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KR20160067124A - 열 교환용 원지 및 그것을 사용한 전열 교환 소자 - Google Patents

열 교환용 원지 및 그것을 사용한 전열 교환 소자 Download PDF

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KR20160067124A
KR20160067124A KR1020167010059A KR20167010059A KR20160067124A KR 20160067124 A KR20160067124 A KR 20160067124A KR 1020167010059 A KR1020167010059 A KR 1020167010059A KR 20167010059 A KR20167010059 A KR 20167010059A KR 20160067124 A KR20160067124 A KR 20160067124A
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KR
South Korea
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heat exchange
paper
heat
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KR1020167010059A
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Inventor
히로키 다케다
도모미치 후지야마
다이라 오모리
가츠야 소데
Original Assignee
도레이 카부시키가이샤
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Abstract

JIS P8121(1995)에서 규정되는 캐나다 표준 여수도가 150㎖ 미만인 섬유상 물질을 주성분으로 하는 제1 층과, JIS P8121(1995)에서 규정되는 캐나다 표준 여수도가 150㎖ 이상인 섬유상 물질을 주성분으로 하는 제2 층을 적어도 1층씩 포함한 적층 구조를 갖는 열 교환용 원지이며, 그것을 일부에 사용한 골판지를 적층한 전열 교환 소자이다.

Description

열 교환용 원지 및 그것을 사용한 전열 교환 소자 {BASE PAPER FOR HEAT EXCHANGER, AND TOTAL HEAT EXCHANGE ELEMENT USING SAME}
본 발명은 열 교환용의 원지 및 전열 교환 소자(total heat exchange element)에 관한 것이다.
실내외의 공기의 현열(열)과 잠열(습도)을 교환하면서 환기를 하는 열 교환 환기 설비는, 에너지 절약의 견인차로서, 오피스 빌딩이나 공장 등의 대형 건축물 외에, 주택이나 중소 빌딩에의 보급이 진행되고 있다.
열 교환기에 있는 열 교환 소자용으로 사용되는 열 교환 소자 원지는, 급기로와 배기로의 구획 부재로서 사용되며, 전열성, 투습성 외에, 오염된 실내의 공기(환기)와 신선한 외기(급기)가 전열 교환 소자 내부에서 혼합되지 않기 위한 기체 차폐성이 필요해진다. 이들 특성을 양립시킴으로써, 실내의 냉난방열이나 습도를 급기와 배기 사이에서 교환하면서도, 실내의 이산화탄소나 악취 등의 오염된 공기가 배기되는, 쾌적한 환경을 제공할 수 있는 환기 장치를 제공할 수 있다.
특허문헌 1에는, 셀룰로오스 펄프와 열가소성의 나노파이버를 포함하는 전열 교환용 원지가 기재되어 있으며, 나노파이버의 모세관 현상을 이용하여 높은 투습성을 달성 가능한 것이 기재되어 있다.
특허문헌 2에는, 친수성 섬유를 포함하고, 또한 흡습재를 함유하는 구획 부재, 및 상기 구획 부재를 사용하여 이루어지는 열 교환기가 기재되어 있다.
또한 특허문헌 3에는, 다공질 소재에 필름이나 수지의 코트층을 중합한 적층 구조 시트를 전열 교환 소자의 구획 부재에 사용함으로써, 배기 공기가 급기 공기에 누설되는 일이 없는 전열 교환 소자를 제공할 수 있는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 4에는, 제지용 섬유를 주체로 한 슬러리에, 마이크로피브릴화 셀룰로오스 및 흡습성 분체, 필요에 따라 열융착성 물질을 혼합하여 초조한 기지(基紙)에, 편면 또는 양면에 흡방습성의 도포 시공층을 형성함으로써, 흡방습성의 향상과 난연제의 용출을 방지하고, 교환해야 하는 공기의 혼합을 최대한 회피한 전열 교환기 용지, 및 그것을 사용한 전열 교환기용 엘리먼트가 기재되어 있다.
특허문헌 5에는, 펄프의 쇼퍼 프리네스의 고해도를 40° SR로 하고, 흡습제, 방염제를 함침시킴으로써, 이산화탄소의 이행율이 1% 이하인 전열 교환 소자용지가 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2010-248680호 공보 일본 특허 공개 제2003-148892호 공보 일본 특허 공개 평7-190666호 공보 일본 특허 공개 평11-189999호 공보 일본 특허 공개 제2005-325473호 공보
상기 문헌에 기재된 전열 교환용 원지에서는, 향후 요구되고 있는 성능, 예를 들어 높은 시트 강도, 높은 투습성 및 높은 기체 차폐성을 충분히 만족시키는 것은 없었다.
따라서 본 발명에서는, 시트 강력, 투습성 및 기체 차폐성이 우수한 전열 교환용 원지 및 전열 교환 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 열 교환 소자는 이하의 구성을 취하는 것이다.
(1) JIS P8121(1995)에서 규정되는 캐나다 표준 여수도가 150㎖ 미만인 섬유상 물질을 주성분으로 하는 제1 층과, JIS P8121(1995)에서 규정되는 캐나다 표준 여수도가 150㎖ 이상인 섬유상 물질을 갖는 제2 층을 적어도 1층씩 포함하고, 적층 구조를 갖는 열 교환용 원지.
또한 여기서 열 교환용 원지의 실시 형태는, 이하 중 어느 한 구성을 취한다.
(2) 제1 층의 주성분의 섬유상 물질이 셀룰로오스 펄프인 상기 열 교환용 원지.
(3) 열 교환용 원지의 이산화탄소 차폐율이 35% 이상인, 상기 중 어느 한 항의 열 교환용 원지.
(4) 제2 층에 포함되는 섬유상 물질이 셀룰로오스 펄프인, 상기 중 어느 한 항의 열 교환용 원지.
(5) 제2 층이 열가소성 고분자의 나노파이버를 포함하여 다공질층인, 상기 중 어느 한 항의 열 교환용 원지.
(6) 상기 나노파이버에 포함되는 열가소성 고분자의 주성분이 폴리아미드인 것으로 하는 상기 열 교환용 원지.
(7) 상기 제2 층에 존재하는 열가소성 고분자의 나노파이버의 상기 열 교환용 원지에 대한 함유율이 0.5 내지 65질량%인, 상기 중 어느 한 항의 열 교환용 원지.
(8) 상기 제2 층에 있어서의 열가소성 고분자의 나노파이버의 상기 제2 층에 대한 함유율이 5 내지 90질량%인, 상기 중 어느 한 항의 열 교환용 원지.
(9) 흡습제를 포함하는, 상기 중 어느 한 항의 열 교환용 원지.
(10) 상기 열 교환용 원지의 단위 면적당 중량이 20 내지 90g/㎡인, 상기 중 어느 한 항의 열 교환용 원지.
(11) 상기 제1 층의 단위 면적당 중량이 15 내지 50g/㎡인, 상기 중 어느 한 항의 열 교환용 원지.
(12) 상기 제2 층의 단위 면적당 중량이 5 내지 40g/㎡인, 상기 중 어느 한 항의 열 교환용 원지.
(13) 상기 제1 층의 단위 면적당 중량이 15 내지 40g/㎡이고, 또한 상기 제2 층의 단위 면적당 중량이 5 내지 20g/㎡의 범위인, 상기 중 어느 한 항의 열 교환용 원지.
(14) 상기 열 교환용 원지의 투습도가 80g/㎡/hr 이상인, 상기 중 어느 한 항의 열 교환용 원지.
(15) 제1 층의 양면의 방향 각각으로 제2 층이 있는, 상기 중 어느 한 항의 열 교환 소자용 원지.
그리고 상기 중 어느 한 항의 열 교환용 원지를 사용한 것으로서, 이하의 구성이 있다.
(16) 상기 중 어느 한 항의 열 교환용 원지를 사용한 전열 교환 소자용 골판지.
(17) 상기 전열 교환 소자용 골판지를 적층한 전열 교환 소자.
본 발명에 따르면, 시트 강도, 투습성 및 기체 차폐성이 우수한 열 교환용 원지 및 전열 교환 소자를 제공할 수 있다.
이하, 발명을 실시하기 위한 형태를 설명한다. 또한 여기서 「주성분」이라는 용어를 사용하고 있는데, 「주성분」이라는 용어를 정의하자면, 50질량% 초과, 바람직하게는 70질량% 이상, 더욱 바람직하게는 90질량% 이상을 의미하는 것으로 한다.
본 발명의 열 교환용 원지는, 제1 층과 제2 층을 필수로 하는 적층 구조를 갖는다. 이러한 적층 구조체로 함으로써, 열 교환용 원지에 있어서, 제1 층이 이산화탄소나 암모니아 등의, 실내 공기의 오염된 성분을 차폐하고, 제2 층이 습기의 투과성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 높은 기체 차폐성 및 높은 투습성을 양립시킨 열 교환용 원지를 얻을 수 있다. 또한 제1 층의 존재에 의하여, 전열 교환 소자의 성형 시에 필요해지는 시트의 강도가 저하되는 경향이 있지만, 제2 층이 시트 강도를 보충할 수 있다. 그 결과, 지력(紙力) 증강제를 반드시 첨가하지 않고도, 전열 교환 소자의 성형 시에 필요한 시트 강도를 열 교환용 원지에 부여할 수 있다.
