한 다공질 기재를 이용하는 경우, 소량의 친수성 고분자를 이용하여 다공질 기재의 구멍을 막을 수 있고, 목재 펄프와 마닐라삼과의 혼초지와 같이, 복수 종의 친수성 섬유를 사용할 수도 있으며, 친수성 섬유 외의 다른 섬유가 복수 종의 섬유로 이루어질 수도 있다.Here, in the case of using a porous substrate calendered on one side, such as single-sided glossy kraft paper, a small amount of hydrophilic polymer can be used to close the pores of the porous substrate, and a plurality of species, such as kneaded paper of wood pulp and manila hemp, may be used. Hydrophilic fibers may also be used, and fibers other than hydrophilic fibers may be composed of a plurality of kinds of fibers.
또한, 상기 다공질 기재는 셀룰로오스로 이루어지는 목재 펄프, 레이온, 면, 마, 양모 등, 셀룰로오스 유도체인 셀룰로오스 아세테이트 등, 또는 폴리비닐알코올(PVA)로 이루어지는 비닐론이나 폴리비닐알코올계 섬유, 무기 재료로 이루어지는 유리 섬유 등의 친수성 섬유를 30 중량% 이상 함유할 수 있고, 구체적으로는 50 중량% 이상 함유할 수 있으며, 젖음성의 관점에서 친수성 섬유의 함량이 높을수록 유리할 수 있으며, 그 상한값이 특별히 제한되는 것은 아니다.The porous substrate may be made of cellulose, which is a cellulose derivative, such as wood pulp made of cellulose, rayon, cotton, hemp, wool, or the like, or glass made of vinylon, polyvinyl alcohol-based fiber, or inorganic material made of polyvinyl alcohol (PVA). It may contain 30% by weight or more of hydrophilic fibers, such as fibers, specifically 50% by weight or more, the higher the content of the hydrophilic fibers in terms of wettability may be advantageous, the upper limit is not particularly limited. .
상기 친수성 섬유는 하이드록시기와 같은 친수성 기능기를 가지고 있어, 수분의 흡착 및 이동을 수월하게 하며, 잠열 교환 성능을 향상시킬 수 있다.The hydrophilic fiber has a hydrophilic functional group, such as a hydroxyl group, to facilitate the adsorption and movement of water, and to improve the latent heat exchange performance.
또한, 상기 친수성 섬유는 외관이나 질감을 변경하고, 강도를 향상시키기 위 해서, 폴리에틸렌 섬유나 폴리프로필렌 섬유 등을 추가로 함유할 수도 있다.In addition, the hydrophilic fiber may further contain polyethylene fiber, polypropylene fiber, or the like in order to change the appearance and texture and to improve the strength.
한편, 상기 가스 차폐성 바인더 수지는 다공질 기재의 공극에 충전되어 가스를 차폐하는 역할과 함께 무기입자를 고정시켜주는 역할을 하는 것으로서, 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면 폴리비닐플루오라이드, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리이미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 옥사이드, 셀룰로오스 아세테이트, 풀루란, 카르복실 메틸 셀룰로오스 및 폴리비닐 알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것일 수 있고, 구체적으로는 폴리비닐플루오라이드, 폴리비닐리덴플루오라이드 및 폴리에틸렌 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.On the other hand, the gas shielding binder resin serves to fix the inorganic particles together with the role of filling the pores of the porous substrate to shield the gas, the kind is not particularly limited, for example, polyvinyl fluoride, Polyvinylidene fluoride, polyimide, polyacrylonitrile, polymethylmethacrylate, polyvinylchloride, polyethylene glycol, polyethylene oxide, cellulose acetate, pullulan, carboxymethyl cellulose and polyvinyl alcohol It may include one or more, and specifically may include one or more selected from the group consisting of polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride and polyethylene glycol.
상기 가스 차폐성 바인더 수지는 상기 다공질 기재 및 무기입자 사이의 공극 또는 표면 상에 일정한 양으로 코팅될 수 있는데, 그 함량이 특별히 제한되는 것은 아니고 다양한 양으로 코팅될 수 있지만, 예를 들면, 다공질 기재 100 중량부에 대하여 10 중량부 내지 60 중량부의 양으로 함유될 수 있다.The gas shielding binder resin may be coated in a predetermined amount on the surface or the gap between the porous substrate and the inorganic particles, the content is not particularly limited and may be coated in various amounts, for example, porous substrate 100 It may be contained in an amount of 10 parts by weight to 60 parts by weight with respect to parts by weight.
