(57)【要約】【課題】家庭用や業務用として使用される熱交換形換気装置において、全熱交換効率が高く、結露によって性能劣化が生じにくい熱交換形換気装置を目的とする。【解決手段】全熱交換素子用フィルム１２は、両側に引っ張ることで多くの貫通孔１６を形成した合成樹脂製フィルム機材１５と、この合成樹脂製フィルム機材１５の貫通孔１６部分に充填された親水性高分子化合物体１７とを備え、前記合成樹脂製フィルム機材１５の少なくとも一つの貫通孔１６の外周縁には、この合成樹脂製フィルム機材１５を両側に引っ張ることで形成された小引裂辺１８と略円弧状大引裂辺１９が存在し、前記略円弧状大引裂辺１９が形成する前記貫通孔１６内に、前記親水性高分子化合物体１７を設けた。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側に引っ張ることで多くの貫通孔を形成した合成樹脂製フィルム機材と、この合成樹脂製フィルム機材の貫通孔部分に充填された親水性高分子化合物体とを備え、前記合成樹脂製フィルム機材の少なくとも一つの貫通孔の外周縁には、この合成樹脂製フィルム機材を両側に引っ張ることで形成された小引裂辺と略円弧状大引裂辺が存在し、前記略円弧状大引裂辺が形成する前記貫通孔内に、前記親水性高分子化合物体を設けた全熱交換素子用フィルム。
【請求項２】
略円弧状大引裂辺は、円弧状部分の両側に外周方向への延長部分を有し、両側に存在する略円弧状大引裂辺の延長部分を当接させた請求項１に記載の全熱交換素子用フィルム。
【請求項３】
親水性高分子化合物体は、少なくとも１種類の低分子有機化合物と、少なくとも１種類の重合開始剤と、少なくとも１種類の界面活性剤との溶液を、合成樹脂製フィルム機材へ含浸もしくは塗布した後、熱または／および光を加えることによって形成した請求項１または２に記載の全熱交換素子用フィルム。
【請求項４】
枠体に、請求項１から３のいずれか一つに記載の全熱交換素子用フィルムを装着した全熱交換素子。
【請求項５】
請求項４に記載の全熱交換素子を用いた全熱交換形換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝熱性と透湿性を有する全熱交換素子用フィルムをおよび、それを用いた全熱交換素子およびそれを用いた全熱交換形換気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷房や暖房の効果を損なわずに換気できる装置として、換気の際に給気と排気の間で熱交換を行う熱交換形換気装置が知られている。
【０００３】
熱交換形換気装置には、熱交換を行うための全熱交換素子が含まれており、それを構成する全熱交換素子用フィルムには給気と排気が交じり合わないようにするガスバリア性（主として二酸化炭素バリア性）と伝熱性が求められる。
【０００４】
特に、顕熱と同時に潜熱の熱交換も行う全熱交換素子に関しては、高い透湿性も合わせて有する必要がある。
【０００５】
従って、従来は、パルプや合成繊維からなる多孔質シートに、親水性高分子化合物体を含浸させていた（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１４６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような従来の全熱交換素子用フィルムでは、多孔質シートに、親水性高分子化合物体を含浸させた後に、この親水性高分子化合物体を乾燥させることになるが、この乾燥時に、親水性高分子化合物体が収縮し、その結果として、貫通孔部分の開口径を小さくしてしまう。
【０００８】
このため、従来の全熱交換素子用フィルムは、貫通孔部分の開口径が小さくなる分、熱を伝える湿度の通過量が少なくなり、その結果として熱交換効率が低くなってしまうという課題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、熱交換効率を高めることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そして、この目的を達成するために、本発明の全熱交換素子用フィルムは、両側に引っ張ることで多くの貫通孔を形成した合成樹脂製フィルム機材と、この合成樹脂製フィルム機材の貫通孔部分に充填された親水性高分子化合物体とを備え、前記合成樹脂製フィルム機材の少なくとも一つの貫通孔の外周縁には、この合成樹脂製フィルム機材を両側に引っ張ることで形成された小引裂辺と略円弧状大引裂辺が存在し、前記略円弧状大引裂辺が形成する前記貫通孔内に、前記親水性高分子化合物体を設け、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明の全熱交換素子用フィルムは、両側に引っ張ることで多くの貫通孔を形成した合成樹脂製フィルム機材と、この合成樹脂製フィルム機材の貫通孔部分に充填された親水性高分子化合物体とを備え、前記合成樹脂製フィルム機材の少なくとも一つの貫通孔の外周縁には、この合成樹脂製フィルム機材を両側に引っ張ることで形成された小引裂辺と略円弧状大引裂辺が存在し、前記略円弧状大引裂辺が形成する前記貫通孔内に、前記親水性高分子化合物体を設けたものであるので、熱交換効率を高めることができる。
