KR20190023736A - 열회수 환기장치의 열교환 소자용 영구형 전열 시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펄프, 인견 또는 셀룰로오스 섬유로 이루어지며, 결합 계면이 확장된 베이스 시트 100중량부에 대해서, 20 내지 50중량부의 전도성 물질, 및 10 내지 30 중량부의 흡습제, 및 5 내지 20 중량부의 가스 차단제를 포함하는 전열 시트에 관한 것이다.

Description

열회수 환기장치의 열교환 소자용 영구형 전열 시트{Heat Exchange Element Heat Transferring Sheet ThereFor}

본 발명은 열 회수 환기장치에 사용되는 열교환 소자 또는 코어(core)를 이루는 영구형 전열 시트 및 열 교환 소자에 관한 것이다.

외기와 격리된 실내의 온도 유지를 위해서는 소정의 에너지 원이 제공되어야 한다. 여름 철에는 실내의 온도를 소정의 온도로 낮추기 위해서, 냉방 장치 구동을 위한 에너지를 필요로 하며, 겨울철에는 실내의 온도를 소정의 온도로 높이기 위한 에너지를 필요로 한다.

최근 들어, 화석 연료의 고갈 및 이로 인한 환경 오염을 방지하기 위한 여러가지 방법이 제안되어 있다. 여러 가지 방법 중 하나가 소정 온도로 유지되는 내부의 공기를 외기와 소통되도록 환기시킬 때, 손실되는 에너지를 재활용하는 열 회수 환기장치다.

상기 열 회수 환기장치는 통상적으로 전열교환기로도 널리 알려져 있으며, 대표적으로 판형 열회수 환기장치, 로터리 열 회수 환기장치로 구분된다. 통상적으로, 이들 열 회수 환기장치는 외기와 강제 소통을 위한 구동모터, 전열 교환 소자(element) 또는 전열 교환 코어(core)(이후에는 "열 교환 소자"로 언급), 및 하우징으로 구성된다. 이 중에서 열 교환 소자의 역할이 가장 중요하며, 이것을 통해 대향류가 구현된다.

상기 열 회수 환기장치는 상기 구동모터에 의해, 외기와 내기를 열 교환 소자를 통해 강제 소통되도록 하면서, 외기의 온도를 내부 온도로 수렴되도록 형성하여 에너지를 회수하도록 한다. 이때, 로터리형 열 회수 환기장치의 열 교환소자는 내부와 격리된 외부 외기의 공기 중 입자 등이 내기와 혼합되어 오염될 가능성이 높은 반면에, 판형 열 회수 환기장치의 열 교환 소자는 외부 외기가 실내의 내기와 섞여서 내기를 오염시킬 가능성이 낮다. 공기 중 미세먼지의 농도가 높은 현재 대기 환경을 고려할 때, 판형 열 외수 환기 장치가 바람직하다.

도 1은 통상적인 판형 열 회수 환기장치의 열 교환 소자를 예시한 도면이다.

통상적인 판형 열 회수 환기장치의 열 교환 소자는 도 1에 예시된 바와 같이, 유동 통로를 형성하도록 하는 골판 형태의 복수 개의 스페이서와 전열 시트가 교번식으로 직교하여 배치되어 구성된다. 전열 시트의 열전도율이 높아야 하며, 상기 전열 시트를 통해 외기의 열과 내기의 열이 내기 온도 쪽으로 수렴되도록 한다.

대한민국 특허출원 제 10-2009-0078431호(2009 .8 .24)는 다공질 기재와 소정의 열전도율을 갖는 무기입자로 이루어지고, 이를 폴리비닐플루오라이드 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드; 및 폴리에틸렌 글리콜로 이루어진 가스 차폐성 바인더 수지로 코팅한 전열교환소자용 용지(이후, 전열 시트로 언급)에 대해 기술하고 있다.

가스 차폐성 바인더에 의한 코팅제는 내기와 외기가 서로 대향류로 유동되면서 열전달을 수행할 때, 내기와 외기를 격리시키는 전열 시트를 통한 공기등의 가스 누설을 방지하는 역할을 한다.

