(57)【要約】【課題】吸湿剤が含有された仕切板の実質有効透湿面積を減少させることなく、また、透湿性の低い透湿膜を使用することなく、仕切板と間隔板との間を安定、かつ強固に接着することが可能であり、かつ塩化リチウムが含有され、毒性が低く、臭気の弱い接着剤によって仕切板と間隔板とが一体化された全熱交換器を得ることを目的とする。【解決手段】気体遮蔽性を有する仕切板４と仕切板４の間隔を保持する間隔板７を有し、仕切板４を隔てて二種の気流を流動させ、仕切板４を介して二種の気流の顕熱および潜熱を熱交換させる全熱交換器１において、仕切板４および間隔板７は、潮解性の吸湿剤を含有し、仕切板４と間隔板７とが、カルボキシル基と水酸基の少なくとも１つを含む水溶性非イオン性樹脂に塩化リチウムを含有させた混合物の水溶液からなる接着剤によって接着されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体遮蔽性を有する仕切板と上記仕切板の間隔を保持する間隔板を有し、上記仕切板を隔てて二種の気流を流動させ、上記仕切板を介して上記二種の気流の顕熱および潜熱を熱交換させる全熱交換器であって、
上記仕切板および上記間隔板は、潮解性のアルカリ塩またはアルカリ土類金属塩の少なくとも一方からなる吸湿剤を含有し、
上記仕切板と上記間隔板とが、カルボキシル基と水酸基の少なくとも１つを含む水溶性非イオン性樹脂に塩化リチウムを含有させた混合物の水溶液からなる接着剤によって接着されていることを特徴とする全熱交換器。
【請求項２】
上記水溶性非イオン樹脂が、ポリアクリル酸またはポリビニルアルコールのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の全熱交換器。
【請求項３】
架橋剤が上記接着剤に含有されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の全熱交換器。
【請求項４】
上記仕切板の上記吸湿剤の含有量が４ｇ／ｍ２以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の全熱交換器。
【請求項５】
上記混合物における上記塩化リチウムの含有量が、１０ｗｔ％以上３３ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の全熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば室外から室内への給気と、室内から室外への排気とを同時に行う換気装置等に用いられる全熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
室内の冷暖房効果を損なわずに換気を行う方法としては、給気と排気との間で熱交換を行いながら換気を行う方法がある。また、熱交換の効率を向上させるためには、給気と排気との間で、気体を混合させることなく、温度（顕熱）とともに湿度（潜熱）の交換も同時に行う（即ち全熱交換を行う）のが有効である。
【０００３】
従来の全熱交換器は、給気の気流が通される給気層と、排気の気流が通される排気層とが、透湿性の仕切板を介して交互に積層された積層体で構成される。給気層には、仕切板に沿って給気の気流を導く給気通路が設けられている。また、排気層には、仕切板に沿って排気の気流を導く排気通路が設けられている。そして、給気通路および排気通路は、所定の間隔を置いて配置される仕切り板の間隔を保持する波形の間隔板によりそれぞれ形成されている。さらに、給気の気流が給気通路により導かれる方向と、排気の気流が排気通路により導かれる方向とは互いに直交している。
【０００４】
そして、間隔板と仕切板との一体化には、接着剤を用いた方法が多用されている。即ち、予め間隔板の尖端部に接着剤を塗布した後、仕切板を貼り合わせて一体化していた。このとき、接着剤には、毒性が低く、かつ、臭気の弱いものが用いられるのが一般的であり、例えば、接着剤樹脂としてのデンプンまたは酢酸ビニルなどを水に溶解もしくは分散させた水系接着剤が用いられていた。
しかしながら、水系接着剤は、透湿性が低いため、水系接着剤の塗布部では、仕切板における厚さ方向の透湿作用が妨げられて、仕切板における透湿可能な面積（有効透湿面積）が減少するという問題が生じる。
【０００５】
