全热交换元件的制造方法和全热交换元件的制作方法
【专利摘要】本发明的课题是，提供湿度交换效率高，即使经时间也可以维持湿度交换效率的全热交换元件。作为其解决方案，本发明是全热交换元件的制造方法，所述方法具有：粘合衬垫片材和波纹片材以制作单面瓦楞纸的步骤，和将多个在前述步骤中得到的所述单面瓦楞纸以单面瓦楞纸的楞纹方向一楞一楞交叉的方式进行层叠的步骤，所述衬垫片材和所述波纹片材各自的至少一部分含有吸湿剂，其中，将层叠单面瓦楞纸前的衬垫片材的吸湿剂含量作为R1、波纹片材的吸湿剂含量作为R2时，R1为1~20g/m2，R1/R2为0.5~2.0。
【专利说明】
全热交换元件的制造方法和全热交换元件
技术领域
[0001] 本发明主要涉及在空调领域所利用的全热交换器中使用的全热交换元件。
【背景技术】
[0002] 全热交换器作为住宅、建筑物的换气设备的节能部件而受到关注。全热交换器主 要由进行全热交换的全热交换元件和用于将空气在室内和室外进行交换的送风机构成。该 全热交换元件具有通过使从室内向室外排出的空气的温度和湿度转移至从室外向室内供 给的空气从而抑制换气时室内的温度湿度环境的变动的功能。通过层叠多个包括交换温度 湿度的部件(衬垫片材)与形成进行吸气和排气的流路的部件(波纹片材)的瓦楞纸，从而形 成全热交换元件。为了提高热交换元件的温度交换效率、湿度交换效率、有效换气量率，要 求衬垫片材有热传导性、透湿性、空气遮蔽性，进行提高其性能的研究。
[0003] 例如，从提高衬垫片材的透湿性的观点出发，公开了一种全热交换元件，其使用含 有氯化锂等水溶性吸湿剂的衬垫片材(专利文献1)。
[0004] 进一步，公开了一种全热交换元件，其在衬垫片材中含有吸湿剂，将非水溶性的粘 合剂用于衬垫片材和波纹片材之间的粘合剂(专利文献2)。
[0005] 此外，公开了一种全热交换元件，其是包括衬垫片材和波纹片材的热交换元件，在 所述衬垫片材和所述波纹片材各自的表面上设置具有气体遮蔽性的透湿膜，在所述衬垫片 材和所述波纹片材中含有能够使潜热通过的透湿剂(专利文献3)。
[0006] 现有技术文献 专利文献 专利文献1:国际公开第2002/099193号 专利文献2:国际公开第2009/004695号 专利文献3:日本特开2002-310589号公报。
【发明内容】
[0007] 发明所要解决的课题 专利文献1所公开的包含含有水溶性吸湿剂的衬垫片材的热交换元件存在经时间的湿 度交换效率下降的课题。可以认为其是吸湿剂从衬垫片材转移至其它的部件，专利文献2和 专利文献3公开了想要解决其的全热交换元件。在专利文献2记载的发明中，存在从初期起 通过衬垫片材的湿度的移动量就小的课题。此外，如专利文献3所公开的，即使在衬垫片材 和波纹片材各自中含有吸湿剂的情况中，也观察到经时间的湿度转移量下降的倾向。
[0008] 为此，本发明的课题在于，提供即使经时间也可以维持湿度交换效率的全热交换 元件。
[0009] 解决课题的手段 为了解决上述课题，本发明提供下述全热交换元件的制造方法。
[0010] ( 1)全热交换元件的制造方法，所述全热交换元件含有吸湿剂，所述方法具有:粘 合衬垫片材和波纹片材以制造单面瓦楞纸的步骤，和 将多个在前述步骤中得到的所述单面瓦楞纸以单面瓦楞纸的楞纹方向一楞一楞交叉 的方式进行层叠的步骤， 其中，将层叠单面瓦楞纸前的衬垫片材的吸湿剂含量作为R1、将层叠单面瓦楞纸前的 波纹片材的吸湿剂含量作为R2时，R1为卜20g/m2，R1/R2为0.5~2.0。
[0011] 此外，作为本发明的全热交换元件的制造方法的优选方式，可以举出下述方法。
[0012] (2)根据上述的全热交换元件的制造方法，其中，含量R1比R2大。
[0013] (3)根据前述任一项的全热交换元件的制造方法，其中，R1/R2为1.3~2.0。
[0014] (4)根据前述任一项的全热交换元件的制造方法，其中，吸湿剂至少包含碱金属盐 和碱土金属盐中的任一种。
[0015] (5)根据前述任一项的全热交换元件的制造方法，其中，吸湿剂为氯化锂。
[0016] (6)根据前述任一项的全热交换元件的制造方法，其中，吸湿剂为氯化钾。
[0017] (7)根据前述任一项的全热交换元件，其中，所述波纹片材的厚度为20~100μπι。
[0018] (8)根据前述任一项的全热交换元件的制造方法，其中，所述衬垫片材包括气体遮 蔽层和多孔层至少各一层，并且，所述多孔层包含热塑性树脂的纳米纤维。
[0019] 并且，作为用上述任一项的方法制造的全热交换元件，举出下述全热交换元件。
[0020] (9)全热交换元件，其通过前述任一项所述的制造方法制造，所述全热交换元件的 通过JIS Β8628 (2003)中所规定的方法在冷气条件下测定的湿度交换效率为50%以上。
[0021] 发明效果 根据本发明，提供热交换效率高、湿度交换效率也经时间得到维持的全热交换元件。
【具体实施方式】
[0022] 以下，针对本发明的热交换元件的制造方法进行说明。本发明的包含吸湿剂的全 热交换元件的制造方法具有： 粘合衬垫片材和波纹片材以制造单面瓦楞纸的步骤，和 将多个在前述步骤中得到的所述单面瓦楞纸以单面瓦楞纸的楞纹方向一楞一楞交叉 的方式进行层叠的步骤， 其中，将层叠单面瓦楞纸前的衬垫片材的吸湿剂含量作为R1、波纹片材的吸湿剂含量 作为R2时，R1为1~20g/m2，Rl/R2为0.5~2.0。在本发明的制造方法中，首先制造单面瓦楞纸。 通常进行下述步骤。通过互相咬合旋转的齿轮状辊对波纹片材赋予波形。在得到的波纹片 材的瓦楞顶部涂布粘合剂，将衬垫片材压接至波纹片材的瓦楞顶部使其粘合，得到单面瓦 楞纸片材。