상기 가스 차폐성 바인더 수지의 함량이 다공질 기재 100 중량부에 대하여 10 중량부 미만이면, 바인더 수지의 양이 부족하여 다공질 기재 및 무기입자 사이의 공극을 모두 충전하기가 어려워질 우려가 있으며, 60 중량부를 초과하면, 바인더 수지의 양이 과도하게 많아져서 열 교환 효율이 저하될 우려가 있다.When the content of the gas shielding binder resin is less than 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the porous substrate, the amount of the binder resin may be insufficient to make it difficult to fill all the pores between the porous substrate and the inorganic particles, and 60 parts by weight. If it exceeds, the quantity of binder resin will become large too much and there exists a possibility that heat exchange efficiency may fall.
또한, 본 발명에서 사용되는 무기입자는 전술한 바와 같이, 열전도율이 0.5k 이상인 무기입자는 다공성 기재나 가스 차폐성 수지에 비하여 높은 열전도율을 가짐으로써 급, 배기의 온도 전달 및 교환을 보다 빠르게 하는 역할을 하며, 본 발명에 따른 전열교환소자용 용지의 가스 차폐성 및 투습성이 만족되는 조건하에서 열량 교환을 보다 수월하게 하는 기능을 한다.In addition, the inorganic particles used in the present invention, as described above, the inorganic particles having a thermal conductivity of 0.5k or more has a higher thermal conductivity than the porous substrate or gas-shielding resin to serve to accelerate the temperature transfer and exchange of the supply and exhaust faster. And it functions to facilitate the heat exchange under the conditions that the gas shielding and moisture permeability of the paper for the total heat exchange element according to the present invention is satisfied.
상기 무기입자의 열전도율은 0.5k 이상이기만 하면, 그 상한치는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 구체적으로 1k 이상인 것을 사용할 수 있고, 보다 구체적으로는 10k 내지 400k의 열전도율을 가지는 무기입자를 사용할 수 있다.Although the upper limit is not specifically limited as long as the thermal conductivity of the said inorganic particle is 0.5k or more, Specifically, 1k or more can be used, More specifically, the inorganic particle which has a thermal conductivity of 10k-400k can be used.
상기 무기입자의 종류가 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 상기한 바와 같은 열전도율을 가지는 금속, 금속산화물, 금속질화물, 금속탄화물, 클레이 및 점토로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.Although the type of the inorganic particles is not particularly limited, for example, the inorganic particles may include at least one selected from the group consisting of metals, metal oxides, metal nitrides, metal carbides, clays and clays having thermal conductivity as described above.
상기 무기입자의 보다 구체적인 예를 들면, 알루미나 입자, 실리카 입자, SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3 및 TiO2 등과 같은 산화물 또는 BN, AlN, Si3N4 와 같은 질화물 및 SiC 같은 금속탄화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합한 것을 포함할 수 있다.More specific examples of the inorganic particles, such as alumina particles, silica particles, SrTiO 3 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 , Y 2 O 3 and TiO 2, such as oxides or BN, AlN , And one or two or more selected from the group consisting of nitrides such as Si 3 N 4 and metal carbides such as SiC.
또한, 상기 무기입자의 함량도 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 다공질 기재 100 중량부에 대하여 10 중량부 내지 50 중량부의 양으로 함유될 수 있다.In addition, the content of the inorganic particles is not particularly limited, for example, it may be contained in an amount of 10 parts by weight to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the porous substrate.
상기 다공질 기재 100 중량부에 대하여 상기 무기입자의 함량이 10 중량부 미만의 양으로 함유되는 경우, 열전도율의 향상이 미미할 우려가 있으며, 50 중량 부를 초과하는 양으로 함유되는 경우, 상기 무기입자를 다공질 기재 상에 고정시켜 줄 바인더 수지의 양도 함께 증가하게 되므로 도막의 두께가 증가하여 열 교환 효율이 저하될 우려가 있다.When the content of the inorganic particles is contained in an amount of less than 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the porous substrate, there is a fear that the improvement of thermal conductivity is insignificant, and when the content is greater than 50 parts by weight, the inorganic particles are porous. Since the amount of the binder resin to be fixed on the substrate is also increased, there is a fear that the thickness of the coating film is increased to lower the heat exchange efficiency.
