专利名称：成型品的制造方法及热交换用膜元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在树脂制框体上贴设膜的方法，理想的是涉及一种在树脂制框体上贴设透湿性膜来制造热交换用膜元件的技术。
背景技术：
在对室内进行制冷制热或换气时，在向室内供给的新鲜空气(供气)与从室内排出的空气(排气)之间，通过热交换膜进行温度(显热)及湿度(潜热)的交换(全热交换)。在全热交换中，例如使用由热交换膜和用于对该膜进行支承的树脂制框体构成的热交换用膜元件(专利文献1等)。图1 (a)、图1 (b)是专利文献1中作为现有技术加以介绍的膜元件和使用该膜元件的全热交换器的示意立体图，图2(a)、图2(b)、图2(c)是作为专利文献1的发明例加以介绍的膜元件和使用该膜元件的全热交换器的示意立体图。在图1的例子中，热交换用膜元件41由热交换膜11和树脂制框体21构成，它们是分别制造的。树脂制框体21形成有彼此平行的多个棒状隔片(肋部)31，框体21中的与棒状隔片平行的部分(平行部)25也被形成为与棒状隔片31的厚度相同(或棒状隔片31 的厚度以上)的厚度。若一边改变上述平行部25 (及棒状隔片31)的朝向，一边将树脂制框体21与热交换膜11交替重叠，则能构成全热交换器51。在该全热交换器51中，通过上述平行部25分隔出供气流路和排气流路，从而能在供气与排气之间通过热交换膜11进行全热交换。此外，在图2的例子中，使用由第一热交换用膜元件和第二热交换用膜元件组成的一对热交换用膜元件42a、42b，通过将它们交替重叠，由此构成全热交换器52。更详细来说，第一热交换用膜元件42a由热交换膜11和与热交换膜11 一体成型的树脂制框体2 构成。此外，在热交换膜11的一面形成有彼此平行的多个棒状隔片(肋部)3 ，在上述热交换膜11的相反面侧也形成有彼此平行的多个棒状隔片(肋部)33a，一面侧的隔片3 与相反面侧的隔片33a正交。而且，框体22a中的与一面侧的棒状隔片3 平行的部分(平行部A) 26a形成为与该平行的棒状隔片32a的厚度相同(或该平行的棒状隔片3 的厚度以上)的厚度。此外，与相反面侧的棒状隔片33a平行的部分(平行部B) 27a形成为与该平行的棒状隔片33a的厚度相同(或该平行的棒状隔片33a的厚度以上)的厚度。第二热交换用膜元件42b为与上述第一热交换用膜元件4 相同的结构。此外，在第二热交换用膜元件42b的隔片上形成有定位用的第二卡合部34b，通过将该第二卡合部 34b与同样形成于第一热交换用膜元件42a的第一卡合部3 卡合，能防止两个元件42a、 42b的位置偏移。此外，当构成全热交换器52时，一边将彼此相对的隔片(肋部)3h、32b、 33a、3!3b的方向对齐，一边将上述第一热交换用膜元件4 与第二热交换用膜元件42b交替层置。在上述图2的热交换器52中，也通过平行部^aJ6b、27a、27b分隔出供气流路和排气流路，从而能在供气与排气之间通过热交换膜11进行全热交换。
然而，由于通常的塑料膜或金属箔即使能交换温度(显热)也无法交换湿度(潜热)，因此无法用作全热交换膜。因而在专利文献1中使用纸作为全热交换膜，而在专利文献2中也公开了纸基材。纸基材虽然有潜热交换率高的优点，但结露耐久性较低，会有在结露结冰后全热交换膜(纸)便破损的情形。此外，例如在专利文献3中所示，也使用拉伸多孔质聚四氟乙烯膜等多孔质树脂膜作为全热交换膜。多孔质树脂膜在结露耐久性上优异。专利文献1 特開2007485691号公報(日本专利特开2007-285691号公报)专利文献2 特開2007-119969号公報(日本专利特开2007-119969号公报)专利文献3 特開平7-133994号公報(日本专利特开平7-133994号公报)专利文献4 特開平4-45812号公報(日本专利特开平4-45812号公报)专利文献5 特開2003-97831号公報(日本专利特开2003-97831号公报)
