全热交换器用片 【技术领域】
本发明涉及在全热交换器中使用的片(sheet)。
背景技术
近年来出现了在室内眼睛或喉咙产生疼痛,或觉得头晕恶心的病屋(sick house)综合症的问题。这被指出可能是由于建筑材料或家具、日用品等挥发出的挥发性的有机化合物引起的。作为产生这种问题的原因之一,可以例举出建筑物的气密性变高,或空调的普及使得生活方式变化而难以换气,造成挥发性的有机化合物容易留在室内。为应对这种状况,基于近年来改正的建筑基准法,使得在建筑物内设置换气设备变成一种义务。另外,对于家庭用空调也附加换气功能,促进建筑物的换气。
但是,当促进建筑物的换气时,即使进行空气调节,也难以维持热,能源的消耗变得过大。因此,即使进行换气,热或冷热也难以释放到外部,从而抑制能源消耗的全热交换器受到注目。
作为该全热交换器,有通过具有吸湿性的转子的旋转从排气向吸气进行热回收的旋转型全热交换器,还有图3那样的静止型全热交换器。该静止型全热交换器中的配置成波板状且具有气体屏蔽性的全热交换器用元件3将通过换气被交换的外部的新鲜供给空气1和室内的污浊空气2分开,同时,该静止型全热交换器在使显热移动的同时,通过使湿气透过而将水具有的显热从排出空气2透过向供给空气1,由此抑制向外部释放出热或冷热。
在静止型全热交换器的全热交换器用元件3中使用的全热交换器用片可以使显热移动,并且通过使湿气透过还可以使潜热移动,热交换效率变高。作为这样的片,例如可以举出使用日本纸或纸浆制难燃纸、玻璃纤维混抄纸、含无机粉末混抄纸等的全热交换器用片。但是,如果是通常的纸,则也通过空气,因此例如专利文献1的实施例记载的、以聚乙烯或聚四氟乙烯等为原材料的多孔质片的一面上形成能够使水蒸气透过的非水溶性的亲水性高分子薄膜的复合透湿膜那样,用作具有透湿性的片。
专利文献1:日本特许第2639303号公报
但是,如专利文献1那样,当进行在聚乙烯等构成的片上形成透湿膜的涂布时,由于该膜本身具有的热传导阻力,显热的热传导率下降,并且即使是透湿膜,透湿性也不那么高,因此湿气的透过不充分,潜热的热传导率的提高也不充分。另外,如专利文献1的【0008】段记载的那样,当在无纺布等上直接涂布非水溶性亲水性高分子时,膜厚变厚,另一方面,如果变薄,则容易出现针孔(pin hole)。
【发明内容】
因此,本发明的目的在于,作为在全热交换器中使用的片,提供一种与现有的透湿膜构成的全热交换器用片相比,显热以及潜热的传导率高的片。
本发明通过使用如下这样的亲水性高分子加工片作为全热交换器用片来解决上述课题,所述亲水性高分子加工片在含有30重量%以上且100重量%以下的亲水性纤维的、纸、无纺布或织布构成的多孔质片上,通过涂布或含浸来涂敷含有亲水性高分子的水溶液,由此在所述多孔质片的表面、内部或这两者使所述亲水性高分子水不溶化。
即,含有30重量%以上的亲水性纤维的多孔质片,由于与亲水性高分子的亲和性高,所以通过使涂敷了的亲水性高分子水不溶化,在基材表面制作薄的膜,难以产生针孔,或者在将多孔质片浸渍在亲水性高分子水溶液之中后,通过在片内部使亲水性高分子凝固,由此不会产生膜就能够掩埋基材内部的孔。如此,通过组合亲水性纤维和亲水性高分子,即使形成厚的膜,也可以堵塞多孔质片地孔。通过使湿气通过该薄的亲水性高分子的隔壁,确保充分的潜热的透过,并且由于该隔壁薄,所以也难以妨碍基于显热的热的直接移动,可得到具有作为全热交换器片使用的优越的热交换能力的片。
发明效果
本发明的全热交换器用片,由于纤维和高分子都是亲水性的,所以进入到内部,因此即使不使用粘接剂等,也难以引起层间剥离,全热交换效率因剥离而受到损害的可能性少。另外,堵塞多孔质片的孔 的亲水性高分子量少即可,基本的物性以多孔质片的物性为准,因此,耐水性或机械强度等物性可以根据使用的原来的多孔质片的选择而自由调整。进而,通过使用该片作为全热交换器用片,可以确保高的热传导率,可以提高全热交换器的热利用效率。尤其,如果使用从粘胶再生的纤维素作为亲水性高分子,则得到的亲水性高分子加工片显示出极高的透湿性,因此,通过使用该片作为全热交换器用片,可得到极高的湿度交换效率以及全热交换效率。
【附图说明】