【００１２】
すなわち、本発明の全熱交換素子用フィルムは、前記合成樹脂製フィルム機材の少なくとも一つの貫通孔の外周縁には、この合成樹脂製フィルム機材を両側に引っ張ることで形成された小引裂辺と略円弧状大引裂辺が存在し、前記略円弧状大引裂辺が形成する前記貫通孔内に、前記親水性高分子化合物体を設けたものである。
【００１３】
このため、親水性高分子化合物体の乾燥時に収縮が発生しても、両側の略円弧状大引裂辺が接近して強固な貫通孔を保持できることとなり、その結果、この貫通孔の開口径が小さくなるのが抑制され、これにより熱交換効率を高めることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる全熱交換形換気装置の設置例を示す断面図
【図２】同全熱交換形換気装置の構造を示す図
【図３】同全熱交換形換気装置の全熱交換素子を示す斜視図
【図４】同全熱交換形換気装置の全熱交換素子を示す分解斜視図
【図５】同全熱交換形換気装置の全熱交換素子用フィルムを示す斜視図
【図６】同全熱交換形換気装置の全熱交換素子用フィルムを示す拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１において、１は家で、屋内に全熱交換形換気装置２が設置されている。
【００１７】
つまり、屋内（第１の環境の一例）からの空気（気体の一例）を、白色矢印のごとく、全熱交換形換気装置２を介して屋外（第２の環境の一例）に放出する。
【００１８】
また、屋外の空気（気体の一例）は、黒色矢印のごとく、全熱交換形換気装置２を介して室内にとり入れる。
【００１９】
そして、このことにより換気を行うとともに、この換気時に、屋内空気の熱を屋外空気へと伝達し、不用意な熱の放出を抑制しているのである。
【００２０】
全熱交換形換気装置２は図２に示すように、本体ケース３に全熱交換素子４を配置し、ファン５を駆動することで、屋内空気を内気口６から吸い込み、全熱交換素子４、ファン５を経由し、排気口７から屋外へと排出する。
【００２１】
また、ファン８を駆動することで、屋外空気を外気口９から吸い込み、全熱交換素子４、ファン８を経由し、給気口１０から屋内へと取り入れる構成となっている。
【００２２】
また、前記全熱交換素子４は、図３、図４に示すように、枠体１１の矩形開口部に全熱交換素子用フィルム１２を装着したものを、所定間隔で配置し、隣接する枠体１１間に上述した屋外空気１３、次に隣接する枠体１１間に上述した屋内空気１４を流すことで、熱交換を行わせる構造となっている。
【００２３】
上記熱交換の例として日本の冬季を挙げると、屋外空気１３は低温で乾燥しており、屋内空気１４は暖房により高温で湿気を含んだ状態となっている。全熱交換素子用フィルム１２の両面を屋外空気１３と屋内空気１４がそれぞれ流れることで、全熱交換素子用フィルム１２を介した熱伝達により、屋内空気１４の熱が屋外空気１３に伝えられる。また、全熱交換素子用フィルム１２を介した湿気伝達により、屋内空気１４の水分が屋外空気１３に伝えられる。
【００２４】
また、全熱交換素子用フィルム１２は、図５、図６に示すように、両側に引っ張ることで多くの貫通孔を形成した合成樹脂製フィルム機材１５と、この合成樹脂製フィルム機材１５の貫通孔１６部分に充填された親水性高分子化合物体１７とを備え、全体として平面状となっている。
【００２５】
前記合成樹脂製フィルム機材１５の少なくとも一つの貫通孔１６の外周縁には、この合成樹脂製フィルム機材を両側に引っ張ることで形成された小引裂辺１８と略円弧状大引裂辺１９が存在し、前記略円弧状大引裂辺１９が形成する前記貫通孔１６内にも十分な量の、前記親水性高分子化合物体１７が存在する。
【００２６】
また、略円弧状大引裂辺１９は、円弧状部分１９ａの両側に外周方向への延長部分１９ｂを有し、両側に存在する略円弧状大引裂辺１９の延長部分１９ｂが当接した形状となっている。
【００２７】
すなわち、親水性高分子化合物体１７は、少なくとも１種類の低分子有機化合物と、少なくとも１種類の重合開始剤と、少なくとも１種類の界面活性剤との溶液を、合成樹脂製フィルム機材１５へ含浸もしくは塗布した後、熱または／および光を加えることによって乾燥形成している。
【００２８】
この乾燥時において、親水性高分子化合物体１７は、収縮するが、両側に存在する合成樹脂製フィルム機材１５の略円弧状大引裂辺１９の延長部分１９ｂが当接し、そこに十分に大きな開口径を有する貫通孔１６を保持できる構造となっている。
【００２９】