发明内容
发明所要解决的技术问题在上述专利文献3的例子中，公开了直接使用多孔质树脂膜的例子，但若将多孔质树脂膜贴设于如专利文献1所示的框体，以作为膜元件来使用，则可期待能使得热交换器容易组装。但是，将框体安装到多孔质树脂膜却并不容易。热交换膜因技术领域和框体形状而异，作为将多孔质树脂膜贴附于框体的方法， 在专利文献4中，公开了一种将熔融塑料浸透凝结于聚四氟乙烯多孔质膜周侧的注塑成型方法。然而，在专利文献4中所制造的是直径为大约Icm以下程度大小的、膜面积极小的通气过滤器的制造方法，无法将这种方法应用到膜面积较大的热交换膜。多孔质树脂膜会有受框体的注塑成型时的热而收缩的情况。此外，在注塑成型的树脂压力的作用下，多孔质树脂膜也会被按压流动，使得膜形状受到破坏或是膜破裂。因此，在使用膜面积较大的多孔质树脂膜的情况下，必须预先用无纺布进行加强。例如，专利文献5涉及一种中空型气液分离元件，它的框体形状与平膜型的热交换膜用元件的框体形状不同，但由于膜面积与平膜型的热交换膜同样大，因此，在将无纺布层叠于多孔质树脂膜之后，进行嵌件成型。如上所述，在将面积较大的多孔质树脂膜安装于框体时，必须用无纺布等对多孔质树脂膜进行加强。然而，一旦层叠了加强层，便会使多孔质树脂膜的潜热交换率降低。本发明着眼于上述问题，其目的在于确立一种无论膜的大小如何，均能单独将该膜贴设(一体成型)于框体的技术。本发明的较为理想的目的在于提供一种结露耐久性和潜热交换特性(透湿特性) 优异的热交换用膜元件。解决技术问题所采用的技术方案本发明人为解决上述技术问题而进行了深入研究，结果发现，若将溶剂可溶性或溶剂溃散性的加强层预先层叠于膜来对膜进行加强，在将框体注塑成型于膜之后，用溶剂除去加强层，则无论膜面积如何，均能单独将该膜贴设(一体成型)于框体，由此完成本发明。S卩、本发明的将膜贴设于树脂制框体的成型品的制造方法的特征是，1)用溶剂可溶性或溶剂溃散性的加强层对膜进行加强，幻将经上述加强后的膜(即膜与加强层的层叠体)插入注塑成型模具，幻对上述模具供给树脂来注塑成型出框体，并使框体黏附于上述层叠体，4)用溶剂处理所得到的注塑成型体来除去加强层。较为理想的是，膜为拉伸多孔质聚四氟乙烯膜，更为理想的是，透湿性树脂与上述拉伸多孔质聚四氟乙烯膜复合。上述透湿性树脂例如是聚氨酯树脂、聚乙烯醇的交联体和氟类离子交换树脂等。上述膜的厚度为例如0.5 100 μ m左右。当上述溶剂为水时，上述加强层既可以是由水溶性纤维形成的加强层，也可以是聚乙烯醇类纤维的成型体或由在水中微细分散的纸浆纤维形成的纸等。较为理想的是，上述膜一加强层的层叠体被插入一对注塑成型用模具之间，在这两个模具上形成有框体部形成用腔，且这些框体部形成用腔内侧的模具面被镂空。在本发明中，还包括将拉伸多孔质聚四氟乙烯膜单独通过一体成型贴设于树脂制框体的热交换用膜元件。发明效果根据本发明，能单独将膜贴设(一体成型)于框体。若将这样所能制造出的成型品用于热交换膜用元件，则能兼顾结露耐久性和潜热交换特性(透湿特性)。
图1是表示本发明所能制造的框体形状的一例的示意立体图。图2是表示本发明所能制造的框体形状的另一例的示意立体图。图3是表示本发明所使用的模具的一例的示意剖视图。图4是表示本发明的制造方法的一例的示意剖视图。图5是表示本发明所能制造的成型品的一例的示意立体图。