[0023] 接着，将得到的多个所述单面瓦楞纸以单面瓦楞纸的楞纹方向一楞一楞交叉的方 式进行层叠。通常进行下述步骤。在得到的单面瓦楞纸片材的瓦楞顶部涂布粘合剂，以单面 瓦楞纸所具有的楞纹方向一楞一楞交叉的方式层叠多个单面瓦楞纸。然后，成型为所希望 的尺寸，形成全热交换元件。应予说明，楞纹方向是指在单面瓦楞纸中粘合的衬垫片材和波 纹片材之间所形成的流路的方向。
[0024] 针对本发明的全热交换元件而言，具有衬垫片材和波纹片材的单面瓦楞纸形成以 其流路的长度方向一楞一楞交叉的方式层叠多个单面瓦楞纸的结构。在所述全热交换元件 中，在互相交叉的流路当中，在一方的方向的流路中流通供气，在其他的方向的流路中流通 排气。在该情况中，供气和排气之间的热交换主要通过衬垫片材进行。因此，如果衬垫片材 的透湿度大，则全热交换元件的湿度交换效率也优异。
[0025] 从得到湿度交换效率优异的全热交换元件的观点出发，衬垫片材在温度为20 °C、 湿度为65%RH的环境下的透湿度（以下称为"透湿度Γ)优选为60g/m2/hr以上，更优选70g/ m2/hr以上，进一步优选80g/m2/hr以上，特别优选90g/m2/hr以上。此外，从提高衬垫片材的 强度以及提高衬垫片材和波纹片材的粘合力的观点出发，衬垫片材的透湿度1优选为200g/ m2/hr以下，更优选180g/m2/hr以下，进一步优选150g/m2/hr以下。应予说明，通过适当组合 衬垫片材的单位面积重量和密度、衬垫片材所包含的吸湿剂的含量或者吸湿剂的种类等条 件，可以使衬垫片材的透湿度1为上述的范围内。
[0026] 作为用于本发明的吸湿剂，优选氯化锂等碱金属盐、氯化钙和氯化镁等碱土金属 盐。在其中，更优选吸水率高的氯化锂、氯化钙。进一步，最优选可以以更少的含量提高湿度 交换效率的氯化锂。另外，也可以包含聚氨酯树脂、聚氧乙烯、聚乙二醇、聚氧亚烷基烷基 醚、聚丙烯磺酸钠（求本等。还可以进一步包含抗菌剂、抑菌 剂、阻燃剂等功能性试剂。此外，衬垫片材所包含的吸湿剂和波纹片材所包含的吸湿剂没有 特别的规定，但优选为相同的吸湿剂。通过将相同的吸湿剂用于衬垫片材和波纹片材，可以 在通过衬垫片材和波纹片材进行全热交换的全热交换元件的部位中抑制水分传导时的传 导阻抗，可以得到湿度交换效率更加优异的全热交换元件。
[0027] 本发明中所述的吸湿剂的含量，是指每lm2片材的吸湿剂的质量。此外，对于含量 测定，是指在温度为23°C、相对湿度为50%的恒温恒湿室内放置12小时以上后测定得到的质 量。
[0028]层叠瓦楞纸前的衬垫片材所包含的吸湿剂的含量（R1)为1~20g/m2。通过使R1为 lg/m2以上，可以提高衬垫片材的透湿度，通过使用所述衬垫片材可以得到湿度交换效率优 异的全热交换元件。从上述观点出发，R1的下限优选为2g/m 2以上，更优选3g/m2以上。另一方 面，通过使R1为20g/m2以下，可以抑制由衬垫片材的透湿度变得过大、衬垫片材中包含大量 水分而引起的衬垫片材的强度的下降、衬垫片材和波纹片材的粘合力的下降。从上述观点 出发，R1的上限优选为15g/m 2以下，更优选10g/m2以下。此外，着眼于作为吸湿剂而优选使用 的氯化锂和氯化钙时、使用氯化钾时，其含量优选为上述范围，此外，使用氯化钙时，其含量 优选为上述范围。此外，并用氯化钾和氯化钙时，其含量之和优选为上述范围。
[0029] 用于本发明的衬垫片材优选包括至少各一层的多孔层，具有层叠结构。
[0030] 气体遮蔽层不必为完全遮蔽气体的性质。要定义气体遮蔽层的气体遮蔽性，则以 实施例的栏中所示的二氧化碳遮蔽率所定义的值优选为35%以上。更优选为60%以上，进一 步优选为70%以上。气体遮蔽层优选以纤维状物质为主成分。在此，要定义纤维状物质为"主 成分"，则是指以包含纤维状物质的气体遮蔽层为100质量%时，上述气体遮蔽层所包含的纤 维状物质超过50质量％。作为纤维状物质，可以列举例如N纸浆(针叶木纸浆）、L纸浆(阔叶木 纸浆）、甘蔗渣、麦秸、芦_、纸莎草、竹、木棉、洋麻、玫瑰茄、麻、亚麻、苎麻、黄麻、大麻、剑 麻、马尼拉麻、椰子、香蕉等纤维。另外，可以列举出包含聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯 二甲酸丙二酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚乳酸(PLA)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、 液晶聚酯、尼龙6(N6)、尼龙66(N66)、尼龙11(N11)、尼龙12(N12)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP) 和聚苯乙烯(PS)等热塑性树脂的纤维。此外，还可以列举出再生纤维（粘胶人造丝、铜铵人 造丝）等。这些纤维可以单独使用，也可以包含选自这些中的两种以上的纤维。以进行了高 度原纤化的亲水性纤维状物质作为气体遮蔽层的主成分，容易形成有效地遮蔽二氧化碳从 纤维间隙泄漏的致密结构体，是优选的。此外，作为进行了高度原纤化的亲水性纤维状物 质，可以举出例如N纸浆(针叶木纸浆）、L纸浆（阔叶木纸浆）、芳族聚酰胺纤维、丙烯酸纤维 (7夕1；少繊維)等。此外，这些纤维可以单独使用，也可以包含选自这些中的两种以上的纤 维。进一步优选使用由将N纸浆(针叶木纸浆）、L纸浆（阔叶木纸浆)等进行高度原纤化得到 的纤维素纸浆构成的纤维。通过使用纤维素纸浆，抄纸性好，通过基于纤维素纸浆间的氢键 的相互作用，可以更强固地形成气体遮蔽层。作为在本发明中使用的纤维素纸浆，虽然没有 特别的限制，但可以适当组合由木材等植物得到的N纸浆(针叶木纸浆）、L纸浆（阔叶木纸 浆）等。这些可以原纤化的亲水性纤维可以使用打浆机、盘磨机、高级精研机 ((^11?6；^1161〇、锥形磨衆机(」_(^(^11)、研磨机、珠磨机、高压均化器等打衆机进行原纤化。
