(57)【要約】【課題】本発明の目的は換気性能、湿熱交換性能が高く、難燃性に優れ、吸湿時の形状変化が少ない全熱交換素子を提供し得る全熱交換素子用紙を提供することである。【解決手段】吸湿剤を塗布してなり、ＪＩＳ  Ｐ８１１７に準拠した透気度が０．１３μｍ／（Ｐａ・Ｓ）以下で、ＪＩＳ  Ｚ０２０８に準じ、２３℃、相対湿度５０％条件での透湿度が３００ｇ／ｍ２・２４ｈ以上であり、当該用紙の縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が１．０〜１．８であり、さらに好ましくは縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が１．０〜１．５であることを特徴とする全熱交換素子用紙。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸湿剤を基材シートに塗布してなり、ＪＩＳ  Ｐ８１１７に準拠した透気度が０．１３μｍ／（Ｐａ・Ｓ）以下で、ＪＩＳ  Ｚ０２０８に準じ、２３℃、相対湿度５０％条件での透湿度が３００ｇ／ｍ２・２４ｈ以上であり、縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が１．０〜１．８であることを特徴とする全熱交換素子用紙。
【請求項２】
縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が１．０〜１．５以下である請求項１記載の全熱交換素子用紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビル、事務所、店舗、住居等で、快適な空間を維持するために、新鮮な外気を供給すると共に室内の汚れた空気を排出する全熱交換器に搭載される、顕熱（温度）と潜熱（湿度）の全熱交換素子に使用される全熱交換素子用紙に関するものである。さらに詳しくは、換気性能、湿熱交換性能、難燃性に優れ、吸湿時による変形の少ない全熱交換素子を提供し得る全熱交換素子用紙に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、全熱交換素子１は、コルゲーターを用いて平板状の全熱交換素子用紙２と波形状に加工されたスペーサー３を貼り合せたものを直角方向に互い違いに積層して成型される。図１において、矢印は新鮮な外気および室内の汚れた空気の流れを示している。この全熱交換素子１は、平板状の全熱交換素子用紙２により対向する空気の移行を抑制しつつ、湿熱交換するものである。また、建築物に使用されるため、難燃性を有することも必要である。
【０００３】
近年、建築法の改正や生活様式の変化、環境保護の観点から、より少ない電力でより大きな効果を得るため、湿熱交換効率の高い全熱交換素子が求められるようになってきている。
【０００４】
従来、このような特性を付与する目的で、天然パルプを叩解処理した紙に吸湿剤や難燃剤を塗布した全熱交換素子用紙（例えば、特許文献１および２参照）が開発されているが、換気性能、湿熱交換性能には優れてはいるものの、吸湿により紙の伸縮が大きくなり、全熱交換素子の変形が起こりやすくなり、全熱交換器運転時の騒音発生や換気性能、湿熱交換性能自体にも悪影響を及ぼす問題がある。
【０００５】
このような問題を解決するために、吸湿剤を使用せずにシリカゲルと水酸化アルミニウムを混合させた吸放湿剤を塗布した方法も検討されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、この方法では、近年求められているような高い湿熱交換効率を達成することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００２／０９９１９３号パンフレット
【特許文献２】特開２００５−３２５４７３号公報
【特許文献３】特開平１０−２１２６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
懸かる現状を鑑み、本発明の目的は、換気性能、湿熱交換性能が高く、難燃性に優れ、吸湿時の形状変化が少ない全熱交換素子を提供し得る全熱交換素子用紙を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の手段は、吸湿剤を基材シートに塗布してなり、ＪＩＳ  Ｐ８１１７に準拠した透気度が０．１３μｍ／（Ｐａ・Ｓ）以下で、ＪＩＳ  Ｚ０２０８に準じ、２３℃、相対湿度５０％条件での透湿度が３００ｇ／ｍ２・２４ｈ以上であり、縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が１．０〜１．８である全熱交換素子用紙である。上記課題を解決し、換気性能、湿熱交換性能が高く、難燃性に優れ、吸湿時の形状変化の少ない全熱交換素子が得られる全熱交換素子用紙を提供することができる。
【０００９】
また、本発明の第２の手段は、縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が１．０〜１．５以下の全熱交換素子用紙である。換気性能、湿熱交換性能が高く、難燃性に優れ、吸湿時の形状変化がさらに少ない全熱交換素子用紙を提供することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明者らは、鋭意検討の結果、全熱交換素子の変形は全熱交換素子用紙の縦方向と横方向の吸湿時の伸びの差に起因することを突き止めた。全熱交換素子の構成は図１に示すようにコルゲート加工し貼り合せた単段シートを直角方向に交互に積層している。全熱交換素子用紙としては縦横方向が交互に積層されることになる。本発明のように高度に叩解された天然パルプを用いる全熱交換素子用紙は、一般的な紙に比べて横方向の伸縮が大きく、このため成型された全熱交換素子は吸湿時において、積層ごとに縦横の寸法伸びの大きさが入れ替わることになり、全熱交換素子全体としては複雑な寸法変化が起こるため著しく変形するのである。本発明者らはこの全熱交換素子用紙の縦方向と横方向の伸縮の差が繊維の配向性強度の縦／横比に依存するところが大きいことを突き止めた。すなわち、全熱交換素子の吸湿時の形状変化を少なくするためには、全熱交換素子を構成する全熱交換素子用紙の縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比を小さくすることで達成されることを見出し、本発明に至った。また、理由は定かではないが、縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が難燃性にも影響を与えることを見出し、本発明に至った。
【００１１】
本発明よって、換気性能、湿熱交換性能が高く、難燃性に優れ、吸湿時の形状変化の少ない全熱交換素子が得られる全熱交換素子用紙を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】全熱交換素子説明図である。
【図２】全熱交換素子用紙の縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が大きい場合の説明図である。
【図３】全熱交換素子用紙の縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が小さい場合の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の全熱交換素子用紙について詳細に説明する。
【００１４】
本発明における基材シートは、一般的に天然パルプを原料として、湿式方式にて製造される。使用される天然パルプは、ＬＢＫＰ、ＮＢＫＰ、ＬＢＳＰ、ＮＢＳＰ、ＮＵＫＰ等の木材パルプ繊維を単独または複数配合して使用することが好ましい。その他として、綿、麻、竹、サトウキビ、トウモロコシ、ケナフ等の植物繊維、羊毛、絹等の動物繊維、レーヨン、キュプラ、リヨセル等のセルロース再生繊維を単独または、複数配合して使用することもできる。
【００１５】
上記の繊維は、繊維間の結合強度を高め、シート形状を維持することと、空気の遮蔽性を高めるために、ダブル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、コニカルリファイナー等の叩解装置により、適宜叩解処理を施し、ＪＩＳ  Ｐ８１１７に準拠して測定される透気度が０．１３μｍ／（Ｐａ・Ｓ）以下になるように調成される。より好ましい透気度は０．０８μｍ／（Ｐａ・Ｓ）以下、さらに好ましくは０．０２μｍ／（Ｐａ・Ｓ）以下である。ろ水度としては、下記で定義されるカナダ変法ろ水度で１５０ｍｌ以下に調成することが好ましい。
【００１６】
カナダ変法ろ水度：パルプを絶乾で０．５ｇ採取し、ふるい板を８０メッシュの平織りブロンズワイヤーにした以外は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１２１のカナダ標準ろ水度試験方法に準拠して測定した値。
【００１７】
また、これらの繊維には、遮蔽性を高める目的で、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、カオリン、タルク、クレー、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、シリカ、アルミナ、有機顔料等の各種填料、接着剤、サイズ剤、定着剤、歩留まり剤、紙力増強剤等の各種配合剤を各工程、各素材に合わせて好適に含有することができる。
【００１８】
各繊維をシート状にする製法としては、一般的な長網抄紙機、丸網抄紙機等を用いて、シート状に形成される。
【００１９】
基材シートには、必要とする遮蔽性を得る目的で、抄紙機に設置されたサイズプレス、ロールコーター等で表面サイズプレスを施してもよい。表面サイズプレス液の成分としては、天然植物から精製した澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉、酸化澱粉、エーテル化澱粉、リン酸エステル化澱粉、酵素変性澱粉やそれらをフラッシュドライして得られる冷水可溶性澱粉、ポリビニルアルコール等の各種合成バインダーが適宜使用できる。
【００２０】
本発明における全熱交換素子用紙の縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比は、難燃剤、吸湿剤を塗布する基材シートの縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比により決定される。基材シートの縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比は、抄紙工程においてＪ／Ｗ比（ヘッドボックスと呼ばれる繊維原料分散液吐出機からの吐出速度／ワイヤーと呼ばれる繊維原料分散液を支持し、適度に脱水する支持網の走行速度）により調整される。また、シェーキング装置と呼ばれるワイヤーを走行方向に対して直角方向に往復させる振幅装置を用いることで、縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比をより小さくすることが可能となる。
【００２１】
ここで、本発明における配向性強度とは、基材シートの面方向での超音波の伝達速度であり、専用の装置を用いて測定される。
【００２２】
本発明における全熱交換素子用紙の縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比は、１．０〜１．８であり、１．０〜１．５がより好ましく、１．１〜１．４がさらに好ましい。１．８を超えた場合、全熱交換素子の吸湿時の形状変化が大きくなり、また、難燃性も低下する傾向があり、好ましくない。
【００２３】
全熱交換素子の吸湿時の形状変化について、図２および図３を用いて説明する。図２は、縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が大きい場合の説明図である。図３は、縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が小さい場合の説明図である。縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が大きく、１．８を超えると、吸湿時横方向の寸法変化が大きく、縦方向の寸法変化が小さくなる。すなわち、縦方向、横方向の寸法変化の差が大きいので、全熱交換素子の吸湿時の形状変化が大きくなり、好ましくない。一方、縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が小さく、１．０〜１．８であると、吸湿時縦方向、横方向の寸法変化の差が小さいので、吸湿時の形状変化を抑制することができ、好ましい。
【００２４】
本発明において、基材シートの空隙を埋め、空気の遮蔽性を高めるために塗工層を設けることもできる。塗工層には、填料として、炭酸カルシウム、カオリン、合成シリカ、コロイダルシリカ、タルク、サチンホワイト、リトポン、二酸化チタン、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭酸マグネシウム、有機顔料、またはこれらをカチオン変性したもの、あるいはこれら二種以上の複合体が挙げられる。また、基材シートと塗工層の接着性、塗工層強度を維持するために、バインダー成分添加してもよい。バインダー成分としては、スチレンブタジエン系の合成ゴムラテックス、変性澱粉、ポリビニルアルコール等を単独または複数配合して使用することができる。
【００２５】
塗工層を設けた基材シートは、必要とする密度、平滑度、透気度を得るためにカレンダー処理を施してもよい。カレンダー装置としては、硬質ロール同士、弾性ロール同士、硬質ロールと弾性ロールの対の組み合わせからなるものが好適に使用され、マシンカレンダー、ソフトニップカレンダー、スーパーカレンダー、多段カレンダー、マルチニップカレンダー等を使用することができる。
【００２６】
本発明において、透気度と縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が満足するレベルにあれば、市販のグラシン紙やコンデンサーペーパー等を使用することも可能である。
【００２７】
透気度と繊維配向角を調整した基材シートには、難燃性を付与する目的で、難燃剤を含浸または塗布することができる。難燃剤としては、無機系難燃剤、無機リン系化合物、含窒素化合物、塩素系化合物、臭素系化合物などがある。例えば、ホウ砂とホウ酸の混合物、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、スルファミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、リン酸アミド、塩素化ポリオレフィン、臭化アンモニウム、非エーテル型ポリブロモ環状化合物等の水溶液若しくは水に分散可能である難燃剤が挙げられる。難燃性のレベルとしては、ＪＩＳ  Ａ１３２２で測定される炭化長が１０ｃｍ未満であることが好ましく、難燃剤の塗布量としては、５ｇ／ｍ２以上であることが好ましい。
【００２８】
また、湿熱交換効率を高めるため、吸湿剤を含浸または塗布することができる。吸湿剤としては、無機酸塩、有機酸塩、無機質填量、多価アルコール、尿素類、吸湿（吸水）性高分子などがあり、例えば、無機酸塩としては、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、有機酸塩としては、乳酸ナトリウム、乳酸カルシウム、ピロリドンカルボン酸ナトリウム、無機質填量としては、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、タルク、クレー、ゼオライト、珪藻土、セピオライト、シリカゲル、活性炭、多価アルコールとしては、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリグリセリン、尿素類としては尿素、ヒドロキシエチル尿素、高分子として、ポリアスパラギン酸、ポリアクリル酸、ポリグルタミン酸、ポリリジン、アルギン酸、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロースおよびそれらの塩または架橋物、カラギーナン、ペクチン、ジェランガム、寒天、キサンタンガム、ヒアルロン酸、グアーガム、アラビアゴム、澱粉およびそれらの架橋物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、コラーゲン、アクリルニトリル系重合体ケン化物、澱粉／アクリル酸塩グラフト共重合体、酢酸ビニル／アクリル酸塩共重合体ケン化物、澱粉／アクリルニトリルグラフト共重合体、アクリル酸塩／アクリルアミド共重合体、ポリビニルアルコール／ 無水マレイン酸共重合体、ポリエチレンオキサイド系、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、多糖類／アクリル酸塩グラフト自己架橋体等の吸湿剤が挙げられ、目的とする透湿度に応じて、種類や付着量を選んで用いられる。
【００２９】
吸湿剤の塗布量は使用する吸湿剤の種類にもよるが、ＪＩＳ  Ｚ０２０８に準じて２３℃、相対湿度５０％という、湿度交換を行うには厳しい条件下で測定された値が３００ｇ／ｍ２・２４ｈ以上であれば、湿熱交換性能に優れた全熱交換素子が得ることができる。吸湿剤の塗布量としては、２．０ｇ／ｍ２以上であることが好ましく、３．０ｇ／ｍ２以上であることがより好ましく、４．０ｇ／ｍ２以上であることがさらに好ましい。
【００３０】
以下、実施例に従い本発明を詳述する。なお、本発明は実施例に限定されるものではな
い。以下における部、％は、特に断りのない限り、質量によるものである。また、塗工量を示す値は、断りのない限り乾燥後の質量である。
【実施例】
【００３１】
（実施例１）
針葉樹晒しクラフトパルプ（ＮＢＫＰ）を濃度３％で離解した後、ダブルディスクリファイナーを用いてパルプのろ水度が１００ｍｌになるまで叩解した。その後、長網抄紙機により、Ｊ／Ｗ比を調整して、縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が１．８、坪量４０ｇ／ｍ２の基材シートを製造した。その後、含浸加工機を用いて、スルファミン酸グアニジン系難燃剤を固形分として６ｇ／ｍ２塗布した後、さらに、吸湿剤として塩化リチウムを２．１ｇ／ｍ２塗布し、実施例１の全熱交換素子用紙を作製した。
【００３２】
（実施例２）
パルプのろ水度が２０ｍｌになるまで叩解すること、吸湿剤として塩化リチウムを４．１ｇ／ｍ２塗布したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の全熱交換素子用紙を作製した。
【００３３】
（実施例３）
長網抄紙機により、Ｊ／Ｗ比を調整して、縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が１．７としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３の全熱交換素子用紙を作製した。
【００３４】
（実施例４）
長網抄紙機により、Ｊ／Ｗ比を調整して、縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が１．６としたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例４の全熱交換素子用紙を作製した。
【００３５】
（実施例５）
長網抄紙機により、Ｊ／Ｗ比を調整して、縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が１．５としたこと以外は、実施例２と同様にして、実施例５の全熱交換素子用紙を作製した。
【００３６】
（実施例６）
長網抄紙機により、Ｊ／Ｗ比を調整して、縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が１．０としたこと以外は、実施例２と同様にして、実施例６の全熱交換素子用紙を作製した。
【００３７】
（実施例７）
パルプのろ水度が１２０ｍｌになるまで叩解すること以外は、実施例１と同様にして、実施例７の全熱交換素子用紙を作製した。
【００３８】
（比較例１）
長網抄紙機により、Ｊ／Ｗ比を調整して、縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が１．９としたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の全熱交換素子用紙を作製した。
【００３９】
（比較例２）
パルプのろ水度が１５０ｍｌになるまで叩解すること以外は、実施例１と同様にして、比較例２の全熱交換素子用紙を作製した。
【００４０】
（比較例３）
吸湿剤として塩化リチウムを１．５ｇ／ｍ２塗布したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例３の全熱交換素子用紙を作製した。
【００４１】
＜透気度＞
ＪＩＳ  Ｐ  ８１１７の王研式透気抵抗度試験方法に準じて、透気度測定を実施した。全熱交換素子用紙として、０．１３μｍ／（Ｐａ・Ｓ）以下であれば、換気性能に優れた全熱交換素子を得ることができる。
【００４２】
＜透湿度＞
ＪＩＳ  Ｚ  ０２０８の透湿度試験方法に準じ、温度２３℃、相対湿度５０％の条件にて透湿度測定を実施した。
【００４３】
＜炭化長＞
ＪＩＳ  Ａ  １３２２の難燃性試験方法に準じ、加熱時間３分の条件にて炭化長測定を実施した。
【００４４】
＜縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比＞
配向角測定装置ＳＳＴ−３０００（野村商事社製）により、全熱交換素子用紙の縦および横方向の超音波伝達速度を測定し、縦測定値／横測定値にて算出した。
【００４５】
＜全熱交換素子の変形＞
実施例１〜７および比較例１〜３の全熱交換素子を用いて、縦２００ｍｍ、横２００ｍｍ、高さ２５０ｍｍ、一段の高さ４ｍｍの全熱交換素子を作製した。スペーサーとして、７０ｇ／ｍ２の晒しクラフト紙を用いた。この全熱交換素子を３０℃、相対湿度９０％の条件で４８時間放置し、形状変化を目視にて評価した。
【００４６】
◎：形状変化はほとんどないレベル。
○：形状変化は多少あるが、実使用上は問題ないレベル。
×：明らかに形状変化が起こり、実使用上問題があるレベル。
【００４７】
結果を表１に示した。
【００４８】
【表１】
2015059286.tif 000003
【００４９】
＜評価結果＞
実施例１〜７の結果から、吸湿剤を塗布してなり、ＪＩＳ  Ｐ８１１７に準拠した透気度が０．１３μｍ／（Ｐａ・Ｓ）以下であって、ＪＩＳ  Ｚ０２０８に準じ、２３℃、相対湿度５０％条件での透湿度が３００ｇ／ｍ２・２４ｈ以上の全熱交換素子用紙において、当該用紙の縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が１．０〜１．８のとき、難燃性に優れ、全熱交換素子の吸湿時の形状変化の少ない全熱交換素子用紙が得られることが明らかである。当該用紙の縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が１．０〜１．５のとき、全熱交換素子の吸湿時の形状変化がさらに少ない全熱交換素子用紙が得られることが明らかである。
【００５０】
これに対し、比較例１では、縦方向配向性強度／横方法配向性強度の比が１．８を超えているので、全熱交換素子の吸湿時の形状変化が大きかった。また、炭化長も長くなり、難燃性に問題のあるレベルであった。比較例２では透気度が０．１３μｍ／（Ｐａ・Ｓ）を超えているため、また、比較例３では透湿度が３００ｇ／ｍ２・２４ｈ未満であるため、全熱交換素子の吸湿時の形状変化が若干大きくなり、また、炭化長も長くなる傾向が見られた。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明における全熱交換素子用紙は、新鮮な外気を供給すると共に室内の汚れた空気を排出する際に顕熱（温度）と潜熱（湿度）の熱交換を行う全熱交換器の全熱交換素子に使用される。
【符号の説明】
【００５２】
１  全熱交換素子
２  全熱交換素子用紙
３  スペーサー
【図１】
2015059286.tif 000004
【図２】
2015059286.tif 000005
【図３】
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