また、仕切板および間隔板の材料としては、全熱交換器における給気と排気との間の高い遮蔽性を有し、かつ、温度とともに湿度の交換を行うことができる無孔質全熱交換素子用紙が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この従来例では、無孔質全熱交換素子用紙は、実質的に無孔質のセルロース系基材と、セルロース系基材に含有された塩化リチウム、塩化カルシウムなどの吸湿剤とで構成されている。
【０００６】
ここで、仕切板と間隔板との間を水系接着剤で一体化する工程において、水系接着剤の接着強度を発現させるためには、塗布された水系接着剤の水分を蒸発および乾燥させて、仕切板と間隔板との界面に接着剤樹脂を残存させる必要がある。
上述の無孔質全熱交換素子用紙のような材料を仕切板および間隔板に用いた場合、仕切板と間隔板との間に塗布された水系接着剤は、仕切板や間隔板の内部に浸透され、仕切板と間隔板の界面には十分な接着剤樹脂が残存せず、仕切板と間隔板との間の安定、かつ強固な接着が阻害される問題が生じる。
【０００７】
さらに、水系接着剤が仕切板に浸透する結果、仕切板の有効透湿面積がさらに減少し、給気と排気との間で効果的な潜熱交換ができなくなるという問題が生じる。また、仕切板と間隔板との間を安定、かつ強固に接着するために、水系接着剤の塗布量を増やした場合においては、水系接着剤がさらに仕切板内に浸透されて、仕切板の有効透湿面積が減少する。
【０００８】
上記問題を顧みて、接着剤を用いずに仕切板（仕切部材）と間隔板（間隔保持部材）を一体化させた全熱交換器（熱交換素子）が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この従来例では、仕切板および間隔板のそれぞれが、潜熱を通しうる塩化リチウムなどの吸湿剤（透湿剤）を含有した多孔質部材からなる基材の両面に、空気遮蔽性を有し、例えばポリビニルアルコールなどの素材からなる透湿膜がコーティングされた３層構造となっている。さらに、間隔板の素材に樹脂等をバインダーとして混入させた素材を用い、熱融着によって仕切板と間隔板とを一体化させていた。
【０００９】
さらに、高い透湿性を有する接着剤を用いて仕切板と間隔板（間隔保持板）とを一体化させ、仕切板の有効透湿面積の減少を抑えた全熱交換器が提案されている（例えば、特許文献３参照）。この従来例では、仕切板と間隔板とを、親水基を持ち、吸湿性及び水分拡散性の大きなフッ素系樹脂または炭化水素系樹脂で接着していた。
【００１０】
【特許文献１】ＷＯ２００２／０９９１９３
【特許文献２】特開２００２−３１０５８９号公報
【特許文献３】特開２００５−２４２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
近年、熱交換器においては、更なる潜熱交換効率の向上が要求されてきている。
しかし、特許文献２に記載の従来の全熱交換器における透湿膜は、塩化リチウムなどの吸湿剤が含有された基材に比べて透湿性が劣るものであり、潜熱交換効率の向上の要求に対応できないという課題が生じた。
【００１２】
また、特許文献３に記載の全熱交換器において使用される接着剤には、パーフルオロスルホン酸のような高価な化合物が含まれるフッ素系樹脂を使用したり、毒性が高く、かつ、臭気の強いスチレンなどのアリルビニル化合物を含む炭化水素化合物を使用したりする必要があった。また、フッ素系樹脂や炭化水素化合物の溶剤には、臭気や有害性のある有機溶剤を使用する必要があり、有機溶剤の入念な除去には、高温で長時間乾燥させるなどの煩わしい工程が必要となる。
【００１３】
この発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、吸湿剤が含有された仕切板の実質有効透湿面積を減少させることなく、また、透湿性の低い透湿膜を使用することなく、仕切板と間隔板との間を安定、かつ強固に接着することが可能であり、かつ塩化リチウムが含有され、毒性が低く、臭気の弱い接着剤によって仕切板と間隔板とが一体化された全熱交換器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、気体遮蔽性を有する仕切板と仕切板の間隔を保持する間隔板を有し、仕切板を隔てて二種の気流を流動させ、仕切板を介して二種の気流の顕熱および潜熱を熱交換させる全熱交換器に関するものあり、仕切板および間隔板は、潮解性のアルカリ塩またはアルカリ土類金属塩の少なくとも一方からなる吸湿剤を含有し、仕切板と間隔板とが、カルボキシル基と水酸基の少なくとも１つを含む水溶性非イオン性樹脂に塩化リチウムを含有させた混合物の水溶液からなる接着剤によって接着されている。