또한, 대한민국 특허출원 제 10-2005-0040068호(2005.5.13)에는 목재, 펄프로 이루어지는 원지에 흡습제와 방염제를 함침시킨 전열 교환 소자 시트에 관해 기술되어 있는데, 이는 외기의 습기를 흡수하여 내기의 습도가 높아지지 않도록 유지하며, 펄프를 원료로 함에 따른 발화가능성을 낮추기 위함이다.

상술한 바와 같이, 열 교환 소자는 펄프등으로 이루어진 시트, 예를 들어, 종이 또는 부직포에 열전도율, 흡습 특성이 우수한 첨가물이 포함되어 열 회수 환기장치에서 내기와 외기와의 대향류 공기 유동에서 열전달을 수행하여 실내의 내기 에너지를 최대한 회수하도록 한다.

상기와 같은 열 교환 소자를 이루는 전열 시트는 다공성 기재, 예를 들어, 펄프등으로 이루어진 베이스 시트, 예를 들어, 종이 또는 부직포를, 열전도 특성, 흡습, 방염 특성 조성물로 이루어진 용액이 있는 반응조에 함침하거나 또는 코팅하여 전열 시트로 제조된다. 이와 같은 전열 시트의 성능은, 열 교환 소자의 전열 시트의 전열 성능을 발현하는 조성물에 의존된다. 그러나, 열 교환 소자의 전열 시트의 베이스가 되는 재료 기재의 사양도 중요하다.

전열 시트의 재료, 예를 들어, 종이 또는 부직포를 이루는 원료인, 펄프, 비스코스, 원사 등을 열 전도 특성, 흡습, 방염 특성의 조성물로 처리한 방적 섬유로 종이 또는 부직포로 제조하여 베이스 시트를 형성하는 것은, 경제적이지 않으며, 기술적으로 많은 문제가 있다. 또한 펄프, 비스코스, 원사로 이루어진 전열 시트는 재사용이 불가능하여, 열 회수 환기장치에서 열 교환 소자에서 주기적으로 분리하여 교체하여야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 열 교환 소자를 고가의 알루미늄 등의 금속 재료로 제조하기도 한다.

현재까지, 전열 시트에 도포되는 전열 성능을 구현하는 조성물에 대한 연구는 많이 이루어져 있다. 전열 시트의 성능을 향상시키기 위해서, 베이스 시트를 이루는 펄프 등의 소재의 개발도 중요하지만 전열 시트를 이루는 베이스 시트를 개선시키는 것도 중요하다 할 것이다.

본 발명은 합성섬유 부직포로 이루어진 베이스 시트를 제공하며, 베이스 시트에 전열 성능 등, 선택적 성능을 갖춘 성능 조성물을 부가한 시트를 제공하여, 영구적으로 사용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은,

베이스 시트가

폴리에스테르 섬유 또는 필라멘트 사와 바인더 섬유 또는 필라멘트 사로 이루어진 중간층과, 그리고

상기 중간층을 덮으며, 수산화나트륨에 의해 감량되지 않는 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리염화비닐, 나일론, 폴리아세테이트 또는 폴리프로필렌 섬유 또는 필라멘트 사 및 바인더 섬유 또는 필라멘트 사로 이루어진 상부 커버층과 하부 커버층으로 이루어지고,

상기 베이스 시트가 수산화나트륨 수용액 10g/1000ml 내지 100g/1000ml으로 20 내지 90℃으로 10분 내지 60분 동안 함침하여 중간층이 감량되어 형성된 감량 베이스 시트를 포함하는 열 교환 소자 시트를 제공함에 의해 달성된다.

바람직하게는, 상기 감량 베이스 시트 100중량부에 대해서, 20 내지 40 중량부의 전도성 물질, 및 10 내지 30 중량부의 흡습제, 및 5 내지 20 중량부의 가스 차단제로 이루어진 성능 조성물과, 및 5 내지 20중량부의 접착 기재로서 실리콘계, 에폭시계, 우레탄계, 아크릴계, 아세트산비닐계, 비닐계, 에틸렌아세트산비닐계, 또는 에틸렌비닐아세테이트계 접착 기재로 이루어진 조성물 용액으로 코팅된 전열 시트를 포함한다.

