(57)【要約】【課題】例えば固体高分子型燃料電池の加湿デバイス用部材として有効に使用される、改良された湿熱交換性多孔シ−トを提供すること。【解決手段】本湿熱交換性多孔シ−トは、セルロース系繊維とポリフェニレンスルフィド系繊維とが多孔シ−ト状で組成されていることを特徴としている。該シ−トは、例えば前記セルロース系繊維及びポリフェニレンスルフィド系繊維の混合による単層シートでもなり、各々不織状シ−ト及び／又は織り状シ−トを組み合わせて、２〜３層で積層してもなる。【選択図】　なし。１７【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース系繊維とポリフェニレンスルフィド系繊維とが多孔シ−ト状で組成されていることを特徴とする湿熱交換性多孔シ−ト。
【請求項２】
前記セルロース系繊維及びポリフェニレンスルフィド系繊維が、各々不織状シ−ト及び／又は織り状シ−トでもって積層されている、少なくとも２層からなる請求項１に記載の湿熱交換性多孔シ−ト。
【請求項３】
前記セルロース系繊維による不織状シ−トが、繊維径１０μｍ〜１００μｍ、目付量１５〜１５０ｇ／ｍ２、ポリフェニレンスルフィド系繊維による不織状シ−トが、繊維径１〜８０μｍ、目付量５〜８０ｇ／ｍ２によってなる請求項２に記載の湿熱交換性多孔シ−ト。
【請求項４】
前記セルロース系繊維及びポリフェニレンスルフィド系繊維による織り状シ−トが、撚糸マルチフィラメントによりなる平織りシ−トである請求項２に記載の湿熱交換性多孔シ−ト。
【請求項５】
前記セルロース系繊維及びポリフェニレンスルフィド系繊維による不織状シ−ト及び／又は織り状シ−トの積層が、熱融着によって表面密着されてなる請求項２〜４のいずれか１項に記載の湿熱交換性多孔シ−ト。
【請求項６】
固体高分子型燃料電池の湿熱交換用部材である請求項１〜５のいずれか１項に記載の湿熱交換性多孔シ−ト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、改良された湿熱交換性多孔シ−トに関する。該シ−トは、例えば固体高分子型燃料電池の湿熱交換部の多孔部材として有効に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
一般家庭用、業務用に使用されている加湿装置には、一定量の水を保持しつつ均一に蒸散して空気と共に放出して調湿する為に、湿熱交換用（加湿用とも呼んでいる）多孔シ−ト（膜とも呼んでいる）が使用されている。該シ−トとして使用又は知られているものとしては、例えばポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維、ガラス繊維、ナイロン繊維による不織状シ−ト、これ等不織状シ−トに吸水性樹脂をコ−テングしたもの、不織状セルロ−ス繊維、更には不織状のアクリル繊維，ナイロン繊維又はアセテ−ト繊維を含水層とし、その両サイドに架橋されたポリビニルアルコ−ル、酢酸セルロ−ス等の透湿性樹脂層又はこの透湿性樹脂層に替えて、フッ素樹脂，ポリオレフィン樹脂等の疎水性樹脂による多孔層とした３層からなる該シ−トも知られている。
【０００３】
一方、このシ−トの用途分野として知られているものに燃料電池における加湿装置への利用がある。燃料電池は次世代の電池として期待され、電気メ−カ、自動車メ−カで鋭意研究開発が進められている。燃料電池でも種々の型式があり、該加湿装置を必要とするものは、固体高分子型である。これは燃料となる例えば水素ガス及び酸素（空気）ガスがイオン交換膜（例えばスルホン基を有するフッ素系高分子膜）を介して隔離され、各々水素電極、酸素電極が形成されるようになっている。該イオン交換膜面には白金等の触媒が担持され該ガスのイオン化を触媒している。該水素電極での水素ガスは、水素イオンになり、これは水和状態（Ｈ＋／Ｘ・Ｈ２Ｏ）でイオン交換膜を通過し酸素極に達する。従って、常に水素電極面には適正量の水の存在が必要となる。これを司るものが加湿装置であり、この中に装備する加湿エレメント（つまり湿熱交換用シ−ト（膜））によって行われる。加湿装置自身は付帯的なものではあるが、円滑に効率よく発電するために極めて重要なデバイスの一つとなっている。
【０００４】