본 발명에 있어서의 제1 층은, 섬유상 물질을 주성분으로 하고 있다. 섬유상 물질로서는, 예를 들어 N 펄프(침엽수 펄프), L 펄프(활엽수 펄프), 버개스, 보릿짚, 갈대, 파피루스, 대나무, 목면, 케나프, 로젤, 삼, 아마, 라미, 주트, 헴프, 사이잘삼, 마닐라삼, 야자, 바나나, 열가소성 수지 섬유(폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리락트산(PLA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 액정 폴리에스테르, 나일론 6(N6), 나일론 66(N66), 나일론 11(N11), 나일론 12(N12), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리스티렌(PS) 등의 열가소성 수지를 포함하는 섬유), 재생 섬유(비스코스레이온, 구리암모니아 레이온) 등을 들 수 있다. 이들 섬유를 단독으로 사용할 수도 있지만, 이들 중에서 선택된 2종 이상의 섬유가 포함되어 있을 수도 있다. 피브릴화된 섬유는, 섬유 간의 공극으로부터의 이산화탄소의 누설을 효과적으로 차폐하는 치밀한 구조체를 형성하기 쉽기 때문에, 고도로 피브릴화를 진행시킨 친수성의 섬유상 물질을 제1 층의 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 또한 고도로 피브릴화를 진행시킨 친수성의 섬유상 물질로서는, 예를 들어 N 펄프(침엽수 펄프), L 펄프(활엽수 펄프), 아라미드 섬유, 아크릴 섬유 등을 들 수 있다. 또한 이들 섬유를 단독으로 사용할 수도 있지만, 이들 중에서 선택된 2종 이상의 섬유가 포함되어 있을 수도 있다. 제1 층으로서, 더욱 바람직하게는, N 펄프(침엽수 펄프), L 펄프(활엽수 펄프) 등의 셀룰로오스 펄프를 고도로 피브릴화한 것이 사용된다. 피브릴화된 셀룰로오스 펄프를 사용함으로써, 초지성이 좋고, 수소 결합에 의한 셀룰로오스 분자 간의 상호 작용에 의하여, 보다 견고히 제1 층을 형성하는 것이 가능하다. 본 발명에 사용하는 셀룰로오스 펄프로서는 한정되는 것은 아니지만, 목재 등의 식물로부터 얻어지는 N 펄프(침엽수 펄프)나 L 펄프(활엽수 펄프) 등을 단독으로 사용, 또는 병용할 수 있다. 이들, 피브릴화가 가능한 친수성 섬유는, 비터, 디스크 리파이너, 딜럭스 파이너, 조르단, 그라인더, 비즈 밀, 고압 호모게나이저를 사용하여 피브릴화할 수 있다.
제1 층의 주성분인 섬유상 물질은, JIS P8121(1995)에서 규정되는 캐나다 표준 여수도가 150㎖ 미만이다. 캐나다 표준 여수도가 150㎖ 미만의 섬유상 물질을 제1 층의 주성분으로 함으로써, 제1 층의 섬유상 물질 간의 공극을, 피브릴화된 섬유상 물질로 미세화할 수 있다. 또한 제1 층을 구성하는 섬유상 물질 전체의 캐나다 표준 여수도가 150㎖ 미만인 것이 바람직하다. 캐나다 표준 여수도가 낮으면, 제1 층을, 섬유상 물질 간의 공극이 미세화된 치밀한 층으로 할 수 있어, 제1 층이 높은 기체 차폐성을 발휘하는 것으로 할 수 있다. 제1 층의 기체 차폐성을 보다 향상시킬 수 있다는 이유에 의하여, 섬유상 물질의 캐나다 표준 여수도는, 바람직하게는 100㎖ 이하이고, 보다 바람직하게는 90㎖ 이하, 특히 바람직하게는 30㎖ 이하이다. 또한 섬유상 물질의 캐나다 표준 여수도의 하한에 대해서는 특별히 한정은 없지만, 제1 층의 섬유상 물질 간의 공극을 어느 정도 잔존시킴으로써, 열 교환용 원지로 했을 때 열 교환용 원지의 투습성을 향상시킬 수 있다는 관점, 및 제1 층의 초지에서의 생산의 효율성의 향상의 관점에서, 섬유상 물질의 캐나다 표준 여수도는 10㎖ 이상인 것이 바람직하다.
제1 층의 단위 면적당 중량은, 바람직하게는 15g/㎡ 이상, 보다 바람직하게는 20g/㎡ 이상, 더욱 바람직하게는 25g/㎡ 이상이다. 한편, 50g/㎡ 이하, 보다 바람직하게는 40g/㎡ 이하, 더욱 바람직하게는 35g/㎡ 이하이다. 15g/㎡ 이상으로 함으로써, 제1 층을, 이산화탄소의 차폐성이 높은 차폐성, 예를 들어 35% 이상의 차폐성을 부여할 수 있다. 여기서, 이산화탄소의 차폐율은 기체 차폐성의 지표로 하는 것이 가능하다. 이산화탄소 차폐율이 높은 제1 층은 높은 기체 차폐성을 발휘한다. 한편, 50g/㎡ 이하로 함으로써, 열 교환용 원지로 했을 때 열 교환용 원지의 투습성 및 전열성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 열 교환용 원지에 있어서는, 제1 층의 단위 면적당 중량이 15 내지 40g/㎡이고, 또한 제2 층의 단위 면적당 중량이 5 내지 20g/㎡의 범위인 것이 바람직하다. 제1 층의 단위 면적당 중량 및 제2 층의 단위 면적당 중량이 각각을 상기 범위로 함으로써, 시트 강도, 투습도, 기체 차폐성 및 전열성 모두가 보다 우수한 열 교환용 원지로 할 수 있다.
제1 층은 높은 기체 차폐성을 갖는 것이 바람직하며, 이산화탄소 차폐율로서는 35% 이상이 바람직하다. 보다 바람직하게는 60% 이상, 더욱 바람직하게는 70% 이상이다. 이산화탄소 차폐율이 낮으면, 전열 교환 소자로 했을 때도 열 교환용 원지로부터의 이산화탄소의 누설이 많아지는 경향이 있으며, 소자로서 요구되는 유효 환기량률이 저하되는 경향이 있다. 60% 이상으로 함으로써, 열 교환용 원지를 통한 이산화탄소의 누설이 큰 폭으로 차폐되고, 또한 70% 이상으로 함으로써, 이산화탄소의 누설이 더욱 큰 폭으로 차폐된다. 그 결과, 배기로부터의 오염된 성분의 재유입을 저지하여, 열 교환 장치로서 유효하게 환기를 행할 수 있다.
본 발명에 있어서의 제2 층은 섬유상 물질을 함유하고 있다. 섬유상 물질로서는, 예를 들어 N 펄프(침엽수 펄프), L 펄프(활엽수 펄프), 버개스, 보릿짚, 갈대, 파피루스, 대나무, 목면, 케나프, 로젤, 삼, 아마, 라미, 주트, 헴프, 사이잘삼, 마닐라삼, 야자, 바나나, 열가소성 수지 섬유(폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리락트산(PLA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 액정 폴리에스테르, 나일론 6(N6), 나일론 66(N66), 나일론 11(N11), 나일론 12(N12), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리스티렌(PS) 등의 열가소성 수지를 포함하는 섬유), 재생 섬유(비스코스레이온, 구리암모니아 레이온) 등을 들 수 있다. 이들 섬유를 단독으로 사용할 수도 있지만, 이들 중에서 선택된 2종 이상의 섬유가 포함되어 있을 수도 있다. 열가소성 수지를 포함하는 섬유 직경 1000㎚ 미만의 나노파이버는 나중에 정의하는데, 이는, 이 제2 층에서 함유되는 「섬유상 물질」에는 정의상 포함되지 않는다.
초지용 섬유로서, 취급하기 쉽고 초지성이 우수하기 때문에, 바람직하게는 N 펄프(침엽수 펄프), L 펄프(활엽수 펄프) 등의 셀룰로오스 펄프를 들 수 있다.
이들 섬유는, 비터, 디스크 리파이너, 딜럭스 파이너, 조르단, 그라인더, 비즈 밀, 고압 호모게나이저 등을 사용함으로써 적절히 피브릴화할 수 있다.
제2 층에 포함되는 섬유상 물질의 캐나다 표준 여수도는 150㎖ 이상이다. 섬유상 물질의 캐나다 표준 여수도를 150㎖ 미만으로 하면, 제2 층 중에 섬유상 물질 간의 공극을 충분히 형성할 수 없어, 열 교환용 원지로 했을 때 높은 투습성을 발휘할 수 없게 된다. 제2 층 중에 섬유상 물질 간의 공극을 충분히 형성할 수 없는 경우에, 열 교환용 원지로 했을 때 높은 투습성을 발휘할 수 없는 이유는, 제2 층 중의 공극이 지나치게 미소화되면, 층 중에서의 수분의 이동이 응집과 증산만이 되어, 수분의 이동도가 작아지기 때문이다. 또한 제2 층의 섬유상 물질의 캐나다 표준 여수도를 150㎖ 미만으로 하면, 펄프의 미세화에 의하여, 습윤 상태에서의 종이도가 저하되어, 열 교환용 원지로 했을 때 가공성이 떨어지게 된다. 또한 상한에 대해서는, 후술하는 바와 같이, 나노파이버를 함유시키는 경우에, 초지 시에 섬유상 물질 간으로부터 나노파이버가 빠지는 것을 억제하는 관점에서, 캐나다 표준 여수도를 700㎖ 이하로 하는 것이 바람직하다.