[0031] 对于在气体遮蔽层中使用的纤维状物质，其打浆度优选在加拿大标准游离度试验 中上限小于150ml。更优选为100ml以下，进一步优选30ml以下。作为下限，优选10ml以上。通 过使打浆度小于150ml，可以用原纤化纤维状物质将气体遮蔽层的纤维状物质间的空隙进 行微细化，由此可以发挥高的气体遮蔽性，因此优选。此外，通过使打浆度为l〇ml以上，可以 充分确保气体遮蔽层的纤维状物质间的空隙，形成衬垫片材时，可以提高透湿性。
[0032] 作为本发明的衬垫片材，优选包含多孔层。要定义多孔层，则是观察其断面时，在 100μπι的正方形的区域中，优选开有10个以上的ΙΟμπι的正方形或者小于该面积的孔，更优选 开有10个以上的3μπι的正方形或者小于该面积的孔，进一步优选50个以上。
[0033] 多孔层优选以纤维状物质作为主成分。要定义纤维状物质为主成分，则是指以包 含纤维状物质的多孔层为100质量%时，多孔层所包含的纤维状物质大于50质量％。作为纤维 状物质，可以举出例如Ν纸浆(针叶木纸浆）、L纸浆（阔叶木纸浆）、甘蔗渣、麦秸、芦苇、纸莎 草、竹、木棉、洋麻、玫瑰茄、麻、亚麻、苎麻、黄麻、大麻、剑麻、马尼拉麻、椰子、香蕉、热塑性 树脂纤维(包含聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二 酯(PBT)、聚乳酸(PLA)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、液晶聚酯、尼龙6(N6)、尼龙66(N66)、尼龙 ll(Nll)、尼龙12(N12)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)等热塑性树脂的纤维）、再 生纤维(粘胶人造丝、铜铵人造丝)等。这些纤维可以单独使用，也可以使用选自这些中的两 种以上的纤维。这些当中，由于操作容易、抄纸性优异，可以优选地举出N纸浆(针叶木纸 浆）、L纸浆（阔叶木纸浆)等纤维素纸浆。这些纤维可以通过使用打浆机、盘磨机、高级精研 机、锥形磨浆机、研磨机、珠磨机、高压均化器等打浆机适度地进行原纤化。
[0034]可以用于多孔层的纤维状物质的打浆度优选在加拿大标准游离度试验中下限为 150ml以上。作为上限，优选700ml以下。通过使打浆度为150ml以上，可以在多孔层中充分地 形成纤维状物质间的空隙，形成衬垫片材时，可以发挥高的透湿性。此外，通过使其为700ml 以下，构成纤维被充分地原纤化，因此可以形成细纤维、提高片材的均一性。
[0035] 作为多孔层更适合的是，在多孔层中优选使用的纤维状物质包含热塑性高分子的 纳米纤维。
[0036] 在本发明中，纳米纤维是指具有纳米(nm)水平的纤维直径的纤维，具体而言是指 纤维直径为lnm以上且小于lOOOnm的纤维。应予说明，当纤维断面是非圆形的异型断面时， 是指基于换算为相同面积的圆形时的纤维直径。
[0037] 作为优选的实施方式可以使用的纳米纤维的纤维直径，从促进毛细管现象的观点 出发，作为上限优选为700nm以下，更优选为500nm以下，进一步优选为300nm以下。作为下 限，从和生产率的平衡出发，优选为lnm以上。更优选为100nm以上。
[0038] 纳米纤维包含热塑性高分子。作为热塑性高分子，可以举出主成分为聚酯、聚酰 胺、聚烯烃等。作为聚酯，可以举出聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)、 聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚乳酸(PLA)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等，除此之外还有液晶 聚酯等。此外，作为聚酰胺，可以举出尼龙6(N6)、尼龙66(N66)、尼龙11(附1)、尼龙12(附2) 等。作为聚烯烃，可以举出聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等。在这些高分子中，从 容易吸水、当纤维状物质为纤维素纸浆时与纤维素纸浆的亲和性的观点出发，优选聚酰胺， 特别优选尼龙6。此外，也可以共聚或者混合聚酰胺以外的成分。
[0039] 应予说明，纳米纤维可以通过例如日本特开2005-299069号公报（[0045>[0057] 段、[0114>[0117]段等)所记载的方法等进行制造。具体而言如下所述。
[0040] 首先，对作为纳米纤维的制作原料的"高分子合金纤维"的制造方法进行说明。该 高分子合金纤维的制造方法可以采用例如如下所述的方法。即，制作将相对于溶剂、药液的 溶解性不同的两种以上的高分子进行合金化得到的高分子合金小片。将其投入纺丝装置的 料斗，在熔融部形成合金熔融体，从配备于加热保温用的旋转块(spinblock)中的纺丝组件 中的喷丝头孔吐出纺丝后，通过风筒(chimney)冷却固化形成丝条。使丝条通过集束供油导 纱器、第1牵拉辊、第2牵拉辊，在绕线机中绕线，得到纤维。然后，将其根据需要施加拉伸、热 处理，得到具有海岛结构的高分子合金纤维。进一步，将其用溶剂、药液处理，脱去海成分， 得到本发明中使用的纳米纤维。在此，在高分子合金纤维中，将之后形成纳米纤维的、对溶 剂、药液而言为难溶解性的高分子作为岛成分，将易溶解性的高分子作为海成分，通过控制 该岛成分的尺寸，可以设计纳米纤维的单纤维数平均纤维直径和均匀性。作为纳米纤维前 体的高分子合金纤维中的岛成分的大小几乎决定了纳米纤维的直径，因此岛的大小的分布 根据所需要的纳米纤维的纤维直径分布而设计。因此，合金化的高分子的混炼非常重要，在 本发明中优选通过混炼挤出机、静止混炼器进行高度混炼。