前記固体高分子型燃料電池における加湿エレメントについても検討がなされ、例えばポリフェニレンスルフィド不織布（特開２００２−１０５８３４号公報）、フッ化ビニリデン系樹脂からなる多孔膜（特開２０００−１５０６６号公報）、ポリイミドからなる多孔膜（特開２０００−３４８７４７号公報）、ポリエステル不織布，ポリオレフィン系不織布（特開平７−１３５０１２号公報、特開２００１−１２７７５号公報）等が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記加湿エレメントに求められる条件は、まず適正な保水性（親水性）を有する素材であって、そこから常に適正量の水が蒸気状で水素電極面へ均一に供給し続けられるものであること、より迅速に保水する為には、該エレメント自身の膜厚も可能な限り薄く設定できるものであることである。そして優れた耐熱性、強靱性（例えばより細糸を使ってより薄膜にしても強くて支持性もある）、耐薬品性（特に加水分解性）等も有している必要がある。
前記特許公報に開示されているエレメントについては、これ等の条件を全て満足できるものではなく、更なる検討が求められているのが実状である。
本発明は、これ等全ての条件が満足できるような加湿エレメントについて、鋭意検討した結果見出されたものである。それは次の手段による発明である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明は、請求項１に記載するもので、それはセルロース系繊維とポリフェニレンスルフィド系繊維とが多孔シ−ト状で組成されていることを特徴とする湿熱交換性多孔シ−トである。
【０００７】
そして、請求項１に従属する発明として請求項２〜５も提供し好ましく達成する。更にこの湿熱交換性多孔シ−トの有効な用途として、請求項６でもって固体高分子型燃料電池の加湿装置における湿熱交換用部材としての使用も提供する。
以下、本発明を次の実施形態でより詳細に説明する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の湿熱交換性多孔シ−ト（以下単に多孔シ−トと呼ぶ）を組成するセルロース系繊維（以下セルロース繊維と呼ぶ）及びポリフェニレンスルフィド系繊維（以下ＰＰＳ繊維と呼ぶ）から説明する。
【０００９】
まず特に前記二種の繊維による多孔シ−トが選ばれ組成されるは、次のような理由による。
例えば燃料電池における水素電極（カソ−ド）又は酸素電極（アノ−ド）への適正量水の供給は、前記するように極めて重要な要素であるが、この為には常に適正量の水が保水されていて、そこから常に適正量の水が水素イオンと共にイオン交換膜を透過して、酸素極へ供給されることが求められる。（従来に増して）これを最も理想に近い形で機能するものが、セルロース繊維である。そして該繊維は、親水性の高い繊維の中で耐久性（特に対水）、耐熱性、耐薬品性にも優れている。
しかしながら、このセルロース繊維のみでは、多孔シ−トの状態での強度（腰）の点で実用上不十分である。これを補強するものが必要になる。そこでその前提として、繊維形成能があって補強するに足りる十分な強度と共に優れた耐熱、耐薬品性等も有し、且つセルロース繊維多孔シ−トと相容的で容易に密着するものということで見出されたものが、特にＰＰＳ繊維多孔シ−トである。つまり両繊維による組成は、燃料電池は勿論他の用途に対しても、必要な透湿特性を最もバランス良く発現し、強靱な組成膜を形成するというものである。
その他に、（後述するように）セルロース繊維多孔シ−トと熱融着する場合に、このＰＰＳ繊維が結晶化するので、これが多孔シ−ト全体の寸法安定性、湿潤における強度アップに寄与もする。これは他の繊維では得難いものにもなっている。
尚、ＰＰＳ繊維多孔シ−トは、それ自身防カビ性もあり、防カビ性も有する該多孔シ−トも期待される。
【００１０】
前記セルロース繊維は、まずセルロース構造を有してなる植物から純セルロースとして取り出され、繊維状（短繊維、長繊維を問わない）で得られるものである。
そして該繊維には、酢酸セルロ−スに代表される純セルロースを変性した半合成セルロ−スも含まれる。例えばこの酢酸セルロ−スの場合は、酢化度により保水性は勿論、強度も変わる。純セルロース繊維自身では、保水性は高いが、強度の点で弱いので、酢化度を制御することで最適なセルロース繊維とすることもできる。