なお、全熱交換素子用フィルム１２の合成樹脂製フィルム機材１５は、空隙率が５〜９５％、より好ましくは５０〜９５％のものである。空隙率が５％を下回ると、合成樹脂製フィルム機材１５の割合が大きくなりすぎて全熱交換素子４とした場合に透湿性能が不足してしまう。空隙率が９５％を上回ると、合成樹脂製フィルム機材１５の割合が小さくなりすぎて全熱交換素子４とした場合に強度が不足してしまう他、全熱交換素子４内部が相対湿度で１００％近い湿潤条件や、結露が生じる条件の場合に、親水性高分子化合物体１７部位が膨潤しすぎて全熱交換素子４が変形してしまう恐れがあり、好ましくない。
【００３０】
また、このように略円弧状大引裂辺１９、および両側の略円弧状大引裂辺１９（延長部分１９ｂの当接も含め）によって貫通孔１６を作る技術自体は、例えば「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃｓ  Ｖｏｌｕｍｅ３８０、ｌｓｓｕｅｓ  １−２  、１  Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２００９、Ｐａｇｅｓ３３−３９」に記載されている。
【００３１】
ただし、この文献で紹介されているものは、本発明とは全く技術分野の異なるものであるから、親水性高分子化合物体１７を含浸させるものではない。
【００３２】
さて、本実施形態で用いる親水性高分子化合物体１７は、水分子に対して親和性の高い高分子化合物を示す。例えば、酸性基や塩基性基などの電子の偏りを持つ極性基などの親水性官能基を持つ高分子化合物が挙げられる。具体的には、後述する低分子有機化合物が少なくとも１種類重合することによって生成される親水性高分子化合物体１７である。
【００３３】
親水性高分子化合物体１７は、少なくとも１種類の低分子有機化合物と、少なくとも１種類の重合開始剤と、少なくとも１種類の界面活性剤との溶液を、合成樹脂製フィルム機材１５へ含浸もしくは塗布した後、熱または／および光を加えることによって形成した。
【００３４】
分子内に重合反応に関与する官能基を持つ低分子有機化合物は、分子内に親水性官能基を持つかあるいは重合することによって重合部位に親水性官能基が生じるものであり、以下にその例を示す。
【００３５】
酸性基の官能基を備えた不飽和モノマーとして、例えばスルホン酸基を備えた不飽和モノマーであって、メタリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸などやその塩および誘導体が挙げられる。その他に、例えばカルボキシル基などの弱酸基を備えた不飽和モノマーであって、アクリル酸、メタクリル酸、メサコン酸などやその塩および誘導体が挙げられる。
【００３６】
塩基性の官能基を備えた不飽和モノマーとして、例えば、（３‐アクリルアミドプロピル）トリメチルアンモニウムクロリド、［３‐（メタクリロイルアミノ）プロピル］トリメチルアンモニウムクロリド、（ビニルベンジル）トリメチルアンモニウムクロリド、［２‐（メタクリロイルオキシ）エチル］トリメチルアンモニウムクロリド、トリメチルビニルアンモニウムブロミド、ジアリルジメチルアンモニウムクロリドなどの第四級アンモニウム塩類およびその誘導体が挙げられる。
【００３７】
なお、ここで前記の低分子有機化合物のほかに、架橋剤として分子内に２個以上の重合性二重結合を有する有機化合物や、ポリマー中の官能基と反応する基を分子内に２個以上有する有機化合物を用いても良い。架橋剤を用いることで、より水溶性の低いポリマーを得ることができる。特に後述するラジカル重合を用いる場合、分子内に２個以上の重合性二重結合を有する有機化合物を用いるのが好ましい。例えば、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ジビニルベンゼン、ビスフェノールジメタクリレート、ビスフェノールジアクリレート、テトラアリルオキシエタン、トリアリルアミンなどが挙げられる。
【００３８】
これらの低分子有機化合物と、後述するような重合開始剤を用いることによって、親水性高分子化合物体１７を得ることができる。
【００３９】
合成樹脂製フィルム機材１５の貫通孔１６内部にてモノマーを重合させる方法として、例えばラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合、開環重合を用いることができる。特にラジカル重合が好ましい。
【００４０】
熱開始重合のラジカル重合開始剤として、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過酸化水素、過酸化ベンゾイル、クメンヒドロパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイドなどの過酸化物が挙げられる。または２，２’−アゾビス−（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシアノ吉草酸などのアゾ系ラジカル重合開始剤が挙げられる。これらラジカル重合開始剤は、単独でも、二種類以上を併用してもよい。
【００４１】
光重合のラジカル重合開始剤として、例えば、ベンゾイン、ベンジル、アセトフェノン、ベンゾフェノン、キノン、チオキサントン、チオアクリドンおよびこれらの誘導体などが挙げられる。
【００４２】
界面活性剤は、合成樹脂製フィルム機材１５と親水性高分子化合物体１７の溶液との親和性を高めるものであり、例えば、カチオン性界面活性剤やアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両面界面活性剤、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。
【００４３】
具体的には、カチオン性界面活性剤としてオクタデシルアミン酢酸塩などのアルキルアミン塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライドなどの第四級アンモニウム塩類が挙げられる。
【００４４】
アニオン性界面活性剤としてステアリン酸ナトリウム石けんなどの脂肪酸塩、ラウリル硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸エステル塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルリン酸カリウムなどのアルキルリン酸塩が挙げられる。
【００４５】
ノニオン性界面活性剤としてポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル、ソルビタンモノラウレートなどのソルビタン脂肪酸エステルが挙げられる。
【００４６】
両面界面活性剤として、ラウリルベタイン、ステアリルベタインなどのアルキルベタインが挙げられる。
【００４７】
また、フッ素系界面活性剤として、ペルフルオロアルキルカルボン酸、ペルフルオロアルキルスルホン酸などが挙げられる。
【００４８】
これら前記の薬品を溶媒へ溶解もしくは分散させ、合成樹脂製フィルム機材１５へ含浸もしくは塗布する溶液とするが、溶媒は水であっても有機溶媒であっても親水性高分子化合物体１７自体であってもよく、親水性高分子化合物体１７の溶解度の高いものを選択するとより好ましい。
【００４９】
合成樹脂製フィルム機材１５の材質は耐水性を備えている合成樹脂であれば、特に制限は無くポリエチレンやポリプロピレン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、ポリエステル、ポリケトン、ポリアミド、エチレン‐テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン‐パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリテトラフルオロエチレン‐六フッ化プロピレン共重合体などが挙げられる。
【００５０】
なお、合成樹脂製フィルム機材１５が薄い場合や光の透過性の高い素材を用いた場合、光重合開始剤を用いることで熱重合開始剤の場合に必要となる加熱乾燥炉が不要となるため、より少ないエネルギーで生産することが可能となり好適である。
【００５１】
以上のごとく、本実施形態の全熱交換素子用フィルム１２は、合成樹脂製フィルム機材１５の少なくとも一つの貫通孔１６の外周縁には、この合成樹脂製フィルム機材１５を両側に引っ張ることで形成された小引裂辺１８と略円弧状大引裂辺１９が存在し、前記略円弧状大引裂辺１９が形成する前記貫通孔１６内に、前記親水性高分子化合物体１７を設けたものである。
【００５２】
このため、親水性高分子化合物体１７の乾燥時に収縮が発生しても、両側の略円弧状大引裂辺１９が接近して強固な貫通孔１６を保持できることとなり、その結果、この貫通孔１６の開口径が小さくなるのが抑制され、これにより熱交換効率を高めることができるのである。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明にかかるは、全熱交換素子用フィルムとそれを用いた全熱交換素子およびそれを用いた全熱交換形換気装置は、全熱交換効率が高く、結露によって性能劣化が生じにくいので、例えば室内の空気を排気する排気流と、室外の空気を室内へ給気する給気流との間で熱交換する熱交換形換気装置などとして有用である。
【符号の説明】
【００５４】
１  家
２  全熱交換形換気装置
３  本体ケース
４  全熱交換素子
５  ファン
６  内気口
７  排気口
８  ファン
９  外気口
１０  給気口
１１  枠体
１２  全熱交換素子用フィルム
１３  屋外空気
１４  屋内空気
１５  合成樹脂製フィルム機材
１６  貫通孔
１７  親水性高分子化合物体
１８  小引裂辺
１９  略円弧状大引裂辺
１９ａ  円弧状部分
１９ｂ  延長部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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