[0041] 通过非纳米纤维的纤维状物质和热塑性高分子的纳米纤维的组合，形成在非纳米 纤维的纤维状物质间的空隙中紧密地填塞纳米纤维的结构的毛细管结构，通过其毛细管现 象，可以形成具有高透湿性的层。进一步，通过层叠该多孔层与气体遮蔽层，由于纳米纤维 而具有高的表面积的多孔层可以容易地吸收更多的湿度。此外，由于纳米纤维包含热塑性 高分子材料，因此不会如纤维素那样因湿润而导致强度大幅下降，变得经过长时间也可以 保持全热交换元件的稳定的尺寸稳定性。
[0042] 作为多孔层中的纳米纤维的含有率，相对于多孔层的重量，作为下限优选5重量％ 以上。更优选30质量％以上，进一步优选50质量％。另一方面，作为上限，优选90质量％的范围。 更优选为80质量％。通过使其为5质量％以上，可以促进毛细管现象，可以得到透湿性更加优 异的全热交换用原纸。另一方面，通过使其为90质量％以下，抄纸步骤中的榨水性提高，可以 提尚生广性。
[0043] 作为本发明的衬垫片材中的气体遮蔽层的单位面积重量，作为下限优选15g/m2以 上，更优选20g/m 2以上。作为上限优选50g/m2以下，更优选40g/m2以下。通过使气体遮蔽层的 单位面积重量为15g/m2以上，可以抑制片材的不均匀，可以得到稳定的气体遮蔽性。另一方 面，通过使其为50g/m2以下，可以使片材的厚度变薄，可以提高作为衬垫片材的导热性和透 湿性。
[0044]另一方面，作为多孔层的单位面积重量，作为下限优选5g/m2以上，更优选10g/m2以 上。作为上限优选40g/m2以下，更优选30g/m2以下。与上述气体遮蔽层同样，通过使其为5g/ m2以上，可以抑制片材的不均匀，可以得到稳定的透湿性。此外，通过使其为40g/m2以下，片 材的厚度变薄，可以提高作为衬垫片材的导热性和透湿性。
[0045] 应予说明，衬垫片材的单位面积重量可以通过所述气体遮蔽层的单位面积重量和 所述多孔层的单位面积重量的合计计算来求出。
[0046] 作为衬垫片材的制造方法没有特别的规定，虽然可以分别制作气体遮蔽层和多孔 层，通过粘合剂、热使其层叠粘合，但除步骤变得复杂之外，粘合剂的树脂成分成为阻碍热、 湿度透过的原因，因此不优选。优选通过抄纸中的多层抄制而形成的方法。此时，根据其层 叠数适时准备抄起部件(抄含上疗部），通过抄合，可以得到所需要的层叠结构体。此外，作 为抄纸机，可以使用具有任意数量的抄起部件的圆网抄纸机、短网抄纸机、长网抄纸机等、 将它们组合的抄纸机等。
[0047] 为了使衬垫片材含有吸湿剂，列举出以下的方法。 i)浸渍法，将衬垫片材用基材浸渍于含有吸湿剂的加工液中，然后在一对旋转的辊间 挤榨。 i i )涂布法，在衬垫片材用基材的表面上涂布含有吸湿剂的加工液。 iii) 喷涂法，在衬垫片材用基材的表面上将含有吸湿剂的加工液对基材进行喷雾使其 附着。 iv) 粘合衬垫片材和波纹片材制造单面瓦楞纸之后，使衬垫片材的表面接触含有吸湿 剂的加工液的方法。作为使其接触的方法，列举出浸漬、喷涂、涂布等方法。在该方法中，可 以同时也使波纹片材含有吸湿剂。
[0048] 在这些当中，从可以使吸湿剂渗透至衬垫片材的内部、作为衬垫片材所吸收的水 分的移动介质促进移动速度的观点出发，优选浸渍法。
[0049] 此外，对本发明的衬垫片材也可以根据需要加工阻燃剂、抗菌剂、抑菌剂、防霉剂 等功能性试剂。
[0050] 接着，针对构成瓦楞纸的另一种材料、波纹片材进行说明。对于全热交换元件的波 纹片材和衬垫片材的粘合部分，由于供气和排气之间的全热交换通过波纹片材和衬垫片材 而进行，因此波纹片材的透湿度也和衬垫片材同样，越大则越可以得到湿度交换效率优异 的全热交换元件。
[0051] 从得到湿度交换效率优异的全热交换元件的观点出发，波纹片材的透湿度1优选 为50g/m2/hr以上，更优选60g/m 2/hr以上，进一步优选70g/m2/hr以上。此外，从提高波纹片 材的强度以及提高衬垫片材和波纹片材的粘合力的观点出发，波纹片材的透湿度1优选为 200g/m2/hr以下，更优选为180g/m2/hr以下，进一步优选为150g/m 2/hr以下。应予说明，波纹 片材的透湿度1可以通过波纹片材的单位面积重量和密度、波纹片材所包含的吸湿剂的含 量或者吸湿剂的种类等进行调整。
[0052]波纹片材所包含的吸湿剂的含量(R2)为每lm2波纹片材1~20g(即1~20g/m2)。通过 使R2为lg/m2以上，可以提高波纹片材的透湿度，通过使用所述波纹片材可以得到湿度交换 效率优异的全热交换元件。从上述观点出发，R2的下限优选为2g/m2以上，更优选3g/m2以上。 另一方面，通过使R2为20g/m 2以下，可以抑制由衬垫片材的透湿度变得过大、衬垫片材中包 含大量水分而引起的衬垫片材的强度的下降、衬垫片材和波纹片材的粘合力的下降。从上 述观点出发，R2的上限优选为15g/m 2以下，更优选10g/m2以下。