바람직하게는, 스페이서를 더 포함하고,

상기 스페이서는 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리염화비닐, 나일론, 폴리아세테이트 또는 폴리프로필렌 중 하나 이상으로 이루어지는 열 가소성 플라스틱 또는 섬유이다.

바람직하게는, 상기 스페이서는 10 내지 30 중량부의 흡습제, 및 5 내지 20 중량부의 가스 차단제 및 5 내지 20 중량부의 접착 기재를 포함하는 조성물 용액에 의해 코팅된다.

바람직하게는, 베이스 시트가

폴리에스테르 섬유 또는 필라멘트 사로 이루어진 중간층과, 그리고

상기 중간층을 덮으며, 수산화나트륨에 내성 있는 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리스티렌 또는 폴리프로필렌 섬유 또는 필라멘트 사로 이루어진 상부 커버층과 하부 커버층으로 이루어지고,

상기 베이스 시트를 수산화나트륨 수용액 10g/1000ml 내지 100g/1000ml으로 20 내지 90℃으로 10분 내지 60분 동안 함침하여 중간층을 감량한 감량 베이스 시트를, 필터링 조성물과 접착 기재를 포함하는 조성물 용액으로 코팅된다.

또한, 바람직하게는, 상기 필터링 조성물이 제올라이트, 활성탄, 수산화칼슘, 활석, 실리카, 아민류, 글리세리드 류의 대전방지제 및 산화철, 산화납, 산화망간, 브롬화합물, 산화몰리브뎀, 규산나트륨, 수산화알루미늄, 또는 방염성 고분자로 이루어진다.

본 발명의 합성 섬유로 이루어진 베이스 시트를 제공함에 따라, 종래의 베이스 시트에 전열 시트의 특성을 구현하는 조성물을 단순하게 함침하여 도포하는 것보다 향상된 전열 특성을 갖는 열 교환 소자를 수득한다.

도 1은 통상적인 판형 열 회수 환기장치의 열 교환 소자를 예시한 도면이다.
도 2는 도 1의 판형 열 회수 환기장치에서의 스페이서와 전열 시트를 분해하여 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 베이스 시트를 가공한 전열 시트의 측면을 예시한 도면이다.

열 회수 환기 장치는 실내 내기를 유지하기 위해 소요되었던 에너지를 최대한 재활용하기 위해 사용된다. 열 교환 소자는 열 회수 환기장치에서 내기와 외기가 격리되어 대향류로 유동되면서 외기의 온도가 실내 내기의 온도로 수렴되도록 열전달이 이루어지면서 실내 내기 온도를 유지하는데 사용된 에너지를 최대한 회수할 수 있도록 한다.

도 2에 예시된 바와 같이, 열 교환 소자는 복수 개의 전열 시트(10)와 복수 개의 스페이서(11)가 서로 직교되도록 교번되어 배치된다. 이러한 구조에 따라, 상기 전열 시트(10)와 상기 스페이서(11)에 의해 형성되는 유동 통로가 벌집 형태로 서로 교차되어 배치된다.

상기 유동 통로를 통해 실내 내기와 실외의 외기가 격리되어 교차되도록 강제 유동된다. 상기 실내 내기와 실외의 외기는 상기 전열 시트(10)를 두고 서로 격리되어 상기 유동 통로를 통해 유동 된다.

상기 전열 시트(10)를 통해, 실내 내기와 실외 외기의 열이 전달된다. 실내 내기가 낮은 여름철의 경우에는 저온의 실내 내기의 온도를 향해서 실외 외기의 열이 전달되면서, 외기의 온도가 낮아지며 이에 따라 실내로 유입되는 외기의 온도를 낮추어 유입되도록 하여 에너지를 절감하게 된다.

상술한 바와 같이, 전열 시트(10)는 내기의 열 및 외기의 열 전달이 이루어지도록 하는 열전달 능력을 가져야 한다. 이러한 열전달 능력 이외에도, 흡습성, 방염성, 가스 차단 능력을 가지는 것이 바람직하다.