제2 층은, 상기 제2 층의 섬유상 물질과는 별도로, 열가소성 고분자의 나노파이버도 포함하는 것이 바람직하다.
여기서 나노파이버란, 나노미터(㎚) 수준의 섬유 직경, 소위 나노 직경을 갖는 섬유를 의미하며, 구체적으로는 섬유 직경이 1㎚ 이상 1000㎚ 미만의 섬유를 말한다. 또한 섬유 단면이 원형이 아닌 이형 단면인 경우에는, 동일한 면적의 원형으로 환산했을 때의 섬유 직경에 기초하는 것으로 하였다.
바람직한 실시 형태로서 사용할 수 있는 나노파이버의 섬유 직경은, 모세관 현상 촉진의 관점에서 750㎚ 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 500㎚ 이하이며, 더욱 바람직하게는 300㎚ 이하이다. 또한 생산성과의 균형으로부터 1㎚ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100㎚ 이상이다. 나노파이버는 열가소성 고분자를 포함하는 것인데, 열가소성 고분자로서는, 주성분이 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리올레핀 등을 들 수 있다. 폴리에스테르로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리락트산(PLA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등 외에, 액정 폴리에스테르 등도 들 수 있다. 또한 폴리아미드로서는, 나일론 6(N6), 나일론 66(N66), 나일론 11(N11), 나일론 12(N12) 등을 들 수 있다. 폴리올레핀으로서는, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS) 등을 들 수 있다. 이들 고분자 중에서도, 흡수하기 쉽고, 섬유상 물질이 셀룰로오스 펄프인 경우, 셀룰로오스 펄프와의 친화성의 관점에서, 폴리아미드인 것이 바람직하며, 나일론 6이 특히 바람직하다. 또한 폴리아미드 이외의 성분을 공중합 또는 혼합하고 있을 수도 있다.
또한 나노파이버는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2005-299069호 공보(단락 [0045] 내지 [0057], 단락 [0114] 내지 [0117] 등)에 기재된 방법 등에 의하여 제조할 수 있다. 구체적으로는 이하와 같다.
처음에, 나노파이버의 제작 원료가 되는 「고분자 알로이 섬유」의 제조 방법에 대하여 설명한다. 상기 고분자 알로이 섬유의 제조 방법은, 예를 들어 이하와 같은 방법을 채용할 수 있다. 즉, 용제나 약액에 대한 용해성이 상이한 2종류 이상의 고분자를 알로이화한 고분자 알로이 칩을 제작한다. 이를 방사 장치의 호퍼에 투입하여, 용융부에서 알로이 용융체로 하고, 가열 보온용 스핀 블록 내의 방사 팩에 배치한 구금 구멍으로부터 토출 방사한 후, 침니에서 냉각 고화시켜 사조를 형성한다. 사조를 집속 급유 가이드, 제1 인취 롤러, 제2 인취 롤러를 통과시켜 권취기로 권취하여, 섬유를 얻는다. 그리고 이를, 필요에 따라 연신·열처리를 실시하여, 해도(海島) 구조를 갖는 고분자 알로이 섬유를 얻는다. 또한 이를 용제나 약액으로 처리하여 바다 성분을 탈해하여, 본 발명에서 사용하는 나노파이버를 얻는다. 여기서, 고분자 알로이 섬유 중에서 나중에 나노파이버가 되는 용제나 약액에 난용해성인 고분자를 섬 성분으로 하고, 이(易)용해성인 고분자를 바다 성분으로 하여, 이 섬 성분의 크기를 제어함으로써, 나노파이버의 단섬유 수 평균 섬유 직경과 편차를 설계할 수 있다. 나노파이버 전구체인 고분자 알로이 섬유 중에서의 섬 성분의 크기에 의하여 나노파이버의 직경이 거의 결정되기 때문에, 섬의 크기의 분포는, 원하는 나노파이버의 섬유 직경 분포에 따라 설계된다. 이 때문에, 알로이화되는 고분자의 혼련이 매우 중요하며, 본 발명에서는, 혼련 압출기나 정지 혼련기 등에 의하여 고혼련하는 것이 바람직하다.
제2 층의 섬유상 물질과 열가소성 고분자의 나노파이버와의 조합에 의하여, 섬유상 물질 간의 공극에 나노파이버가 밀하게 채워지고, 모세관 현상에 의하여, 높은 투습성을 가진 층을 형성할 수 있다. 습기는 원지 표면에서 응집되어, 표면으로부터 이면에 침투하고, 이면에서 발산됨으로써 투습이 일어난다. 나노파이버가 있음으로써, 표면으로부터 이면에 침투할 때, 모세관 현상에 의하여 빠르게 이동이 진행되어, 투습성이 보다 높아진다. 또한 이 제2 층을 제1 층과 적층함으로써, 나노파이버의 존재에 의하여 높은 표면적을 갖게 된 제2 층이 급기·배기의 공기에 접촉했을 경우, 나노 구조를 갖지 않는 친수성 섬유보다 습기를 용이하게 흡착할 수 있다. 또한 나노파이버는 열가소성 고분자 재료를 포함하는 것이므로, 셀룰로오스와 같이 습윤 시 강도가 크게 저하되는 일이 없어, 본 발명의 열 교환용 원지는 장기간에 걸쳐, 전열 교환 소자의 안정된 치수 안정성을 유지할 수 있다.
제1 층과 나노파이버를 함유하는 제2 층을 포함하는 적층 구조체로 하는 것은, 고도의 기체 차폐성과 고도의 투습성을 양립시킬 수 있다. 나노파이버를 함유하는 제2 층의 조성물은, 초지 공정에서 착수성(搾水性)이 나쁘다. 제1 층 및 제2 층을 적층하여 초지하면 착수성이 개선되어, 생산성이 높아진다는 효과도 발생한다.
바람직한 실시 형태인 열 교환용 원지에 있어서, 나노파이버의 함유율로서는, 나노파이버를 포함하는 열 교환용 원지를 100질량%로 했을 경우에, 바람직하게는 0.5질량% 이상, 보다 바람직하게는 2.7질량% 이상, 보다 바람직하게는 4.5질량% 이상, 더욱 바람직하게는 5.5질량% 이상, 특히 바람직하게는 6.4질량% 이상이다. 바람직하게는 65% 질량 이하, 보다 바람직하게는 58% 질량 이하이다. 상기 질량% 이상으로 함으로써 모세관 현상을 촉진할 수 있어, 투습성이 보다 우수한 열 교환용 원지를 얻을 수 있다. 함유량을 많게 함으로써, 모세관 현상을 현저히 촉진할 수 있어, 투습성이 현저히 우수한 열 교환용 원지를 얻을 수 있다. 단, 함유량이 지나치게 많으면, 초지 시의 시트 상태가 나빠져 생산성이 저하된다.
바람직한 실시 형태인 열 교환용 원지에 있어서, 제2 층에 있어서의 나노파이버의 함유율로서는, 제2 층을 100질량%로 했을 경우에, 바람직하게는 5질량% 이상, 보다 바람직하게는 30질량% 이상, 보다 바람직하게는 50질량% 이상, 더욱 바람직하게는 60질량% 이상, 특히 바람직하게는 70질량% 이상이다. 한편, 바람직하게는 90% 질량 이하, 보다 바람직하게는 80% 질량 이하이다. 상기 질량% 이상으로 함으로써 모세관 현상을 촉진할 수 있어, 투습성이 보다 우수한 열 교환용 원지를 얻을 수 있다. 일정 이상의 함유량으로 함으로써, 모세관 현상을 현저히 촉진할 수 있어, 투습성이 현저히 우수한 열 교환용 원지를 얻을 수 있다. 한편, 양이 지나치게 많으면, 초지 시의 시트 상태가 악화되어 생산성이 저하된다.
제2 층이 나노파이버를 함유하는 경우에 있어서, 제2 층을 구성하는 섬유상 물질의 캐나다 표준 여수도의 하한은 200㎖ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 400㎖ 이상이다. 또한 캐나다 표준 여수도의 상한은 700㎖ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 600㎖ 이하이다. 캐나다 표준 여수도를 200㎖ 이상으로 함으로써 나노파이버와 혼초했을 때의 여수성이 양호해져, 적층 구조체를 초지할 때의 제2 층의 초지성이 향상되고, 그 결과, 나노파이버 함유율이 높은 라이너 시트를 용이하게 얻을 수 있다. 한편, 캐나다 표준 여수도를 700㎖ 이하로 함으로써, 제2 층을 구성하는 섬유상 물질 간으로부터 나노파이버가 초지 시에 빠지는 것을 억제할 수 있어, 원하는 나노파이버 함유율을 실현할 수 있다.
본 발명의 제2 층의 단위 면적당 중량은, 바람직하게는 5g/㎡ 이상, 더욱 바람직하게는 10g/㎡ 이상이고, 상한은 바람직하게는 40g/㎡ 이하, 더욱 바람직하게는 30g/㎡ 이하, 더욱 바람직하게는 20g/㎡ 이하이다. 상기 단위 면적당 중량의 양 이상으로 함으로써, 제1 층과의 초합에 의하여 열 교환용 원지의 시트 강도를 향상시킬 수 있고, 상기 단위 면적당 중량의 양 이하로 함으로써, 제1 층과 적층하여 열 교환용 원지로 했을 때의 두께를 억제하는 것이 가능해져, 열 교환용 원지의 전열성 및 투습성을 향상시킬 수 있다.