[0053]作为用于波纹片材的纤维状物质，可以举出以下物质。N纸浆(针叶木纸浆）、L纸浆 (阔叶木纸衆）、甘鹿渣、麦猜、芦_、纸莎草、竹、纸衆、木棉、洋麻、玫瑰前、麻、亚麻、芒麻、黄 麻、大麻、剑麻、马尼拉麻、椰子、香蕉等纤维。包含聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲 酸丙二酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚乳酸(PLA)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、液晶 聚酯、尼龙6(N6)、尼龙66(N66)、尼龙11(N11)、尼龙12(N12)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚 苯乙烯(PS)等热塑性树脂的纤维。再生纤维(粘胶人造丝、铜铵人造丝）、碳纤维、金属纤维 和玻璃纤维。这些纤维可以单独使用，也可以包含选自它们中的两种以上的纤维。进一步， 优选可以原纤化的纤维，其中进一步优选使用与水的亲和性优异、廉价的纸浆(N纸浆、L纸 浆)。
[0054]此外，作为波纹片材，可以使用机织物、针织物、无纺布等纤维片材，其中从片材的 均一性和空隙率出发，优选通过抄纸法得到的湿式无纺布的片材。
[0055]对于波纹片材的厚度，作为下限优选20μπι以上，更优选30μπι以上。另一方面，作为 上限，优选130μηι以下，更优选100μπι以下。通过使波纹片材的厚度为20μηι以上，波纹片材的 片材强度提高，可以得到加工成全热交换元件时的操作性优异的波纹片材。另一方面，通过 使波纹片材的厚度为130μπι以下，波纹片材的透湿度提高，可以得到湿度交换效率优异的全 热交换元件，并且可以将全热交换元件的容积抑制得小。
[0056]关于波纹片材的单位面积重量，作为下限优选20g/m2以上，更优选30g/m2以上，特 别优选40g/m2以上。另一方面，作为上限，优选150g/m2以下，更优选100g/m 2以下，特别优选 80g/m2以下。通过使波纹片材的单位面积重量为20g/m2以上，波纹片材的片材强度提高，可 以得到尺寸稳定性优异的全热交换元件。另一方面，通过使波纹片材的单位面积重量为 150g/m 2以下，可以得到波纹片材的透湿度提高且湿度交换效率优异的全热交换元件，并且 可以将全热交换元件的容积抑制得小。
[0057]作为波纹片材的制造方法没有规定，可以列举出通过湿式抄纸法等制作波纹用基 材，使得到的波纹片材用基材含有吸湿剂，进行波纹加工等方法。作为使波纹片材用基材含 有吸湿剂的方法，可以举出在含有吸湿剂的加工液中浸渍波纹片材用基材且在一对旋转的 辊间进行挤榨的浸渍法、在基材表面涂布含有吸湿剂的加工液的涂布法、将加工液喷雾附 着于基材的喷涂法等。其中，从可以使吸湿剂渗透至片材的内部、作为片材所吸收的水分的 移动介质促进移动速度的观点出发，优选浸渍法。此外，对本发明的波纹片材也可以根据需 要加工阻燃剂、抗菌剂、抑菌剂、防霉剂等功能性试剂。
[0058]作为使波纹片材含有吸湿剂的方法，列举出以下的方法。 i)浸渍法，将波纹片材用基材浸渍于含有吸湿剂的加工液中，然后在一对旋转的辊间 挤榨。 i i )涂布法，在波纹片材用基材的表面上涂布含有吸湿剂的加工液。 iii)喷涂法，在衬垫片材用基材的表面上将含有吸湿剂的加工液对基材进行喷雾使其 附着。 iv)粘合衬垫片材和波纹片材制造单面瓦楞纸之后，使波纹片材的表面接触含有吸湿 剂的加工液的方法。作为使其接触的方法，列举出浸漬、喷涂、涂布等方法。在该方法中，可 以同时也使衬垫片材含有吸湿剂。
[0059] 在本发明中，层叠单面瓦楞纸前的衬垫片材的吸湿剂含量R1与层叠单面瓦楞纸前 的波纹片材的吸湿剂含量R2的比（R1/R2)为0.5~2.0。通过使R1/R2为0.5以上，可以抑制从 波纹片材向衬垫片材的吸湿剂的转移量，可以抑制衬垫片材所包含的吸湿剂的量超过衬垫 片材所包含的吸湿剂的所期望的量的范围。从上述观点出发，R1/R2的下限优选为0.6以上， 进一步优选0.7以上，进一步优选大于1.0。另一方面，通过使R1/R2为2.0以下，可以抑制从 衬垫片材向波纹片材的吸湿剂的转移量，可以抑制衬垫片材所包含的吸湿剂的量小于衬垫 片材所包含的吸湿剂的所期望的量的范围。从上述观点出发，R1/R2的上限优选为1.8以下， 进一步优选1.5以下。
[0060] 在制造本发明的全热交换元件时，为了使R1/R2的值为特定范围内，列举出以下的 方法。 i) 使衬垫片材和波纹片材分别含有所期望的量的吸湿剂，然后制造单面瓦楞纸，然后 制造全热交换元件的方法。 ii) 使衬垫片材和波纹片材的至少一种含有吸湿剂，然后制造单面瓦楞纸，然后使单面 瓦楞纸含有吸湿剂，然后制造全热交换元件的方法。 iii) 由均不含有吸湿剂的衬垫片材和波纹片材制造单面瓦楞纸，然后使单面瓦楞纸含 有吸湿剂，然后制造全热交换元件的方法。
[0061] 在上述ii的制造方法和iii的制造方法中，在使单面瓦楞纸含有吸湿剂时，可以使 衬垫片材和波纹片材各自中的吸湿剂含量不同。例如，使单面瓦楞纸中没有粘合波纹片材 的面更多地接触含有吸湿剂的加工液的方法。此外，还存在使粘合波纹片材的一侧的面更 多地接触含有吸湿剂的加工液的方法。作为更多地接触加工液的方法，有仅一侧的面的处 理、使处理时间在两侧的面上不同的方法、使喷涂量在两侧的面上不同的方法。
[0062] 作为本发明的全热交换元件的制作时用于衬垫片材和波纹片材的粘合的粘合剂， 没有特别的特定。作为优选的粘合剂，为不阻碍在衬垫片材和波纹片材之间移动的水分的 移动的粘合剂。在此，作为粘合剂，可以举出淀粉系粘合剂、乙烯乙酸乙烯酯乳液系粘合剂、 乙酸乙烯酯乳液系粘合剂、聚乙烯醇系粘合剂等。