又、純セルロース繊維と酢酸セルロ−ス繊維とを適宜混合して、これを調整することもできる。このように、この保水性と強度の点では、種々のバリエーションが考えられるので、これも有効なセルロース繊維を選択する一つの手段と言える。
【００１１】
そして、前記セルロース繊維の形態は、まず短繊維、長繊維を問わず、断面形状は一般には円形であるが、異形断面であって良く、場合によっては水の保水効果及び水の水素極への定量均一供給がより効果的になることが考えられる。繊維径（平均）（異形断面の場合は円形に換算したものとする）は、他の因子（目付け量とか坪量とか空隙率等）と共に、保水と透水効率にも影響を与える。十分にこれ等の因子と効果の関係を把握して決める必要があるが、一般には１０〜１００μｍ、好ましくは２０〜８０μｍの範囲で対応できる。
【００１２】
尚、前記セルロース繊維の製造手段は、原材料の植物によって異なり、それに相応した一般に行われている方法による。例えば、針葉樹を原材料とする場合は、まず不必要な成分を化学処理して除去し、純セルロースに近い短繊維からなるパルプを得る。更にこのパルプを使って（長繊維を得る為に）ビスコ−スレ−ヨン又は銅安レ−ヨンと呼ばれる方法によって、湿式紡糸して長繊維セルロースに再生する。
又、酢酸セルロ−スのような変性セルロ−スであれば、例えば該パルプを無水酢酸で酢化し、アセトン溶液にて乾式紡糸を行う。
【００１３】
一方ＰＰＳ繊維は、一般に知られているようにｐ−ジクロルベンゼンとナトリウムメルカプタン又は硫化ナトリウムとによる重縮合反応によって合成される、熱可塑性（結晶性）ＰＰＳ樹脂の溶融紡糸により製造される。
ここでＰＰＳ樹脂には、リニヤ―型と架橋型（通常の３次元構造とは異なり、分岐構造をとっている。従ってリニヤ―型と同様に溶融紡糸ができる）とがある。架橋型はより高分子量であることから、より高剛性を示すが、伸びに欠ける。本発明では、リニヤ―型が望ましい。これは適度な柔軟性と共に、繊維表面間での融着性（特にメルトブロン法による不織シ−トの製造）が良いとか、セルロース繊維多孔シ−トと融着積層する場合のより低温での熱融着が容易である等の理由による。
ここでＰＰＳ樹脂自身は、一般にはこれ単独ポリマで使用するが、ＰＰＳユニットを主とする共重合可能なコノモマとのコポリマとか、ブレンドポリマ（例えばナイロンとか、ポリスルホンとか、ポリオレフィンとか）の使用も可能である。
【００１４】
そして、前記ＰＰＳ繊維の形態は、前記セルロース繊維の場合と同様に、短繊維、長繊維であっても、断面形状が円形であっても、異形断面であって良い。
そして繊維径（平均）（異形断面の場合は円に換算したものとする）については、前記セルロ−ス繊維との関係において設定されるが、一般にはセルロ−ス繊維よりも細径繊維であるのが良く、それは１〜８０μｍ、好ましくは５〜６０μｍの範囲で設定するのが良い。これは太径繊維になればなる程、セルロ−ス繊維に対する加湿速度の妨げにもなり、多孔シ−ト自身の厚さも厚くなり、必要以上の硬さも加わることにもなるからである。
【００１５】
そして前記各繊維は、多孔シ−ト状で組成されるが、次にその組成形態について説明する。
まずこの形態には、前記セルロ−ス繊維とＰＰＳ繊維とを混合して単層でもって多孔状のシ−ト（以下単層多孔シ−ト）とする場合と、該各繊維から予め個々に多孔状のシ−トを製造し、この両多孔シ−トを積層して少なくとも２層を持って組成する（以下多層多孔シ−ト）場合の２形態がある。
この単層多孔シ−トと多層多孔シ−トのいずれに設定するかは、作用効果を判断して決められるが、各繊維の作用効果をより相乗的に発現する為には、まず各々に適合した設計で各多孔シ−トを製造し、これを積層するという後者の場合が望ましい。但し積層する場合には、両シ−トを何らかの手段で密着することが望まれるので、その密着の際に多孔が塞がれないことは勿論、少なくとも必要とする孔の大きさ、数（空隙率を左右する）が維持されているように注意する。
【００１６】
そしてまた前記多孔シ−トは、前記繊維が不規則的に配列されて形成されている、いわゆる不織状によるものと、これが規則的に配列されて形成される、いわゆる織り状（織り組織）によるものとが例示できる。