전열 시트(10)는 상기 특성들을 가진 조성물 용액이 담긴 반응조에 베이스 시트를 함침시켜서 이 베이스 시트에 조성물이 코팅되도록 하여 성능을 발현하도록 한다.

스페이서(11)는 전열 특성 이외의 조성물이 코팅되어 사용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예의 베이스 시트의 측 단면을 예시한 측단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 베이스 시트는 도 3에 예시된 바와 같이, 바람직하게는 부직포이며, 종이, 부직포 기타 시트 형상이면 모두 본 발명의 범위에 해당된다. 상부 커버층과 하부 커버층(100) 사이에 중간층(200)이 개재되어 구성된다.

본 발명에 있어서, 베이스 시트의 상부 커버층과 하부 커버층(100)은 그대로 유지하면서, 상기 상부 커버층과 하부 커버층(100) 사이에 개재된 중간층(200)의 일부를 제거하여, 상기 베이스 시트 내에 공극을 확보한다. 상기 공극을 성능을 구현하는 성능 조성물로 대체하여, 전열 시트(10)로서 작용하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 상부 커버층과 하부 커버층(100)은 수산화나트륨에 의해 감량되지 않는 합성 섬유로서, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리염화비닐, 나일론, 폴리아세테이트 또는 폴리프로필렌 섬유로 이루어진 그룹 중 하나 이상의 섬유 또는 필라멘트 사와, 및 바인더 섬유, 예를 들어, 저융점의 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리염화비닐, 나일론, 폴리아세테이트 또는 폴리프로필렌 섬유로 이루어진다. 반면에, 중간층(200)은 폴리에스테르 섬유 또는 필라멘트 사(이하, "섬유"로 언급) 또는 저융점의 폴리에스테르 바인더 섬유로 이루어진다. 상기 상부 커버층과 하부 커버층(100) 또는 중간층(200)은 상기 바인더 섬유에 의해 부직포로 형성될 수 있지만, 다른 접착 조성물, 실리콘계, 에폭시계, 우레탄계, 아크릴계, 아세트산비닐계, 비닐계, 에틸렌아세트산비닐계, 또는 에틸렌비닐아세테이트계 접착 조성물이 섬유 또는 조성물을 접착 결합하여 부직포를 형성할 수 있다.

상기 중간층(200)의 폴리에스테르 섬유로 이루어진 부직포, 직물, 섬유는 소정 농도의 수산화나트륨 수용액을 소정의 온도에서 소정 시간 동안 처리하면 폴리에스테르가 감량되는 특성이 있다. 반면에, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 염화비닐, 폴리아미드, 나일론 또는 폴리아세테이트 등의 섬유는 수산화나트륨 수용액에서 감량이 이루어지지 않거나, 감량의 정도가 작다. 이에 따라, 베이스 시트를 수산화나트륨으로 감량 처리하면, 시트의 표면과 달리 내부에는 미세 공극이 형성되게 된다. 상기 미세 공극을 전열 특성, 또는 기타 필요 성능을 구현할 수 있는 성능 조성물로 코팅 또는 도포한다.

수산화나트륨 수용액의 농도는 10g/1000ml 내지 100g/1000ml이며, 보다 바람직하게는, 20g/1000ml 내지 50g/1000ml이다. 수산화나트륨의 농도가 낮으면 감량 가공이 수행되지 않으며, 과도하게 높으면 중간층(200)이 손상되어 베이스 시트가 변형된다.

수산화나트륨 수용액 감량 작업에 의한 감량의 양은 폴리에스테르 섬유 중량의 10 내지 30중량%, 바람직하게는, 15 내지 25%이다. 베이스 시트 자체의 기존 공극율을 감안해서, 수산화나트륨으로 인한 감량된 공극이 제공됨에 따라, 감량된 감량 베이스 시트의 공극은 원래의 베이스 시트 자체의 공극률 보다 더 커질 것이다. 상기 베이스 시트를 상기 농도의 수산화나트륨 수용액에서, 20 내지 90℃의 온도에서 10 내지 60분 정도 함침하여 감량 작업을 하는 것이 바람직하다.