[0063] 对于本发明的全热交换元件而言，优选在下述实施例的测定方法的项目中记载的 冷气条件下的湿度交换效率为50%以上。通过全热交换元件在冷气条件下的湿度交换效率 为50%以上，可以得到在需要更高水平的湿度交换的夏天也发挥出高的湿度交换效率的全 热交换元件。从上述观点出发，全热交换元件的冷气条件下的湿度交换效率的下限更优选 为70%以上，进一步优选80%以上。此外，在全热交换元件的冷气条件下的湿度交换效率可以 通过适当组合下述条件而得到提高：衬垫片材和波纹片材所含有的吸湿剂的种类或者含 量、衬垫片材所包含的纤维状物质的打浆度、衬垫片材或者波纹片材的单位面积重量、波纹 片材的厚度、使衬垫片材含有纳米纤维或者衬垫片材所含有的纳米纤维的含有率等。
[0064] 本发明的全热交换元件可以作为例如空调用部件、建材、车辆部件、船舶部件和电 气、电子部件等多种产业用部件而利用。 实施例
[0065] 接着，针对本发明的热交换元件，举出实施例进行详细说明。
[0066] [测定方法] (1)加拿大标准游离度试验中的打浆度 加拿大标准游离度试验中的打浆度遵照JIS P8117 (1995)加拿大标准游离度试验方法 进行测定。
[0067] (2)二氧化碳遮蔽率 在宽0.36m、长0.60m、高0.36m(0.078m3)的箱的开口部（20cm X 20cm)上粘贴试验片 (25cmX 25cm)，以箱内的浓度达到8，OOOppm的方式注入二氧化碳，测定一小时后箱内的二 氧化碳浓度(ppm)，通过下式计算二氧化碳遮蔽率(％)。 二氧化碳遮蔽率(％)={ (1小时后的箱内的二氧化碳浓度-外气二氧化碳浓度碳浓度)/ (箱内的初期二氧化碳浓度-外气二氧化碳浓度）} X 100。
[0068] (3)衬垫片材和波纹片材的透湿度 透湿度根据JIS Z0208(1976)透湿度（杯式法）的方法进行测定。使用的杯直径为Φ 60mm，深度为25mm。衬垫片材或者波纹片材的试验片是采集5片直径为Φ 70mm的圆形。试验 片使用温度设定于80°C的干燥机进行1小时干燥，然后在20°C的温度、湿度设定于65%RH的 恒温恒湿槽内进行1小时前处理。然后，将该试验片设置在加入了水分测定用氯化钙（和光 纯药工业生产）的杯中，测定初期重量(T0)，在20°C的温度、湿度设定于65%RH的恒温恒湿槽 内进行1、2、3、4和5小时处理，测定此时的重量(T1、T2、T3、T4和T5)。通过下式求出透湿度， 以5片的平均值为其值。
[0069] (4)衬垫片材和波纹片材的透气度 透气度根据JIS Ρ8117( 1998)透气度(Gurley测试仪法）的方法进行测定。采集5片长 150mm、宽150mm的衬垫片材或者波纹片材的试验片。试验片在23°C的温度、湿度设定于50% RH的恒温恒湿槽内进行1小时处理。在23°C的温度下于50%RH的湿度的环境下，在Gurley式 透气度测定仪(型号G-B3C、（株)东洋精机制作所冲设置试验片，测定通过100ml空气的时 间，以5片的平均值为其值(秒/100ml)。
[0070] (5)衬垫片材或者波纹片材的厚度 厚度是从试样的不同部位采集3片长200mm、宽200mm的试验片，在20 °C的温度、65%RH的 湿度下放置24hr之后，分别用测定器(型号ID-112,（株)测定各试验片的随机5个点 的厚度(μπι)至Ιμπι，以平均值为其值。
[0071] (6)单位面积重量 单位面积重量是从试样的不同部位采集3片长200mm、宽250mm的试验片，在20°C的温 度、65%RH的湿度下放置24hr之后，测量各自的重量(g)，将其平均值表示为每lm2的重量(g/ m2)，以3片的平均值作为其值。
[0072]此外，衬垫片材的单位面积重量通过将衬垫片材的气体遮蔽层和多孔层的单位面 积重量合计算出。应予说明，关于衬垫片材中的气体遮蔽层和多孔层的单位面积重量，将各 层分别在抄起部件中以湿纸形式采集，然后使其干燥后，以与上述相同的方式进行测定。 [0073] (7)纳米纤维的数均纤维直径 纳米纤维的数均纤维直径如下所述求出。也即是说，将在扫描电子显微镜（日立制作所 公司生产S-3500N型）下以30,000倍的倍率拍摄的纳米纤维集合体的照片，使用图像处理软 件(WINR00F)，以nm单位测量在5mm见方的样品内随机抽出的30根单纤维直径至1位小数，将 小数的第1位四舍五入。采样进行总计10次，各取得30根的单纤维直径的数据，将总计300根 的单纤维直径的数据求和之后，以除以总数得到的单纯平均值作为数均纤维直径。
[0074] (8)热交换元件的温度交换效率和湿度交换效率 在热交换元件的供气用流路的下游侧安装供气多翼送风机，在热交换元件的排气用流 路的下游侧安装排气多翼送风机，得到热交换器。然后，通过JIS B8628(2003)中所规定的 方法，测定从室外导入至热交换器的空气(外气）、由室内导入至热交换器的空气(环气），和 由热交换器供给至室内的空气(供气）的温度和湿度，求得温度交换效率和湿度交换效率。 温度和湿度的测定使用温度?湿度数据记录器（于^7 生产的"扫 (Ondotori)"（注册商标)TR-71Ui)。温度和湿度的测定位置是在距离热交换元件30cm的位 置进行测定。测定空气是，作为冷气条件，外气为35°C的温度、64%RH的湿度，风量为150m3/ hr，环气为27 °C的温度、52%RH的湿度，风量为150m3/hr，求得湿度交换效率。此外，作为供暖 条件，外气为5 °C的温度、58%RH的湿度，风量为150m3/hr，环气为20 °C的温度、51%RH的湿度， 风量为150m3/hr，求得温度交换效率。