또한, 본 발명의 전열교환소자용 용지는 다공질 기재 100 중량부에 대하여 흡습제 5 중량부 내지 30 중량부를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the paper for the total heat exchange element of the present invention may further include 5 to 30 parts by weight of the moisture absorbent with respect to 100 parts by weight of the porous substrate.
상기 흡습제의 함량이 5 중량부 미만이면, 흡습제의 양이 부족하여 수분흡착 효과를 충분히 구현하기 어려워질 우려가 있으며, 30 중량부를 초과하면, 흡습제의 양이 과도하게 많아져서 전열 용지가 과도하게 수분을 흡수하게 되므로 전열 용지의 표면에서 수분이 응축되어 내구성을 저하시킬 우려가 있다.If the content of the moisture absorbent is less than 5 parts by weight, the amount of the moisture absorbent may be insufficient to implement a moisture adsorption effect, and if it exceeds 30 parts by weight, the amount of the absorbent is excessively large, so that the heat-transfer paper excessively moisture Since the water is absorbed, moisture may condense on the surface of the heat transfer paper, thereby deteriorating durability.
상기 흡습제는 전열교환소자용 용지 내에서 흡습 처리용으로 사용되는 것이라면 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 무기산염, 유기산염, 무기질 전량, 다가 알코올, 요소류 및 친수성 고분자 등을 사용할 수 있다.The moisture absorbent is not particularly limited as long as it is used for hygroscopic treatment in the heat exchange element paper. For example, an inorganic acid salt, an organic acid salt, an inorganic salt, a polyhydric alcohol, urea and a hydrophilic polymer may be used. have.
본 발명에 따른 전열교환소자용 용지는, 전열 교환 성능을 높이기 위해서 상기한 바와 같은 흡습제를 추가로 포함함으로써 흡습 처리할 수 있는데, 상기 흡습 처리는, 흡습제 용액을 상기 친수성 고분자 가공 시트에 도공 또는 분무하는 방법, 흡습제 용액에 상기 다공질 기재를 침지하는 방법 또는 미리 흡습제를 혼합한 바인더 수지 용액을 이용하여 다공질 기재를 가공하는 방법 등을 이용할 수 있다.The heat exchange element paper according to the present invention can be hygroscopically treated by further including a moisture absorbent as described above in order to increase the total heat exchange performance. The hygroscopic treatment is performed by coating or spraying an absorbent solution onto the hydrophilic polymer processed sheet. The method, the method of immersing the said porous base material in the moisture absorbent solution, the method of processing a porous base material using the binder resin solution which mixed the moisture absorbent previously, etc. can be used.
여기서, 상기 무기질 전량이란, 무기 광물이나 무기염 등을 의미하는 것으로서, 증량제, 부피제 등의 용도로 사용될 수 있다.Herein, the inorganic whole amount means inorganic minerals, inorganic salts, or the like, and may be used for applications such as extenders and bulking agents.
본 발명에 따른 전열교환소자용 용지가 상기와 같은 흡습제를 추가로 포함하는 경우, 투습도가 향상되어, 잠열의 이동이 용이해지므로 열 교환 성능을 향상시킬 수 있다.When the paper for the total heat exchange element according to the present invention further comprises a moisture absorbent as described above, the moisture permeability is improved, the movement of the latent heat is easy, so that the heat exchange performance can be improved.