具体实施例方式以下，根据情况，参照附图对本发明进行更详细的说明。另外，对相同的构成部分标注相同的符号而省略重复说明。图3(a)是从侧方观察本发明所使用的一对注塑成型用模具的示意剖视图，图 3(b)是一侧的模具的主视图。另外，图3(a)的剖视图相当于在图3(b)的1-1’线上的截面。图4是表示使用图3的模具的嵌件成型步骤的剖视图，图5(a)是表示通过图4的方法得到的成型品的正面侧的示意立体图，图5(b)是表示上述成型品的背面侧的示意立体图。在图4的制造例中，将膜12与溶剂可溶性或溶剂溃散性的加强层15层叠粘接的加强膜(层叠膜)16插入一对注塑成型用模具61、71之间(图4(a))，在通过适当方法(销、 抽真空等)固定于模具之后，从一侧的模具61注塑出框体23形成用的树脂，并黏附于加强膜16 (图4 (b))，在开模之后(图4 (c))，用溶剂进行处理以除去加强层15 (图4 (d))。通过使用加强层15，能防止在注塑成型时膜12发生坍塌、收缩、破损。此外，由于在成型后用溶剂除去上述加强层15，因此，能制造出将膜12单独贴设(一体成型)于框体23的成型品 43(图 5(a)、图 5(b))。另外，在图示例中，在一侧的模具61形成有树脂供给口 64，但也可以从两边的模具61、71供给树脂。此外，在模具61、71中，框体部形成用腔64、74内侧的模具面63、73被镂空，在该腔64、74与镂空部(凹部)63、73之间通过突出成峰状而成为膜的按压部62、72。 通过预先形成镂空部(凹部)63、73，就能防止膜12与模具接触，从而能防止膜12的热损伤。但是，镂空部(凹部)63、73并非必须，也可以使镂空部(凹部)63、73的高度与膜按压部62、72的高度相同，以面状按压膜。上述膜12能根据成型品43的用途(例如过滤器(包括排气过滤器)、气液分离膜、除湿膜、加湿膜、全蒸发膜、热交换膜、离子交换膜等)使用适当的膜，但较为理想的是， 使用以多孔质树脂(尤其是拉伸多孔质聚四氟乙烯)为基材的膜。多孔质树脂、尤其是拉伸多孔质聚四氟乙烯由于非常柔软且容易伸长、受热容易收缩，因此，直接进行嵌件成型是非常困难的，但根据本发明，即使是这种膜也能单独通过一体成型贴设于框体。在将成型品43用作过滤器(包括排气过滤器)用元件时，只要将多孔质树脂直接用作膜12即可。此外，在将成型品43用于过滤器以外的用途(尤其是气液分离膜)时，虽然可将多孔质树脂直接用作膜12，但例如也可将透湿性树脂与上述多孔质树脂膜组合而成的复合膜用作膜12。作为复合膜，较为理想的是将透湿性树脂层叠于上述多孔质树脂膜，更为理想的是在进行上述层叠的同时将透湿性树脂填充至多孔质膜内的多孔质空间中，或是不进行上述层叠而将透湿性树脂填充至多孔质膜内的多孔质空间中。另外，多孔质树脂膜(尤其是拉伸多孔质聚四氟乙烯)的平均孔径及空孔率可根据成型品的用途适当设定，但比方说，使平均孔径为例如0. 05 10 μ m左右，较理想的是为 0. 1 5μ m左右，而使空孔率为例如30 97%左右，较理想的是为50 95%左右，更理想的是为70 90%左右。平均孔径是根据细孔分布(相对于孔径的容积分布)求出的值。即、假定多孔质树脂膜的全部细孔为圆筒形来测定细孔分布，并求出与细孔容积的中间值对应的细孔直径作为平均孔径。另外，在本发明中，使用库尔特电子仪器公司(Coulter Electronics,日文 - 一卟夕一工卜口二夕7社)的库尔特牌气孔计(Coulter porometer，日文二一卟夕一水。口乂一夕一)来求出平均孔径。此外，多孔质树脂膜的空孔率使用通过测定多孔质树脂膜的质量W和包括空孔在内的视在体积V而求得的视密度D (D = ff/V 单位为g/cm3)以及完全没有形成空孔时的密度Dstandard (在使用聚四氟乙烯时为2. 2g/cm3)，并能根据下式进行计算。另外，计算出体积V时的厚度采用通过刻度盘式测厚仪测得的平均厚度(使用得乐株式会社(日文夕口夂々社)制“SM-1201”，在不施加除主体弹簧负荷以外的负荷的状态下测定)。