[0075] (9)热交换元件的有效换气量率 通过JIS B8628(2003)中所规定的方法，在从室内导入至热交换器的空气(环气）中导 入8, OOOppm的浓度的二氧化碳，测定从室外导入至热交换器的空气(外气)和从热交换器供 给至室内的空气(供气）的二氧化碳浓度，通过下述式求得有效换气量率。二氧化碳浓度使 用株式会社于只卜一生产的"C02计测器test 〇535"。测定位置是在距离热交换元件30cm的位 置进行测定。测定空气是，外气为20°C的温度、50%RH的湿度，风量为150m 3/hr，环气为20°C 的温度、50%RH的湿度，风量为150m3/hr。 有效换气量率(％)=(供气侧二氧化碳浓度-外气侧二氧化碳浓度)/(环气侧二氧化碳浓 度-外气侧二氧化碳浓度）X 100。
[0076] (10)经时间后的热交换元件的温度交换效率和湿度交换效率 以将热交换元件在调整为40 °C的温度、90%RH的湿度的恒温高湿槽中进行168小时的处 理、然后在调整至_30°C的温度的恒温槽中进行168小时的处理为1个循环，经过10个循环后 实施上述(8)的测定，求出温度交换效率和湿度交换效率。
[0077][实施例1] (波纹片材的制作） 针对厚度为82μπι、单位面积重量为60g/m2的漂白牛皮纸，将以作为吸湿剂的氯化锂的 含量达到6.0g/m2的方式进行调整的加工液通过浸渍法进行处理，使其含有吸湿剂。
[0078]得到的波纹片材的透气度为72g/m2/hr。特性示于表1。
[0079](衬垫片材用纤维A) 在水中分散针叶木纸浆，通过精磨机以打浆度达到90ml的方式进行打浆，得到衬垫片 材用纤维A。该纤维作为气体遮蔽层用纤维。
[0080](衬垫片材用纤维B) 此外，在水中分散针叶木纸浆，通过精磨机以打浆度达到400ml的方式进行打浆，得到 衬垫片材用纤维B。该纤维作为多孔层用纤维。
[0081 ](衬垫片材的制作） 使用具有通过上述得到的2处抄起部件、可以将其进行层叠的圆网抄纸机，分别准备在 抄起部件中，得到由利用衬垫片材用纤维A的层的单位面积重量30g/m2、利用衬垫片材用纤 维B的层的单位面积重量1 Og/m2构成的单位面积重量为40g/m2的片材。
[0082]然后，以作为吸湿剂的氯化锂的含量达到6.8g/m2的方式进行调整，通过浸渍法进 行添加。
[0083]得到的衬垫片材的特性示于表1。
[0084](全热交换元件的制作） 粘合上述波纹片材和衬垫片材，得到楞高为2mm、楞间距为5mm的单面瓦楞纸片材。然 后，迅速将多个得到的单面瓦楞纸片材以楞纹方向一楞一楞交叉的方式层叠，制作长 350mm、宽350mm、高200mm的全热交换元件。此时的波纹片材的面积为衬垫片材的面积的1.4 倍。
[0085]得到的全热交换元件的特性示于表1。
[0086] [实施例2] (波纹片材的制作） 以与实施例1同样的方式得到。
[0087] (纳米纤维的制作） 将40重量％的熔点为220°C的尼龙6和60重量％的熔点为170°C的聚L乳酸(光学纯度为 99.5%以上)使用双轴型挤出混炼机在220°C下熔融混炼得到聚合物合金小片。
[0088] 将上述聚合物合金小片投入具备单轴型挤出机的纤维（staple)用熔融纺丝装置 中，在235°C下熔融，导入旋转块(spinblock)中。然后，将聚合物合金熔融体过滤于极限滤 过直径为15μηι的金属无纺布，在235°C的纺丝温度下，从具有孔径为0.3mm的吐出孔的、喷丝 头面温度为215°C的喷丝头吐出。吐出的线状熔融聚合物通过冷却风冷却固化，赋予油剂， 以1350m/分的纺丝速度牵拉。将得到的未拉伸丝合丝后，在90°C的拉伸温度、3.04倍的拉伸 倍率、130°C的热定型温度下进行拉伸热处理，得到单纤维纤度为3.Odtex、总纤度为50万 dtex的聚合物合金纤维的束。所得到的聚合物合金纤维的强度为3.4cN/dtex、伸长率为 45%。将上述聚合物合金纤维的束浸渍在保持于95°C的5%氢氧化钠水溶液中1小时，水解并 除去聚合物合金纤维中的聚L乳酸成分。然后用醋酸中和，水洗，干燥，得到纳米纤维的纤维 束，将该纤维束切割成1mm长。将该切割纤维以每10L水30g的浓度加入熊谷理机工业(株)生 产的试验用尼式打浆机(試験用于彳亇力'yt''-夕一），进行5分钟的预备打浆，滤掉水回 收。接着将该回收物加入自动式PFI磨(熊谷理机工业(株)生产），在转数为1500rpm、间隙为 0.2mm的条件下打浆6分钟。然后，使含水的形成粘土状的回收物在80°C的热风干燥机内干 燥24小时，得到纳米纤维。所得到的纳米纤维的纤维直径为110~180nm，其数均纤维直径为 150nm〇
[0089] (衬垫片材用纤维C) 将60重量%的上述得到的数均纤维直径为15〇nm的尼龙6纳米纤维和40质量％的在实施 例1中得到的衬垫片材用纤维B在水中进行搅拌，制作混合纤维，得到衬垫片材用纤维C。该 纤维可以成为多孔层用纤维。
[0090] (衬垫片材的制作） 使用实施例1的衬垫片材用纤维A和上述得到的衬垫片材用纤维B，以与实施例1同样的 方式制作衬垫片材。
[0091] 得到的特性示于表1。
[0092](全热交换元件的制作） 使用上述波纹片材和衬垫片材，其它与实施例1同样地操作，制作全热交换元件。得到 的全热交换元件的特性示于表1。
[0093][实施例3] (波纹片材的制作） 以作为吸湿剂的氯化锂的含量达到5. lg/m2的方式进行调整，除此之外，以与实施例1 同样的方式得到。