图1是表示使用本发明的全热交换器用片的全热交换器的作用例的概略图;
图2是表示使用本发明的全热交换器用片的全热交换器的使用例的概略图;
图3是表示现有的静止型全热交换器的例子的概略图;
图4是在实施例1的多孔质片上涂布粘胶(viscose)之前的表面照片;
图5是在实施例1的多孔质片上涂布粘胶(viscose)之后的表面照片;
图6是实施例1的粘胶加工前的多孔质片的剖面的视野的放大照片;
图7是实施例1的粘胶加工后的高分子加工片的剖面的视野的放大照片;
图8是实施例1的粘胶加工后的剖面的电子显微镜照片;
图9是在比较例1的多孔质片上涂布粘胶之前的表面照片;
图10是在比较例1的多孔质片上涂布粘胶之后的表面照片;
图11是在比较例1的多孔质片上涂布粘胶之后的电子显微镜照片。
图中:
1-供给空气
2-排出空气
3-全热交换器用元件
11-全热交换器用片
12-供给气体
13-排出气体
14-全热交换器用元件
15-显热
16-湿气
21-供给风扇
22-排出风扇
【具体实施方式】
以下,对于本发明进行详细说明。
本发明是在多孔质片上通过涂布或含浸亲水性高分子水溶液而涂敷了亲水性高分子加工片构成的全热交换器用片。该所谓的全热交换器用片是指在全热交换器中用于热交换的片。
上述的所谓多孔质片是指由纸浆或合成纤维构成的、纸或无纺布、织布等具有细孔的片。其中,由于使用纸或无纺布时加工容易,所以在成本上有利,因此更优选。
另外,该多孔质片需要具有30重量%以上的玻璃纤维等亲水性纤维,更优选具有50重量%以上的玻璃纤维等亲水性纤维,该亲水性纤维由如下材料制成:由纤维素构成的纸浆、人造纤维、棉、麻等或羊毛等、作为纤维素诱导体的纤维素醋酸纤维等、或聚乙烯醇(以下简单记做“PVA”)构成的维尼纶或聚乙烯醇系纤维、无机材料。如果亲水性纤维不足30重量%,则和上述亲水性高分子的亲和性不充分,涂敷的亲水性高分子可能剥离,或含有亲水性高分子的水溶液一样不扩散,亲水性高分子成块分布在片上。而且,从润湿性的方面看,亲水性纤维是越多越好,如果是100重量%则最好。作为亲水性纤维以外的成分,例如,为了改变外观或质感,或者要提高强度,还可以含有聚乙烯纤维或聚丙烯纤维等纤维。但是,需要保证不含浸堵塞多孔质片的孔的树脂等。
进而,在纸或湿式无纺布的情况下,可以进行形成在水中分散了纤维的层,并使该两层以上在湿润时形成一体的抄合,根据提高强度等目的还可以使各层的组成变化。但是,涂敷上述亲水性高分子水溶液的面的表层需要具有30重量%以上的亲水性纤维。例如,将混合了亲水性纤维和非亲水性纤维的双层的抄合纸用作多孔质片时,当改变各层的亲水性纤维的含量并在亲水性纤维多的层上涂敷上述亲水性高分子时,亲水性高分子在亲水性纤维多的层上较多分布,存在能以少量的涂敷量堵塞多孔质片的孔的情况,因此优选。
作为这样的多孔质的具体例子,例如可以举出聚乙烯纤维和人造纤维的混抄无纺布、木材纸浆纤维和马尼拉麻的混抄纸、牛皮纸等。在此,上述亲水性纤维分别是人造纤维、木材纸浆纤维以及马尼拉麻、木材纸浆纤维。其中,例如在使用单面发亮(片艶)牛皮纸那样的、对一面进行过轧光处理的多孔质片时,由于以少量的亲水性高分子就能堵塞多孔质片的孔,因此,更优选。另外,如木材纸浆和马尼拉麻的混抄纸那样,上述亲水性纤维还可以是多种纤维构成的,不是上述亲水性纤维的纤维还可以由多种纤维构成。
在该多孔质片上涂敷含有上述亲水性高分子的水溶液。作为含有该亲水性高分子的水溶液,除了粘胶、纤维素铜氨溶液等纤维素水溶液以外,作为上述亲水性高分子还可以举出聚乙烯醇或使壳糖酸(キトサン)溶解在醋酸水溶液中的液体等。
作为在此使用的水溶液的优选浓度,优选1.0重量%以上,更优选2.0重量%以上。如果不足1.0重量%,则由于涂敷的量少,存在没有完全堵塞上述多孔质片的孔的顾虑。另一方面,优选在30重量%以下,更优选在10重量%以下。因为如果超过30重量%,则水溶液的粘度变高,处理变难,而且上述亲水性高分子超出必要地附着,有时形成层而容易剥离。