상기 흡습제는 상술한 바와 같이 흡습 효과를 가져올 수 있는 것이라면 모두 포함할 수 있으며, 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니지만, 구체적인 예를 들면, 무기산염으로는 염화리튬 및 염화나트륨 등과 같은 알칼리 금속염 또는 염화칼슘 및 염화마그네슘 등과 같은 알칼리토류 금속염 등을 들 수 있고, 유기산염으로는 젖산나트륨, 젖산칼슘 및 피롤리돈카르복실산나트륨 등을 들 수 있으며, 무기질 전량으로는 수산화알루미늄, 탄산칼슘, 규산알루미늄, 규산마그네슘, 탤크, 클레이, 제올라이트, 규조토, 세피올라이트, 실리카 겔 및 활성탄 등을 들 수 있고, 다가 알코올로는 글리세린, 에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜 및 폴리글리세린 등을 들 수 있으며, 요소류로는 요소 또는 히드록시에틸요소 등을 들 수 있고, 친수성 고분자로는 폴리아스파라긴산, 폴리아크릴산, 폴리글루타민산, 폴리리신, 알긴산, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시알킬셀룰로오스 및 이들의 염 또는 가교물, 카라기난, 펙틴, 젤란검, 한천, 크산탄검, 히알루론산, 구아검, 아라비아 고무, 전분 및 이들의 가교물, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 콜라겐, 아크릴니트릴계 중합체 비누화물, 전분/아크릴산염 그라프트 공중합체, 초산비닐/아크릴산염 공중합체 비누화물, 전분/아크릴니트릴 그라프트 공중합체, 아크릴산염/아크릴아미드 공중합체, 폴리비닐알코올/무수말레산 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드계, 이소부틸렌-무수말레산 공중합체, 다당류/아크릴산염 그라프트 자기 가교체 등의 흡습제를 들 수 있다.The moisture absorbents may include any one as long as it can bring about a hygroscopic effect as described above, but the type thereof is not particularly limited. Specific examples of the inorganic acid salt include alkali metal salts such as lithium chloride and sodium chloride, or calcium chloride and chloride. Alkaline earth metal salts such as magnesium, and the like, and organic acid salts include sodium lactate, calcium lactate, sodium pyrrolidone carboxylate, and the like, and the total amount of inorganic matters is aluminum hydroxide, calcium carbonate, aluminum silicate, magnesium silicate. , Talc, clay, zeolite, diatomaceous earth, sepiolite, silica gel and activated carbon, and the like, and polyhydric alcohols include glycerin, ethylene glycol, triethylene glycol, and polyglycerol. Hydroxyethyl urea etc. are mentioned, As a hydrophilic polymer, Polyaspa Carboxylic acid, polyacrylic acid, polyglutamic acid, polylysine, alginic acid, carboxymethyl cellulose, hydroxyalkyl cellulose and salts or crosslinks thereof, carrageenan, pectin, gellan gum, agar, xanthan gum, hyaluronic acid, guar gum, gum arabic , Starch and crosslinked products thereof, polyethylene glycol, polypropylene glycol, collagen, acrylonitrile-based polymer saponified, starch / acrylate graft copolymer, vinyl acetate / acrylate copolymer saponified, starch / acrylonitrile graft Moisture absorbers such as copolymers, acrylate / acrylamide copolymers, polyvinyl alcohol / maleic anhydride copolymers, polyethylene oxide-based, isobutylene-maleic anhydride copolymers, and polysaccharides / acrylate graft self-crosslinked materials. .
보다 구체적인 예를 들면, 상기 흡습제로 염화칼슘, 염화리튬, 염화마그네슘 및 염화나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 무기산염을 사용할 수 있다.More specifically, for example, an inorganic acid salt containing at least one selected from the group consisting of calcium chloride, lithium chloride, magnesium chloride and sodium chloride may be used as the hygroscopic agent.
상기 무기산염은 수분이 흡착되어 수분 전달 효율을 높일 수 있을 뿐 아니라 그 자체로써 난연제의 역할을 할 수 있다는 점에서, 보다 유용하게 사용될 수 있다.The inorganic acid salt may be more usefully used in that moisture may be adsorbed to increase water transfer efficiency and may serve as a flame retardant by itself.