고온 또는 한시간 이상 감량작업을 하면, 폴리에스테르 섬유를 포함한 중간층(200)이 파손되어 베이스 시트가 변형되며, 저온 또는 짧은 시간 감량 작업을 수행하면 감량이 이루어지지 않는다.

상기 상부 커버층과 하부 커버층(100)은 상술한 바와 같이, 이들 사이에 개재된 중간층(200)의 폴리에스테르 섬유를 감량해내기 위해서는 수산화나트륨 수용액이 상기 상부 커버층과 하부 커버층(100)을 통과하여 중간층(200)까지 도달하여야 한다. 수산화나트륨 수용액의 상기 상부 커버층과 하부 커버층(100)으로의 원활한 소통을 위해서, 부직포로 이루어진 베이스 시트의 상하부 웨브(web)인 상기 상부 커버층과 하부 커버층(100)의 공극을 크게 형성되도록 하는 것도 바람직하다. 이를 위해서, 부직포의 상하부 웨브를 이루는 베이스 시트의 상기 상부 커버층 및 하부 커버층(100)의 공극이 크게 형성된 베이스 시트로 감량 가공을 하는 것도 바람직하다. 필요에 따라서는, 상부 커버층 및 하부 커버층(100)의 공극이 서로 다른 크기로 제공될 수 있다.

반면에, 상기 상부 커버층과 하부 커버층(100)에 소정량의 폴리에스테르 섬유를 포함시켜서, 수산화나트륨 수용액 함침시, 상기 상부 커버층과 하부 커버층(100)을 이루는 부직포의 상하부 웨브의 폴리에스테르 섬유가 감량되어 제거되어 나가면서 공극이 확대되어 수산화나트륨 수용액의 중간층(200)으로의 접촉이 원활하도록 할 수 있다.

감량 가공을 진행한 후, 물 또는 약한 산성 용액으로 중화처리하고, 처리된 베이스 시트를 세척한다. 5 내지 10 분 정도 실온 내지 50℃에서 물 또는 약한 산성 용액에서 세척 공정을 수행한다. 필요에 따라 건조 공정을 수행할 수 있다.

상기 건조 공정을 마친 베이스 시트의 감량된 공극에는 전도성 물질, 흡습제, 방염제, 발수제 또는 가스 차단제로 이루어진 성능 조성물이 접착 기재에 의해 코팅된다.

상기 접착 기재는, 예를 들어 실리콘계, 에폭시계, 우레탄계, 아크릴계, 비닐계, 아세트산비닐계, 에틸렌아세트산비닐계, 또는 에틸렌비닐아세테이트계 접착 조성물 중 하나 이상으로 이루어진다. 상기 접착 기재는 상기 감량 베이스 시트 100중량부에 대해서, 1 내지 20 중량부가 바람직하다. 접착 기재의 함유량이 작으면 접착력이 떨어져서 성능 조성물이 박리되며, 과량이 포함되면, 최종 생성물이 두꺼워지게 되며, 구현 성능이 떨어진다.

이들 접착 기재는 물 또는 각 조성물 성분의 해당 용매로 용해하여 성능 조성물과 혼합된다. 이들 성능 조성물이 감량 베이스 시트의 감량된 공극을 채운다. 이들 성능 조성물과 접착 기재의 혼합물 또는 상기 접착 기재가 상기 상부 커버층과 하부 커버층(100)을 도포하게 된다.

상기 감량 베이스 시트 100 중량부에 대해서, 20 내지 40 중량부의 전도성 물질, 10 내지 25 중량부의 흡습제를 포함시켜서 전열 시트의 성능을 발현하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 감량 베이스 시트에는 베이스 시트 100 중량부에 대해서, 10 내지 50 중량부, 바람직하게는 20 내지 40 중량부의 전도성 물질, 예를 들어 금속, 금속류 화합물, 질화 금속, 탄화 금속, 산화 금속이 포함되며, 그 제한은 없으며, 당해업자가 용이하게 선택할 수 있을 것이다.

상기 흡습제는 상기 감량 베이스 시트 100중량부에 대해, 5 내지 40 중량부, 바람직하게는 10 내지 30 중량부가 포함된다. 상기 흡습제는 염화나트륨, 염화칼륨, 염화리튬, 또는 염화칼슘, 하나 이상의 이들의 혼합물로 이루어진다. 상기 염화나트륨 대 염화칼륨 9 : 1 중량비, 염화나트륨, 염화칼륨, 염화리튬, 염화칼슘, 5 : 2 : 2: 1 중량비로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 필요에 따라서는, 열 교환 소자의 화재를 방지하기 위해 방염제가 더 부가될 수 있다. 상기 감량 베이스 시트 100 중량부에 대해서, 5 내지 20중량부의 방염제가 포함될 수 있다. 상기 방염제는 산화철, 산화납, 산화망간, 브롬화합물, 산화몰리브뎀, 규산나트륨, 수산화알미늄, 방염성 고분자등의 혼합물로 이루어질 수 있으며, 본 발명에서 그 종류는 제한되지 않는다. 발수제는 플루오르계의 조성물이 바람직하다.

그외에도, 열 교환 소자내에서 발생할 수 있는 결로현상에 따른 곰팡이 생성을 방지하기 위한 곰팡이 방지제가 더 포함될 수 있다.

그리고, 상기 감량 베이스 시트 100 중량부에는 5 내지 20중량부의 가스 차단제가 포함될 수 있다. 상기 가스 차단제는 아크릴에스테르계, 폴리비닐알콜계 성분으로 이루어질 수 있다.

성능 조성물, 예컨대, 전도성 물질, 흡습제, 방염제, 또는 발수제 등은 최저 임계치 이하로 포함되면, 성능의 구현이 이루어지지 않으며, 성능 조성물이 과량으로 포함되면, 이것이 접착 기재와 베이스 시트와의 접착력을 떨어뜨려서, 상기 베이스 시트에서 조성물들이 박리되어 제거된다.

상술한 조성물들은 물 또는 해당 용매의 조성물 용액으로 베이스 시트에 스프레이되거나 또는 함침되어 코팅된다. 코팅 방법에는 제한이 없다.

상기 조성물 중, 가스 차단제는 베이스 시트에 성능 조성물 등이 코팅된 다음 마지막 단계에서, 스프레이되거나 함침에 의해 코팅되어 120 내지 250℃의 가공온도에서 표면 코팅되어 전열 시트를 형성할 수 있다. 이로 인해서, 미세한 감량된 공극을 완전히 차단하게 된다.

상기 성능 조성물의 전체양은 1 내지 60중량부이다. 성능 조성물이 상기 임계치보다 낮게 부가되어 적용되면, 필터링 조성물의 성능이 구현되지 않으며, 임계치 보다 높게 부가되면, 베이스 시트와 조성물 사이의 결합력을 떨어뜨리거나 구현 성능의 더 이상의 변화가 없다. 상기 성능 조성물과 접착 기재는 물 또는 해당 용매로 혼합된 조성물 용액으로 감량된 공극에 코팅되어, 전열 시트 또는 후술될 스페이서를 형성한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 베이스 시트를 수산화나트륨 수용액에서 감량처리하여 열 교환 소자에 쓰이는 스페이서(11)를 제조한다. 상기 스페이서는 열가소성 섬유 또는 플라스틱으로 제조된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 베이스 시트는 상부 커버층과 하부 커버층(100)과 중간층(200)을 포함한다. 상기 상부 커버층과 하부 커버층(100)은 수산화나트륨에 의해 감량되지 않는 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리염화비닐, 나일론, 폴리아세테이트 또는 폴리프로필렌 섬유로 이루어진 그룹 중 하나 이상의 섬유와, 및 바인더 섬유이며, 중간층(200)은 폴리에스테르 섬유 또는 폴리에스테르 바인더 섬유로 이루어진다. 필요에 따라, 상기 중간층(200)에는 수산화나트륨으로 감량되지 않는 섬유들이 포함될 수 있다.

상기 베이스 시트는 10g/1000ml 내지 100g/1000ml, 보다 바람직하게는20g/1000ml 내지 50g/1000ml 농도의 수산화나트륨 수용액으로, 20 내지 90℃의 온도에서 10 내지 60분 정도 함침하여 감량 작업을 하는 것이 바람직하다.

상기 건조 공정을 마친 베이스 시트의 감량된 공극에는 전도성 물질을 제외한, 흡습제, 방염제, 발수제 또는 가스 차단제로 이루어진 성능 조성물이 상기 접착 기재에 의해 코팅된다. 이들의 성분, 함량 등은 전열 시트의 성능 조성물의 사양과 동일하게 적용된다.

접착 기재에 의해 접착된 성능 조성물이 접착된 감량 베이스 시트를 도 1 및 도 2에 예시된 바와 같은 골판 형태로 가공하여 스페이서(11)를 제조한다.

실시예 1

전도성 물질로서 400g의 질화붕소(ALFA, USA), 흡습제로서 360g의 염화나트륨(99.5%, 대정)과 40g의 염화칼륨(99%, 덕산)을 20리터의 물에 혼합한 수용액에, 베이스 시트로서 인견 소재로 이루어진 전열지 2kg을 20 분동안 함침하였다.

상기 전열지 2kg을 반응조에서 꺼낸 후, 20분 동안 가열 건조하고, 생성된 전열지와, 골판형태의 스페이서로 열 회수 소자를 제조하여, 열 회수 장치에서 에너지 효율 시험하여, 70%의 에너지 효율을 수득하였다.

비교 실시예 1

중간 웨브를 폴리에스테르 필라멘트 사로 제조하고 외곽층 웨브를 폴리프로필렌 필라멘트 사로 6 : 4의 중량비로 제조된 베이스 시트 2kg을 수산화나트륨 수용액 400g(97%, 대정)/20리터에 30분 동안 교대로 함침하여 감량 가공을 수행하였다.

감량 가공된 감량 베이스 시트를 물로 세척 건조하고, 상기 감량 베이스 시트 1kg를 전도성 물질로서, 400g의 질화붕소(ALFA, USA), 흡습제로서, 360g의 염화나트륨(99.5%, 대정)과 40g의 염화칼륨(99% 덕산) 및 PVA 200g을 20리터의 물에 함유한 수용액에, 20 분동안 함침하였다.

상기 감량 베이스 시트 1kg을 반응조에서 꺼낸 후, 20분 동안 가열 건조하고, 전열 시트를 생성하였다.

나머지 감량 베이스 시트 1kg를 흡습제로서, 360g의 염화나트륨(99.5%, 대정)과 40g의 염화칼륨(99% 덕산) 및 PVA 200g(대정)을 20리터의 물에 혼합한 수용액에, 20 분동안 함침하였다. 골판 형태의 스페이서로 열 회수 소자를 제조하여, 열 회수 장치에서 에너지 효율 시험하여, 70%의 에너지 효율을 수득하였다.

상술한 바와 같이, 감량 가공을 하지 않은 실시예 1과 대비하여, 감량 가공을 수행한 비교 실시예 1의 전열 시트로 제조한 열 교환 소자의 에너지 효율이 유사하게 구현되는 것을 확인하였다.

본 발명의 다른 실시예에서는 상술한 바와 같은 베이스 시트를 수산화나트륨으로 감량 가공한 다음, 감량 베이스 시트에 제올라이트, 활성탄, 수산화칼슘, 또는 실리카 등의 흡착 성분 등의 필터링 성분을 상기 접착 기재로 피복하여 에어 필터를 형성할 수 있다.

상기 필터링 성분은 흡착 성분, 대전방지제, 및 방염제 등으로 구성된다. 상기 필터링 성분은 베이스 시트 100 중량부에 대해서, 1 내지 40중량부가 바람직하다. 그리고, 대전방지제 및 방염제는 각각 베이스 시트 100 중량부에 대해서, 1 내지 10중량부, 바람직하게는 1 내지 5중량부가 포함된다.

상기 필터링 조성물의 전체양은 1 내지 60중량부이다. 필터링 조성물이 상기 임계치보다 낮게 부가되어 적용되면, 필터링 조성물의 성능이 구현되지 않으며, 임계치 보다 높게 부가되면, 베이스 시트와 조성물 사이의 결합력을 떨어뜨리거나 구현 성능의 더 이상의 변화가 없다. 상기 필터링 성분과 접착 기재는 물 또는 해당 용매로 혼합된 조성물 용액으로 감량된 공극에 코팅되어, 에어 필터를 형성한다.

감량 처리된 베이스 시트는 소정 시간 동안 건조한 후, 상기 조성물 용액으로 코팅하여, 에어 필터를 제공하게 된다. 에어 필터는 통기성 공극이 형성되어 공기가 소통되도록 된다.

상기 조성물 용액에서의 상기 접착 기재는 베이스 시트 100 중량부에 대해서, 0.1 내지 20중량부, 바람직하게는 0.5 내지 10 중량부가 포함된다. 상기 접촉 기재가 과량이 포함되면, 통기성 공극을 패쇄하여 통기성이 없어지게 된다.

10 : 전열 시트
11 : 스페이서
100 : 상부 커버층 및 하부 커버층
200 : 중간층

Claims (6)

1. 베이스 시트가
   폴리에스테르 섬유 또는 필라멘트 사와 바인더 섬유 또는 필라멘트 사로 이루어진 중간층과, 그리고
   상기 중간층을 덮으며, 수산화나트륨에 의해 감량되지 않는 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리염화비닐, 나일론, 폴리아세테이트 또는 폴리프로필렌 섬유 또는 필라멘트 사 및 바인더 섬유 또는 필라멘트 사로 이루어진 상부 커버층과 하부 커버층으로 이루어지고,
   상기 베이스 시트가 수산화나트륨 수용액 10g/1000ml 내지 100g/1000ml으로 20 내지 90℃으로 10분 내지 60분 동안 함침하여 중간층이 감량되어 형성된 감량 베이스 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환 소자 시트.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 감량 베이스 시트 100중량부에,
   20 내지 40 중량부의 전도성 물질, 및 10 내지 30 중량부의 흡습제, 및 5 내지 20 중량부의 가스 차단제로 이루어진 성능 조성물과, 및 5 내지 20중량부의 접착 기재로서 실리콘계, 에폭시계, 우레탄계, 아크릴계, 아세트산비닐계, 비닐계, 에틸렌아세트산비닐계, 또는 에틸렌비닐아세테이트계 접착 기재의 혼합물로 코팅된 전열 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 열 교환 소자 시트.
3. 제 2 항에 있어서,
   스페이서를 더 포함하고,
   상기 스페이서는 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리염화비닐, 나일론, 폴리아세테이트 또는 폴리프로필렌 중 하나 이상으로 이루어지는 열 가소성 플라스틱 또는 섬유인 것을 특징으로 하는 열 교환 소자 시트.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 스페이서는 10 내지 30 중량부의 흡습제, 5 내지 20 중량부의 가스 차단제 및 5 내지 20 중량부의 접착 기재로 이루어진 조성물로 코팅된 것을 특징으로 하는 열 교환 소자.
5. 베이스 시트가
   폴리에스테르 섬유 또는 필라멘트 사로 이루어진 중간층과, 그리고
   상기 중간층을 덮으며, 수산화나트륨에 내성 있는 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리스티렌 또는 폴리프로필렌 섬유 또는 필라멘트 사로 이루어진 상부 커버층과 하부 커버층으로 이루어지고,
   상기 베이스 시트를 수산화나트륨 수용액 10g/1000ml 내지 100g/1000ml으로 20 내지 90℃으로 10분 내지 60분 동안 함침하여 중간층을 감량한 감량 베이스 시트를,
   필터링 조성물과 접착 기재를 포함하는 조성물 용액으로 코팅된 것을 특징으로하는 이루어진 것을 특징으로 하는 에어 필터.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 필터링 조성물이 제올라이트, 활성탄, 수산화칼슘, 활석, 실리카, 아민류, 글리세리드 류의 대전방지제 및 산화철, 산화납, 산화망간, 브롬화합물, 산화몰리브뎀, 규산나트륨, 수산화알루미늄, 또는 방염성 고분자로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어 필터.

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