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の全熱交換器によれば、それぞれ潮解性の吸湿剤を含む仕切板と間隔板との間が、塩化リチウムの含有された接着剤によって接着されているので、接着剤が高い透湿性を有し、仕切板における有効透湿面積を減少させることなく、安定、かつ強固に仕切板と間隔板とを一体化することができる。
また、この発明の全熱交換器によれば、透湿性の低い透湿膜を使用する必要がなく、仕切板の透湿度を高く維持することができる。
また、この発明の全熱交換器によれば、接着剤は、毒性が低く、かつ、臭気が弱い水溶性非イオン性樹脂に塩化リチウムを含有させた混合物の水溶液であるので、毒性が高く、かつ、臭気の強い有機溶剤を除去するなどのわずらわしい工程を必要とすることなく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
図１はこの発明による全熱交換器の斜視図、図２は図１に示される全熱交換器において、仕切り板と間隔板の接合部を拡大した断面図、図３はこの発明による全熱交換器の単位構成部材の斜視図である。
【００１７】
図１および図２において、全熱交換器１は、給気の気流が通される給気層２と、排気の気流が通される排気層３とが透湿性を有する仕切板４を介して交互に積層された積層体で構成される。給気層２には、仕切板４に沿って給気の気流を導く給気通路５が設けられている。排気層３には、仕切板４に沿って排気の気流を導く排気通路６が設けられている。給気通路５および排気通路６は、各仕切板４の間隔を保持する波形の間隔板７によりそれぞれ形成されている。また、給気の気流が給気通路５により導かれる方向Ａと、排気の気流が排気通路６により導かれる方向Ｂとは互いに直交している。
【００１８】
仕切板４は、無孔質の紙からなる第１の基材と第１の基材に含有された潮解性を有する吸湿剤とで構成される。吸湿剤は、例えば塩化リチウムなどのアルカリ金属塩や塩化カルシウムなどのアルカリ土類金属塩などであり、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩の少なくとも一方が第１の基材に含有されている。また、第１の基材としては、紙の中でもセルロース繊維のみで構成されるもの、さらに、樹脂膜、ポリオレフィンやポリエステル等の不織布、金属繊維、ガラス繊維などの多孔質部材を使用することも可能である。
【００１９】
また、仕切板４には、給気と排気との間で、気体を混合させることなく、温度とともに湿度の交換を行うため、気体遮蔽性が必要となる。仕切板４は、厚さ方向の透気度（ＪＩＳ  Ｐ１８８７）が、５０００秒／１００ｃｃ（ｃｍ３）以上のもの、即ち、ＪＩＳ  Ｐ１８８７に準拠した透気度の測定において、面積６４５ｍｍ２の仕切板４を１００ｃｍ３の空気が透過するのに要する時間が５０００秒以上であるものが用いられる。なお、これ以降に示される透気度の数値は、ＪＩＳ  Ｐ８１１７に準じた透気度の測定により得られたものを示している。
【００２０】
仕切板４の厚さは、特に限定されるものではないが、１０μｍより薄くなると、強度が低下し、また、前述の気体遮蔽性の条件を満たすことが難しくなる。また、１００μｍを超えると高い透湿性を維持することが難しくなる場合が多い。従って、仕切板４の厚さは、好ましくは１０μｍ〜１００μｍである。
【００２１】
そして、仕切板４に含有される吸湿剤の量は、高い透湿性を維持する必要性から、好ましくは仕切板４の面積１ｍ２当たり２ｇ以上、さらに好ましくは４ｇ以上である。さらに、仕切板４の吸湿剤の含有量は、多いほど仕切板４の透湿度が大きくなるため、透湿度の観点からは可能な限り多い方が好ましい。ただし、第１の基材に含有される吸湿剤の増加の割合に対する透湿度の上昇の割合は、吸湿剤の含有量が１ｍ２当たり１０ｇを超えると緩やかになり、２０ｇを超えるとごく微小なものとなる。従って、第１の基材に含有される吸湿剤は、コストおよび透湿性に対する効果を考慮すると、１ｍ２当たり２０ｇ以下に抑えるのが妥当である。
【００２２】
また、間隔板７は、波形に成形された加工紙からなる第２の基材と第２の基材に含有された潮解性を有する吸湿剤とで構成される。また、間隔板７の縦および横サイズは仕切板４の縦および横サイズと同じ大きさである。吸湿剤としては上記第１の基材に含有させた吸湿剤と同様のものが使用される。
また、間隔板７は、仕切板４の間隔を一定に保ち、給気通路５および排気通路６における通気性が問題なく確保されているものであれば、厚さおよび形状は限定されるものではないが、第２の基材の厚さは５０μｍ〜２００μｍの範囲内に設定されている。さらに、第２の基材の材料は、加工紙以外の紙、樹脂などを用いることも可能である。但し、第２の基材には高い気体遮蔽性は必要ない。また、第２の基材に含有される吸湿剤の量は、仕切板４における第１の基材に含有される吸湿剤の含有量と同等である。
【００２３】
そして、仕切板４と間隔板７との間は接着剤８にて固着されている。
接着剤８は、カルボキシル基と水酸基の少なくとも一方を有し、毒性が低く、かつ、臭気の弱い水溶性非イオン性樹脂（接着剤樹脂）に塩化リチウムを含有させた混合物を水に溶解させたものである。
水溶性非イオン性樹脂としては、カルボキシル基を有するポリアクリル酸、ポリアクリル酸共重合物、ポリメタクリル酸共重合物およびアルギン酸などのポリカルボキシル酸樹脂や、水酸基を有するポリビニルアルコールなどのポリヒドロキシ樹脂などが用いられる。中でも接着性が強く汎用性のあるポリアクリル酸およびポリビニルアルコールを用いるのが好ましい。
【００２４】
さらに、接着剤８には、耐水性および耐熱性を高める目的で、上記のポリカルボキシル酸樹脂やポリヒドロキシ樹脂を架橋させたものでもよい。
ポリカルボキシル酸樹脂を架橋する場合には、架橋剤として、グリセリンやポリビニルアルコールのように１分子中に水酸基を２つ以上含む低分子、または高分子のポリオール化合物、アジピン酸ジヒドラジドのようなジヒドラジド化合物、加熱により活性イソシアネート基を再生する水系ブロック化イソシアネート化合物などが用いられる。
【００２５】
ポリヒドロキシ樹脂を架橋する場合には、架橋剤として、アジピン酸やポリアクリル酸のような１分子中にカルボキシル酸基を２つ以上含む低分子または高分子のポリカルボキシル酸化合物や水系ブロック化イソシアネート化合物などが用いられる。
【００２６】
次に、全熱交換器１の動作について説明する。
例えば、冷たくて乾燥した外気が給気として給気層２に通され、暖かくて湿気の高い室内空気が排気として排気層３に通されると、給気及び排気の各気流（二種の気流）が各仕切板４を隔てて流れる。このとき、仕切板４を熱及び水蒸気が通り、給気と排気との間で顕熱及び潜熱の熱交換が各仕切板４を介して行われる。これにより、給気は暖められるとともに加湿されて室内に供給され、排気は冷やされるとともに減湿されて室外へ排出される。
【００２７】
次に全熱交換器１の製造方法について説明する。
全熱交換器１は、単位構成部材９が積層されて構成される。単位構成部材９は、図３に示されるように、仕切板４と間隔板７とを一体化して構成されている。この単位構成部材９０は、加工紙が波形に成形された間隔板７の尖端部のうち、加工紙の表面側（一側）の尖端部１０に接着剤８をローラなどにより塗布した後、仕切板４の表面に一側の尖端部１０を合わせて間隔板７を配置し、接着剤８を乾燥させることにより、製造される。
【００２８】
そして、複数の単位構成部材９それぞれの紙の裏面側（他側）の尖端部１１に接着剤８を塗布し、単位構成部材９の間隔板７の波溝の方向が交互に直交するように単位構成部材９を所望の数だけ積層させる。また、最上段の単位構成部材９の間隔板７の他側の尖端部１１には、仕切板４のみを配置させている。そして、接着剤８を乾燥させることにより、仕切板４と間隔板７とが一体化された全熱交換器１が得られる。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明する。
実施例１．
仕切板は、厚さが３０μｍで、塩化リチウムが４ｇ／ｍ２含有された無孔質の紙からなり、透気度が３００００秒／１００ｃｃの第１の基材を用いた。
間隔板は、厚さ１００μｍで、塩化リチウムが４ｇ／ｍ２含有された加工紙からなる第２の基材を用いた。
接着剤には、平均分子量が８０００００である接着剤樹脂としてのポリアクリル酸（ＰＡＡ）と塩化リチウムとの混合物において、塩化リチウムが３３ｗｔ％含有される混合物を１０ｗｔ％含有させた水溶液を用いた。
【００３０】
そして、間隔板の一側の尖端部に接着剤を塗布し、間隔板と仕切板とを重ね合わせ、接着剤を８０℃で１時間乾燥させることで単位構成部材を得た。また、このとき、間隔板の一側の尖端部に塗布された接着剤の塗布幅は１ｍｍとし、接着剤の塗布量が乾燥後に１５±３ｇ／ｍ２となるようにその厚さを調整した。
さらに、単位構成部材の他側の尖端部に接着剤を塗布し、単位構成部材を複数層積み重ね、接着剤を８０℃で１時間乾燥させて、３０ｃｍ×３０ｃｍ×５０ｃｍの全熱交換器を得た。
【００３１】
実施例２．
接着剤として、ポリアクリル酸と塩化リチウムとの混合物において、塩化リチウムが２０ｗｔ％含有される混合物を１０ｗｔ％含有させた水溶液を用いて、実施例１と同様に全熱交換器を得た。他の構成は実施例１と同様である。
【００３２】
実施例３．
接着剤として、ポリアクリル酸と塩化リチウムとの混合物において、塩化リチウムが１０ｗｔ％含有される混合物を１０ｗｔ％含有させた水溶液を用いて、実施例１と同様に全熱交換器を得た。他の構成は実施例１と同様である。
【００３３】
実施例４．
仕切板として、塩化リチウムが２ｇ／ｍ２含有された第１の基材を用い、間隔板として、塩化リチウムが２ｇ／ｍ２含有された第２の基材を用いて、実施例１と同様に全熱交換器を得た。他の構成は実施例１と同様である。
【００３４】
実施例５．
仕切板として、塩化リチウムが８ｇ／ｍ２含有された第１の基材を用い、間隔板として、塩化リチウムが８ｇ／ｍ２含有された第２の基材を用いて、実施例１と同様に全熱交換器を得た。他の構成は実施例１と同様である。
【００３５】
実施例６．
仕切板として、塩化カルシウムが４ｇ／ｍ２含有された第１の基材を用い、間隔板として、塩化カルシウムが４ｇ／ｍ２含有された第２の基材を用いて、実施例１と同様に全熱交換器を得た。他の構成は実施例１と同様である。
【００３６】
実施例７．
接着剤として、重合度１７００、けん化度９８％の接着剤樹脂としてのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）と塩化リチウムとの混合物において、塩化リチウムが２０ｗｔ％含有される混合物を１０ｗｔ％含有させた水溶液を用いて、実施例１と同様に全熱交換器１を得た。他の構成は実施例１と同様である。
【００３７】
実施例８．
接着剤として、ポリアクリル酸と塩化リチウムとの混合物において、塩化リチウムが２０ｗｔ％含有される混合物を１０ｗｔ％含有させた水溶液を用いた。さらに、接着剤に、ポリアクリル酸１０重量部に対し、１重量部の割合で架橋剤としてのアジピン酸ジヒドラジドを添加した。そして、実施例１と同様にして全熱交換器を得た。他の構成は実施例１と同様である。
【００３８】
実施例９．
接着剤として、ポリアクリル酸と塩化リチウムとの混合物において、塩化リチウムが５ｗｔ％含有される混合物を１０ｗｔ％含有させた水溶液を用いて、実施例１と同様に全熱交換器１を得た。他の構成は実施例１と同様である。
【００３９】
実施例１０．
接着剤として、ポリアクリル酸と塩化リチウムとの混合物において、塩化リチウムが５ｗｔ％含有される混合物を１０ｗｔ％含有させた水溶液用を用いた。さらに、仕切板として、塩化リチウムが８ｇ／ｍ２含有された第１の基材を用い、間隔板として、塩化リチウムが８ｇ／ｍ２含有された第２の基材を用いて、実施例１と同様にして全熱交換器１を得た。他の構成は実施例１と同様である。
【００４０】
比較例１．
仕切板および間隔板として、吸湿剤が含有されないもの（含有量が０ｇ／ｍ２）を用い、実施例１と同様にして全熱交換器１を得た。他の構成は実施例１と同様に構成されている。
【００４１】
比較例２．
接着剤として、接着剤樹脂としてのポリ酢酸ビニル重合体（ＰＶＡｃ）のみを１０ｗｔ％含有させた水性エマルジョンを用いて、実施例１と同様に全熱交換器１を得た。他の構成は実施例１と同様に構成されている。
【００４２】
比較例３．
接着剤として、ポリアクリル酸のみを１０ｗｔ％含有させた水溶液を用い、実施例１と同様にして全熱交換器１を得た。他の構成は実施例１と同様である。
【００４３】
次に、実施例１〜１０および比較例１〜３の各全熱交換器の性能評価について説明する。全熱交換器において、給気と排気との間の熱および湿度の交換効率の評価を、ＪＩＳ  Ｂ  ８６２８（全熱交換器）の付属書４内の２室法に準じた方式で行った。なお、熱交換効率および湿度交換効率の評価では、１次気流（給気）の条件が温度２７℃、相対湿度５２．７％ＲＨ、２次気流（排気）の条件が温度３５℃、相対湿度６４．３％とされている。
【００４４】
また、全熱交換器において、初期状態で測定した圧力損失と、以下に説明する乾湿繰り返し試験の後に測定した圧力損失とを比較し、全熱交換器における給気および排気の通気性の変動を圧力損失の観点から評価した。
乾湿繰り返し試験は、６０℃、相対湿度９０％ＲＨの空気が充填された密閉容器に各全熱交換器を２４時間放置し、さらに密閉容器内に充填された空気を２５℃、４５％ＲＨにして、２４時間放置することを５サイクル繰り返すことにより行った。
なお、圧力損失の測定は、初期状態および乾湿繰り返し試験を実施後の各全熱交換器とも、給気流路、排気流路の両方向に対して行い、圧力損失の大きい方のデータを採用した。
なお、初期の圧力損失に対する乾湿繰り返し試験後の圧力損失の増大が抑制されているほど、乾湿繰り返し試験の影響を受けずに給気流路および排気流路を問題なく給気および排気が流れていることを示す。
【００４５】
圧力損失の測定結果では、初期状態の圧力損失に対して、乾湿繰り返し試験後の圧力損失が１０５％未満であるときに全熱交換器は、乾湿繰り返し試験によって圧力損失はほぼ増大されないものとして優判定（◎）、初期の圧力損失に対して、乾湿繰り返し試験後の圧力損失が１０５％以上１２０％未満であるときには、乾湿繰り返し試験によって圧力損失はやや増大されるものの、実用上問題ないものとして良判定（○）、さらに、乾湿繰り返し試験後の圧力損失が初期の圧力損失の１２０％以上であるときには、圧力損失が増大しすぎて、給気流路および排気流路の通気が阻害され、実用上の信頼性が損なわれるレベルと判断して不可判定（×）とした。
【００４６】
実施例１〜１０および比較例１〜３の各全熱交換器の性能評価の結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
表１には、各全熱交換器において接着剤に用いられた接着剤樹脂の種類、接着剤における架橋剤の有無、接着剤中の塩化リチウム（ＬｉＣｌ）と接着剤樹脂との混合物における塩化リチウムの含有量［ｗｔ％］（接着剤中の塩化リチウム含有量［ｗｔ％］）、仕切板および間隔板に含有された吸湿剤の種類、仕切板および間隔板の吸湿剤の含有量［ｇ／ｍ２］、全熱交換器の温度交換率、全熱交換器の湿度交換率および初期の圧力損失と乾湿繰り返し試験後の圧力損失とを比較した結果を記載している。
なお、説明の便宜上、仕切板および間隔板に含有された吸湿剤の種類、仕切板および間隔板の吸湿剤の含有量を、単に仕切板に含有された吸湿剤の種類および仕切板の吸湿剤含有量と記載する。
【００４９】
また、表１において、全熱交換器の温度交換率、全熱交換器の湿度交換率の値は、実施例１の全熱交換器の温度交換効率および湿度交換効率をそれぞれ１００としたときの相対値として示した。実施例１の全熱交換器のおける温度交換効率、湿度交換効率および乾湿繰り返し試験前後の圧力損失とも、実用上要求されるレベルを問題なく満たしていることから実施例１の全熱交換器を基準として採用した。
【００５０】
全熱交換器の温度交換率の性能評価において、実施例１〜１０および比較例１〜３の全熱交換器の間に変化はみられなかった。
また、全熱交換器の湿度交換効率の性能評価において、実施例２〜１０の全熱交換器、つまり、仕切板および間隔板の双方に吸湿剤が含有され、また、接着剤に塩化リチウムが含有されている全熱交換器の湿交換効効率は、実施例１の全熱交換器のそれに対して８８％以上の値を示し、比較例１〜比較例３の全熱交換器の湿度交換効率よりも高かった。さらに、接着剤中の塩化リチウムの含有量が１０％以上である実施例１〜８の全熱交換器の湿度変換効率は、安定して高い湿度交換効率を示し、その値は実施例１の全熱交換器のそれに対して９０％以上であった。
【００５１】
また、仕切板に含有された塩化リチウムの量が４ｇ／ｍ２であり、接着剤中の塩化リチウムの含有量がそれぞれ３３ｗｔ％、２０ｗｔ％、１０ｗｔ％および５ｗｔ％である実施例１〜実施例３および実施例９の全熱交換器の湿度交換効率は、それぞれ１００％、９８％、９５％および８８％であり、接着剤中の塩化リチウムの含有量が増大されるほど全熱交換器の湿度交換効率が高くなることがわかった。
【００５２】
また、接着剤中に含有された塩化リチウムの量が３３ｗｔ％であり、仕切板の塩化リチウムの含有量がそれぞれ４ｇ／ｍ２、２ｇ／ｍ２および８ｇ／ｍ２である実施例１、実施例４および実施例５の全熱交換器の湿度交換効率は、それぞれ１００％、９０％および１１０％であり、仕切板の吸湿剤含有量が多いほど湿度交換効率が高い値を示す結果となった。
【００５３】
また、接着剤中の塩化リチウムの含有量が１０％以上、かつ、仕切板の吸湿剤含有量が４ｇ／ｍ２以上であれば、実施例１〜実施例３および実施例５〜実施例８の全熱交換器における湿度交換効率は９３％以上の高い値となることがわかった。
また、接着剤の接着剤樹脂にポリビニルアルコールが用いられた実施例７の全熱交換器の湿度交換効率は９９％であり、接着剤樹脂にポリアクリル酸が用いられた実施例１の全熱交換器の湿度交換効率とほぼ同じ値となった。
【００５４】
また、仕切板の吸湿剤が異なる実施例１および実施例６の全熱交換器の湿度交換効率は、それぞれ１００％および９３％であり、仕切板に吸湿剤として塩化カルシウムより塩化リチウムを含有させた方が、効率よく湿度交換を行われることがわかった。但し、仕切板に含有される吸湿剤が塩化カルシウムであっても、大きく湿度交換効率が劣化することはなかった。
一方、前述のように、比較例１〜３の全熱交換器の湿度交換効率の値は、いずれにおいても実施例１〜実施例１０の全熱交換器の湿度交換効率の値より低く、８８％以下であった。また、比較例１の全熱交換器の湿度交換効率は特に低い値を示し、４０％であった。
【００５５】
また、乾湿繰り返し試験前後の圧力損失の評価において、実施例１〜実施例７、実施例９および実施例１０の全熱交換器は良判定、実施例８の全熱交換器は優判定を得た。一方、比較例１〜比較例３の全熱交換器の圧力損失は、乾湿繰り返し試験後に増大され、不良判定となった。
【００５６】
次いで、上記評価結果について検討する。
実施例１〜１０の全熱交換器は、仕切板に吸湿剤（塩化リチウムまたは塩化カルシウム）が含有され、また、接着剤には、塩化リチウムが含有されているので、仕切板および接着剤は高い透湿性を有する。従って、接着剤に塩化リチウムを含有させたことにより、間隔板と仕切板との界面における接着剤の塗布部位でも透湿性が確保され、仕切板の有効透湿面積が減少されることが回避される。
【００５７】
一方、比較例２および比較例３の全熱交換器では、接着剤に塩化リチウムが含有されていないので、接着剤の塗布部位における透湿性が損なわれ、仕切板における有効透湿面積が減少されるものと判断される。
従って、実施例１〜１０の湿度交換効率は、接着剤に塩化リチウムが含有されない比較例２および比較例３の全熱交換器の湿度交換効率より値が大きくなったものと判断される。また、比較例１は、給気および排気の間の湿度交換を介在する仕切板自体に吸湿剤が含有されていないので、著しく湿度交換効率が低下されたものと判断される。
【００５８】
また、仕切板に含有される吸湿剤および接着剤に含有された塩化リチウムの量が多いほど仕切板および接着剤の透湿性が増し、全熱交換器の湿度交換効率が高い値を示したものと判断される。
特に、接着剤中の塩化リチウムの含有量が１０ｗｔ％以上である場合には、接着剤の透湿性が十分に得られるものと判断される。また、仕切板に含有される吸湿剤の含有量が４ｇ／ｍ２以上の場合に仕切板の透湿性が十分に得られるものと判断される。
【００５９】
また、実施例１〜実施例１０の全熱交換器の製造においては、接着剤が塗布された間隔板の尖端部に仕切板が合わせられると、仕切板および間隔板のそれぞれに含有されている潮解性の吸湿剤が接着剤に溶解される。
接着剤中に吸湿剤が溶解されると、接着剤中の吸湿剤の濃度が高くなる一方で吸湿剤の溶解度が下がる、いわゆる塩析効果が生じ、塩析効果が生じると接着剤の粘性が増大される。これにより、接着剤は仕切板および間隔板の内部に浸入することが抑制されて、仕切板および間隔板との界面に接着剤樹脂としてのポリアクリル酸およびポリビニルアルコールが十分に残存されるものと判断される。
【００６０】
従って、仕切板と間隔板との間が安定、かつ強固に固定されるので乾湿繰り返し試験後においても、全熱交換器の形状は変化することなく安定されるので、圧力損失の増大が抑制されたものと判断される。
【００６１】
一方、塩析効果が期待できない比較例１〜３では、接着剤が仕切板および間隔板の内部に浸入するため仕切板と間隔板との界面に残存する接着剤樹脂が減少し、接着力が弱まる。また、乾湿繰り返し試験の結果、仕切板および間隔板の第１および第２の基材が伸縮を繰り返し、仕切板と間隔板との位置関係がずれたりして、圧力損失が増大したものと判断される。
【００６２】
ここで、予め接着剤中の混合物における塩化リチウムの含有量をさらに増大させても、接着剤の粘性が増大されるが、その粘性によって、間隔板へ均一に接着剤を塗布することが難しくなるため好ましくない。混合物における塩化リチウムの含有量が３３ｗｔ％を超えると、均一に接着剤を間隔板の尖端部に塗布することが難しくなる。
【００６３】
また、架橋剤が添加された接着剤は、耐水性が高められるので、実施例８の全熱交換器の性能試験結果に示されるように、乾湿繰り返し試験後の圧力損失の増大が最も抑制されたものと判断される。
【００６４】
この発明による全熱交換器は、潮解性を有するアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩からなる吸湿剤を含有して高い透湿性を有する仕切板４と間隔板７との間が、カルボキシル基または水酸基の少なくとも１つを含み、毒性の低い、かつ、臭気の弱い接着剤樹脂としての水溶性非イオン樹脂に塩化リチウムを含有させた混合物の水溶液である接着剤８に用いて一体化されている。また、接着剤樹脂には、接着力が強く、汎用性のあるポリアクリル酸およびポリビニルアルコールが用いられている。
【００６５】
従って、この発明の全熱交換器によれば、接着剤に塩化リチウムが含有されているので、接着剤が高い透湿性を有し、仕切板における有効透湿面積を減少させることなく、仕切板と間隔板との間を一体化することができる。
また、従来の全熱交換器のように透湿性に劣る透湿膜を必要としないので、湿度交換効率を向上させることができる。特に、仕切板に含有される吸湿剤の含有量が４ｇ／ｍ２以上の場合には、仕切板４の透湿性が十分に得られ、湿度交換効率をより向上させることができる。また、接着剤８中の塩化リチウムの含有量が、１０ｗｔ％以上かつ３３ｗｔ％以下であれば、接着剤８の透湿性は十分であり、湿度交換効率をより向上させることができると同時に、均一に塗布された接着剤８によって仕切板４と間隔板７とを一体化することができる。
【００６６】
また、接着剤８は、毒性の低い、かつ、臭気の弱い接着剤樹脂としての水溶性非イオン樹脂に塩化リチウムを含有させた混合物の水溶液であるので、従来の全熱交換器のように臭気や有害性のある有機溶剤を除去するなどのわずらわしい工程を必要とすることなく製造することができる。
【００６７】
また、仕切板４と間隔板７の界面では、仕切板４および間隔板７のそれぞれに含有されている潮解性の吸湿剤が接着剤８に溶解されることにより塩析効果が生じて接着剤の粘性が増大し、接着剤８が仕切板４および間隔板７の内部に浸透することがなくなるので、仕切板４と間隔板７との間が安定、かつ強固に接着され、乾湿繰り返し試験後の圧力損失の増大を抑えることができる。つまりは、湿度や温度が変化される環境化に配置されても圧力損失を増大させることのない信頼性のおける全熱交換器１を得ることができる。
【００６８】
また、接着剤樹脂として接着性が強く、汎用性のあるポリアクリル酸およびポリビニルアルコールを用いることにより、接着剤８が容易にかつ安価に調達でき、仕切板４と間隔板７との間が安定、かつ強固に接着された全熱交換器の製造コストを低減することができる。
また、架橋剤が添加された接着剤８を用いることにより、乾湿繰り返し試験後の圧力損失の増大を一層、抑制することができる。
【００６９】
なお、上記説明では、仕切板４および間隔板７における吸湿剤のそれぞれの含有量は、同等の量であると説明したが、仕切板４および間隔板７の吸湿剤のそれぞれの含有量は、異なるものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明による全熱交換器の斜視図である。
【図２】図１に示される全熱交換器において、仕切り板と間隔板の接合部を拡大した断面図である。
【図３】この発明による全熱交換器の単位構成部材の斜視図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  全熱交換器、４  仕切板、７  間隔板。
【図１】
2007315649.tif 000004
【図２】
2007315649.tif 000005
【図３】
2007315649.tif 000006