나아가, 본 발명에 따른 전열교환소자용 용지는 기타 물성을 부여하기 위하여 다양한 첨가제를 추가로 포함할 수 있는데, 첨가제의 종류가 특별히 제한되는 것은 아니고, 당해 기술 분야에서 공지된 모든 첨가제가 이에 포함될 수 있지만, 예를 들면, 난연제, 내수 처리제 및 유연제 등을 추가로 포함할 수 있다.Further, the paper for the total heat exchange element according to the present invention may further include a variety of additives to impart other physical properties, the type of the additive is not particularly limited, but all additives known in the art may be included therein For example, it may further include a flame retardant, a water treatment agent and a softening agent.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 전열교환소자용 용지는 우수한 투기도를 가지며, 예를 들면, 거얼리(Gurley) 투기도가 3000 (초/100ml) 이상일 수 있고, 구체적으로는 5500 (초/100ml) 이상일 수 있다.As described above, the paper for the heat exchange element according to the present invention has excellent air permeability, for example, the Gurley air permeability may be 3000 (seconds / 100 ml) or more, specifically 5500 (seconds / 100 ml) ) May be more than.
여기서, 상기 『거얼리 투기도』란, 당해 기술분야에서 일반적으로 공지된 종이 또는 판지의 투기도 측정방법으로서, 이와 같은 방식을 통하여 본 발명에 따른 전열교환소자용 용지의 거얼리 투기도를 측정할 수 있고, 보다 구체적인 예를 들면, ISO5636/5 시험법에 의하여 상기 전열교환소자용 용지의 거얼리 투기도를 측정할 수 있다.Here, the "Gairley air permeability" is a method for measuring the air permeability of paper or paperboard generally known in the art, and through such a method, the air permeability of the paper for electrothermal exchange elements according to the present invention can be measured. More specifically, for example, the Gurley air permeability of the paper for the heat exchange element can be measured by the ISO5636 / 5 test method.
본 발명에 따른 전열교환소자용 용지의 거얼리 투기도가 3000 (초/100ml) 미만인 경우, 전열교환소자를 이용 시 구획하여야 할 공급 기체와 배출 기체가 혼합되어 버릴 우려가 있으며, 거얼리 투기도도 높을수록 바람직하다. If the Gurley air permeability of the paper for the total heat exchange element according to the present invention is less than 3000 (sec / 100ml), there is a fear that the feed gas and the discharge gas to be partitioned when the heat exchange element is used are mixed, Higher is preferable.
한편, 본 발명에 따른 전열교환소자용 용지는 투습도가 3500 g/(m2·24h) 이상일 수 있고, 구체적으로는 4000 g/(m2·24h) 내지 7000 g/(m2·24h)일 수 있다. 상기 투습도도 이 분야에서 공지된 다양한 방식에 따라 측정될 수 있으며, 그 측정방법이 특별히 제한되는 것은 아니지만, 구체적인 예를 들면, ISO2528 시험법에 의하여 측정될 수 있다.On the other hand, the paper for the total heat exchange element according to the present invention may be more than 3500 g / (m 2 · 24h), specifically, 4000 g / (m 2 · 24h) to 7000 g / (m 2 · 24h) have. The moisture permeability may also be measured according to various methods known in the art, and the measuring method is not particularly limited, but may be measured by, for example, the ISO2528 test method.
상기 전열교환소자용 용지의 투습도가 3500g/(m2·24h) 미만인 경우, 습기의 이동이 충분하지 않기 때문에 수증기의 잠열에 의하여 열 교환이 불충분해질 우려가 있다.If the moisture permeability of the electrothermal exchange element paper is less than 3500 g / (m 2 · 24h), there is a possibility that heat exchange may be insufficient due to latent heat of water vapor due to insufficient movement of moisture.
나아가, 투습도의 경우에도, 높을수록 바람직하지만, 공기의 흐름을 차단하는 밀폐성을 가지면서 투습도가 7000 g/(m2·24h)를 초과하는 것은 현실적으로 실현되기 어려울 수 있다.Furthermore, even in the case of water vapor transmission rate, the higher it is preferable, but it is difficult to realize in reality that the water vapor transmission rate exceeds 7000 g / (m 2 · 24h) while having a sealability that blocks the flow of air.
뿐만 아니라, 본 발명은 가스 차폐성 바인더 수지 및 열전도율이 1k 내지 400k인 무기입자를 다공질 기재에 코팅하는 제 1 단계; 및 상기 제 1 단계에서 얻어진 다공질 기재를 건조시키는 제 2 단계를 포함하는 전열교환소자용 용지의 제조 방법에 관한 것이다.In addition, the present invention comprises a first step of coating a porous substrate with a gas-shielding binder resin and inorganic particles having a thermal conductivity of 1k to 400k; And a second step of drying the porous substrate obtained in the first step.