この不織状と織り状との大きな差は、前者が孔の大きさ、形状がランダム的で、且つ重層的であることから水の透過経路が迷路のようになっているのに対して、後者は孔の大きさ、形状が同じで、且つ（単一層であるので）水の透過経路が直線的である。
この不織状と織り状の差は、一義的には水の水素極への到達速度がことなる。最終的にはこの速度も考慮して各々設定されるが、特にセルロ−ス繊維による多孔シ−トにあっては、不織状であるのが良い。これは水がより有効に保水され、それが適正量で水素極に供給されるからである（水は水素電極へ適正な速度で供給され、そこには余分な水の溜まりが抑制される）。
【００１７】
そして前記各繊維による多孔シ−トは、例えば次の製造手段によって製造される。それをセルロ−ス繊維による場合から説明する。
【００１８】
セルロ−ス繊維による不織状多孔シ−トの製造手段は、純セルロ−ス繊維の場合と、前記半合成性セルロ−ス繊維の場合とで異なり、その繊維に適合した方法が採られる。　例えば純セルロ−ス繊維では、短繊維の集合体である前記パルプを水で叩解し、これを抄紙し乾燥する湿式法、前記レ−ヨン糸のように一旦長繊維の形で再生セルロ−ス繊維となし、これを短繊維にカットしてこれをこの湿式法によって製造する方法がある。
一方半合成性セルロ−ス繊維では、スパンボンド法、ニ−ドルパンチング法等による。
尚、上記のパルプによる場合は、孔の大きさ、数、形状、厚さ（重層の程度）が変え易く、保水性も高いが、強度、純度の点では劣る。この純度は漂白することで高められるが、より強度の低下を招く。そこでこの強度の補強の為に、後処理的に例えばエポキシ樹脂を（保水性の低下に実質的影響のない程度に）塗布するのも一補強手段である。
【００１９】
一方ＰＰＳ繊維による不織状多孔シ−トは、熱可塑性樹脂の場合に一般に行われる手段である、スパンボンドウエブ法、メルトブロン法、ニ−ドルパンチ法、ウオ−タ−ジエットパンチ法等によって製造される。この中でもスパンボンドウエブ法又はメルトブロン法が好ましい。
【００２０】
前記セルロ−ス繊維にしても、ＰＰＳ繊維にしても不織状の場合は、織り状とは異なり、前記製造条件により、孔の大きさ、形状、孔数等が容易に変わる。従ってどのような設計にするかは事前に入念に検討する必要がある。
特にセルロ−ス繊維による場合は、高い保水性（親水機能による）を有し、そしてその保水が適正に水素極又は酸素電極へ供給され、更にそこでイオン化した水素（又は酸素）を（イオン交換膜を通して）随伴しつつ酸素極又は水素極へ有効にキャリ−されるという作用が行われるものである。従って、この保水と供給とが良くバランスし、過度水分の存在も抑制される。
【００２１】
前記作用効果は、基本的にはセルロ−ス繊維自身によって発現するが、他に形成された多孔シ−トの孔の大きさににも影響する。つまりこの孔の大きさとしては、少なくとも水が表面張力の作用で、その孔を水膜でもって安定して常時塞さいでいることが良いというものである。つまりこの作用が有効に働くような孔の大きさということになる。　このような孔の大きさを特定する手段には種々あるが、その一つに例えば目付量（ｇ／面積）がある。これをこのセルロ−ス繊維多孔シ−トに適用すると（前記例示するセルロ−ス繊維径を前提で見た場合）約１５〜１５０ｇ／ｍ２、好ましくは３０〜１２０ｇ／ｍ２である。ここでこの数値であるが、１５ｇ／ｍ２未満になると、孔が大き過ぎて該表面張力による水膜が形成されずに、水滴（過度水分）となって溜まる傾向になり、それが系外にしみ出すような自体にもなり易い。更には水素ガス又は酸素ガスの透気量も必要以上に多くなって、起電効率に良くない。又該シ−ト自身の強度も弱くなり、取り扱いでも困難になる。これが１５０ｇ／ｍ２を越えれば、孔が目詰り状態になり、上記作用が円滑に行われないことになるというものである。
【００２２】