[0094](衬垫片材的制作） 以与实施例2同样的方式得到。得到的衬垫片材的特性示于表1。
[0095](全热交换元件的制作） 以与实施例2同样的方式得到。得到的全热交换元件的特性示于表1。
[0096][实施例4] (波纹片材的制作） 以作为吸湿剂的氯化锂的含量达到4.2g/m2的方式进行调整，除此之外，以与实施例2 同样的方式得到。
[0097](衬垫片材的制作） 以与实施例2同样的方式得到。得到的衬垫片材的特性示于表1。
[0098](全热交换元件的制作） 使用上述波纹片材和衬垫片材，除此之外，以与实施例2同样的方式得到。关于得到的 全热交换元件的特性，示于表1。
[0099] [实施例5] (衬垫片材的制作） 使用具有2处抄起部件的圆网抄纸机，将衬垫片材用纤维A和衬垫片材用纤维C分别准 备在抄起部件中，得到由利用纤维A的层的单位面积重量45g/m2、利用纤维C的层的单位面 积重量12g/m 2构成的单位面积重量的总计为57g/m2的片材。
[0100] 然后，以作为吸湿剂的氯化锂的含量达到3.5g/m2的方式进行调整，通过浸渍法进 行添加。
[0101] 得到的衬垫片材的特性示于表1。
[0102] (全热交换元件的制作） 以与实施例2同样的方式得到。得到的热交换元件的特性示于表1。
[0103] [实施例6] (波纹片材的制作） 以与实施例4同样的方式得到。
[0104] (衬垫片材的制作） 使纤维A的层的单位面积重量为45g/m2、纤维C层的单位面积重量为12g/m2,进一步以 作为吸湿剂的氯化锂的含量达到8.Og/m2的方式进行调整，除此之外，以与实施例2同样的 方式得到衬垫片材。
[0105] 得到的衬垫片材的特性示于表1。
[0106](全热交换元件的制作） 使用上述衬垫片材，除此之外，以与实施例2同样的方式得到。得到的热交换元件的特 性不于表1。
[0107] [比较例1] 在波纹片材的制作中，不进行作为吸湿剂的氯化锂的添加，除此之外，以与实施例1同 样的方式得到波纹片材、衬垫片材和全热交换元件。各自的特性示于表2。
[0108] [比较例2] 在波纹片材的制作中，以作为波纹片材中的吸湿剂的氯化锂的含量达到〇.3g/m2的方 式进行调整，除此之外，以与实施例2同样的方式得到波纹片材、衬垫片材和全热交换元件。 各自的特性示于表2。
[0109] [比较例3] 在波纹片材的制作中，以作为波纹片材中的吸湿剂的氯化锂的含量达到21 .Og/m2的方 式进行调整，除此之外，以与实施例1同样的方式得到波纹片材、衬垫片材。关于全热交换元 件，在单面瓦楞纸的波纹片材和衬垫片材的层间发生剥离，未能得到全热交换元件。
[0110] 各自的特性示于表2。
[0111] [比较例4] 在波纹片材的制作中，以作为波纹片材的吸湿剂的氯化锂的含量达到3.5g/m2的方式 进行调整，除此之外，以与实施例6同样的方式得到波纹片材、衬垫片材和全热交换元件。各 自的特性示于表2。
[0112] [表 1]
[0113][表 2]
[0114]如表1和表2所示，实施例1~6的全热交换元件的冷气条件下的湿度交换效率优异， 经时间后的冷气条件下的湿度交换效率也优异。另一方面，比较例1、2和4的全热交换元件 的冷气条件下的湿度交换效率尽管与实施例1~6的该效率相比差，也具有不能称之为差的 程度的性能，然而，在该冷气条件下的经时间后，湿度交换效率严重下降。此外，在比较例3 中，在全热交换元件的制作中吸湿多，单面瓦楞纸片材发生翘曲、弯曲，产生粘合不良，未能 得到全热交换元件。
【主权项】
1. 全热交换元件的制造方法，所述全热交换元件含有吸湿剂，所述方法具有： 粘合衬垫片材和波纹片材以制造单面瓦楞纸的步骤，和 将多个在前述步骤中得到的所述单面瓦楞纸以单面瓦楞纸的楞纹方向一楞一楞交叉 的方式进行层叠的步骤， 其中，将层叠单面瓦楞纸前的衬垫片材的吸湿剂含量作为R1、将层叠单面瓦楞纸前的 波纹片材的吸湿剂含量作为R2时，R1为卜20g/m2，R1/R2为0.5~2.0。2. 根据权利要求1所述的全热交换元件的制造方法，其中，R1比R2大。3. 根据权利要求1或2所述的全热交换元件的制造方法，其中，R1/R2为1.3~2.0。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的全热交换元件的制造方法，其中，吸湿剂至少包 含碱金属盐和碱土金属盐中的任一种。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的全热交换元件的制造方法，其中，吸湿剂为氯化 锂。6. 根据权利要求1至4中任一项所述的全热交换元件的制造方法，其中，吸湿剂为氯化 钾。7. 根据权利要求1至6中任一项所述的全热交换元件，其中，所述波纹片材的厚度为20~ 100μπ?ο8. 根据权利要求1至7中任一项所述的全热交换元件的制造方法，其中，所述衬垫片材 包含气体遮蔽层和多孔层至少各一层，并且，所述多孔层包含热塑性树脂的纳米纤维。9. 全热交换元件，其通过权利要求1至8中任一项所述的制造方法制造，其中，所述全热 交换元件的通过JIS Β8628 (2003)中所规定的方法在冷气条件下测定的湿度交换效率为 50%以上。
【文档编号】B01D53/26GK105874295SQ201480070529
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年12月15日
【发明人】大森平, 藤山友道, 武田宽贵, 岨手胜也
【申请人】东丽株式会社