본 발명에 따른 전열교환소자용 용지의 제조방법을 보다 상세하게 설명하면, 상기 제 1 단계는 가스 차폐성 바인더 수지 및 무기입자를 다공질 기재에 코팅하는 단계로서, 구체적으로는 무기입자와 혼합된 가스 차폐성 바인더 수지를 다공질 기재 내의 공극 및 표면 상에 코팅하는 단계이다. 이에 따라 상기 가스 차폐성 바인더 수지는 다공질 기재 및 무기입자 사이의 공극에 충전될 수 있다.Referring to the method of manufacturing a paper for a total heat exchange element according to the present invention in more detail, the first step is a step of coating a gas-shielding binder resin and inorganic particles on a porous substrate, specifically, a gas-shielding binder mixed with inorganic particles Coating the resin onto the voids and surfaces in the porous substrate. Accordingly, the gas shielding binder resin may be filled in the gap between the porous substrate and the inorganic particles.
제 1 단계에서, 코팅은 도포, 함침 및 기타 당해 기술 분야에서 통상적으로 알려진 코팅방법에 의하여 수행될 수 있지만, 예를 들면, 딥 코팅(dip-coating), 다이 코팅(die-coating), 롤 코팅(roll-coating), 및 콤마 코팅(comma-coating) 및 스프레이 코팅(spray-coating)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 코팅방식을 이용할 수 있다.In the first step, the coating can be carried out by coating, impregnation and other coating methods commonly known in the art, but for example dip-coating, die-coating, roll coating roll-coating, and comma-coating and spray-coating can be used in any one coating method selected from the group consisting of.
보다 구체적인 예를 들면, 가스 차폐성 바인더 수지 및 무기입자를 포함하는 용액 속에 다공질 기재를 침지시키는 방법, 상기 가스 차폐성 바인더 수지 및 무기입자를 포함하는 용액으로 적셔진 롤러에 다공질 기재를 접촉시키는 방법, 상기 다공질 기재에 롤러를 접촉한 후, 양면으로부터 롤러로 압력을 가하여 압착시킴으로써 상기 다공질 기재 전체를 바인더 수지 함유 용액에 적시는 방법 등을 통하여 코팅을 수행할 수 있다.More specifically, for example, a method of immersing a porous substrate in a solution containing a gas shielding binder resin and inorganic particles, a method of contacting the porous substrate to a roller wetted with a solution containing the gas shielding binder resin and inorganic particles, the After contacting the roller to the porous substrate, the coating may be performed by a method of soaking the entire porous substrate in a binder resin-containing solution by pressing the roller from both sides and compressing the same.
아울러, 제 1 단계에서, 상기 가스 차폐성 바인더 수지 및 무기입자 외에 흡습제를 코팅하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.In addition, in the first step, it may further comprise the step of coating a moisture absorbent in addition to the gas shielding binder resin and inorganic particles.
예를 들면, 상기 흡습제는 가스 차폐성 바인더 수지 및 무기입자와 함께 혼합되어 코팅될 수도 있고, 이와 별도로 코팅될 수도 있으며, 코팅 방법 또한 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 상기 바인더 수지와 마찬가지로 딥 코팅(dip-coating), 다이 코팅(die-coating), 롤 코팅(roll-coating), 콤마 코팅(comma-coating) 및 스프레이 코팅(spray-coating)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 방식에 의하여 수행될 수 있다.For example, the moisture absorbent may be mixed and coated together with the gas shielding binder resin and the inorganic particles, or may be coated separately, and the coating method is not particularly limited. For example, like the binder resin, dip coating may be performed. (dip-coating, die-coating, roll-coating, comma-coating and spray-coating). Can be.
한편, 제 2 단계는 다공질 기재에 코팅되어 있는 바인더 수지를 건조시키는 단계로서, 제 2 단계를 통하여 다공질 기재에 코팅되어 있는 가스 차폐성 바인더 수지를 경화시킬 수 있다.On the other hand, the second step is to dry the binder resin coated on the porous substrate, it is possible to cure the gas-shielding binder resin coated on the porous substrate through the second step.