一方ＰＰＳ繊維による場合は、その機能の一つとして、前記するように該セルロ−ス繊維多孔シ−ト自身の強度を支持する為のものでもある。従って、基本的にはこれを支持しつつ、水が該セルロ−ス繊維多孔シ−ト側へ供給されるに足りる、孔の大きさ、数、形状であれば良い。しかし特に孔の大きさに関しては、水の供給を制御することも必要であるので、必要以上の大きい孔は好ましくないが、該セルロ−ス繊維によるものよりも大きい孔に設定するのが良い。これは、特に後述する熱融着法による両者の積層において、孔が塞がれないという点からも好ましいことである。これも前記セルロ−ス繊維による場合と同様に目付量で示すと、（前記例示するＰＰＳ繊維径を前提で）５〜８０ｇ／ｍ２、好ましくは１０〜６０ｇ／ｍ２である。この数値も５ｇ／ｍ２未満では、必要以上の孔の大きさであり、まずセルロ−ス繊維多孔シ−トの補強の点で弱くなる傾向になる。そして水の該シ−トへの供給が適正に制御できなくなり、その結果該シ−トに必要以上に供給される結果にもなる。８０ｇ／ｍ２を越えると、特にそれが後述する熱融着による両者積層において、目詰り傾向になり好ましくないことによる。
【００２３】
次に織り状によるセルロ−ス繊維多孔シ−ト又はＰＰＳ繊維多孔シ−トの場合について説明する。
いずれもモノフィラメント又はマルチフィラメント長繊維を経糸と緯糸として、織り組織によって織って製造されるが、マルチフィラメント長繊維糸の場合が好ましい。これは保水性、強度等の発現もより効果的にもなるからである。
該織り組織には種々（基本組織は、平織，斜文織，朱子織の３組織）あり、又同じ織り組織でも太さの異なる緯糸と経糸とを使うことで、種々の多孔シ−トが得られる。しかしここでは、平織り組織が、効果がより定量的に把握でき、表裏もなく、強いこともあって好ましい。
尚、この場合の長繊維としては、撚糸したマルチフィラメント糸を経・緯糸とするのがより好ましい。これはセルロ−ス繊維による場合は、表面積もより大きく、保水効果が大きくなり、ＰＰＳ繊維による場合は、該セルロ−ス繊維多孔シ−トとの溶融密着がより容易でもある。
又いずれの場合も、強度はより強くなる等の理由による。
【００２４】
まず、この平織による多孔形状は、一般に正方形であり、従ってその大きさ（面積）（目開きの大きさとも呼ぶ）は、一辺の長さの二乗であり、単純には一辺の長さで表される。
セルロ−ス繊維による場合は、前記する表面張力の作用による適性孔ということで決められるが、この場合は一辺約５〜１００μｍが例示できる。従って、この目開きになるように前記例示する繊維径範囲内で、（同径の）撚糸マルチフィラメントを割り付けて平織りする。
一方、ＰＰＳ繊維による場合も、該セルロ−ス繊維による場合と同じように平織りすれば良いが、このものの目開度合いは、該セルロ−ス繊維による場合よりも大きく設定するのが望ましい。これは前記不織状シ−トの場合と同様に、セルロ−ス繊維平織りシ−トの支持性と、熱融着による積層の点からである。これは一辺約５０〜３００μｍが例示できる。
【００２５】
この平織組織でも、各セルロ−ス繊維とＰＰＳ繊維平織りを積層して一つの多孔シ−トとすることができるが、両者を混合して一層とする多孔シ−トとしても良い。例えば経糸をセルロ−ス繊維、緯糸をＰＰＳ繊維として平織りするか、両マルチフィラメントを合わせて撚糸し、これを経糸と緯糸に割付けて平織りする。
【００２６】
又、前記不織状多孔シ−トと織り状多孔シ−トとを組合わせて、これを積層しても良い。つまり例えばセルロ−ス繊維不織状多孔シ−トに対して、ＰＰＳ繊維織り状多孔シ−トを組合わせて、これを積層する（勿論この逆も可）。
【００２７】
又、前記セルロ−ス繊維とＰＰＳ繊維とを予め混合しておき、これを単層の形で不織状又は織り状多孔シ−トにすることもできるし、前記セルロ−ス繊維不織状多孔シ−トに対して、又はＰＰＳ繊維織による不織状又は織り状多孔シ−トを組合わせこれを積層することもできる。つまり種々のバリエ−ション形態があるということである。
【００２８】
積層の形態は、少なくとも２層であるが３層であっても良い。例えば単独のセルロ−ス繊維による不織状又は織り状多孔シ−トを中心にして両サイドにＰＰＳ繊維による不織状又は織り状多孔シ−トを積層する。この積層形態は本発明でも好ましいものの一つでもある。
尚、前記２層にしても３層にしても、全厚は可能な限り薄い方が良い。それは各層が必要とする機能と共に強度面も考慮して決定されるが、この全厚の中で一般にセルロ−ス繊維による不織状又は織り状多孔シ−トの方が厚く設定するのが良い。この全厚としては、参考的に約２００〜８００μｍが例示でき、この範囲の中で各層厚を決めるようにする。
【００２９】
前記積層における場合の貼合手段には、例えば単に物理的に加圧密着又はニ−ドルバンチングする方法、部分的に接着剤を使って密着する方法、熱融着する方法等が挙げられるが、就中熱融着する方法（請求項５）が最も有効である。これは低温低圧下で、特に選択されたＰＰＳ繊維による多孔シ−トがセルロース繊維のそれとの表面部分で、多孔を塞ぐようなこともなく、十分な密着力をもって容易に直接熱融着固定されるからである。
熱融着温度は、一般にはそのものが有する融点よりも高い温度で行われるが、該ＰＰＳ繊維多孔シ−トあっては、その融点（２８０℃程度）よりはるかに低い１００〜１８０℃程度で良く、融着の速度も速い。例えば該温度に加熱された一対の加熱ロ−ラを使い、ニッピング圧力を線圧約１０〜１００Ｎにしながら、約０．１〜５ｍ／分の速度で通す。殆ど目詰まりなく、溶融したＰＰＳ繊維表面でセルロース繊維表面が密着され、強固に積層される。
尚、熱融着するに際して、両繊維はある点で接しそこで融着するが、その融着点が押しつぶされてフイルム的部分をつくるのは、所望する開口を塞ぐ結果にもなるので、好ましくない。該温度とニッピング圧力と速度の設定は、この点も考慮して行うことが望ましい。
【００３０】
前記による多孔シ−トは高効率でもって湿熱交換しながら、水を蒸気状態で電極面に供給する機能を有することから、家庭用、業務用を初め、固体高分子型燃料電池の湿熱交換用エレメント部材として有効に使用されるが、該シ−トの装着手段には特段のものはなく、その使用形態に適した方法で行うことができる。
着脱自在のユニットとして装着するのが一般的であるが、該シ−ト自身は平面状もあれば、プリ−ツ状、波状、突起状、管状等に加工し装着する場合もある。
【００３１】
【実施例】
以下比較例と共に、参考例、実施例によって更に詳述する。
尚、本例で言う吸水率（保水性）、引張破断強度、湿潤通気度及び湿熱交換性能の測定は、次のようにして測定した。
【００３２】
＜吸水率、％＞
各例で得られた多孔シ−トをサンプルとし、採取場所をランダムに変えて３サンプル（サイズ７．５×７．５ｃｍ）採取し、ＪＩＳ　Ｌ１０９６−１９９６　６．２６．２項に従って測定し、吸水前後の値から計算によって求め、平均値とした。
【００３３】
＜引張破断強度、ＭＰａ＞
各例で得られた多孔シ−トをサンプルとし、採取場所をランダムに変えて３サンプル（サイズ８．０×２．０ｃｍ）採取し、各サンプルを４ｃｍ間隔で両端挟持したチャックを速度２０ｃｍ／分で引張り、その破断強度を求めた。
尚、測定は株式会社島津製作所製の島津オートグラフＡＧＳ−１００Ａによった。
【００３４】
＜湿潤通気度、ｃｍ３／ｃｍ２・ｓ＞
各例で得られた多孔シ−トをサンプルとし、ＪＩＳ　Ｌ１０９６−１９９６の６．２７　通気性の項中、Ａ　法に従って測定した（測定は５回の平均値）。
【００３５】
＜湿熱交換性能＞
各例で得られた多孔シ−トをサンプルとし、これを図１の側面図で示す湿熱交換評価用測定器に装着して、湿熱交換多孔シ−トを透過して湿熱交換し、系外に取り出された加湿空気の湿度と温度とを測定する。この湿熱交換操作は１時間連続して行ない、操作開始３０分後にこの湿度と温度とを測定し、それを表１にまとめたが、該測定器による測定は次のようにして行なわれる。
まず水蒸気発生器２によって発生した水蒸気は、ドライエヤ−１を使って、流量計３及び温湿度計４を経由して湿熱交換ユニット５に送り込まれる。送り込まれた水蒸気は、１１枚の固定枠に張着固定された該多孔シ−ト５ａの片面に順次当接しながら加湿する。そして加湿後のエヤ−は、残余の温度と湿度をもって温湿度計６を経由して７のパイプから排出される。ここでユニット５を構成する該固定枠本体（詳細構造は不図示）（サイズは１５×２０ｃｍ）は、温・湿エヤ−が循環するように仕切りと循環溝をもって内部加工されていて、そして多孔シ−トはこの固定枠本体の片面に張着固定されている（張着固定は、１００ｇ（バネばかり）の力で全体に均等に引っ張り、その状態で周囲を接着剤で接着固定した）。この１１枚の固定枠は、中を循環する温・湿エヤ−が漏れないようにしっかり併設固定されて一体となっている。そしてこの全体は、保温壁１３でもって囲まれている。