제2 층은 다공질인 것이 바람직하다. SEM으로 열 교환용 원지의 단면을 관찰했을 때, 100㎛의 정사각형의 영역에, 10㎛의 정사각형 또는 그보다 면적이 작은 구멍이 10개 이상 뚫려 있는 것이 바람직하고, 3㎛의 정사각형 또는 그보다 면적 작은 구멍이 10개 이상 뚫려 있는 것이 보다 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50개 이상이다. 그와 같이 함으로써, 제2 층 중에 섬유상 물질 간의 공극을 충분히 형성할 수 있어, 열 교환용 원지로 했을 때 높은 투습성을 발휘할 수 있다.
본 발명의 열 교환용 원지의 제조 방법으로서는, 제1 층과 제2 층의 원료가 되는 물질을 각각 수중에 분산시키고, 다층초에 의하여 적층 구조체를 형성하는 것이 바람직하다. 제1 층과 제2 층을 각각 초지하고, 접착 등의 방법에 의하여 적층 구조체를 형성할 수도 있지만, 이 방법이면 공정이 복잡해지는 데다, 적층하기 위하여 종종 사용되는 접착제의 수지 성분이 열이나 습도의 투과를 방해하는 원인이 되는 일도 있다. 또한 다층초에 의하여 적층 구조체를 형성하는 경우, 그의 적층 수에 따라 적당한 때 초상부를 준비하여, 초합함으로써, 원하는 적층 구조체를 용이하게 얻을 수 있다. 또한 초지기로서는, 원하는 수의 초상부를 가진 환망 초지기, 단망 초지기, 장망 초지기나 그들을 조합한 초지기 등을 사용할 수 있다.
특히 제2 층에 셀룰로오스 펄프와 나노파이버의 혼합물을 사용하는 경우, 나노파이버와 셀룰로오스 펄프 등의 다른 구성 섬유를 나누어 분산시키는 것이 바람직하다. 나노파이버는 애스펙트비(섬유 길이/섬유 직경)가 커, 섬유끼리가 엉키기 쉽기 때문에, 분산제나 침투제 등을 사용하여, 비터나 리파이너 등의 고해기로 분산하는 것이 바람직하다. 또한 각 구성 섬유를 혼합하여 신속하게 초지하는 것이 바람직하다. 또한 초지기로서는, 환망 초지기, 단망 초지기, 장망 초지기나 그들을 조합한 초지기 등을 사용할 수 있다. 나노파이버를 종이의 내부에 균일하게 분산 배치시키기 위해서는, 석션 등에 의한 탈수 기능을 갖는 초지기를 사용하는 것이, 나노파이버를 초지 내부에서 부분적으로 편중되는 것을 억제할 수 있으므로 바람직하다.
본 발명의 열 교환용 원지의 층 구성으로서는, 제1 층 및 제2 층을 적어도 1층씩 갖고 있는 한 특별히 한정되지 않지만, 열 교환용 원지의 투습성을 향상시킬 수 있다는 관점에 의하여, 제1 층의 양면의 방향 각각으로 제2 층이 있는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
열 교환용 원지의 투습성을 향상시키기 위하여, 열 교환용 원지에 염화리튬, 염화칼슘 등의 알칼리 금속염을 포함하는 흡습제를 함유시키는 것이 바람직하다.
흡습제의 함유량으로서는, 흡습제가 없는 상태에서의 열 교환용 원지를 100질량%로 했을 경우에, 1 내지 30질량%의 범위가 바람직하다. 흡습재를 다량으로 함유함으로써 습도 이행은 촉진되지만, 고습 조건 하에서의 원지의 강도가 저하되는 경향이 있다. 흡습제는, 코팅 등의 도포 시공이나, 디핑 등의 침지에 의한 가공으로 열 교환용 원지에 부여할 수 있다. 또한 그때는 결합제를 병용할 수도 있다. 또한 흡습제에는 항균제, 제균제, 난연제 등의 기능제를 동시에 부여할 수 있다.
열 교환용 원지의 두께로서는 90㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 75㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 65㎛ 이하이다. 열 교환용 원지의 두께는, 전열 교환 소자의 온도 교환 효율에 관계가 있으며, 두꺼우면 열전도가 떨어져 온도 교환 효율이 저하되는 경향이 있다. 또한 얇게 함으로써, 온도 교환 효율 80% 이상의 전열 교환 소자를 얻을 수 있다. 한편, 두께 10㎛ 이상이 바람직하다. 지나치게 얇으면 소자에 가공하는 데 있어서 찢어짐이나 주름이 발생하여, 전열 교환 소자의 성형성이 어려워지는 경향이 있다.
본 발명의 열 교환용 원지의 단위 면적당 중량은, 바람직하게는 20g/㎡ 이상, 보다 바람직하게는 25g/㎡ 이상, 더욱 바람직하게는 30g/㎡ 이상이다. 또한 바람직하게는 90g/㎡ 이하, 보다 바람직하게는 60g/㎡ 이하, 더욱 바람직하게는 50g/㎡ 이하이다. 단위 면적당 중량을 상기 질량 이상으로 함으로써, 열 교환용 원지의 강도가 향상되고, 성형성이 양호해진다. 또한 단위 면적당 중량을 적게 함으로써, 열전달이 높아지고, 또한 투습성이 양호해지기 때문에, 온도 교환 효율과 습도 교환 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명의 전열 교환 소자의 온도 교환 효율로서는, 난방 조건에 있어서 75% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 85% 이상이다. 큰 온도 교환 효율을 가짐으로써, 동계의 난방열을 손실하기 어려운 환기 장치를 제공할 수 있다. 여기서 난방 조건이란, 외기가 온도 5℃ 및 습도 58%, 환기가 온도 20℃ 및 습도 51%이고, 온도 교환 효율은 풍량 150㎥에서 측정한 값으로 한다.
본 발명의 열 교환용 원지의 투습성으로서는 80g/㎡/hr 이상이 바람직하고, 90g/㎡/hr 이상인 것이 보다 바람직하다. 열 교환용 원지의 투습성이 큼으로써, 배기하는 공기로부터 급기하는 공기로 효율적으로 수분을 이행시킬 수 있는 전열 교환 소자를 얻을 수 있다.
열 교환용 원지의 투습도는, 전열 교환 소자로서 사용했을 때 습도 교환 효율과 상관이 있으며, 투습도가 높아지면 높아질수록 습도 교환 효율이 높아진다. 본 발명의 전열 교환 소자의 습도 교환 효율로서는, 냉방 조건에 있어서 60% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 65% 이상, 특히 바람직하게는 70% 이상이다. 60% 이상의 습도 교환 효율을 가짐으로써, 여름철의 고습인 외기가 환기에 의하여 교환되어, 무덥게 느껴지기 어려운 환기 장치를 제공할 수 있다. 여기서, 냉방 조건이란, 외기가 온도 35℃ 및 습도 64%, 환기가 온도 27℃ 및 습도 52%이고, 습도 교환 효율은 풍량 150㎥에서 측정한 값으로 한다.
본 발명의 열 교환용 원지의 이산화탄소 차폐율로서는 35% 이상이 바람직하다. 보다 바람직하게는 60% 이상, 더욱 바람직하게는 70% 이상이다. 이 값이 낮으면 전열 교환 소자로 했을 경우, 열 교환용 원지를 통한 이산화탄소의 누설이 커진다. 또한, 60% 이상 또한 더욱 70% 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서의 전열 교환 소자의 이산화탄소 누설의 지표인 유효 환기량률로서는 85% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90% 이상, 더욱 바람직하게는 95% 이상이다. 85% 미만이면, 오염된 공기의 일부가 환기 장치 내에서 누설되어 실내에 복귀되기 때문에, 과잉으로 환기할 필요가 발생하여 바람직하지 않다.
열 교환용 원지의 밀도를 조절하는 방법으로서는 특별히 규정하는 것이 아니지만, 회전하는 한 쌍의 롤 또는 복수 개의 롤 사이에 가압시키는 캘린더 장치나 프레스 장치에 의하여 압밀화되는 것이 바람직하다. 압밀화를 행함으로써, 원지의 종이 두께를 얇게 할 수 있어, 열 교환을 행할 때의 열전달이나 습도 투과의 저항이 작아져, 보다 열 교환하기 쉬워진다는 등의 효과가 있다.
본 발명의 열 교환용 원지는 전열 교환 소자로서 적절히 사용할 수 있다.
본 발명의 열 교환용 원지와 코러게이트 가공한, 단위 면적당 중량 20 내지 200g/㎡의 셀룰로오스나 합성 섬유를 주성분으로 하는 중심지를 접착제 등으로 접합하여, 편면 골판지를 얻는다. 필요에 따라 중심지에 난연제를 가공해 둘 수도 있다. 코러게이트 가공은, 중심지를 형성하는, 서로 교합하여 회전하는 한 쌍의 기어형의 코러게이터와, 열 교환용 원지를, 코러게이트된 중심지에 가압하는 프레스 롤을 포함하는 장치에 의하여 행해진다. 중심지와 열 교환용 원지의 접착에는, 중심지의 단 가공된 정점부에 접착제를 도포하고, 열 교환용 원지를 가압하여 접착할 수도 있다. 또한 중심지, 열 교환용 원지 중 적어도 어느 하나에 접착 성분을 함유시키고, 중심지와 열 교환용 원지를 가열하면서 가압함으로써 접착시킬 수도 있다.