상기 제 2 단계에서, 건조 방법 및 조건은 이 분야에서 통상적으로 사용되는 공지된 방법 및 조건이 적용될 수 있으며, 코팅 슬러리의 용매의 종류에 따라 상기 용매가 완전히 건조될 때까지 건조하면 족하고, 건조 조건이 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 열풍 또는 오븐 건조 방식에 의하여 40℃ 내지 150℃의 온도에서 30초 내지 3분 동안 수행될 수 있다.In the second step, the drying method and conditions may be applied to known methods and conditions commonly used in the art, depending on the type of solvent of the coating slurry is sufficient to dry until the solvent is completely dried, drying conditions Although not particularly limited, for example, it may be performed for 30 seconds to 3 minutes at a temperature of 40 ℃ to 150 ℃ by hot air or oven drying method.
나아가, 본 발명은 또한, 상기 전열교환소자용 용지를 포함하는 복수 개의 간막이판; 및 상기 복수 개의 간막이판 사이에 구비되어 상기 간막이판을 지지하는 간격판을 포함하는 전열교환소자에 관한 것이다.Furthermore, the present invention also comprises a plurality of partition plates comprising the paper for the heat exchange element; And a gap plate provided between the plurality of partition plates to support the partition plate.
본 발명에 따른 전열교환소자는 전열성과 투습성을 갖는 박형 간막이판 사이에 간격판을 구비하고, 상기 간격판에 의하여 일정 간격으로 이격된 상태로 지지되 어 있는 간막이판이 복수층으로 적층되어 접착된 구조로 이루어질 수 있다.The total heat exchange element according to the present invention has a structure between the thin plate having a heat transferability and moisture permeability, and the separator plate is laminated and bonded in a plurality of layers are supported in a state spaced at a predetermined interval by the spacer plate It may be made of.
상기 간막이판의 형태가 특별히 제한되는 것은 아니며, 이 분야에서 공지된 다양한 형태로 이루어질 수 있지만, 예를 들면, 정방형 또는 마름모형의 평판일 수 있고, 간격판도 그 형태가 특별히 제한되는 것은 아니지만, 투영평면 형상이 간막이판과 일치하는 톱니파 형상 또는 정현파 형상의 파형을 성형한 파형판으로 형성될 수 있다.The shape of the diaphragm is not particularly limited, and may be in various forms known in the art, but may be, for example, a flat plate having a square or rhombus shape, and the spacer is not particularly limited in shape, but may be projected. It may be formed as a corrugated plate formed by shaping a waveform of a sawtooth wave shape or a sinusoidal wave shape whose planar shape coincides with the partition plate.
이와 같은 전열교환소자에서 간막이판은 적어도 일면에 상기 본 발명의 전열교환소자용 용지가 부착되어 있으며, 상기 간막이판의 두께는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 10 내지 50㎛일 수 있고, 보다 구체적으로는 25 내지 50㎛일 수 있다.In such a heat exchange element, the partition plate is attached to the paper for the heat exchange element of the present invention on at least one surface, the thickness of the partition plate is not particularly limited, but may be 10 to 50㎛, more specifically 25 To 50 μm.
상기 전열교환소자용 용지는 상술한 바와 같이, 수분 조건 하에서도 잘 찢어지지 않고 성능을 유지하는 우수한 내구성을 가지고 있으며, 투습성 및 전열성뿐만 아니라 다공질 기재의 내부 공극을 충전하는 가스 차폐성 바인더 수지로 인하여 우수한 가스 차폐성을 가지는바, 이를 적용한 전열교환소자는 보다 효율적인 환기 시스템의 열 교환기로 이용될 수 있다.As described above, the electrothermal exchange element paper has excellent durability that does not tear well under moisture conditions and maintains its performance, and is excellent due to gas-permeable binder resin filling the pores of the porous substrate as well as moisture permeability and heat transfer. It has a gas shielding property, the total heat exchange element to which it is applied can be used as a heat exchanger of a more efficient ventilation system.
이하 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples, but the scope of the present invention is not limited by the following examples.
