【手続補正書】
【提出日】平成16年12月8日(2004.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種の気体流間で熱交換および湿度交換を行う温湿度交換器における前記２種の気体流の流路間に配設される温湿度交換器用多孔質膜であって、前記多孔質膜が繊維材料からなるとともに、前記繊維材料の表面が親水性の金属酸化物でコーティングされていることを特徴とする温湿度交換器用多孔質膜。
【請求項２】
金属酸化物が酸化チタンであることを特徴とする請求項１に記載の温湿度交換器用多孔質膜。
【請求項３】
金属フッ化物含有水溶液に繊維材料を浸漬し、前記繊維材料の表面を前記金属フッ化物含有水溶液から析出する金属酸化物でコーティングし、前記繊維材料の表面を親水性に改質する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の温湿度交換器用多孔質膜を製造する方法。
【請求項４】
金属酸化物が酸化チタンであることを特徴とする請求項３に記載の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、２種の気体流間で熱交換および湿度交換を行う温湿度交換器における前記２種の気体流の流路間に配設される温湿度交換器用多孔質膜であって、前記多孔質膜が繊維材料からなるとともに、前記繊維材料の表面が親水性の金属酸化物でコーティングされていることを特徴とする温湿度交換器用多孔質膜である。
請求項２の発明は、金属酸化物が酸化チタンであることを特徴とする請求項１に記載の温湿度交換器用多孔質膜である。
請求項３の発明は、金属フッ化物含有水溶液に繊維材料を浸漬し、前記繊維材料の表面を前記金属フッ化物含有水溶液から析出する金属酸化物でコーティングし、前記繊維材料の表面を親水性に改質する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の温湿度交換器用多孔質膜を製造する方法である。
請求項４の発明は、金属酸化物が酸化チタンであることを特徴とする請求項３に記載の製造方法である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明の温湿度交換器は、従来と同様に、２種の気体流間で熱交換および湿度交換を行うことを目的として使用することができ、２種の気体流の流路間には、多孔質膜が配設される。多孔質膜を構成する繊維材料としては、とくに制限されないが、耐熱性の高いものが好ましく、例えばポリフェニレンサルファイド、ポリエステル、ビニロン、ポリプロピレン、アクリル、レーヨン、セロハン、ポリビニルアルコール、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリカーボネート等が挙げられる。また本発明では繊維材料が親水性の金属酸化物でコーティングされ、耐腐食性が高まるので、耐久性の面で問題があった紙（セルロース）を使用することができる。多孔質膜１は、繊維間の距離が水の表面張力と釣り合う、すなわち繊維間の距離は、繊維間の空隙が水によってふさがれたいわゆるウエットシールが形成されるような距離であるのが好ましい。また繊維材料の空孔率は、５０〜８０％であることがとくに好適である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
繊維材料を親水性の金属酸化物でコーティングする方法は、金属フッ化物水溶液から酸化物薄膜を析出させる、いわゆる液相析出法（LPD: Liquid  Phase  Deposition法）が好ましい。金属酸化物としては、酸化チタン（TiO2）、酸化アルミニウム（Al2O3）、二酸化珪素（SiO2）等が挙げられるが、中でも酸化チタン（TiO2）が好ましい。なお、本発明でいう親水性とは、固体表面に対して接触角が例えば０〜５度が例示される。液相析出法は、公知の方法であり、例えば特開昭５９−１４１４４１号公報、特開平１−９３４４３号公報、特開平３−２８５８２１号公報、特開平３−２８５８２２号公報、特開平４−２６５１６号公報、特公平７−３５２６８号公報等に開示されている。具体的には、液相析出法は、金属フッ化物含有水溶液、例えばチタンフッ化アンモニウムあるいはチタンフッ化水素酸水溶液にほう酸あるいはアルミニウムを添加して調製した水溶液に、繊維材料を浸漬し、繊維材料の表面を金属フッ化物含有水溶液から析出する金属酸化物でコーティングし、繊維材料の表面を親水性に改質するという方法である。液相析出法は、大量の繊維材料を一度に処理することができること；複雑な形状の繊維材料であってもその内部まで均一な被覆が可能であること；密着性が比較的良好であること；ＣＶＤ法やＰＶＤ法に比べ、高価な装置を用いる必要がなく、さらにｓｏｌ−ｇｅｌ法によるディップコーティング法やスピンコーティング法に比べ、繊維材料を処理液に浸積させるだけであるため、処理コストが低いこと；常温に近い温度で被覆が可能であるため、処理エネルギーが少なくてすむこと；等に優位点がある。なお、液相析出法を採用する場合、繊維材料としては、金属フッ化物水溶液と反応しにくい材料を選択するのが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、２種の気体流間で熱交換および湿度交換を行う温湿度交換器における前記２種の気体流の流路間に配設される温湿度交換器用多孔質膜であって、前記多孔質膜が繊維材料からなるとともに、前記繊維材料の表面が親水性の金属酸化物でコーティングされていることを特徴とする温湿度交換器用多孔質膜であるので、供給ガス中の水分が繊維材料の空隙に捕獲されて水によるウエットシールを形成し、このことにより、例えば撥水された繊維材料と比べても、水の表面積が大きいため蒸発速度が高く、透気性を低くかつ透湿性を高くすることが可能となる。したがって、請求項１の発明によれば、透気性を十分に低くしたまま良好な温湿度交換が可能であり、しかも耐加水分解性に優れた温湿度交換器用多孔質膜を提供することができる。このような多孔質膜を備えた温湿度交換器は、例えば燃料電池に供給される燃料ガスの加湿に好適に用いることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
請求項２の発明は、金属酸化物が酸化チタンであることを特徴とする請求項１に記載の温湿度交換器用多孔質膜であるので、多孔質膜の化学的安定性が非常に高くなり、耐加水分解性が一層高まる。したがって、このような多孔質膜を備えた温湿度交換器は、長寿命化が達成される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
請求項３の発明は、金属フッ化物含有水溶液に繊維材料を浸漬し、前記繊維材料の表面を前記金属フッ化物含有水溶液から析出する金属酸化物でコーティングし、前記繊維材料の表面を親水性に改質する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の温湿度交換器用多孔質膜を製造する方法であるので、多孔質膜を形成する繊維材料の特性によらずに金属酸化物薄膜を形成することが可能であり、また任意の厚さの薄膜を形成できるため、多孔質膜材料選定において、安価な材料を選定することが可能となる。したがって、透気性を十分に低くしたまま良好な温湿度交換が可能であり、しかも耐加水分解性に優れた温湿度交換器用多孔質膜を低コストで製造することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
請求項４の発明は、金属酸化物が酸化チタンであることを特徴とする請求項３に記載の製造方法であるので、多孔質膜の化学的安定性が非常に高くなり、耐加水分解性が一層高まる。したがって、長寿命の温湿度交換器を安価に提供することができる。