또한 편면 코러게이트의 코러게이션 방향이 1단씩 교차하도록 편면 골판지를 적층하여, 전열 교환 소자를 제작한다.
전열 교환 소자는 편면 골판지를 적층함으로써 제조된다. 편면 골판지의 산의 정점에 접착제를 도포하고, 편면 코러게이트의 복수를 1매씩 교대로 교차시켜 적층시킨다. 교차의 각도는 바람직하게는 30° 이상 150° 이하이고, 보다 바람직하게는 90°이다. 편면 코러게이트의 복수를 직교시킴으로써, 전열 교환 소자로서 압력 손실을 저감시킬 수 있다. 편면 골판지는 적층 전이나 적층 후에 필요한 형상으로 절단하는 것이 가능하다. 또한 편면 골판지는 적층 전이나 적층 후에 압축하여 산의 높이를 찌부러뜨리는 것이 가능하다. 산의 높이를 낮게 함으로써 열 교환용 원지의 매수를 증가시킬 수 있고, 온도 교환 효율과 습도 교환 효율의 면적을 더 증가시킬 수 있다.
전열 교환 소자의 형상은, 열 교환용 원지에 평행인 면이며, 전열 교환 소자의 단부에 있는 면을 저변으로 했을 경우, 저변이 다각형인 형상이 바람직하다. 즉, 전열 교환 소자는 다각기둥인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 사각기둥이며, 예를 들어 저변의 형상이 정사각형, 직사각형, 평행사변형, 사다리꼴, 마름모꼴 등이 있다.
전열 교환 소자의 1 유닛의 크기는, 열 교환용 원지의 면을 저변으로 했을 경우, 저변의 세로와 가로의 길이는, 바람직하게는 50㎜ 이상, 보다 바람직하게는 100㎜ 이상, 더욱 바람직하게는 200㎜ 이상이고, 한편, 바람직하게는 2000㎜ 이하, 보다 바람직하게는 1000㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 500㎜ 이하이다. 또한 적층하는 높이는, 바람직하게는 50㎜ 이상, 보다 바람직하게는 100㎜ 이상, 더욱 바람직하게는 200㎜ 이상이고, 한편, 바람직하게는 2000㎜ 이하, 보다 바람직하게는 1000㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 500㎜ 이하이다. 세로, 가로의 길이나 적층하는 높이가 지나치게 크면 압력 손실이 높아지는 경향이 있다. 또한 적층체를 절단할 때의 가공성이 나빠지는 경향이 있다. 또한 전열 교환 소자를 열 교환기에 설치하는 시공성이 나빠지는 경향이 있다.
전열 교환 소자를 구성하는 골판지의 중심지가 형성하는 산의 높이(단 높이)는, 바람직하게는 1.0㎜ 이상, 보다 바람직하게는 1.5㎜ 이상, 더욱 바람직하게는 2.0㎜ 이상이다. 한편, 바람직하게는 4.0㎜ 이하, 보다 바람직하게는 3.5㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 3.0㎜ 이하이다. 여기서 단 높이란, 하나의 산의 정점과 저변의 간격을 말한다.
단 높이를 일정량 이하로 함으로써, 일정한 전열 교환 소자의 크기 중에서 열 교환용 원지의 매수를 증가시킬 수 있고, 온도 교환 효율과 습도 교환 효율의 면적을 더 증가시킬 수 있다. 또한 단 높이를 일정량 이상으로 함으로써, 전열 교환 소자의 압력 손실이 보다 저하되어, 열 교환기의 송풍기에의 부가가 적어진다.
또한 전열 교환 소자를 구성하는 골판지의 중심지가 형성하는 산의 간격(피치)은, 바람직하게는 2.0㎜ 이상, 보다 바람직하게는 2.5㎜ 이상, 더욱 바람직하게는 3.0㎜ 이상이다. 한편, 바람직하게는 8.0㎜ 이하, 보다 바람직하게는 7.0㎜ 이하, 더욱 바람직하게는 6.0㎜ 이하이다. 여기서, 피치는 산의 정점과 다음 산의 정점의 간격을 말한다. 피치를 8.0㎜ 이하로 함으로써, 산의 수가 많아지기 때문에, 전열 교환 소자의 압축에 의한 강도가 높아진다. 피치 2.0㎜ 이상으로 함으로써 산의 수를 적게 할 수 있으며, 그것에 의하여 열 교환용 원지에의 접착제의 면적이 줄어들기 때문에, 온도 교환 효율과 습도 교환 효율을 높일 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명에 있어서의 각 특성의 정의 및 측정법은 이하와 같다.
(1) 캐나다 표준 여수도
캐나다 표준 여수도는 JIS P8121(1995) 캐나다 표준 여수도 시험 방법에 준거하여 측정하였다.
(2) 이산화탄소 차폐율
폭 0.36m, 길이 0.60m, 높이 0.36m(0.078㎥)의 박스의 개구부(20㎝×20㎝)에 시험편(25㎝×25㎝)을 부착하고, 박스 내의 농도가 8,000ppm이 되도록 이산화탄소를 주입하여, 1시간 후의 박스 내의 이산화탄소 농도(ppm)를 측정하고, 다음 식에 의하여 이산화탄소 차폐율(%)을 계산하였다.
이산화탄소 차폐율(%)
={(1시간 후의 박스 내의 이산화탄소 농도-외기 이산화탄소 농도 탄소 농도)/(박스 내의 초기 이산화탄소 농도-외기 이산화탄소 농도)}×100
(3) 투습도
투습도는 JIS Z0208(1976) 투습도(컵법)의 방법에 의하여 측정하였다. 사용한 컵은, 직경 φ60㎜이고 깊이 25㎜이다. 시험편은, 직경 φ70㎜의 원형을 5장 채취하였다. 시험편은, 80℃의 온도로 설정한 건조기를 사용하여 1시간 처리하고, 20℃의 온도에서 습도 65% RH로 설정한 항온 항습조 내에서 1시간 처리하였다. 다음으로, 그의 시험편을, 수분 측정용 염화칼슘(와코 준야쿠 고교 제조)이 투입된 컵에 설치하여, 초기 질량(T0)을 측정하고, 20℃의 온도에서 습도 65% RH로 설정한 항온 항습조 내에서 1시간, 2시간, 3시간, 4시간 및 5시간 처리하고, 각각의 시간에서의 질량(각각 T1, T2, T3, T4 및 T5)을 측정하였다. 하기 식에 의하여 투습도를 구하고, 5장의 평균값을 값으로 하였다.
투습도(g/㎡/hr)={[(T-T0)/T0)+((T-T1)/T1)+((T-T2)/T2)+((T-T3)/T3)+((T-T4)/T4)+((T-T5)/T5)]/5}×100
(4) 두께
두께는, 시료의 상이한 개소로부터 길이 200㎜, 폭 200㎜의 시험편을 3장 채취하고, 온도 20℃, 습도 65% RH에서 24hr 방치 후, 각각의 중앙과 4코너의 5점의 두께(㎛)를 측정기(형식 ID-112, 가부시키가이샤 미쓰토요 제조)를 사용하여 1㎛까지 측정하고, 평균값을 값으로 하였다.
(5) 단위 면적당 중량
JIS L1906(2000) 5.2의 방법에 의하여 단위 면적당 중량을 측정하였다. 시료의 상이한 개소로부터 길이 200㎜, 폭 250㎜의 시험편을 3장 채취하고, 온도 20℃, 습도 65% RH에서 24시간 방치 후, 각각의 질량(g)을 칭량하고, 그의 평균값을 1㎡당 질량(g/㎡)으로 나타내고, 3장의 평균값을 값으로 하였다.
또한 제1 층의 단위 면적당 중량 및 제2 층의 단위 면적당 중량에 대해서는, 각 층에 대하여 초상부에서 길이 200㎜, 폭 250㎜의 시험편을 3장 채취하고, 건조 후, 상기와 마찬가지의 방법에 의하여 측정하였다.
또한 열 교환용 원지의 단위 면적당 중량은, 초지 후의 질량으로부터 구하는 것으로 하고, 초지 공정에서 사용하는 작용제 이외의 작용제(예를 들어 흡습제, 방염제 등)가 부착되어 있는 경우에는, 전부 제거하고 난 후 상기와 마찬가지의 방법에 의하여 측정하였다.
(6) 나노파이버의 섬유 직경 및 수 평균 섬유 직경
나노파이버의 수 평균 섬유 직경은 다음과 같이 하여 구하였다. 즉, 주사형 전자 현미경(히타치 세이사쿠쇼사 제조의 S-3500N형)으로, 배율 30,000배로 촬영한 나노파이버의 집합체 사진을, 화상 처리 소프트웨어(WINROOF)를 사용하여, 5㎜ 사방의 샘플 내에서 무작위 추출한 30개의 단섬유 직경을 ㎚ 단위로 소수점 아래 1자리째까지 측정하여 소수점 아래 1자리째를 반올림한다. 샘플링은, 합계 10회 행하여 각 30개의 단섬유 직경의 데이터를 취득하고, 합계 300개의 단섬유 직경의 데이터를 취득하였다. 수 평균 섬유 직경은 단섬유 직경의 값을 적산하고, 전수로 나눈 단순 평균값을 사용하였다.
(7) 전열 교환 소자의 온도 교환 효율과 습도 교환 효율
JIS B8628(2003)에 규정되는 방법에 의하여, 실외로부터 열 교환기에 도입하는 공기(외기)와, 실내로부터 열 교환기에 도입하는 공기(환기)와, 열 교환기로부터 실내에 공급하는 공기(급기)의 온도와 습도를 측정하여 온도 교환 효율과 습도 교환 효율을 구하였다. 온도와 습도의 측정은, 온도·습도 데이터 로거(T&D 제조의 "온도 토리"(등록 상표) TR-71Ui)를 사용하였다. 온도와 습도의 측정 위치는, 전열 교환 소자로부터 30㎝ 이격된 위치에서 측정하였다. 측정 공기는, 냉방 조건으로서, 외기가 온도 35℃, 습도 64% RH에서 풍량 150㎥/hr로 하고, 환기가 온도 27℃, 습도 52% RH에서 풍량 150㎥/hr로 하여, 습도 교환 효율을 구하였다. 또한 난방 조건으로서, 외기가 온도 5℃, 습도 58% RH에서 풍량 150㎥/hr로 하고, 환기가 온도 20℃, 습도 51% RH에서 풍량 150㎥/hr로 하여, 온도 교환 효율을 구하였다.
(8) 전열 교환 소자의 유효 환기량률
JIS B8628(2003)에 규정되는 방법에 의하여, 실내로부터 열 교환기에 도입하는 공기(환기)에 8,000ppm의 농도의 이산화탄소를 도입하고, 실외로부터 열 교환기에 도입하는 공기(외기)와, 열 교환기로부터 실내에 공급하는 공기(급기)의 이산화탄소 농도를 측정하고, 하기 식에 의하여 유효 환기량률을 구하였다. 이산화탄소 농도는, (가부시키가이샤 테스토 제조의 "CO2 계측기 테스토(testo) 535")를 사용하였다. 측정 위치는, 전열 교환 소자로부터 30㎝ 이격된 위치에서 측정하였다. 측정 공기는, 외기가 온도 20℃, 습도 50% RH에서 풍량 150㎥/hr로 하고, 환기가 온도 20℃, 습도 50% RH에서 풍량 150㎥/hr로 하였다.
유효 환기량률(%)=(급기측 이산화탄소 농도-외기측 이산화탄소 농도)/(환기측 이산화탄소 농도-외기측 이산화탄소 농도)×100
(9) 시트 강도
시트 강도는, 환망 초지기에 의하여 열 교환용 원지를 길이 100m에 걸쳐 초지하고, 그 열 교환용 원지를 사용하여 전열 교환 소자를 성형하는 공정에서의 방법에 의하여 평가하였다. 종잇조각이 1회 이하인 원지(생산성 양호)를 「양호」로 판정하였다. 또한 종잇조각이 2회 이상인 원지, 또는 환망 초지기에 있어서 초지 불량에 의하여 열 교환용 원지를 길이 100m 얻을 수 없는 것을 「불량」으로 판정하였다.
(10) 나노파이버의 함유율
시료의 상이한 개소로부터 길이 200㎜, 폭 250㎜의 시험편을 5장 채취하고, 온도 20℃, 습도 65% RH에서 24시간 방치 후, 각각의 초기 질량(g)을 칭량하였다. 이때, 초기 질량은, 초지 후의 질량으로부터 구하는 것으로 하고, 초지 공정에서 사용하는 작용제 이외의 작용제(예를 들어 흡습제, 방염제 등)가 부착되어 있는 경우에는, 전부 제거하고 난 후, 상기와 마찬가지의 방법에 의하여 칭량하였다.
다음으로, 나노파이버는 용해되지만 섬유상 물질이 용해되지 않는 작용제(예를 들어 나노파이버가 폴리에스테르계이면 수산화나트륨 용액, 나일론계이면 포름산)에 시료를 24시간 침지시키고, 수세 후, 건조시킨다. 그 후, 온도 20℃, 습도 65% RH에서 24시간 방치 후, 각각의 처리 후 질량(g)을 칭량하였다. 하기 식에 의하여 나노파이버의 함유율을 구하고, 5장의 평균값을 값으로 하였다.
나노파이버 함유율(%)=초기 질량(g)-처리 후 질량(g)/초기 질량(g)×100
[실시예 1]
(제1 층)
침엽수 펄프를 물에 분산시키고, 비터에 의하여, 표 1에 기재된 JIS P8121(1995)에 규정되는 캐나다 표준 여수도(CSF)가 되도록 고해하여, 제1 층용 섬유를 얻었다.
(제2 층)
침엽수 펄프를 물에 분산시키고, 비터에 의하여, 표 1에 기재된 JIS P8121(1995)에 규정되는 캐나다 표준 여수도(CSF)가 되도록 고해하여, 제2 층용 셀룰로오스 섬유를 얻었다.
(열 교환용 원지의 제작)
상기에서 얻어진 제1 층 섬유와 제2 층 섬유를 각각 초상부에 준비하고, 환망 초지기를 사용하여, 다층초에 의하여 제1 층의 단위 면적당 중량 30g/㎡, 제2 층의 단위 면적당 중량 10g/㎡로 구성되는 총 단위 면적당 중량 40g/㎡의 종이를 얻었다. 여기서, 제2 층을 초합하기 전의 제1 층을 채취하였다. 제1 층은, 단위 면적당 중량 30g/㎡이고, 이산화탄소 차폐율 77%였다.
흡습제로서 염화리튬을 함침 가공에 의하여 7g/㎡ 첨가하고 건조함으로써, 열 교환용 원지를 얻었다. 여기서, 열 교환용 원지의 단면을 SEM으로 관찰한 결과, 100㎛ 사방의 정사각형 영역에 10㎛ 사방 이하의 미세 다공이 12개 뚫려 있었다.
(전열 교환 소자의 제작)
상기 셀룰로오스 섬유를 사용하여, 별도 제작한 단위 면적당 중량 60g/㎡의 셀룰로오스 크라프트지를 중심지로 하고, 열 교환용 원지와 코러게이트 가공을 행하여, 단 높이 2㎜, 단 피치 5㎜의 편면 골판지를 얻었다. 상기 편면 골판지를, 코러게이션 방향이 1단씩 교차하도록 적층하여, 세로 350㎜, 가로 350㎜, 높이 200㎜의 전열 교환 소자를 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 1에 나타낸다.
[실시예 2]
아라미드 섬유(도레이 듀폰 가부시키가이샤 제조, 「케블라」, 1.7dtex, 길이 3㎜)를 펄퍼와 파이버라이저로, 표 1에 기재된 JIS P8121(1995)에 규정되는 캐나다 표준 여수도(CSF)가 되도록 고해하여, 제1 층용의 섬유상 물질을 얻었다. 이를 제1 층용의 섬유상 물질에 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 열 교환용 원지 및 전열 교환 소자를 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 1에 나타낸다.
[실시예 3]
(나노파이버의 제작)
융점 220℃의 나일론 6 40질량%와, 융점 170℃의 폴리L락트산(광학 순도 99.5% 이상) 60질량%를, 2축형의 압출 혼련기를 사용하여 220℃에서 용융 혼련하여 폴리머 알로이 칩을 얻었다.
상기 폴리머 알로이 칩을, 1축형의 압출기를 구비한 스테이플용의 용융 방사 장치에 투입하여, 235℃에서 용융시키고, 스핀 블록으로 유도하였다. 그리고 폴리머 알로이 용융체를 한계 여과 직경 15㎛의 금속 부직포에 여과시키고, 방사 온도 235℃에서, 구멍 직경 0.3㎜의 토출 구멍을 갖고 구금면 온도 215℃로 한 구금으로부터 토출시켰다. 토출된 선상의 용융 중합체를 냉각풍으로 냉각 고화시키고, 유제를 부여하고, 방사 속도 1350m/분으로 인취하였다. 얻어진 미연신사를 합사한 후, 연신 온도 90℃, 연신 배율 3.04배, 열 세트 온도 130℃에서 연신 열처리하여, 단섬유 섬도 3.0dtex, 총 섬도 50만dtex의 폴리머 알로이 섬유의 토(tow)를 얻었다. 얻어진 폴리머 알로이 섬유는, 강도 3.4cN/dtex, 신도 45%였다. 상기 폴리머 알로이 섬유의 토를, 95℃로 유지한 5% 수산화나트륨 수용액에 1시간 침지시켜, 폴리머 알로이 섬유 중에서 바다 성분이 되어 있는 폴리L락트산 성분을 가수분해에 의하여 제거(탈해)하였다. 이어서, 아세트산으로 중화하고, 수세, 건조하여, 나노파이버의 섬유 다발을 얻고, 이 섬유 다발을 1㎜ 길이로 커트하였다. 이 커트 섬유를, 물 10ℓ당 30g의 농도로, 구마가이 리키 고교가부시키가이샤 제조의 시험용 나이아가라 비터에 투입하여 5분 간 예비 고해하고, 물기를 빼고 회수하였다. 이어서, 이 회수물을 자동식 PFI 밀(구마가이 리키 고교가부시키가이샤 제조)에 투입하고, 회전수 1500rpm 클리어런스 0.2㎜의 조건에서 6분 간 고해하였다. 그리고 물을 머금어 점토상으로 된 회수물을 80℃의 열풍 건조기 내에서 24시간 건조시켜, 나노파이버를 얻었다. 얻어진 나노파이버의 직경은 110 내지 180㎚이고, 그의 수 평균 섬유 직경은 150㎚였다.
(제2 층)
상기에서 얻어진 수 평균 섬유 직경 150㎚의 나일론 6 나노파이버 60질량%와, 실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 제2 층용의 섬유상 물질 40질량%를 수중에서 교반하여 혼합물을 제작하였다. 이를 본 실시예의 제2 층용의 재료로서 사용하였다.
(열 교환용 원지 및 전열 교환 소자)
제2 층의 조성을 상기와 같이 한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 열 교환용 원지 및 전열 교환 소자를 제작하였다.
여기서, 열 교환용 원지의 단면을 투과형 전자 현미경(이하 「SEM」이라 함) 으로 관찰한 결과, 100㎛ 사방의 정사각형 영역에 3㎛ 사방 이하의 미세 다공이 98개 뚫려 있었다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 2에 나타낸다.
[실시예 4]
(제2 층)
실시예 3과 동일한 방법으로 얻어진 수 평균 섬유 직경 150㎚의 나일론 6 나노파이버 5질량%와, 실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 제2 층용의 섬유상 물질 95질량%를 수중에서 교반하여 혼합물을 제작하였다.
이를 본 실시예의 제2 층용의 재료로서 사용하였다.
(열 교환용 원지 및 전열 교환 소자)
제2 층의 조성을 상기와 같이 한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 열 교환용 원지 및 전열 교환 소자를 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 2에 나타낸다.
[실시예 5]
(제2 층)
실시예 3과 동일한 방법으로 얻어진 수 평균 섬유 직경 150㎚의 나일론 6 나노파이버 30질량%와, 실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 제2 층용의 섬유상 물질70질량%를 수중에서 교반하여 혼합물을 제작하였다. 이를 본 실시예의 제2 층용의 재료로서 사용하였다.
(열 교환용 원지 및 전열 교환 소자)
제2 층의 조성을 상기와 같이 한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 열 교환용 원지 및 전열 교환 소자를 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 2에 나타낸다.
[실시예 6]
(제2 층)
실시예 3과 동일한 방법으로 얻어진 수 평균 섬유 직경 150㎚의 나일론 6 나노파이버 70질량%와, 실시예 1과 마찬가지로 하여 얻어진 제2 층용의 섬유상 물질30질량%를 수중에서 교반하여 혼합물을 제작하였다. 이를 본 실시예의 제2 층용의 재료로서 사용하였다.
(열 교환용 원지 및 전열 교환 소자)
제2 층의 조성을 상기와 같이 한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 열 교환용 원지 및 전열 교환 소자를 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 2에 나타낸다.
[실시예 7]
(열 교환용 원지의 제작)
실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 제1 층용의 섬유상 물질과, 실시예 3과 동일한 방법으로 얻어진 제2 층용의 재료를 각각 초상부에 준비하고, 환망 초지기를 사용하여, 다층초에 의하여 제1 층의 단위 면적당 중량 30g/㎡, 제2 층의 단위 면적당 중량 5g/㎡로 구성되는 총 단위 면적당 중량 35g/㎡의 열 교환용 원지를 얻었다. 이를 열 교환용 원지로서 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 전열 교환 소자를 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 3에 나타낸다.
[실시예 8]
(열 교환용 원지의 제작)
실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 제1 층용의 섬유상 물질과, 실시예 3과 동일한 방법으로 얻은 제2 층용의 재료를 각각 초상부에 준비하고, 환망 초지기를 사용하여 다층초를 행하였다. 그리고 제1 층의 단위 면적당 중량 30g/㎡, 제2 층의 단위 면적당 중량 20g/㎡로 구성되는 총 단위 면적당 중량 50g/㎡의 열 교환용 원지를 얻었다. 이를 열 교환용 원지로서 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 전열 교환 소자를 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 3에 나타낸다.
[실시예 9]
(열 교환용 원지의 제작)
실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 제1 층용의 섬유상 물질과, 실시예 3과 동일한 방법으로 얻은 제2 층용의 재료를 각각 초상부에 준비하고, 환망 초지기를 사용하여 다층초를 행하였다. 그리고 제1 층의 단위 면적당 중량 30g/㎡, 제2 층의 단위 면적당 중량 30g/㎡로 구성되는 총 단위 면적당 중량 60g/㎡의 열 교환용 원지를 얻었다. 이를 열 교환용 원지로서 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 전열 교환 소자를 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 3에 나타낸다.
[실시예 10]
(제1 층)
침엽수 펄프를 물에 분산시키고, 비터에 의하여, 표 4에 기재된 JIS P8121(1995)에 규정되는 캐나다 표준 여수도(CSF)가 되도록 고해하여, 제1 층용의 섬유를 얻었다.
(열 교환용 원지 및 전열 교환 소자)
실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 제1 층용의 섬유상 물질과, 실시예 3의 제2 층용의 재료를 각각 초상부에 준비하고, 환망 초지기를 사용하여, 다층초에 의하여 제1 층의 단위 면적당 중량 30g/㎡, 제2 층의 단위 면적당 중량 10g/㎡로 구성되는 총 단위 면적당 중량 40g/㎡의 열 교환용 원지를 얻었다. 이를 열 교환용 원지로서 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 전열 교환 소자를 제작하였다.
여기서, 제2 층을 초합하기 전의 제1 층을 채취하였다. 제1 층은 단위 면적당 중량 30g/㎡이고, 이산화탄소 차폐율 51%였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 4에 나타낸다.
[실시예 11]
실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 제1 층용의 섬유상 물질과, 실시예 3과 동일한 방법으로 얻은 제2 층용의 재료를 각각 초상부에 준비하고, 환망 초지기를 사용하여 다층초를 행하였다. 그리고 제1 층의 단위 면적당 중량 28g/㎡, 제2 층의 단위 면적당 중량 10g/㎡로 구성되는 총 단위 면적당 중량 38g/㎡의 열 교환용 원지를 얻었다. 이를 열 교환용 원지로서 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 전열 교환 소자를 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 4에 나타낸다.
[실시예 12]
실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 제1 층용의 섬유상 물질과, 실시예 3과 동일한 방법으로 얻은 제2 층용의 재료를 각각 초상부에 준비하고, 환망 초지기를 사용하여 다층초를 행하였다. 그리고 제1 층의 단위 면적당 중량 26g/㎡, 제2 층의 단위 면적당 중량 10g/㎡로 구성되는 총 단위 면적당 중량 36g/㎡의 열 교환용 원지를 얻었다. 이를 열 교환용 원지로서 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 전열 교환 소자를 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 4에 나타낸다.
[실시예 13]
실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 제1 층용의 섬유상 물질과, 실시예 3과 동일한 방법으로 얻어진 제2 층용의 재료를 각각 초상부에 준비하고, 환망 초지기를 사용하여 다층초를 행하였다. 그리고 제1 층의 단위 면적당 중량 14g/㎡, 제2 층의 단위 면적당 중량 10g/㎡로 구성되는 총 단위 면적당 중량 24g/㎡의 열 교환용 원지를 얻었다. 이를 열 교환용 원지로서 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 전열 교환 소자를 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 4에 나타낸다.
[실시예 14]
(열 교환용 원지 및 전열 교환 소자)
실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 제1 층용의 섬유상 물질과, 실시예 3과 동일한 방법으로 얻어진 제2 층용의 재료를 각각 초상부에 준비하고, 환망 초지기를 사용하여 다층초를 행하였다. 그리고 제1 층의 단위 면적당 중량 17g/㎡, 제2 층의 단위 면적당 중량 10g/㎡로 구성되는 총 단위 면적당 중량 27g/㎡의 열 교환용 원지를 얻었다. 이를 열 교환용 원지로서 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 전열 교환 소자를 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 4에 나타낸다.
[실시예 15]
(열 교환용 원지 및 전열 교환 소자)
실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 제1 층용의 섬유상 물질과, 나일론 6 나노파이버 및 셀룰로오스 펄프의 혼합물을 제2 층용의 재료로 하고, 제2 층용의 재료, 그리고 상기와 동일한 제1 층용의 섬유상 물질, 제2 층용의 재료의 순서가 되도록 3개소의 초상부에 각각 준비하고, 환망 초지기를 사용하여 순차 다층초에 의하여 초상하여, 상면의 제2 층의 단위 면적당 중량 7g/㎡, 제1 층의 단위 면적당 중량 28g/㎡, 하면의 제2 층의 단위 면적당 중량 7g/㎡로 구성되는 총 단위 면적당 중량 42g/㎡의 3층 구조인 열 교환용 원지를 얻었다. 이를 열 교환용 원지로서 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 전열 교환 소자를 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 4에 나타낸다.
[실시예 16]
(제1 층)
침엽수 펄프를 물에 분산시키고, 비터에 의하여, 표 3에 기재된 JIS P8121(1995)에 규정되는 캐나다 표준 여수도(CSF)가 되도록 고해하여, 제1 층용의 섬유상 물질을 얻었다.
(열 교환용 원지 및 전열 교환 소자)
상기에서 얻어진 제1 층용의 섬유상 물질과, 실시예 3과 동일한 방법으로 얻어진 제2 층용의 재료를 각각 초상부에 준비하고, 환망 초지기를 사용하여 다층초를 행하였다. 그리고 제1 층의 단위 면적당 중량 30g/㎡, 제2 층의 단위 면적당 중량 10g/㎡로 구성되는 총 단위 면적당 중량 40g/㎡의 열 교환용 원지를 얻었다. 이를 열 교환용 원지로서 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 전열 교환 소자를 제작하였다. 여기서, 제2 층을 초합하기 전의 제1 층을 채취하였다. 제1 층은 단위 면적당 중량 30g/㎡이고, 이산화탄소 차폐율 71%였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 3에 나타낸다.
[실시예 17]
(열 교환용 원지 및 전열 교환 소자)
실시예 16과 동일한 방법으로 얻어진 제1 층용의 섬유상 물질과 제2 층용의 재료를 각각 초상부에 준비하고, 환망 초지기를 사용하여, 다층초에 의하여 제1 층의 단위 면적당 중량 40g/㎡, 제2 층의 단위 면적당 중량 10g/㎡로 구성되는 총 단위 면적당 중량 50g/㎡의 열 교환용 원지를 얻었다. 이를 열 교환용 원지로서 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 제작하였다.
여기서, 제2 층을 초합하기 전의 제1 층을 채취하였다. 제1 층은 단위 면적당 중량 30g/㎡이고, 이산화탄소 차폐율 84%였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 3에 나타낸다.
[실시예 18]
(열 교환용 원지 및 전열 교환 소자)
실시예 16과 동일한 방법으로 얻어진 제1 층용의 섬유상 물질과 제2 층용의 재료를 각각 초상부에 준비하고, 환망 초지기를 사용하여, 다층초에 의하여 제1 층의 단위 면적당 중량 50g/㎡, 제2 층의 단위 면적당 중량 10g/㎡로 구성되는 총 단위 면적당 중량 60g/㎡의 열 교환용 원지를 얻었다. 이를 열 교환용 원지로서 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 제작하였다.
여기서, 제2 층을 초합하기 전의 제1 층을 채취하였다. 제1 층은 단위 면적당 중량 30g/㎡이고, 이산화탄소 차폐율 89%였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 3에 나타낸다.
[비교예 1]
(제1 층)
침엽수 펄프를 물에 분산시키고, 리파이너에 의하여, 표 1에 기재된 JIS P8121(1995)에 규정되는 캐나다 표준 여수도(CSF)가 되도록 고해하여 제1 층용의 섬유상 물질을 얻었다.
(열 교환용 원지 및 전열 교환 소자)
상기에서 얻어진 제1 층용 섬유상 물질만 초상부에 준비하고, 환망 초지기를 사용하여, 단층초에 의하여 제1 층의 단위 면적당 중량 30g/㎡로 구성되는 총 단위 면적당 중량 30g/㎡의 원지를 얻었다.
흡습제로서 염화리튬을 함침 가공에 의하여 도포 시공하고자 한 바, 가공 시에 종잇조각이 다발(2회 이상 발생)하여, 전열 교환 소자를 얻을 수 없었다.
[비교예 2]
(열 교환용 원지 및 전열 교환 소자)
비교예 1과 동일한 방법으로 얻어진 제1 층용의 섬유상 물질을 환망 초지기를 사용하여, 단층초에 의하여 초지하고, 제1 층의 단위 면적당 중량 40g/㎡로 구성되는 총 단위 면적당 중량 40g/㎡의 열 교환용 원지를 얻었다. 이를 열 교환용 원지로서 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 1에 나타낸다.
[비교예 3]
(제2 층)
침엽수 펄프를 물에 분산시키고, 표 1에 기재된 JIS P8121(1995)에 규정되는 캐나다 표준 여수도(CSF)가 되도록 고해하여, 제2 층용 섬유상 물질을 얻었다.
(열 교환용 원지 및 전열 교환 소자)
상기에서 얻어진 제2 층용의 섬유상 물질만을 초상부에 준비하고, 환망 초지기를 사용하여, 다층초에 의하여 제2 층의 단위 면적당 중량 10g/㎡로 구성되는 총 단위 면적당 중량 10g/㎡의 원지를 얻고자 한 바, 종잇조각이 발생하여, 열 교환용 원지를 얻을 수 없었다.
[비교예 4]
(열 교환용 원지 및 전열 교환 소자)
비교예 3과 같은 방법으로 얻어진 제2 층용의 섬유상 물질을 환망 초지기를 사용하여 단층초에 의하여 초지하여, 제2 층의 단위 면적당 중량 40g/㎡로 구성되는 총 단위 면적당 중량 40g/㎡의 열 교환용 원지를 얻었다. 이를 열 교환용 원지로서 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 1에 나타낸다.
[비교예 5]
(제2 층)
실시예 3과 동일한 방법으로 얻어진 수 평균 섬유 직경 150㎚의 나일론 6 나노파이버 60질량%와, 실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 제2 층용의 섬유상 물질 40질량%를 수중에서 교반하여 혼합 섬유를 제작하였다. 이를 제2 층용의 재료로서 사용하여, 단위 면적당 중량을 10g/㎡로 한 것 이외에는 비교예 3과 동일한 방법으로 열 교환용 원지를 얻고자 한 바, 종잇조각이 발생하여, 열 교환용 원지를 얻을 수 없었다.
[비교예 6]
(제2 층)
실시예 3과 동일한 방법으로 얻어진 수 평균 섬유 직경 150㎚의 나일론 6 나노파이버 60질량%와, 실시예 1과 동일한 방법으로 얻어진 제2 층용의 섬유상 물질 40질량%를 수중에서 교반하여 제2 층의 재료를 제작하였다. 이를 제2 층의 재료로서 사용하여, 단위 면적당 중량을 40g/㎡로 한 것 이외에는 비교예 4와 같은 방법으로 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 2에 나타낸다.
[비교예 7]
(제1 층)
침엽수 펄프를 물에 분산시키고, 리파이너에 의하여, 표 4에 기재된 JIS P8121(1995)에 규정되는 캐나다 표준 여수도(CSF)가 되도록 고해하여 제1 층의 섬유상 물질을 얻었다.
(열 교환용 원지 및 전열 교환 소자)
제1 층의 조성을 상기와 같이 한 것 외에는 실시예 3과 동일한 방법으로 열 교환용 원지 및 전열 교환 소자를 제작하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 열 교환용 원지의 물성 및 그것을 사용한 전열 교환 소자의 특성을 표 4에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
표 1 내지 4에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 내지 18은, 비교예 1 내지 7에 비하여 이산화탄소 차폐율이 높고 기체 차폐성이 우수하기 때문에, 그 결과, 열 교환기로서 바람직하지 않은 오염된 공기의 혼입을 나타내는 지표인 유효 환기량률이 우수하다. 또한 비교예 2에 대하여 높은 유효 환기량률을 확보하면서, 높은 투습성을 발현시킨 결과, 우수한 습도 교환 효율을 갖는다. 또한 적층 구조로 한 결과, 비교예 1 및 4에 비하여 후속 가공이나 전열 교환 소자의 성형에 필요한 시트 강도를 부여할 수 있다.

Claims (17)

  1. JIS P8121(1995)에서 규정되는 캐나다 표준 여수도가 150㎖ 미만인 섬유상 물질을 주성분으로 하는 제1 층과, JIS P8121(1995)에서 규정되는 캐나다 표준 여수도가 150㎖ 이상인 섬유상 물질을 갖는 제2 층을 적어도 1층씩 포함하고, 적층 구조를 갖는 열 교환용 원지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 층의 주성분의 섬유상 물질이 셀룰로오스 펄프인 열 교환용 원지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열 교환용 원지의 이산화탄소 차폐율이 35% 이상인 열 교환용 원지.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 층에 포함되는 섬유상 물질이 셀룰로오스 펄프인 열 교환용 원지.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 층이 열가소성 고분자의 나노파이버를 포함하는 다공질층인 열 교환용 원지.
  6. 제5항에 있어서, 상기 나노파이버에 포함되는 열가소성 고분자의 주성분이 폴리아미드인 것으로 하는 열 교환용 원지.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제2 층에 존재하는 열가소성 고분자의 나노파이버의 상기 열 교환용 원지에 대한 함유율이 0.5 내지 65질량%인 열 교환용 원지.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 층에 있어서의 열가소성 고분자의 나노파이버의 상기 제2 층에 대한 함유율이 5 내지 90질량%인 열 교환용 원지.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 흡습제를 포함하는 열 교환용 원지.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 교환용 원지의 단위 면적당 중량이 20 내지 90g/㎡인 열 교환용 원지.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 층의 단위 면적당 중량이 15 내지 50g/㎡인 열 교환용 원지.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 층의 단위 면적당 중량이 5 내지 40g/㎡인 열 교환용 원지.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 층의 단위 면적당 중량이 15 내지 40g/㎡이고, 또한 상기 제2 층의 단위 면적당 중량이 5 내지 20g/㎡의 범위인 열 교환용 원지.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 교환용 원지의 투습도가 80g/㎡/hr 이상인 열 교환용 원지.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 층의 양면의 방향 각각으로 제2 층이 있는 열 교환 소자용 원지.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 열 교환용 원지를 사용한 전열 교환 소자용 골판지.
  17. 제16항에 기재된 전열 교환 소자용 골판지를 적층한 전열 교환 소자.
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