一方、この多孔シ−トが保水している蒸気水分を湿熱交換して系外（燃料電池で言えば、触媒を有する水素極である）に取り出す為に、反対側からドライエヤ−が送り込まれる。このドライエヤ−が８であり、９の流量計及び１０の温湿度計を通って、熱交換ユニット５に送り込まれる。ここでのドライエヤ−は、該張着固定された多孔シ−ト５の反対面に順次当たりつつ１１枚の多孔シ−トから保水を奪って（湿熱交換）、温湿度計１１を経由して系外１２に取り出されることになる。この系外１２の蒸気の温度と湿度を測定することで、その多孔シ−トの有する湿熱交換性能を知ることができる。
尚、本例で用いた両ドライエヤ−１、８は、温度２３℃／ＲＨ５％のものであり、そして送り込む水蒸気の供給量（流量計３で調整）は、４８Ｌ（リットル）／分、その有する温湿度は（温湿度計４で示される）７５．５℃／ＲＨ９９．９％になるように調整した。
又ドライエヤ−８の供給量は４５Ｌ（リットル）／分とした。
【００３６】
まず本例で使用する各多孔シ−ト単体は、次の参考例１〜３で記載する方法で製造した。
【００３７】
（参考例１）
まずセルロ−ス繊維による不織状多孔シ−トは、次の通りであった。
漂白パルプを湿式抄紙し、これを少量のエポキシ樹脂で加熱補強して得たロ−ル紙で、これは単繊維径５〜６０μｍ、目付量（坪量）４７ｇ／ｍ２、厚さ１４７μｍによりなっていた。
【００３８】
（参考例２）
そしてＰＰＳ繊維による不織状多孔シ−トは、次の通りであった。
まず（十分に乾燥した）ＰＰＳ樹脂（東レ株式会社製　品番ライトン２８８８、融点３１６）と、口金（径３００μｍの孔が１．２ｍｍのピッチで５００個穿設されたスリット状口金）とその口金の両サイドに０．３ｍｍ幅の空気噴射スリットを整えるメルトブロン用押出機及び該口金の下１０ｃｍに配置された可動する捕集ベルト（編目状に穴が開いている）とを準備した。
そして該口金から該ＰＰＳ樹脂を３２０℃で押出しすると共に、これと同時に３５０℃に加熱された空気を該噴射スリットから噴射（７００Ｎｍ３／ｈｒ）を開始した。吐出（０．４ｇ／分）された溶融繊維は、この噴射空気に乗って待機する該捕集ベルト上に放出された（該捕集ベルト上では、該穴からは吸引され冷却しつつして整えられる）。　次にこの捕集された不織状シートは一旦巻き取って後、ニッピングロ−ルを介して再びロ−ル状に巻き取った。得られシートは幅約６００ｍｍ、実質的に無延伸の径１０μｍの長繊維により、目付量３０ｇ／ｍ２、平均厚さ１６５μｍでもってなっていた。
【００３９】
（参考例３）
又、ＰＰＳ繊維による織り状多孔シ−トは、次の通りであった。
まず前記ＰＰＳ樹脂ペレットを、ノズル径０．５ｍｍ、ノズル数１２個を有する口金から３５０℃で溶融押し出しをし、約３倍に延伸しながら、冷却して１本に集束したマルチフィラメントとなし巻き取った。このマルチフィラメントの径（平均）は８３μｍであり、そしてこのマルチフィラメントを撚糸して、これを緯糸と経糸として平織機により平織りを行った。得られた平織りシ−トの目付量は６０ｇ／ｍ２、厚さは２１０μｍであった。
以上得られた各単体の多孔シ−トの有する吸水率、引張破断強度及び湿潤通気度を測定し、これを表１にまとめた。
尚、引張破断強度は、各製造における進行方向を縦方向としてＭＤ、幅方向つまり横方向としてＴＤとし、ＭＤとＴＤに測定して示した。
【００４０】
（表１）
2004068184.tif 000002
【００４１】
（実施例１）
前記参考例で得たＰＰＳ繊維不織状多孔シ−トを中間層に、その両サイドにはセルロ−ス繊維不織状多孔シ−トが積層される３層構成で、次の条件により熱融着して貼合密着した。
まず各多孔シ−トを、各ロ−ルからＭＤ／ＴＤ同一方向になるようにして引き出しつつ、５０℃に加熱したニッピングロ−ルに通して、予備的積層してロ−ルに巻き取った。次にこのロ−ルから（仮り積層多孔シ−トを）引き出し、１０５℃に加熱した第１のニッピングロ−ル（線圧２９．０Ｎ）から、１３５℃に加熱した第２のニッピングロ−ル（線圧４９．１Ｎ）に張架しながら、速度３ｍ／分で連続供給して熱融着した。両表面層であるセルロ−ス繊維不織状多孔シ−トは中間層のＰＰＳ繊維不織状多孔シ−トの両表面にしっかりと貼合密着され一体化していた。この３層多孔シ−トの全厚は、２５８μｍで、目付量は１２２ｇ／ｍ２であった。