[실시예 1] 전열교환소자용 용지의 제조Example 1 Manufacture of Paper for Electrothermal Exchange Element
평균 직경 300nm의 알루미나 입자(AKP 30) 40g, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF, SOLVAY사 solef6008) 바인더 50g 및 폴리에틸렌 글리콜(PEG, 삼전순약 PEG200) 바인더 10g을 아세톤 1000ml 하에서 녹여 혼합한 슬러리에 15g/m2 및 두께 25㎛의 얇은 습자지를 1차 딥 코팅한 후, 40℃의 온도에서 1분 동안 열풍 건조하였다.40 g of alumina particles having an average diameter of 300 nm (AKP 30), 50 g of polyvinylidene fluoride (PVDF, solef6008 from SOLVAY) binder, and 10 g of polyethylene glycol (PEG, Samjeon Pure Chemical PEG200) binder are dissolved under 1000 ml of acetone and 15 g / m 2 and 25 μm thick thin wet paper was first dip-coated, and then hot air dried at a temperature of 40 ° C. for 1 minute.
이어서, 상기 건조된 용지를 15wt% 농도의 염화칼슘 수용액 1000ml에 2차 딥 코팅한 후, 100℃의 온도에서 최종적으로 건조하여 전열교환소자용 용지를 제조하였다.Subsequently, the dried paper was second dip-coated in 1000 ml of an aqueous calcium chloride solution having a concentration of 15 wt%, and finally dried at a temperature of 100 ° C. to prepare a paper for a total heat exchange element.
[실시예 2][Example 2]
습자지 대신에 40g/m2 및 두께 50㎛의 부직포를 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 전열교환소자용 용지를 제조하였다.A paper for a heat exchange element was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that a nonwoven fabric having a thickness of 40 g / m 2 and a thickness of 50 μm was used instead of the wet paper.
[비교예 1]Comparative Example 1
목재 펄프를 이용하여 표준방법으로 측정 불가할 정도의 고해도의 침엽수 표백 크라프트 펄프로 이루어진 평량 35g/m2인 원지에 5g/m2의 도막량으로 염화칼슘을 도포하여 전열교환소자용 용지를 제조하였다.Timber using the pulp was prepared having a basis weight 35g / m 2 of sheet heat exchange offices Edition paper by applying a salt to the coating amount of 5g / m 2 on consisting of softwood bleached kraft pulp may be high enough to not be measured by standard methods.
[시험예][Test Example]
1. 투습도 측정1. Water vapor permeability measurement
ISO2528 시험법에 의하여 상대습도 90%에서 실시예 1, 2 및 비교예 1의 각 용지를 통과하는 수증기의 무게를 측정하여 24시간당의 투습도(g/㎡·24 h) 결과를 표 1에 나타내었다.The water vapor permeability (g / m 2 · 24 h) per 24 hours was measured by measuring the weight of water vapor passing through each paper of Examples 1, 2 and Comparative Example 1 at 90% relative humidity by the ISO2528 test method. .
2. Gurley 투기도 측정2. Gurley air permeability measurement
ISO5636/5 시험법에 의하여 100ml의 에어가 실시예 1, 2 및 비교예 1의 각 용지를 투과하는데 걸리는 시간인 Gurley 투기도를 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.Gurley air permeability, which is the time it takes for 100 ml of air to penetrate each paper of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, was measured by the ISO5636 / 5 test method, and the results are shown in Table 1.
3. 내구성 테스트3. Durability test
온도가 25℃이고, 습도 90% RH의 분위기 하에서, 실시예 1, 2 및 비교예 1의 각 용지를 1 시간 동안 노출시킨 후, 건조 상태 대비 인장강도를 측정하여 전열교환용지에 수분이 흡착된 후의 강도 변화를 비교하였다. After exposing each paper of Examples 1, 2 and Comparative Example 1 for 1 hour under an atmosphere of 25 ° C. and a humidity of 90% RH, the tensile strength of the paper was measured in relation to the dry state, and moisture was adsorbed onto the total heat exchange paper. The later intensity change was compared.
도 1은 본 발명의 실시예 2에서 코팅 처리를 수행하기 전 부직포의 표면사진을 나타낸 것이고,Figure 1 shows a photograph of the surface of the nonwoven fabric before performing the coating treatment in Example 2 of the present invention,
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따라 코팅 처리된 부직포의 표면사진을 나타낸 것이다.Figure 2 shows a photograph of the surface of the nonwoven fabric coated according to Example 2 of the present invention.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |