(57)【要約】【課題】生産性に優れ、さらに加工コストを低減することに貢献し得る熱交換素子用シートを提供することを課題とする。【解決手段】ウレタン樹脂、塩および多孔質シートを有し、前記ウレタン樹脂は、ポリオキシエチレン基を有しており、前記塩は、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の少なくともいずれか一方を含む、熱交換素子用シート。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウレタン樹脂、塩および多孔質シートを有し、
前記ウレタン樹脂は、ポリオキシエチレン基を有しており、
前記塩は、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の少なくともいずれか一方を含む、
熱交換素子用シート。
【請求項２】
二酸化炭素遮蔽率が６５％以上であり、かつ、透湿度が５０ｇ／ｍ２／ｈｒ以上である、請求項１に記載の熱交換素子用シート。
【請求項３】
前記多孔質シートが湿式不織布である、請求項１又は２に記載の熱交換素子用シート。
【請求項４】
前記多孔質シートがセルロースパルプを含む、請求項３に記載の熱交換素子用シート。
【請求項５】
前記セルロースパルプのカナダ標準ろ水度が５０ｍｌ以上１５０ｍｌ以下である、請求項４に記載の熱交換素子用シート。
【請求項６】
前記ウレタン樹脂の含有量が０．１ｇ／ｍ２以上１０ｇ／ｍ２以下である請求項１〜５の何れかに記載の熱交換素子用シート。
【請求項７】
前記ウレタン樹脂の融点が１００℃以上である請求項１〜６の何れかに記載の熱交換素子用シート。
【請求項８】
前記塩の含有量が２ｇ／ｍ２以上９ｇ／ｍ２以下である請求項１〜７の何れかに記載の熱交換素子用シート。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに記載の熱交換素子用シートを用いた熱交換素子。
【請求項１０】
ポリオキシエチレン基を有するウレタン樹脂とアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の少なくともいずれか一方を含む塩とを含有し、かつ、前記ウレタン樹脂と前記塩とが共に分散状態で共存している液状組成物に多孔質シートを含浸する工程、および／または
多孔質シートの少なくとも一方の面に、ポリオキシエチレン基を有するウレタン樹脂とアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の少なくともいずれか一方を含む塩とを含有し、かつ、前記ウレタン樹脂と前記塩とが共に分散状態で共存している液状組成物をコーティングする工程を有する、請求項１〜８の何れかに記載の熱交換素子用シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換素子用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器は、住宅・建築物の換気設備の省エネルギー部材として注目されている。熱交換器は、室内と室外からの空気流路、熱交換素子、送風機からなる。この熱交換素子内にて、室内から室外へ排気される空気（排気）の「温度」と「湿度」を、室外から室内へ供給される空気（給気）に移行させ、室内に戻す構造となっている。熱交換素子の構成は、熱交換素子用シートと間隔保持部材の２種類の部材とそれらを接着固定する接着剤から形成される。その中でも熱交換素子用シートは、熱交換素子の温度交換効率、湿度交換効率、有効換気量率を高めるために熱伝達性、透湿性、気体遮蔽性が求められており、その性能を高める検討が行われている。
【０００３】
ここで、塩化リチウムを有する多孔質シートにポリウレタン樹脂がコーティングされてなる熱交換素子用シートが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１３３９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らの知見によれば、特許文献１に開示された熱交換素子用シートでは、工程簡略化のために一度の含浸加工又はコーティング加工によりポリウレタン樹脂と塩化リチウム等の塩とを多孔質シートに付与すべく、ポリウレタン樹脂と塩とを同浴にて扱うと、ポリウレタン樹脂が塩と反応し凝集することがある。そのため、ポリウレタン樹脂と塩は別工程にて多孔質シートに付与する必要があり、この熱交換素子用シートは生産性に劣り、加工コストが高いものとなるいという課題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上で説明した事情に鑑み、生産性に優れ、さらに加工コストを低減することに貢献し得る熱交換素子用シートを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、かかる課題を解決する為に、次のような特徴を有する。すなわち、本発明は
（１）ウレタン樹脂、塩および多孔質シートを有し、前記ウレタン樹脂は、ポリオキシエチレン基を有しており、前記塩は、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の少なくともいずれか一方を含む、熱交換素子用シート、
（２）二酸化炭素遮蔽率が６５％以上であり、かつ、透湿度が５０ｇ／ｍ２／ｈｒ以上である、（１）の熱交換素子用シート、
（３）前記多孔質シートが湿式不織布である、（１）又は（２）の熱交換素子用シート、
（４）前記多孔質シートがセルロースパルプを含む、（３）の熱交換素子用シート、
（５）前記セルロースパルプのカナダ標準ろ水度が５０ｍｌ以上１５０ｍｌ以下である、（４）の熱交換素子用シート、
（６）前記ウレタン樹脂の含有量が０．１ｇ／ｍ２以上１０ｇ／ｍ２以下である（１）〜（５）の何れかの熱交換素子用シート、
（７）前記ウレタン樹脂の融点が１００℃以上である（１）〜（６）の何れかの熱交換素子用シート、
（８）前記塩の含有量が２ｇ／ｍ２以上９ｇ／ｍ２以下である（１）〜（７）の何れかの熱交換素子用シート、
（９）（１）〜（８）の何れかの熱交換素子用シートを用いた熱交換素子、
（１０）ポリオキシエチレン基を有するウレタン樹脂とアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の少なくともいずれか一方を含む塩とを含有し、かつ、前記ウレタン樹脂と前記塩とが共に分散状態で共存している液状組成物に多孔質シートを含浸する工程、および／または多孔質シートの少なくとも一方の面に、ポリオキシエチレン基を有するウレタン樹脂とアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の少なくともいずれか一方を含む塩とを含有し、かつ、前記ウレタン樹脂と前記塩とが共に分散状態で共存している液状組成物をコーティングする工程を有する、（１）〜（８）の何れかの熱交換素子用シートの製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の熱交換素子用シートが有するウレタン樹脂は、ポリオキシエチレン基を有するため、この熱交換素子用シートの製造過程において、上記のウレタン樹脂とアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の少なくともいずれか一方を含む塩とを同浴で扱うことができる。それにより、本発明によれば、生産性に優れ、加工コストを低減することに貢献し得る熱交換素子用シートを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
本発明の熱交換素子用シートは、ウレタン樹脂、塩および多孔質シートを有する。そして、前記ウレタン樹脂は、ポリオキシエチレン基を有しており、前記塩は、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の少なくともいずれか一方を含むものである。ここで、上記のウレタン樹脂は、ポリオキシエチレン基を有するため、本発明の熱交換素子用シートの製造過程においては、上記のウレタン樹脂とアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の少なくともいずれか一方を含む塩とを同浴で扱うことができる。それにより、本発明の製造過程において、一回の含浸加工工程、および／またはコーティング加工工程で、多孔質シートにウレタン樹脂と塩とを付与することができる。従って、本発明の熱交換素子用シートは低コストで生産することができ、かつ、生産性に優れたものとなる。
【００１１】
［多孔質シート］
本発明に用いる多孔質シートは、不織布、多孔質フィルム等が挙げられ、これらを単独で用いても良いが２種が積層されていてもよい。特に、不織布の中でも湿式不織布は水と繊維状物質を混ぜ合わせて網状のネット上に抄き上げ、圧縮や熱などで脱水する方法であり、均一なシートが得られることにより、気体遮蔽性が高くなり、その繊維間の微細な孔にウレタン樹脂が含有していることで、熱交換素子用シートの気体遮蔽性が更に大きく向上する。
【００１２】
本発明に用いる繊維状物質としては、例えば、Ｎパルプ（針葉樹パルプ）、Ｌパルプ（広葉樹パルプ）、バガス、ムギワラ、アシ、パピルス、タケ、モクメン、ケナフ、ローゼル、アサ、アマ、ラミー、ジュード、ヘンプ、サイザイルアサ、マニラアサ、ヤシ、バナナ、熱可塑性樹脂繊維（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、液晶ポリエステル、ナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、およびポリスチレン（ＰＳ）等の熱可塑性樹脂からなる繊維）、再生繊維（ビスコースレーヨン、銅アンモニアレーヨン）などが挙げられる。これらの繊維を単独で用いても良いが、これらの中から選ばれた２種以上の繊維が含まれていてもよい。フィブリル化した繊維は、気体遮蔽する緻密な構造体を形成し易いため、高度にフィブリル化を進めた繊維状物質とすることが好ましい。また、高度にフィブリル化を進めた繊維状物質としては、例えば、Ｎパルプ（針葉樹パルプ）、Ｌパルプ（広葉樹パルプ）、アラミド繊維、アクリル繊維などが挙げられる。また、これらの繊維を単独で用いても良いが、これらの中から選ばれた２種以上の繊維が含まれていてもよい。更に好ましくは、Ｎパルプ（針葉樹パルプ）、Ｌパルプ（広葉樹パルプ）などのセルロースパルプを高度にフィブリル化したものが用いられる。フィブリル化したセルロースパルプを用いることにより、湿式不織布の生産性がよく、水素結合によるセルロース分子間の相互作用により、より強固に湿式不織布を形成することが可能である。本発明に用いるセルロースパルプとしては、限定するものではないが、木材等の植物から得られるＮパルプ（針葉樹パルプ）やＬパルプ（広葉樹パルプ）等を、単独で使用、もしくは併用することができる。さらに、パルプは、熱可塑性樹脂繊維と組み合わせることがより好ましく、更に好ましくはパルプと熱可塑性樹脂からなるナノファイバーの組み合わせである。多孔質シートはナノファイバーを含むことで、多孔質シート内部で微細な孔を形成することができ、ウレタン樹脂の含有量が少なくとも気体遮蔽性を向上することができる。また、多孔質シート内部にナノファイバーを含むことで毛細管現象により、塩が吸湿した水分をシート内部で瞬時に拡散させ、裏面での発散性を促し、透湿性が向上することができる。
【００１３】
ここで言うナノファイバーとは、ナノメートル（ｎｍ）レベルの繊維直径を有する繊維を意味し、定義するのであれば、数平均繊維直径が１０００ｎｍ未満の繊維をいう。またナノファイバーの数平均繊維直径を定義するのであれば１ｎｍ以上である。ナノファイバーにおいて、繊維断面が円形でない異形断面の場合は、同面積の円形に換算したときの繊維直径に基づくものとした。ナノファイバーの数平均繊維直径は、毛細管現象促進の観点から、好ましくは７５０ｎｍ以下であり、より好ましくは５００ｎｍ以下、さらに好ましくは３００ｎｍ以下である。また、生産性とのバランスから、より好ましくは１０ｎｍ以上であり、さらに好ましくは１００ｎｍ以上である。
【００１４】
本発明に用いる繊維状物質は、ＪＩＳ  Ｐ８１２１（１９９５）で規定されるカナダ標準ろ水度（ＣＳＦ）が、好ましくは５０ｍｌ以上、より好ましくは６０ｍｌ以上、更に好ましく７０ｍｌ以上であり、一方、好ましくは１５０ｍｌ以下、より好ましくは１２０ｍｌ以下、更に好ましくは９０ｍｌ以下である。ＣＳＦを上述した下限値以上とすることで、繊維状物質間の空隙を大きく、残存させることができ、熱交換素子用シートの透湿性を向上させることができるとの観点より好ましく、さらに湿式不織布の生産効率が向上する。また、ＣＳＦを上述した上限値以下とすることで、繊維状物質間の空隙が微細化された緻密な湿式不織布とすることができ、高い気体遮蔽性を発揮することができる。このＣＳＦは、ビーター、ディスクリファイナー、デラックスファイナー、ジョルダン、グラインダー、ビーズミル、高圧ホモジナイザーを用いて調整することができる。
【００１５】
本発明に用いる多孔質シートの目付は、好ましくは１０ｇ／ｍ２以上、より好ましくは１５ｇ／ｍ２以上、更に好ましくは２０ｇ／ｍ２以上である。一方、５０ｇ／ｍ２以下、より好ましくは４５ｇ／ｍ２以下、更に好ましくは４０ｇ／ｍ２以下である。目付を上述した下限値以上とすることで、繊維状物質が積み重なり、繊維状物質間の空隙が微細化された緻密な湿式不織布とすることができ、気体遮蔽性が高くなる。また、目付を上述した上限値以下とすることで、繊維状物質の連続した空隙を有することができ、透湿性を向上させることができるため好ましく、さらに湿式不織布の生産効率が向上する。
【００１６】
［ウレタン樹脂］
本発明の熱交換素子用シートは、ウレタン樹脂を有する。ウレタン樹脂とはポリイソシアネートとポリオールとの反応生成物である。ウレタン樹脂は強靱で柔軟な物性を持っているため多孔質シートの面上にポリウレタン樹脂の皮膜を作り易く、このポリウレタン樹脂の被膜が多孔質シートに存在する孔を閉塞することで、熱交換素子用シートの気体遮蔽性が優れたものとなる。
【００１７】
また、本発明のウレタン樹脂はポリオキシエチレン基（−(ＣＨ２ＣＨ２Ｏ)ｎ−）を有することが重要である。ポリオキシエチレン基は親水基であるため、水系溶媒に分散しやすくなり、多孔質シートへの加工用の加工用液の溶媒として水を使用することができる。さらに、本発明の熱交換素子用シートが含有する塩を多孔質シートに付与する加工工程における加工用液においても加工用液の溶媒として水を使用することができる。そして、上記のとおり、上記のウレタン樹脂と塩とは同浴にて扱うことが可能である。これにより、熱交換素子用シートに気体遮蔽性を付与するウレタン樹脂と透湿性を付与する塩とを一度の付与工程で、熱交換素子用シートに付与することができるため、上記のウレタン樹脂と塩とを含有量の点において、バランスよく多孔質シートに付与することができ、熱交換素子用シートの気体遮蔽性と透湿性とを高いレベルで両立することが可能となるとともに、一度の付与工程で上記のウレタン樹脂と塩とを多孔質シートに付与できるため、この熱交換素子用シートは生産性および生産コストに優れたものとなる。
【００１８】
なお、ポリオキシエチレン基以外の官能基であるカルボン酸基（−ＣＯＯ−）やスルホン酸基（−ＳＯ４−）や４級アンモニウム基（−ＮＲ２＋−）を有するウレタン樹脂は、同じ水溶液中に塩が存在すると、ウレタン樹脂の分散状態が不安定になりウレタン樹脂が凝集するため、これらのウレタン樹脂は塩とは同浴にて扱うことができない。
【００１９】
本発明の熱交換素子用シートがポリオキシエチレン基を有するウレタン樹脂を有することで、この効果が得られるメカニズムとしては以下のとおりと考える。すなわち、ウレタン樹脂は水に不溶であるため、例えば、親水基の官能基をウレタン樹脂に付与することで、水系溶媒においてウレタン樹脂が均一に分散し易くなる。そして、溶媒中でのウレタン樹脂の分散は、静電反発力と立体反発力の片方または両方の力により安定して分散している。ここで、カルボン酸基やスルホン酸基や４級アンモニウム基を官能基とするウレタン樹脂は、静電反発力により溶媒中で分散しているため、例えば塩化リチウムのリチウムイオンや塩化物イオンが、同じ溶媒中に存在することで静電反発力の安定性が低下し、ウレタン樹脂が凝集するものと考える。しかしながら、ポリオキシエチレン基を有するウレタン樹脂は立体反発力にて分散しているため、リチウムイオンや塩化物イオンにより安定性が低下することなく、ウレタン樹脂の凝集は起こりにくいためと考える。
【００２０】
上記の理由より、ウレタン樹脂はポリオキシエチレン基を有していれば、更に、カルボン酸基やスルホン酸基や４級アンモニウム基等を有することができる。その中でも、スルホン酸基は吸湿性が高いため好ましく、ウレタン樹脂がポリオキシエチレン基とスルホン酸基を両方含むことで、気体遮蔽性と透湿性に優れた熱交換素子用シートを得ることができる。
【００２１】
本発明のウレタン樹脂の熱交換素子用シートにおける含有量は、好ましくは０．１ｇ／ｍ２以上、より好ましくは０．５ｇ／ｍ２以上、更に好ましくは１．０ｇ／ｍ２以上であり、一方、好ましくは１０ｇ／ｍ２以下、より好ましくは５ｇ／ｍ２以下、更に好ましくは４．０ｇ／ｍ２以下である。ウレタン樹脂の熱交換素子用シートへの含有量を上述した下限値以上とすることで、多孔質シートに存在する孔を閉塞することができ、熱交換素子用シートの気体遮蔽性を向上することができる。また、ウレタン樹脂の熱交換素子用シートへの含有量を上述した上限値以下とすることで、多孔質シートの孔を吸湿した水分が拡散しやすくなり、熱交換素子用シートの透湿性を向上することができる。
【００２２】
本発明のウレタン樹脂は、重量平均分子量１０，０００以上のポリウレタン樹脂であっても良い。そのポリウレタン樹脂は融点が１００℃以上、より好ましくは１５０℃以上、更に好ましくは１７０℃以上である。上述した下限値以上とすることで、熱交換素子用シートを熱交換素子に成型する過程におけてコルゲート加工等の際の熱と張力に耐えうる強度を保持するものとすることができる。
【００２３】
［塩］
本発明の熱交換素子用シートは、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の少なくともいずれか一方を含む塩を有する。アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩は吸湿性に優れており、空気中の湿度（水分）を瞬時に熱交換素子用シートに吸着させることができ、その水分が多孔質シート内部で拡散し、裏面で放散されることで、高い透湿性を有するものとなる。
【００２４】
本発明に用いるアルカリ金属塩は、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム等、アルカリ土類金属塩は、塩化マグネシウム、塩化カルシウム等が挙げられる。これらの塩を単独で用いても良いが、これらの中から選ばれた２種類以上の塩が含まれていても良い。これらの中でも、吸水率の高い塩化リチウムおよび塩化カルシウムが好ましく用いられる。更に、より少ない付着量で透湿性を高めることができる、塩化リチウムが最も好ましく用いられる。
【００２５】
本発明の塩の熱交換素子用シートにおける含有量は、好ましくは２ｇ／ｍ２以上、より好ましくは４ｇ／ｍ２以上、更に好ましくは５ｇ／ｍ２以上であり、一方、好ましくは９ｇ／ｍ２以下、より好ましくは８ｇ／ｍ２以下、更に好ましくは７ｇ／ｍ２以下である。塩の熱交換素子用シートへの含有量を上述した下限値以上とすることで、移行させるための空気中の湿度（水分）を熱交換素子用シートに多く吸着させることができ、高い透湿性を有するものとなる。また、塩の熱交換素子用シートへの含有量を上述した上限値以下とすることで、高湿環境下における熱交換素子用シートの強度が低下するのを抑制し、接着剤との接着性も向上させることができる。
【００２６】
［熱交換素子用シート］
本発明の熱交換素子用シートは、透湿性と気体遮蔽性を高いレベルで両立できるものである。この熱交換素子用シートを用いた熱交換素子は、湿度交換効率と有効換気量率に優れたものとなる。
【００２７】
本発明の熱交換素子用シートにおいては、熱交換素子用シートの透湿性が透湿度５０ｇ／ｍ２／ｈｒ以上であり、かつ、熱交換素子用シートの気体遮蔽性が二酸化炭素遮蔽率６５％以上であることが好ましい。上記の要件を充足する熱交換素子用シートでは、排気する空気から給気する空気への効率のよい水分の移行が達成されるとともに、排気する空気から給気する空気への二酸化炭素の漏洩の抑制が達成される。上記の理由から、熱交換素子用シートの透湿性は透湿度６０ｇ／ｍ２／ｈｒ以上であることがより好ましく、７０ｇ／ｍ２／ｈｒ以上であることが特に好ましい。また、上記の理由から、熱交換素子用シートの気体遮蔽性が二酸化炭素遮蔽率７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。また、透湿性が透湿度５０ｇ／ｍ２／ｈｒ以上であり、かつ、気体遮蔽性が二酸化炭素遮蔽率６５％以上である熱交換素子用シートを得るための手段としては熱交換素子用シートの構成を以下のものとすることが例示できる。すなわち、熱交換素子が備える多孔質シートの孔にアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の少なくともいずれか一方を含む塩が存在しており、かつ、上記の多孔質シートの孔に存在するウレタン樹脂および／または上記の多孔質シートの面上に存在するウレタン樹脂が上記の多孔質シートの孔を閉塞している熱交換素子用シートである。そして、熱交換素子用シートの構成としては、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の少なくともいずれか一方を含む塩とポリオキシエチレン基を有するウレタン樹脂とが、ともに上記の多孔質シートの孔に存在しているものが以下の理由により好ましい。そして、上記の理由としては、本発明の熱交換素子用シートが含有するアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の少なくともいずれか一方を含む塩とポリオキシエチレン基を有するウレタン樹脂とは、熱交換素子用シートの製造過程において、同浴で扱うことができるのは上記の通りであり、上記の塩と上記のウレタン樹脂の両方を含む加工用液を用い、一回の加工用液の多孔質シートへの付与工程にて、多孔質シートの孔に上記の塩と上記のウレタン樹脂とが存在している熱交換素子用シートを得ることができ、この熱交換素子用シートの生産性が優れたものとなるためである。
【００２８】
本発明の熱交換素子用シートの目付は、好ましくは１２ｇ／ｍ２以上、より好ましくは１７ｇ／ｍ２以上、更に好ましくは２２ｇ／ｍ２以上である。一方、７０ｇ／ｍ２以下、より好ましくは５０ｇ／ｍ２以下、更に好ましくは３５ｇ／ｍ２以下である。目付を上述した下限値以上とすることで、多孔質シートとウレタン樹脂を多く含むことができ、熱交換素子用シート内部を二酸化炭素が透過し難くなり、気体遮蔽性を向上することができる。また、目付を上述した上限値以下とすることで、多孔質シートとウレタン樹脂を少なくすることができ、熱交換素子用シート内部を水分が浸透し易くなり、透湿性を向上することができる。
【００２９】
本発明の熱交換素子用シートの厚みは、好ましくは９０μｍ以下、より好ましくは７５μｍ以下、更に好ましくは５０μｍ以下である。熱交換素子用シートの厚みは、熱交換素子の温度交換効率に関係があり、薄くすることで熱交換素子の温度交換効率を向上することができる。一方、下限は厚み１０μｍ以上が好ましい。薄すぎると熱交換素子に加工する上で、破れや皺が発生し、熱交換素子の成形が難しくなる。
【００３０】
本発明の熱交換素子用シートの製造方法は、多孔質シートにコーティング等の塗工やディッピングなどの含浸による加工でウレタン樹脂及び塩を付与することができる。なかでも、加工用液を多孔質シート内部まで付与でき、多孔質シートの断面方向に均一に付与することができるとの観点からディッピングが好ましい。
【００３１】
また、ウレタン樹脂および塩を含む液状組成物において上記のウレタン樹脂と塩とは分散状態にて共存している。そして、このような液状組成物を用いることで多孔質シートの内部にまでウレタン樹脂および塩を付与することができる。ここで、ウレタン樹脂を含む分散液は低粘度であるため、この分散液に多孔質シートを含侵させる工程において、分散液が多孔質シート内部に浸み込み易くなり、多孔質シートへのウレタン樹脂等の付与のための加工速度を速めることができ、熱交換素子用シートをより低コストで得ることができる。
【００３２】
ここで、上記のとおり、本発明の熱交換素子用シートは、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の少なくともいずれか一方を含む塩と、ポリオキシエチレン基を有するウレタン樹脂とを有している。そして、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の少なくともいずれか一方を含む塩と、ポリオキシエチレン基を有するウレタン樹脂とは液状組成物中において共に分散状態にて共存可能である。よって、本発明の熱交換素子用シートの製造方法は、ポリオキシエチレン基を有するウレタン樹脂とアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の少なくともいずれか一方を含む塩とを含有し、かつ、前記ウレタン樹脂と前記塩とが共に分散状態で共存している液状組成物に多孔質シートを含浸する工程、および／または、多孔質シートの少なくとも一方の面に、ポリオキシエチレン基を有するウレタン樹脂とアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の少なくともいずれか一方を含む塩とを含有し、かつ、前記ウレタン樹脂と前記塩とが共に分散状態で共存している液状組成物をコーティングする工程を有するものであることが好ましい。
【００３３】
そして、これらの工程の後には、上記の液状組成物を有する多孔質シートを加熱し、乾燥させる工程を設けることが好ましい。
【００３４】
上述したとおり、ポリオキシエチレン基を有するウレタン樹脂とアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩は、同じ水溶液中で混ぜ合わせることが可能で有り、同浴にて加工が可能となる。また、ポリオキシエチレン基を有するウレタン樹脂とアルカリ金属塩および／またはアルカリ土類金属塩とを有する加工用液は安定しているため、さらに抗菌剤、制菌剤、難燃剤等の機能剤を同時に付与することかできる。
【００３５】
また、ウレタン樹脂を分散させた加工用液は低粘度のものを採用することが好ましく、加工用液の粘度は、好ましくは５０ｃＰ以下、より好ましくは１０ｃＰ以下、更に好ましく５ｃＰ以下である。加工用液の粘度は、ウレタン樹脂の重量平均分子量と粒径、加工用液の固形分濃度にて好適な範囲に調整することができる。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明の熱交換用シートについて実施例を挙げて詳細に説明する。
【００３７】
［測定方法］
（１）熱交換素子用シートの目付
ＪＩＳ  Ｌ１９０６（２０００）５．２の方法により目付を測定した。試料の異なる箇所から１００ｍｍ角の試験片を５枚採取し、温度８０℃の雰囲気の乾燥機中にて２ｈｒ静置し、その後、それぞれの質量（ｇ）を量り、その平均値を１ｍ２当たりの質量（ｇ／ｍ２）で表し、平均値を値（ｇ／ｍ２）とした。
【００３８】
（２）熱交換素子用シート及び多孔質シートの厚さ
厚さは、試料（熱交換素子用シートまたは多孔質シート）の異なる箇所から２００ｍｍ角の試験片を５枚採取し、温度２３℃、湿度５０％ＲＨの雰囲気中にて２４ｈｒ静置し、その後、５枚の試験片それぞれの中央と４隅の５点の厚さ（μｍ）を測定器（型式ＩＤ−１１２、（株）ミツトヨ製）を用いて１μｍまで測定し、平均値を値（μｍ）とした。
【００３９】
（３）塩の含有量
３Ｌ容量の容器に充填された２．５Ｌの溶媒（水）に５枚の（１）の試験片を２分間含浸させ、取り出し、再度、５枚の試験片を別の３Ｌ容量の容器に充填された２．５Ｌの溶媒（水）に２分間浸漬させた。続いて、温度８０℃の雰囲気の乾燥機中にて２ｈｒ静置し、熱交換素子用シートから塩を除去した試験片を得た。その後に、５枚の試験片それぞれの質量（ｇ）を測定し、その平均値を１ｍ２当たりの質量（ｇ／ｍ２）で表し、平均値を塩を除去した試験片の目付（ｇ／ｍ２）とし、（１）で求めた熱交換素子用シートの目付から下記式より塩の含有量（ｇ／ｍ２）を計算した。
塩の含有量（ｇ／ｍ２）＝（熱交換素子用シートの目付（ｇ／ｍ２）−塩を除去した試験片の目付（ｇ／ｍ２））×０．８    。
【００４０】
（４）樹脂の含有量
３Ｌ容量の容器に充填され、溶液温度８０℃に温めた２．５Ｌの溶媒（Ｎ-メチル−２−ピロリドン）に、（３）にて塩を除去した５枚の試験片を２時間含浸させ、取り出し、５枚の試験片の表面および裏面を溶媒（Ｎ-メチル−２−ピロリドン）を浸み込ませた不織布にて５回ずつ拭き取った。次に、再度、５枚の試験片を３Ｌ容量の容器に充填され、溶液温度８０℃に温めた２．５Ｌの溶媒（Ｎ-メチル−２−ピロリドン）に２時間浸漬させ、取り出した。次に、再度、５枚の試験片を３Ｌ容量の容器に充填され、溶液温度８０℃に温めた２．５Ｌの溶媒（水）に２時間浸漬させ、取り出した。続いて、温度２１０℃の雰囲気の乾燥機中にて１ｈｒ静置し、熱交換素子用シートから樹脂を除去した試験片を得た。その後に、５枚の試験片それぞれの質量（ｇ）を測定し、その平均値を１ｍ２当たりの質量（ｇ／ｍ２）で表し、平均値を樹脂を除去した試験片の目付（ｇ／ｍ２）とし、（１）で求めた熱交換素子用シートの目付と、（３）で求めた塩の含有量から下記式より樹脂の含有量（ｇ／ｍ２）を計算した。
樹脂の含有量（ｇ／ｍ２）＝熱交換素子用シートの目付（ｇ／ｍ２）−塩の含有量（ｇ／ｍ２）−樹脂を除去した試験片の目付（ｇ／ｍ２）。
【００４１】
（５）多孔質シートの目付
（１）で求めた熱交換素子用シートの目付、（３）で求めた塩の付着量および、（４）で求めた樹脂の付着量（ｇ／ｍ２）から下記式より多孔質シートの目付を計算した。
多孔質シートの目付（ｇ／ｍ２）＝熱交換素子用シートの目付（ｇ／ｍ２）−塩の含有量（ｇ／ｍ２）−樹脂の含有量（ｇ／ｍ２）    。
【００４２】
（６）ウレタン樹脂の有無の特定と含有量
３Ｌ容量の容器に充填され、溶液温度８０℃に温めた２．５Ｌの溶媒（Ｎ-メチル−２−ピロリドン）に、（３）にて塩を除去した５枚の試験片を２時間浸漬させた後、この溶媒から試験片を取り除き樹脂成分の抽出液を得た。次いでガスクロマトグラフィー質量分析法（ＧＣ−ＭＳ）で樹脂に含まれている成分と、その含有量を求めた。その樹脂を構成する全成分の含有量に対するウレタン樹脂の含有量の比率（ウレタン樹脂の含有量／樹脂を構成する全成分の含有量）を算出し、（４）で求めた樹脂の含有量に上記の比率を乗算して、ウレタン樹脂の含有量とした。
【００４３】
（７）ウレタン樹脂の官能基
３Ｌ容量の容器に充填され、溶液温度８０℃に温めた２．５Ｌの溶媒（Ｎ-メチル−２−ピロリドン）に、（３）にて塩を除去した５枚の試験片を２時間浸漬させた後、この溶媒から試験片を取り除き樹脂成分の抽出液を得た。次いで、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて、ウレタン樹脂を分取し、そのウレタン樹脂を用いてフーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）、および核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ）、およびガスクロマトグラフィー質量分析法（ＧＣ−ＭＳ）にて含まれる官能基を求めた。
【００４４】
（８）塩の特定
３Ｌ容量の容器に充填された２．５Ｌの溶媒（水）に５枚の（１）の試験片を２分間含浸させ、この溶媒から試験片を取り除き、溶媒を蒸発させ、抽出物を得た。次いでエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）を用いて、抽出物に含まれる成分を求めた。
【００４５】
（９）カナダ標準ろ水度（ＣＳＦ）
カナダ標準ろ水度は、ＪＩＳ  Ｐ８１２１（１９９５）カナダ標準ろ水度試験方法に準拠して測定した。
【００４６】
（１０）透湿性
透湿性は、ＪＩＳ  Ｚ０２０８（１９７６）透湿度（カップ法）の方法により測定した。使用したカップは、直径６０ｍｍで深さ２５ｍｍである。試験片は、直径７０ｍｍの円形のものを５枚用意した。試験片は、温度２０℃、湿度６５％ＲＨで２４ｈｒ放置した。次に、その試験片を、水分測定用塩化カルシウム（和光純薬工業製、品番０３０−２５３０５）の入ったカップに設置し、初期質量（Ｔ０）を測定し、温度２０℃、湿度６５％ＲＨに設定した恒温恒湿槽内で５時間静置し、その際の質量（Ｔ１）を測定した。下記式により透湿度を求め、５枚の平均値を値（ｇ／ｍ２／ｈｒ）とした。
透湿度（ｇ／ｍ２／ｈｒ）＝（Ｔ１−Ｔ０）／（０．０３×０．０３×３．１４）／５    。
【００４７】
（１１）気体遮蔽性
気体遮蔽性は、下記の二酸化炭素遮蔽率の方法により測定した。幅０．３６ｍ、長さ０．６０ｍ、高さ０．３６ｍ（０．０７８ｍ３）のボックスの開口部（２０ｃｍ×２０ｃｍ）に試験片（２５ｃｍ×２５ｃｍ）を、この開口部を閉塞するように貼り、ボックス内の二酸化炭素濃度が５，０００ｐｐｍとなるように二酸化炭素注入口から二酸化炭素をボックス内に注入し、１時間後のボックス内の二酸化炭素濃度（ｐｐｍ）を測定した。下記式により二酸化炭素遮蔽率を求め、２枚の平均値を値（％）とした。二酸化炭素濃度は、測定機（ｔｅｓｔｏ５３５（（株）テストー））を用いて評価した。
二酸化炭素遮蔽率（％）＝｛（１時間後のボックス内の二酸化炭素濃度−ボックス外の二酸化炭素濃度）／（ボックス内の初期二酸化炭素濃度−ボックス外の二酸化炭素濃度）｝×１００    。
【００４８】
（１２）溶液の粘度
溶液の粘度は、ＴＶＢ１５形粘度計（東機産業株式会社）を用いて測定した。１１０ｍｌスクリュー管に２５℃の塗液を８０ｍｌ入れ、ロータＭ−１、回転数５０ｒｐｍ、測定時間６０秒間にて測定し、３回測定した平均値を値（ｃＰ）とした。また、ロータＭ−１にて測定限界になる場合は、ロータＭ−２を用いて、同様の条件にて測定した。
【００４９】
（実施例１）
針葉樹パルプを水に分散し、ビーターによりＣＳＦ８０ｍｌとなるように叩解した。上記で得られたパルプを抄き上げ部に準備し、丸網抄紙機を用いて、抄速２０ｍ／ｍｉｎにて目付４０ｇ／ｍ２の湿式不織布を得、これを多孔質シートとした。ここで、多孔質シートは透湿度が２６ｇ／ｍ２／ｈｒ、二酸化炭素遮蔽率が６０％であった。
【００５０】
ウレタン樹脂として、官能基にポリオキシエチレン基を有するポリウレタン水分散体（第一工業製薬製“スーパーフレックス”５００Ｍと、塩として塩化リチウムを水溶液中で混合し、加工用液を作成した。上記多孔質シートを上記加工用液に含浸加工し、乾燥することで熱交換素子用シートを得た。
【００５１】
熱交換素子用シートは、表１に示すとおりであり、透湿性と気体遮蔽性に優れるものであった。
【００５２】
（実施例２）
多孔性シートとして、実施例１で用いたものと同様の湿式不織布を用いた。
【００５３】
ウレタン樹脂として、官能基にポリオキシエチレン基とスルホン酸基を有するポリウレタン水分散体（第一工業製薬製“スーパーフレックス”３００）と、塩として塩化リチウムを水溶液中で混合し、加工用液を作成した。上記多孔質シートを上記加工用液に含浸加工し、乾燥することで熱交換素子用シートを得た。
【００５４】
熱交換素子用シートは、表１に示すとおりであり、透湿性と気体遮蔽性に優れるものであった。
【００５５】
（実施例３）
多孔性シートとして、実施例１で用いたものと同様の湿式不織布を用いた。
【００５６】
ウレタン樹脂として、官能基にポリオキシエチレン基を有するポリウレタン水分散体（第一工業製薬製“スーパーフレックス”５００Ｍ）と、塩として塩化カルシウムを水溶液中で混合し、加工用液を作成した。上記多孔質シートを上記加工用液に含浸加工し、乾燥することで熱交換素子用シートを得た。
【００５７】
熱交換素子用シートは、表１に示すとおりであり、透湿性と気体遮蔽性に優れるものであった。
【００５８】
（実施例４）
針葉樹パルプを水に分散し、ビーターによりＣＳＦ６０ｍｌとなるように叩解した。上記で得られたパルプを抄き上げ部に準備し、丸網抄紙機を用いて、抄速１５ｍ／ｍｉｎにて目付４０ｇ／ｍ２の湿式不織布を得、これを多孔質シートとした。ここで、多孔質シートは透湿度が２２ｇ／ｍ２／ｈｒ、二酸化炭素遮蔽率が６３％であった。
【００５９】
ウレタン樹脂及び塩は、実施例２で用いたものと同様のものを水溶液中で混合し、加工用液を作成した。上記多孔質シートを上記加工用液に含浸加工し、乾燥することで熱交換素子用シートを得た。
【００６０】
熱交換素子用シートは、表１に示すとおりであり、透湿性と気体遮蔽性に優れるものであった。
【００６１】
（実施例５）
針葉樹パルプを水に分散し、ビーターによりＣＳＦ１１０ｍｌとなるように叩解した。上記で得られたパルプを抄き上げ部に準備し、丸網抄紙機を用いて、抄速３５ｍ／ｍｉｎにて目付４０ｇ／ｍ２の湿式不織布を得、これを多孔質シートとした。ここで、多孔質シートは透湿度が３０ｇ／ｍ２／ｈｒ、二酸化炭素遮蔽率が５８％であった。
【００６２】
ウレタン樹脂及び塩は、実施例２で用いたものと同様のものを水溶液中で混合し、加工用液を作成した。上記多孔質シートを上記加工用液に含浸加工し、乾燥することで熱交換素子用シートを得た。
【００６３】
熱交換素子用シートは、表１に示すとおりであり、透湿性と気体遮蔽性に優れるものであった。
【００６４】
（実施例６）
針葉樹パルプを水に分散し、ビーターによりＣＳＦ１５０ｍｌとなるように叩解した。上記で得られたパルプを抄き上げ部に準備し、丸網抄紙機を用いて、抄速４０ｍ／ｍｉｎにて目付４０ｇ／ｍ２の湿式不織布を得、これを多孔質シートとした。ここで、多孔質シートは透湿度が３３ｇ／ｍ２／ｈｒ、二酸化炭素遮蔽率が５４％であった。
【００６５】
ウレタン樹脂及び塩は、実施例２で用いたものと同様のものを水溶液中で混合し、加工用液を作成した。上記多孔質シートを上記加工用液に含浸加工し、乾燥することで熱交換素子用シートを得た。
【００６６】
熱交換素子用シートは、表１に示すとおりであり、透湿性と気体遮蔽性に優れるものであった。
【００６７】
（比較例１）
多孔性シートとして、実施例１で用いたものと同様の湿式不織布を用いた。
【００６８】
ウレタン樹脂として、官能基にカルボン酸基を有するポリウレタン水分散体（三洋化成工業製“ユーコート”ＵＷＳ−１４５）と、塩として塩化リチウムを水溶液中で混合したが、ウレタン樹脂が凝集し、加工用液が得られなかった。
【００６９】
（比較例２）
多孔性シートとして、実施例１で用いたものと同様の湿式不織布を用いた。
【００７０】
ウレタン樹脂として、官能基にスルホン酸基を有するポリウレタン水分散体（三洋化成工業製“ユープレン”ＵＸＡ−３０７）と、塩として塩化リチウムを水溶液中で混合したが、ウレタン樹脂が凝集し、加工用液が得られなかった。
【００７１】
（比較例３）
多孔性シートとして、実施例１で用いたものと同様の湿式不織布を用いた。
【００７２】
ウレタン樹脂として、官能基に４級アンモニウム基を有するポリウレタン水分散体（第一工業製薬製“スーパーフレックス”６５０）と、塩として塩化リチウムを水溶液中で混合したが、ウレタン樹脂が凝集し、加工用液が得られなかった。
【００７３】
（比較例４）
多孔性シートとして、実施例１で用いたものと同様の湿式不織布を用いた。
【００７４】
塩として塩化リチウムを水に溶かし、加工用液を作成した。上記多孔質シートを上記加工用液に含浸加工し、乾燥することで熱交換素子用シートを得た。
【００７５】
熱交換素子用シートは、表１に示すとおりであり、透湿性に優れるが気体遮蔽性に劣るものであった。
【００７６】
（比較例５）
多孔性シートとして、実施例１で用いたものと同様の湿式不織布を用いた。
【００７７】
ウレタン樹脂として、官能基にポリオキシエチレン基を有するポリウレタン水分散体（第一工業製薬製“スーパーフレックス”５００Ｍ）を水にて希釈し、加工用液を作成した。上記多孔質シートを上記加工用液に含浸加工し、乾燥することで熱交換素子用シートを得た。
【００７８】
熱交換素子用シートは、表１に示すとおりであり、気体遮蔽性に優れるが透湿性に劣るものであった。
【００７９】
【表１】
2019174027.tif 000002
【００８０】
表１には、官能基の異なるウレタン樹脂と塩を混合した加工用液を多孔質シートに加工して得られた熱交換素子用シートについてまとめた。具体的には、実施例１〜３はポリオキシエチレン基を有するウレタン樹脂と塩化リチウム又は塩化カルシウムとを有する熱交換素子用シートであることで、二酸化炭素遮蔽率が６５％以上であり、透湿度が５０ｇ／ｍ２／ｈｒ以上となるため、気体遮蔽性と透湿性に優れるものである。また、その製造工程において、ポリオキシエチレン基を有するウレタン樹脂と塩化リチウム又は塩化カルシウムとを含む加工用液に湿式不織布を含浸させ、その後に乾燥することで上記の熱交換素子用シートを得ることができた。すなわち、実施例１〜３の熱交換素子用シートは何れも生産性および生産コストに優れるものであった。
【００８１】
その一方で、比較例１〜３は、ポリオキシエチレン基を有しないウレタン樹脂と塩を同じ加工用液で混合することで、ウレタン樹脂が析出してしまいポリオキシエチレン基を有しないウレタン樹脂と塩化リチウム又は塩化カルシウムとを含む加工用液を得ることができなかった。よって、ポリオキシエチレン基を有しないウレタン樹脂と塩化リチウム又は塩化カルシウムとを含む加工用液に湿式不織布を含浸させることができず、実施例１〜３にて採用された製造方法では、ポリオキシエチレン基を有しないウレタン樹脂と塩化リチウム又は塩化カルシウムとを有する熱交換素子用シートを得ることができなかった。また、比較例４は、塩化リチウムのみと湿式不織布とを有する熱交換素子用シートであるが、二酸化炭素遮蔽率が６２％であり、気体遮蔽性がやや劣るものであった。比較例５は、ウレタン樹脂のみと湿式不織布を有する熱交換素子用シートであるが、透湿度が２３ｇ／ｍ２／ｈｒとなるため、透湿性が劣るものであった。
【００８２】
【表２】
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【００８３】
表２には、ＣＳＦの異なるパルプの湿式不織布にウレタン樹脂と塩を混合した加工用液を加工して得られた熱交換素子用シートについてまとめた。具体的には、実施例２、４〜６は、ＣＳＦが６０〜１５０ｍｌのパルプからなる湿式不織布の内部にポリオキシエチレン基を有するウレタン樹脂と塩化リチウムを有する熱交換素子用シートであることで、二酸化炭素遮蔽率が６５％以上であり、透湿度が５０ｇ／ｍ２／ｈｒ以上となるため、気体遮蔽性と透湿性に優れるものである。