【００４２】
そして、前記３層多孔シ−トを適宜サンプリングして、まず吸水率、引張破断強度（ＭＤ／ＴＤ）、湿潤通気度を測定した。そしてこのサンプルを１１枚カットし、１１枚の固定枠の片面に張着固定し、図１の湿熱交換評価用測定器にセットして湿熱交換性能を測定した。各々の結果は表１にまとめた。
尚、この湿熱交換性能の測定終了後に、該測定器の湿熱交換ユニット５の下を見たが水滴の溜まりはなかった。また該多孔シ−トが破れているようなことはなく、更に使用できる状態にあることも確認した。
【００４３】
（実施例２）
まず、前記参考例で得たＰＰＳ繊維織り状多孔シ−トを中間層にして、その両サイドにはセルロ−ス繊維不織状多孔シ−トを、ＭＤ／ＴＤ同一方向で積層されるようにして、実施例１と同じ条件で熱融着して３層からなる多孔シ−トを得た。
実施例１よりも、若干強い層間強度をもってしっかりと貼合密着されていた。この３層多孔シ−トの全厚は３０３μｍで、目付量は１５１ｇ／ｍ２であった。
【００４４】
そして前記３層多孔シ−トを適宜サンプリングして、実施例１と同様に、まず吸水率、引張破断強度（ＭＤ／ＴＤ）、湿潤通気度を測定し、そしてこのサンプルを１１枚カットし、同様に固定枠に張着固定して湿熱交換性能を測定した。各々の結果は表１にまとめた。
尚、この湿熱交換性能の測定終了後に、湿熱交換ユニット５の下を見たが、水滴の溜まりも該多孔シ−トの破れもなく、更に使用できる状態にあることも確認した。
【００４５】
（比較例１）
前記参考例で得たＰＰＳ繊維不織状多孔シ−トを、ＭＤ／ＴＤ同一方向に２枚重ねて１枚とし、まずこれの１部をサンプリングして、吸水率、引張破断強度（ＭＤ／ＴＤ）、湿潤通気度を測定した。次に残る該多孔シ−トから１１枚カットをして、１１枚の固定枠に張着固定し、実施例１同様にして、図１の測定器に装着し湿熱交換性能を測定した。結果は表１にまとめた。
尚、この湿熱交換性能の測定終了後に、湿熱交換ユニット５の底を見たところ、水滴の溜まりがかなりあったが、該多孔シ−トの破れはなかった。
【００４６】
（比較例２）
前記参考例で得たセルロ−ス繊維不織状多孔シ−トを、ＭＤ／ＴＤ同一方向に２枚重ねて１枚とし、まずこれの１部をサンプリングして、吸水率、引張破断強度（ＭＤ／ＴＤ）、湿潤通気度を測定した。次に残る該多孔シ−トから１１枚カットをして、１１枚の固定枠に張着固定し、実施例１同様にして、図１の測定器に装着し湿熱交換性能を測定した。結果は表１にまとめた。
尚、この湿熱交換性能の測定終了後に、湿熱交換ユニット５の底を見たが、水滴の溜まりはなかったが、該多孔シ−トの張りは弱くなり、弛むようになっていて、更に続行すれば破れに至るような状態であった。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は前記の通り構成されているので、次のような効果を奏する。
【００４８】
（系外から供給される）水蒸気（又は水）を適正に保水維持し、そこから適正に放出するという保水と放出とがバランス良くとれる、新たな湿熱交換性多孔シ−トが得られるようになった。これにより長時間使用しても、該シ−トから水が滲み出て水滴が溜まるような懸念も大きく解消されるようにもなった。
【００４９】
本多孔シ−トは、適正な強度（腰）も有し、所望する形状への加工もし易く、取り扱いもし易い。そして耐熱性、耐薬品性、耐水性等にも優れ、より安心して継続使用もできるようにもなった。
【００５０】
本多孔シ−トは、家庭用、業務用の加湿装置の湿熱交換用部材としても有効に使用されるが、取り分け水素、酸素等の燃焼ガスによる固体高分子型燃料電池の湿熱交換用部材としての使用は極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】湿熱交換評価用測定器を側面図で示す。
【符号の説明】
１、８・・・・・・・ドライエヤ−
２・・・・・・・・・水蒸気発生器
３、９・・・・・・・流量計
４、６、１０、１１・温湿度計
５・・・・・・・・・湿熱交換ユニット
５ａ・・・・・・・・多孔シ−ト
【図１】
2004068184.tif 000003