空孔率(%) = [1-(D/Dstandard)] X100作为与多孔质树脂膜进行复合的透湿性树脂，列举例如聚氨酯树脂、聚苯乙烯磺酸、聚乙烯醇的交联体(例如由戊二醛与HCl的混合液形成的交联体、由甲醛形成的交联体、由封端异氰酸酯形成的交联体等)、乙烯醇共聚物(乙烯一乙烯醇共聚物、四氟乙烯一乙烯醇共聚物)、氟类离子交换树脂(杜邦公司制“Naf ion (注册商标)”、旭硝子株式会社制“7 > S才 > (注册商标)”等)、二乙烯基苯磺酸共聚物、二乙烯基苯甲酸共聚物等离子交换树脂等重复单元中具有质子性亲水性基团的树脂(质子性亲水性树脂)；聚环氧乙烷、 聚乙烯基吡啶、聚乙烯基醚、聚乙烯吡咯烷酮、吡咯烷酮等重复单元中具有非质子性亲水性基团的树脂(非质子性亲水性树脂)等。这些透湿性树脂能单独使用或将两种以上组合使用。较理想的透湿性树脂是聚氨酯树脂、聚乙烯醇的交联体、氟类离子交换树脂等。另外，在本说明书中，术语“膜” 12定义为除加强层15之外的层，例如，单层的膜 (尤其是多孔质树脂膜)、将多张膜(尤其是多孔质树脂膜)层叠而成的膜、在上述单层或是层叠膜(尤其是单层或层叠多孔质树脂膜)上再层叠透湿性树脂而成的膜等均包含在本发明的“膜” 12内。较理想的膜12是也可填充透湿性树脂的单层膜、在单层膜上层叠透湿性树脂的膜。膜12的厚度例如为0. 5 μ m 100 μ m左右，较理想的是为5 μ m 50 μ m左右，更为理想的是为7 μ m 30 μ m左右。此外，膜12的面积例如为^m2 IOOOOcm2左右，较理想的是为IOcm2 5000cm2左右，更理想的是为IOOcm2 3000cm2左右。在图示例中，将加强层15层叠粘接于膜12，但只要是能用加强层15对膜12进行加强，可以采用各种方法，例如，也可以通过热熔接来将加强层15层叠于膜12。将膜12与加强层15层叠粘接或层叠熔接的方法并不受特别限定，例如，也可以在将膜12与加强层15层叠后，通过热轧进行热熔接。作为加强层15，只要具有溶剂可溶性或溶剂溃散性，且能对上述膜12进行加强 (层叠加强)，并不进行特别限定，但列举由溶剂可溶性或溶剂溃散性的材料(树脂、纤维等)形成的成型体(例如，除了片材(包括发泡片材)之外，还有编织物、编织布、无纺布、 网之类的纤维成型体等)、用溶剂可溶性或溶剂溃散性的材料将具有溶剂耐久性的纤维粘接而成的无纺布等。另外，不用说，用溶剂可溶性或溶剂溃散性的接合剂将溶剂可溶性或溶剂溃散性的纤维粘接而成的无纺布等也包含在加强层15内。溶剂可溶性或溶剂溃散性的材料或溶剂耐久性纤维能根据溶剂(例如水、有机溶剂、酸、碱等)的种类使用不同的材料或纤维。例如，在使用水作为溶剂的时候，作为溶剂可溶性或溶剂溃散性的片材成型体，列举例如聚乙烯醇片材、淀粉片材(糯米纸等)等。作为溶剂可溶性或溶剂溃散性的纤维成型体，能例示聚乙烯醇类纤维(例如，了 4 -fc α化学(株式会社)制口 > (商品名)”)、夕7 > (株式会社)的“夕7 口 >K-II”等)的成型体；由在水中微细分散的纸浆纤维形成的纸(例如，日本製紙〃 ^ -J τ (株式会社)制的 “水溶紙(商品名)”)等。此外，在使用水作为溶剂的时候，作为溶剂可溶性或溶剂溃散性的粘接材料，能例示聚乙烯醇、淀粉糊等。溶剂耐久性纤维为例如聚酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、尼龙纤维等。在使用其它溶剂的情况下，溶剂可溶性或溶剂溃散性的材料或溶剂耐久性纤维可从公知的材料中适当选择。框体23的形状也能根据成型品43的用途适当设计。例如，在将成型品43用作热交换用膜成型体时，如图1和图2所示，也可以形成在膜12的一侧或两侧形成有多个隔片的框体，该框体中的与隔片平行的部分的厚度通常为与隔片的厚度大致相同(或在隔片的厚度以上)的厚度。另外，在膜12两侧形成隔片的时候，树脂被从膜12两侧的模具注塑出。实施例以下，列举实施例来对本发明进行更详细的说明，但本发明当然不受下述实施例的限制，当然也可以在符合上下文思想的范围内适当改变来加以实施，它们均包含在本发明的技术范围内。实施例1在平均孔径为0. 2 μ m、空孔率为80%、厚度为20 μ m的拉伸多孔质聚四氟乙烯膜上以8g/m2的涂布量涂敷透湿性聚氨酯树脂而形成透湿性膜，并将聚氨酯类粘接剂呈点CN 102232015 A