作为将上述水溶液涂敷在上述多孔质片上的方法,可举出涂布或含浸等方法,具体地说,可举出使上述多孔质片浸渍在上述水溶液中的方法,或通过使上述多孔质片接触在由上述水溶液浸湿的辊上,由此在进一步接触后,通过从两面由辊施加压力来进行挤压(絞る)而使上述多孔质片整体浸湿在水溶液中的方法等。此时,由于上述多孔质片的大部分是亲水性纤维,所以上述水溶液不会弹飞(はじかれ),而可以均匀地浸湿并覆盖表面。
如此涂敷的上述亲水性高分子的、在片上的涂敷量优选是0.5g/m2以上,更优选是1.0g/m2以上。在不足0.5g/m2时,由于上述亲水性高分子不足,所以不能完全堵塞上述多孔质片的孔,存在孔残留的顾虑。另一方面,优选在30g/m2以下,更优选在10g/m2以下。在超过30g/m2时,涂敷量过多,表面的膜厚变得过厚,妨碍潜热的移动,存在热交换率下降的顾虑。在此,所谓涂敷量是指:在将上述亲水性高分子水溶液涂敷在多孔质片上之后,产生水不溶化,附着成片状的上述亲水性高分子的每单位面积的量。
从如此涂敷的上述水溶液,若是粘胶则用酸等进行反应,再生纤维素,或若是PVA则添加架桥剂并加热进行反应,由此,使上述亲水性高分子水不溶化,通过生成将上述多孔质片的涂敷了的表面整体覆盖的膜,得到堵塞了上述多孔质片的孔的亲水性高分子加工片。另外,作为其他方法,还有使上述粘胶或PVA浸入上述多孔质片的内部的孔中,在上述多孔质片的表面或内部使这些亲水性高分子水不溶化,得到堵塞了上述多孔质片的孔的亲水性高分子加工片的方法。另外,在上述涂敷仅仅是涂布的情况下,膜容易覆盖涂布了的表面,在上述涂敷是浸渍的情况下,在孔的内部上述亲水性高分子硬结而容易堵塞孔。在此,在生成膜的情况下,由于是亲水性高分子,所以在与亲水性纤维是30重量%以上的多孔质片之间亲和性高,可以将剥离的可能性抑制得较低,尤其不需要粘接剂等就可以用膜覆盖。
另外,在使用粘胶作为上述亲水性高分子的情况下,对涂敷了粘胶的上述多孔质片用硫酸水溶液进行进一步的处理,通过从粘胶再生纤维素,可以得到由再生纤维素闭塞了上述多孔质片的孔的亲水性高分子加工片。作为该处理的方法,例如可以举出将含浸了粘胶的亲水性高分子加工片连续地浸渍在硫酸水溶液中的方法。此时,为了在纤维素再生后除去反应副生成物,还可以进行基于硫化钠水溶液的脱硫处理或基于次亚氯酸钠水溶液的漂白处理。
另外,在使用PVA作为上述亲水性高分子的情况下,将具有高反应性的羰基等官能团的PVA和架桥剂进行混合得到水溶液,将该水溶液涂敷在上述多孔质片上,对其加热并使其干燥,由此使PVA和架桥剂反应,进行水不溶化,由此可以得到闭塞了多孔质片的孔的亲水性高分子加工片。
这样得到的亲水性高分子加工片,原本多孔质片具有的孔被膜或孔闭塞而堵塞。由此,可以遮蔽气体的流通,在全热交换器中可以用作阻隔件,使得温度不同的气体不会混合。另外因为堵塞该孔的是浸透了的上述亲水性高分子的薄膜或堵塞物,因此,其可以容易地传递显热,另外,上述亲水性高分子由于有亲水性,所以湿气容易通过,所以由湿气搬运的潜热也容易透过。
即,可以充分且高效地传递潜热和显热,并且可以防止空气的混合,因此该亲水性高分子加工片可适合用作全热交换器用片。
本发明的全热交换器用片优选是实施了难燃处理的片。尤其在将本发明的全热交换器用片用于建筑物具备的全热交换器时,在JIS A 1322的“建筑用薄物材料的难燃性试验方法”中优选具有合格于三级防火的难燃性。而且,更优选具有合格于二级防火或一级防火的难燃性。
所谓该难燃处理例如可以举出在上述亲水性高分子加工片上涂敷难燃剂的方法,具体地说,可以举出:在涂敷了上述亲水性高分子的上述亲水性高分子加工片的表面涂布或喷雾难燃剂的方法、或将上述亲水性高分子加工片浸渍在难燃剂的溶液中的方法、或使用预先混合了难燃剂的亲水性高分子液对片进行加工的方法。另外,在使用粘胶作为上述亲水性高分子的情况下,在硫酸水溶液处理之后,例如还可以通过干燥前的工序进行难燃处理。
作为可以在本发明中使用的难燃剂,有无机系难燃剂、无机磷系化合物、含氮化合物、氯系化合物、溴系化合物等,例如硼砂和硼酸的混合物、氢氧化铝、三氧化锑、磷酸锑、聚磷酸锑、氨基磺酸锑、氨基磺酸胍、磷酸酰胺、氯化聚烯烃、溴化铵、非醚型聚溴基(非エ一テル型ポリブロモ)环状化合物等水溶液或者可以在水中分散的难燃剂,选择使用不损害水不溶化了的上述亲水性高分子的透湿性的难燃剂的种类、附着量。
作为上述难燃剂的含量,优选是全热交换器用片的2重量%以上,更优选是5重量%以上。因为如果不足2重量%,则存在难燃剂不够的顾虑。另一方面,优选在70重量%以下,更优选在50重量%以下。如果难燃剂大于70重量%,则可能对上述亲水性高分子加工片的透湿性带来影响。另外,作为涂敷含有亲水性高分子的水溶液之前的多孔质片,还可以使用在制造时大量配合氢氧化铝,预先附于难燃性的多孔质片。
另外,本发明的全热交换器用片优选是经过了耐水处理后的片。作为该耐水处理的手段,可以在涂敷含有亲水性高分子的水溶液之前的多孔质片的制造时添加防渗剂(サイズ剤)或湿润纸力增强剂,或通过后加工进行耐水处理,但在涂敷含有亲水性高分子的水溶液的关系上,优选在亲水性高分子加工片上涂布或含浸耐水处理剂。该耐水处理例如通过使氟系高分子化合物、蜡乳剂(wax emulsion)、脂肪酸树脂系、或它们的混合物等耐水处理剂涂布或含浸在上述亲水性高分子加工片上来进行。而且,该耐水处理可以在原纸制造阶段进行,或在上述赧然处理前或后连续、或同时进行。
进而,本发明的全热交换器用片为了提高全热交换性能,优选是经过了吸湿处理之后的片。作为该吸湿处理的手段,可以举出将吸湿剂溶液涂敷或喷雾到上述亲水性高分子加工片上的方法,或使上述加工片浸渍在吸湿剂溶液中的方法,或使用预先混合了吸湿剂的亲水性高分子液对片进行加工的方法。通过含浸吸湿剂,得到的全热交换器用片的透湿度提高,潜热的移动变容易,可以提高热交换性能。
作为可以用于上述吸湿处理的吸湿剂,有无机酸盐、有机酸盐、无机质填量、多价醇、尿素类、吸湿(吸水)性高分子等,例如作为无机酸盐,有氯化锂、氯化钙、氯化镁,作为有机酸盐,有乳酸钠、乳酸钙、吡咯烷酮羧酸钠,作为无机质填量,有氢氧化铝、碳酸钙、硅酸铝、硅酸镁、滑石、粘土、沸石、硅藻土、海泡石、硅胶、活性炭,作为多价醇,有甘油、甘醇、三甘醇、聚甘油,作为尿素类,有尿素、羟乙基苯尿素,作为高分子,有聚天门冬氨酸、聚丙烯酸、聚谷氨酸、聚赖氨酸、藻朊酸、羧甲基纤维素、羟烷基纤维素以及它们的盐或架桥物,卡拉胶、果胶、结冷胶、琼脂、黄原胶、透明质酸、瓜胶、阿拉伯树胶、淀粉及它们的架桥物、聚乙烯乙二醇、聚丙烯乙二醇、骨胶原、丙烯腈系聚合体皂化物、淀粉/丙烯酸盐接枝共聚合体、醋酸乙烯/丙烯酸盐共聚合体皂化物、淀粉/丙烯腈接枝共聚合体、丙烯酸盐/丙烯酰胺共聚合体、聚乙烯醇/无水马来酸共聚合体、聚乙烯氧化物系、异乙烯-无水马来酸共聚合体、多糖类/丙烯酸盐接枝自架桥体等吸湿剂,可以根据成为目的的透湿度来选择种类或附着量来使用。而且,所述无机质填量是无机矿物或无机盐等,以增量剂、体积增大剂等目的使用。
进而,本发明的全热交换器用片除了上述难燃剂或耐水处理剂以外,在不影响本发明的全热交换器用片所必要的透湿性或气体屏蔽性的范围内,还可以含有任意的添加剂。作为该添加剂,为了对全热交换器片附于柔软性而提高加工适应性,可以举出作为柔软剂的三甘醇或甘油等。
本发明的全热交换器用片的厚度优选在100μm以下,更优选在80μm以下。如果超过100μm,则变得过厚,透湿性变得不够。另一方面,优选在15μm以上,更优选在20μm以上。因为如果不足15μm,则强度变得不够,加工中或使用中破损的可能性高。
具体地说,本发明的全热交换器用片的气体屏蔽性的透气度在纸浆技术协会规格JAPAN TAPPI纸浆试验方法的测定中,只要不妨碍透湿度等全热交换器用片所要求的物性,优选越高越好。现实中优选3000秒以上,更优选10000秒以上。如果越不足3000秒,则透气度越低,在用于全热交换器时,应分开的供给气体和排出气体被混合的可能性变高。
另外,本发明的全热交换器用片的透湿性通过JIS L 1099的“纤维产品的透湿度试验方法”的B-2法在使30℃的空气循环的环境中,设定成水温约为23℃进行测定,优选是每24小时的湿度透过量在5000g/m2以上,更优选为10000g/m2以上。如果透湿性不足5000g/m2,则湿气的移动不充分,因此存在水蒸气的潜热的热交换变得不充分的顾虑。另一方面,虽然透湿性越高越好,但如果超过200000g/m2则不现实。
进而,本发明的全热交换器用片的热传导率优选在0.005W/(m·K)以上,更优选在0.01W/(m·K)以上。如果不足0.005W/(m·K),则用于全热交换器时热交换性能变得不充分。而且,虽然热传导性越高越好,但如果超过0.1W/(m·K),则构造或材质上存在困难。而且,该热传导率(K)的值,如下式(1)所示,通过热流的测定值(W)、样品的厚度(D)、导热面积(A)、温度差(ΔT)计算得到。
K=W×D/(A×ΔT) (1)
另外,本发明的全热交换器用片的拉伸强度优选是0.3kN/m以上,更优选是0.5kN/m以上。如果不足0.3kN/m,则强度不够,存在破损的可能性。另一方面,如果超过5.0kN/m,则有损于加工适应性等作为全热交换器用片的其他物性,所以不现实。
本发明的全热交换器用片不层叠在其他的板纸或片等上,或不使用粘接剂等进行粘贴,仅用该片分隔通过全热交换器的两种气流,且可以作为用作进行热交换的分隔件的全热交换器片起作用。而且,所述两种气体是指在温度、湿度或温度湿度两者不同的两种气体。在该两种气体之间,显热从高温气体向低温气体经过上述全热交换器片进行移动,另外,湿气从高温气体向低温气体透过上述全热交换器用片,由此潜热移动。
作为这样的两种气体,例如可以举出向建筑物外部排出的排出气体和供给到建筑物内部的供给气体。本发明的全热交换器用元件例如可以使用图1(a)~图1(c)记载的全热交换器用元件14。它们使基于湿气16的潜热和显热15通过本发明的全热交换器用片11,在供给气体12和排出气体13之间移动,保持建筑物内的热或冷热,同时进行换气。
将本发明的全热交换器用片11用作对温度、湿度、或者这两者都不同的两种空气进行分隔的分隔板的全热交换器用元件14被全热交换器使用,在这样的全热交换器中,由于本发明的全热交换器用片11的透湿度高,另外没有被厚膜覆盖,具有薄的膜,或者仅用只是孔被埋住的多孔质片将空气隔开,所以容易传导显热,因此,显示出优秀的热交换能力。另外,由于隔开空气的闭塞部分薄,所以相比于现有的全热交换器用片容易透过湿气,因此保持湿度的效果也变高。
作为图1记载的全热交换器用元件14的具体的利用方法,例如图2所示,可以举出将全热交换器用元件14与供给风扇21以及排出风扇22进行组合的全热交换器。利用供给风扇21向全热交换器用元件14中吸入作为外气等的供给气体12,接触于组装在全热交换器用元件14内的全热交换器用片11。另一方面,利用排出风扇22向全热交换器用元件14中吸入室内空气等排出气体13,同样地,接触于全热交换器用片11。隔着全热交换器用片11接触的供给气体12和排出气体13根据温度及湿度,显示出图1(a)~图1(c)的任一个举动来进行热交换。被热交换了的供给气体12吹入供给风扇21,例如被吹进室内。另一方面,被热交换了的排出气体13吹入排出风扇22,例如被排出到室外。而且,在图1以及图2中,“in”以及“out”是指将取入新鲜的气体的方向记做“in”,将排出污浊气体的方向记做“out”。
而且,上述两种气流之中,被取入且给予热或冷热的新鲜气体即供给气体12没必要限定于从建筑物外取入的空气。例如在恒温且要维持气体混合比的状态的研究设施中,相对于从供给用泵供给并混合氮及氧、氩、二氧化碳等的混合气体,就可以使用本发明。另外,在房屋内进一步设置了分开气体环境的房间的情况下,还可以从房间外的房屋内取入空气。
对于将本发明的全热交换器用元件14设置在外气和建筑物之间的情况下的热交换作用进行具体说明。首先,对于图1(a)的状况进行说明。这例如是将温暖湿润气候的夏季那样的高温多湿的外气作为供给气体12取入到建筑物内,另一方面,将在制冷器中被冷却且挥散性有机化合物或二氧化碳增加了的室内的低温空气作为排出气体13排出,此时使用全热交换器用元件14的情况。此时,从供给气体12向排出气体13传导全热交换器用片11,显热15移动,并且暖的湿气16也移动,由此潜热也移动。由此,供给气体12被剥夺热量,可以抑制由制冷器得到的冷热的释放。
下面,对图1(b)的状况进行说明。这例如是将冬季的低温且含水蒸气量少的外气作为供给气体12取入到建筑物内,另一方面,将在制暖器中制暖且挥散性有机化合物或二氧化碳增加了的室内的高温空气作为排出气体13排出,此时使用全热交换器用元件14的情况。此时,从排出气体13向供给气体12传导全热交换器用片11,显热移动。另外,并用制暖器和加湿器等,或使用石油炉等作为制暖器,由此,当室内的温暖空气含有较多的湿气时,湿气16也透过全热交换器用片11从排出气体13向供给气体12移动,由此潜热也移动。由此,供给气体12被制暖,并且含水蒸气量增加,抑制因制暖器引起的热逃逸,并且还可抑制湿气的释放。
进一步对于图1(c)的状况进行说明。这例如是将沙漠气候或地中海气候的夏季那样的高温干燥的外气作为供给气体取入建筑物内,将进行了制冷器的冷却和加湿之后的室内的空气作为排出气体13排出,此时使用全热交换器用元件14的情况。此时,从供给气体12向排出气体13传导全热交换器用片11,显热15移动,并且暖的湿气16也移动,由此潜热也移动。由此从供给气体12剥夺热量,可以抑制由制冷器得到的冷热的放出。
当全热交换器具有单个或多个使用了本发明的全热交换器用片11的全热交换元件即全热交换器用元件14时,如果使用这样的全热交换器进行全热交换,则可进一步提高全热交换器的效率,可进行高效的热交换,抑制建筑物内的热或冷热的放出,同时进行排出含有挥发性的有机化合物且二氧化碳增加了的内部空气的换气,并维持基于空调设备的热效果。
另外,由于全热交换器用片11薄,所以由于相比于现有技术可以减薄全热交换器用元件14,所以与现有的全热交换器相比可以制造紧凑的全热交换器。
【实施例】
以下,举出实施例更具体说明本发明。首先,对于作为全热交换器用片必要的特性的试验方法进行说明。
[透湿度试验方法]
对于各个片,透过JIS L 1099记载的B-2法,在使30℃的空气循环的环境下,设定成23℃的水温,测定的每24小时的透湿度(g/m2·24h)的结果如表1所示。
[透气度试验方法]
按照纸浆技术协会规格JAPAN TAPPI纸浆试验方法“纸以及板纸-平滑度以及透气度试验方法-第二部:王研法”,使用旭精工(株)公司制的王研式透气度试验机KG-55,测定各个片的透气度。
[热传导率试验方法]
在20℃的室温、65%的湿度RH的气氛下,将切成100mm×100mm大小的各个片夹在上部29.9℃、下部22.3℃的试验板(50mm×50mm)间,利用Katotech(株)公司制的精密迅速热物性测定装置:KES-F7THERMOLABOII,测定60秒钟的热流。根据该值计算热传导率。
[拉伸强度试验方法]
在20度的室温、65%的湿度RH的气氛下,将放置一晚并调湿了的片剪裁成15mm宽度的长方形,利用(株)东洋鲍德温公司制的万能试验机:UTM-III测定各个片的纵向(MD)和横向(TD)的拉伸强度。
[厚度测定方法]
用自动微测量器(高桥制作所(株)制)对与上述同样调湿了的片进行测定,对于各个片在宽度方向上测定10点的厚度,算出平均值。
<全热交换器用片的制作>
下面,对于各个全热交换器用片的制作方法进行说明。
(实施例1)
作为亲水性纤维人造丝浆粕为100重量%的层和含有50重量%的人造丝浆粕与50重量%的作为非亲水性纤维的聚乙烯纤维的层以等量抄合两层,在这样得到的混抄无纺布(亲水性纤维:非亲水性纤维=75重量%:25重量%;中尾制纸(株)制:MPE-5-35、坪量35g/m2、厚度71.0μm)上,利用辊式涂料器涂布纤维素浓度为4.8重量%的粘胶,连续浸渍在浓度为11%的硫酸水溶液浴中,再生纤维素,之后,经过水洗工序,利用分别是0.6重量%的氢氧化钠和硫化钠的混合水溶液浴进行脱硫处理,利用0.6重量%的次亚氯酸钠水溶液浴进行漂白处理,充分水洗后干燥,得到亲水性高分子加工片。通过与使用的原纸的重量进行比较而求出该片的纤维素涂敷量,是6.3g/m2,厚度是75.0μm。将该片用作全热交换器用片,进行上述试验。结果如表1以及表2所示。
【表1】
透湿度 (JISL 1099B-2法) (g/m2/24h) 透气度 (JAPAN TAPPI 纸浆试验法) (秒/100cc) 热传导率 (W/(m·K)) 实施例1、2、5 的原纸 34000 10秒以下 0.0226 实施例1 12400 30000以上 0.0211 实施例2 17700 30000 0.0183 实施例3的原纸 59600 10以下 0.0132 实施例3 30700 30000以上 0.0101 实施例4的原纸 28300 10以下 0.0264 实施例4 16000 30000以上 0.0284 实施例5 6900 10000 0.0171
【表2】
对于该亲水性高分子加工片,首先,图4表示涂布粘胶之前的表面的放大照片,图5表示使用粘胶加工了的亲水性高分子加工片表面的放大照片。显示出从粘胶再生的纤维素均匀分布在片整体上。
图6表示对该高分子加工片的涂布粘胶之前的原纸的剖面拍摄的基于视野的1500倍的放大照片。另外,图7表示对使用粘胶加工了的亲水性高分子加工片的剖面进行拍摄的基于视野的1500倍的放大照片。而且,在此,为了容易理解亲水性高分子的分布状况,将在粘胶中混合蓝色燃料(大日精化工业(株)制:TL-500BLUE-R)而得到的亲水性高分子加工片作为样品进行观察,发现在原来的原纸中存在的纤维和纤维的间隙被纤维素掩埋,孔被堵塞。
进而,图8表示用电子扫描显微镜拍摄该高分子加工片的剖面的照片。在此,图中正中向左右延伸的是亲水性高分子加工片,发现纤维素和纤维形成一体而无法区分。
(实施例2)
在实施例1中,同样涂布纤维素浓度为2.9重量%的粘胶,按照同样的顺序得到纤维素涂敷量为3.0g/m2的亲水性高分子加工片。表1以及表2表示该测定结果。
(实施例3)
在亲水性纤维为100%、且由木浆和马尼拉麻构成的混抄纸(日本大昭和板纸(株)纸:糕(cake)原纸A、坪量20g/m2、厚度为41.2μm)上,与实施例1同样地涂布纤维素浓度为7.5重量%的粘胶,进行同样的处理,得到纤维素涂敷量为11.2g/m2、厚度为50.9μm的亲水性高分子加工片。其测定结果如表1所示。
(实施例4)
在作为亲水性纤维含有100%的木浆的、对一面进行了轧光处理的单面发亮牛皮纸(城山制纸(株)制:OP、坪量65g/m2、厚度91.3μm)上,与实施例1同样涂布纤维素浓度为4.8重量%的粘胶,进行同样的处理,得到纤维素涂敷量为2.2g/m2、厚度为94.0μm的亲水性高分子加工片。其测定结果如表1所示。
(比较例1)
作为防水性纤维,以聚对苯二甲酸乙二醇酯为芯,在由聚乙烯覆盖了芯的周围的复合纤维构成的无纺布(Unichika公司(株)制:Erubesu、厚度104.5μm)上,按照与实施例同样的顺序,涂布纤维素浓度为4.8重量%的粘胶,用同样的硫酸酸性浴使纤维素凝固再生,进行脱硫处理和漂白处理,得到纤维素皮膜剥离了的片。
对于该比较例的片,图9表示涂布粘胶之前的多孔质片的表面照片,图10表示使用粘胶加工的亲水性高分子加工片的表面照片。粘胶在表面不均匀分布,形成岛状,仅覆盖一部分,没有完全堵塞多孔质片的孔。
进而,对于该比较例1的片,图11表示剖面的电子显微镜照片。中央的纤维是聚对苯二甲酸乙二醇酯的芯,卷绕在其周围的是聚乙烯纤维。在其上方表示纤维素的膜从纤维剥离而折叠的状态。
(实施例5)
在实施例1中,取代粘胶,用辊式涂料器涂布具有羰基的聚乙烯醇(日本subi·pobaaru(株)公司制:DF-17)的15重量%水溶液95份和作为架桥剂的10重量%的己二酸二酰肼水溶液5份构成的混合水溶液,在100℃下加热30分钟并干燥,由此使架桥剂反应,得到聚乙烯醇涂敷量为14.7g/m2、厚度为93.6μm的亲水性高分子加工片。其测定结果如表1所示。
(实施例6)
将实施例1中得到的亲水性高分子加工片浸渍在氨基磺酸胍系难燃剂((株)三和化学公司制:apinon-101)的20重量%水溶液中,通过干燥,得到难燃剂含量为22.9重量%的难燃处理后的亲水性高分子加工片。对于该片,按照JIS A 1322的“建筑用薄物材料的难燃性试验方法”进行难燃性试验,观测碳化长度、残火、残余的结果,判定为二级防火。
(实施例7、耐水处理)
按照与实施例1同样得到亲水性高分子加工片的过程,干燥前将蜡乳剂系防水剂(约翰逊聚合物公司(株)制:jonwax26:固体成分25重量%)浸渍在用水稀释而使固体成分浓度为5重量的液中,通过用压辊挤压并干燥,得到防水剂附着量为1.2g/m2的经过了耐水处理之后的亲水性高分子加工片。对于该片和在实施例1中得到的片,按照JAPAN TAPPI纸浆试验方法“纸以及板纸-防水性试验方法”,在倾斜的第上粘贴试验片,在其上滴落水滴,观察流下的轨迹,进行按照表3的基准判定的防水试验,分别判定出本实施例的片是R4、实施例1的片是R0。由于在亲水性高分子加工片的制造中,所以难以担持大量的耐水化剂,担即使是少量的担持量也可得到R4的防水度。
【表3】
防水度 R0 是连续的轨迹,显示一样的宽度 R2 是连续的轨迹,显示比水滴稍微窄的 宽度 R4 虽然是连续的轨迹,但处处断开,明 显显示比水滴窄的宽度 R6 轨迹的一半湿润 R7 轨迹的1/4由延伸较长的水滴湿润 R8 轨迹的1/4以上散布有球形的水滴 R9 处处散布球形的小水滴 R10 完全滚落
(实施例8)
除了将实施例4中使用的单面发亮牛皮纸改变为厚度更薄的单面发亮牛皮纸(城山制纸(株)纸:OP、坪量35g/m2、厚度53μm)以外,进行与实施例4同样的处理,得到纤维素涂敷量为2.5g/m2、厚度为52μm的亲水性高分子加工片。对于该亲水性高分子加工片,与实施例4同样进行透湿度、透气度的测定,并进行与实施例6同样的难燃性试验。结果如表4所示。另外,对于进行处理之前的原纸的测定结果也同样如表4所示。
【表4】
透湿度 (JISL1099B-2法) (g/m2/24h) 透气度 (JAPAN TAPPI 纸浆试验法) (秒/100cc) 难燃性 (JIS A 1322法) 实施例8 26000 15000 无 实施例9 49000 30000 二级防火 实施例10 100000 30000 二级防火 实施例8-10的 原纸 34000 5以下 无
(实施例9、难燃处理)
将在实施例8中得到的亲水性高分子加工片浸渍在磷酸铵以及氨基磺酸铵的混合品(日华化学(株)制、nikkafainon900)的20重量%水溶液中,在用砑光机压榨后,干燥,由此得到难燃剂含量为9.6重量%的经过了难燃处理后的亲水性高分子加工片。与实施例8同样进行的测定结果如表4所示。
(实施例10、吸湿处理)
将实施例8得到的亲水性高分子加工片浸渍在氯化锂(本妆化学公司(株)制)的20重量%的水溶液中,在用砑光机压榨后,干燥,由此得到吸湿剂含量为12.4重量%的经过了吸湿处理后的亲水性高分子加工片。与实施例8同样进行的测定结果如表4所示。
(实施例11)
在纸浆-麻混合无纺布(日本大昭和板纸(株)制:FB-18:坪量18g/m2、厚度51μm)上,取代实施例1中的粘胶,与实施例1同样地涂布以重量比100∶5混合了纤维素浓度为9.1%的粘胶(Renngon公司(株)制)和粉末氢氧化铝(日本轻金属(株)制:BF013)的料浆,并进行处理,得到纤维素涂敷量为11g/m2、氢氧化铝涂敷量为6g/m2的难燃处理后的亲水性加工片。基于JIS A 1322与实施例6同样地测定难燃性,结果判定为二级防火。
(实施例12)
在单面发亮牛皮纸(城山制纸(株)制:OP、坪量35g/m2、厚度53μm)上,用辊式涂料器涂布聚乙烯醇((株)Kurare公司制:PVA-117完全皂化)8重量%水溶液,通过干燥,得到聚乙烯醇涂敷量为2.7g/m2、透气度为15,000秒/100cc、透湿度为20,000g/m2/24h的亲水性高分子加工片。
(实施例13)
在实施例12使用的单面发亮牛皮纸上,用辊式涂料器涂布皂化度约88%的聚乙烯醇(日本合成(株)制、gonsera-3266)15重量%,在干燥之后,浸渍在氯化锂的20重量%水溶液中,进行干燥。其结果,得到聚乙烯醇涂敷量11g/m2、吸湿剂含量10.8重量%、透气度为30,000秒/100cc、透湿度为48,000g/m2/24h的亲水性高分子加工片。
(实施例14)
粘贴实施例9中得到的亲水性高分子加工片和段成形的单面发亮牛皮纸(城山制纸(株)制:OP、坪量65g/m2),制成图3例示的静止型全热交换器(190mm×190mm×350mm,134段)。基于JIS B 8628,测定热交换率,结果表明全热交换率为74%。
(实施例15)
除了使用实施例10得到的亲水性高分子加工片以外,与实施例14同样地进行制作静止型全热交换器,测定热交换率,结果表明全热交换率为82%。