说明书
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状转印于该透湿性膜，并在层叠了聚乙烯醇制无纺布((株式会社)〉制、商品名为 “9040-E”)后进行粘接。将上述热层压膜设置于日精树脂工业(株式会社)制的立式注塑成型机(型号 TH100R12VSE)，通过嵌件成型来形成ABS树脂制框体。另外，成型条件如下所述预备干燥为3小时、90°C ；缸设定温度为240°C ；螺杆转速为90转/分钟；背压为20MPa ；模具温度为 600C。将注塑成型体在温度为25°C的水中浸渍5分钟之后，通过用流水冲洗，从而得到将透湿性膜单独黏附于树脂制框体的成型品。比较例1通过与实施例1同样的方法进行嵌件成型。层叠于透湿性膜的聚乙烯醇制无纺布不通过流水除去而保留。按照JIS L1099A-1法对实施例1和比较例1中得到的成型品的透湿性进行测定 (条件25°C、75%RH)。测定三次，并求出其平均值。将结果示于表1。表 1
权利要求
1.一种成型品的制造方法，通过这种制造方法，将膜贴设于树脂制框体，其特征在于，用溶剂可溶性或溶剂溃散性的加强层对膜进行加强，将经所述加强后的膜插入注塑成型模具，对所述模具供给树脂来注塑成型出框体，并使该框体黏附于所述加强后的膜，用溶剂处理所得到的注塑成型体来除去所述加强层。
2.如权利要求1所述的成型品的制造方法，其特征在于，所述膜是拉伸多孔质聚四氟乙烯膜。
3.如权利要求2所述的成型品的制造方法，其特征在于，透湿性树脂与所述拉伸多孔质聚四氟乙烯膜复合。
4.如权利要求3所述的成型品的制造方法，其特征在于，所述透湿性树脂选自聚氨酯树脂、聚乙烯醇的交联体和氟类离子交换树脂中的至少一种。
5.如权利要求1至4中任一项所述的成型品的制造方法，其特征在于，所述膜的厚度为 0. 5 100 μ m。
6.如权利要求1至5中任一项所述的成型品的制造方法，其特征在于，所述溶剂是水， 所述加强层由水溶性纤维形成。
7.如权利要求1至5中任一项所述的成型品的制造方法，其特征在于，所述溶剂是水， 所述加强层是聚乙烯醇类纤维的成型体或由在水中微细分散的纸浆纤维形成的纸。
8.如权利要求1至7中任一项所述的制造方法，其特征在于，将被加强层加强的所述膜插入一对注塑成型用模具之间，在这两个模具上形成有框体部形成用腔，且这些框体部形成用腔内侧的模具面被镂空。
9.一种热交换用膜元件，其特征在于，拉伸多孔质聚四氟乙烯膜单独通过一体成型而贴设于树脂制框体。
全文摘要
通过1)用溶剂可溶性或溶剂溃散性的加强层对膜进行加强，2)将经所述加强后的膜插入注塑成型模具，3)对所述模具供给树脂来注塑成型出框体，并使其黏附于所述加强后的膜，4)用溶剂处理所得到的注塑成型体来除去所述加强层这样的方法来制造出将膜贴设于树脂制框体的成型品。按照这种方法，确立了一种无论膜的大小如何，均能单独将该膜贴设(一体成型)于框体的技术。较为理想的是，所述膜为拉伸多孔质聚四氟乙烯膜，较为理想的是，使透湿性树脂与所述拉伸多孔质聚四氟乙烯膜复合。
文档编号B29L31/14GK102232015SQ20098014911
公开日2011年11月2日 申请日期2009年11月4日 优先权日2008年11月7日
发明者丸谷和弘, 今井隆, 山川启一 申请人:日本奥亚特克斯股份有限公司