JP6927969B2 - 全熱交換素子用紙 - Google Patents
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Description
この熱交換器は、伝熱性と透湿性とを有する平板状の仕切板と2枚の仕切板の間に挟んで空気流路を確保する間隔板からなり、仕切板と間隔板を複数層に重ね合わせた基本構造を有している。間隔板は鋸波状又は正弦波状の波形に成形された波板であり、その波形の成形方向を直交方向へ交互に変えて仕切板の間に挟着されている。これにより、間隔板と仕切板から構成される各層間に、二系統の流体通路が一層おきに交互に直交するように構成されている。
特許文献1には、多孔質基材に吸湿剤と水溶性高分子物質の混合溶液を含浸若しくは塗布することにより得られる吸放湿性と空気遮蔽性を有する全熱交換器エレメント用紙が開示されている。
特許文献2には、高叩解度の原料を抄紙した基紙に吸湿剤を塗工使用することで、水溶性高分子物質を用いずに空気遮蔽性と吸湿性の優れた全熱交換素子用紙が得られることが開示されている。
特許文献3には、吸湿剤にアルカリ金属塩を配合した厚さ10〜50ミクロンの空気遮蔽性の優れた熱交換器用仕切部材が記載されている。
特許文献4には、製紙用繊維にミクロフィブリル化セルロースと吸放湿性粉体であるシリカゲルや水酸化アルミニウムを配合してなる吸放湿性を有する全熱交換器用紙が開示されている。
特許文献5には、吸湿剤に塩化カルシウムを使用し、ブロッキング防止剤を配合した紙基材を用いた全熱交換器用紙が開示されている。
本発明の課題を解決するための手段は、以下のとおりである。
1.製紙用繊維、吸湿剤、セルロースナノファイバーを含有することを特徴とする全熱交換素子用紙。
2.前記製紙用繊維が、セルロース繊維であることを特徴とする1.に記載の全熱交換素子用紙。
3.前記セルロースナノファイバーが、カルボキシメチル化セルロースナノファイバー、カルボキシル化セルロースナノファイバー、カチオン化セルロースナノファイバー、エステル化セルロースナノファイバーの少なくとも一種であることを特徴とする1.または2.に記載の全熱交換素子用紙。
4.前記吸湿剤が、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩のいずれかであることを特徴とする1.〜3.のいずれかに記載の全熱交換素子用紙。
5.透気抵抗度が700秒以上であることを特徴とする1.〜4.のいずれかに記載の全熱交換素子用紙。
6.製紙用繊維からなる基紙の少なくとも片面に、吸湿剤とセルロースナノファイバーとを含有する薬液を塗工することを特徴とする全熱交換素子用紙の製造方法。
(1)製紙用繊維
本発明の全熱交換素子用紙の原料として使用する製紙用繊維は、針葉樹パルプ、広葉樹パルプ等の木材パルプ、亜麻、アバカ、ケナフ、竹、バガスなどの非木材原料から得られる非木材パルプ等から得られるセルロース繊維が挙げられる。セルロース繊維の蒸解方法や漂白の有無および漂白方法は特に限定されない。また、セルロース繊維の他に、接着性、寸法安定性、賦形性向上などの目的でポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、リヨセル繊維などの合成繊維や半合成繊維を配合することができる。
セルロースナノファイバーは、セルロース原料を、必要に応じ化学変性処理した後で、解繊処理することにより得られる微細繊維である。セルロースナノファイバーの平均繊維径は、通常3nm以上500nm以下程度である。平均繊維径及び平均繊維長は、電界放出型走査電子顕微鏡(FE−SEM)を用いて、30本以上の繊維を観察した結果から得られる繊維径及び繊維長を平均することによって得ることができる。
セルロースナノファイバーの平均アスペクト比は、通常10以上である。上限は特に限定されないが、通常は1000以下である。平均アスペクト比は、下記の式により算出することができる。
平均アスペクト比=平均繊維長/平均繊維径
セルロースナノファイバーの原料であるセルロース原料の由来は、特に限定されないが、例えば、植物(例えば、木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、農地残廃物、布、パルプ(針葉樹未漂白クラフトパルプ(NUKP)、針葉樹漂白クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹未漂白クラフトパルプ(LUKP)、広葉樹漂白クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹未漂白サルファイトパルプ(NUSP)、針葉樹漂白サルファイトパルプ(NBSP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、再生パルプ、古紙等)、動物(例えばホヤ類)、藻類、微生物(例えば酢酸菌(アセトバクター))等が挙げられる。本発明で用いるセルロース原料は、これらのいずれかであってもよいし2種類以上の組み合わせであってもよいが、好ましくは植物又は微生物由来のセルロース原料(例えば、セルロース繊維)であり、より好ましくは植物由来のセルロース原料(例えば、セルロース繊維)である。
セルロース原料の数平均繊維径は特に制限されないが、一般的なパルプである針葉樹クラフトパルプの場合は30μm以上60μm以下程度、広葉樹クラフトパルプの場合は10μm以上30μm以下程度である。その他のパルプの場合、一般的な精製を経たものは50μm程度である。例えばチップ等の数cm大のものを精製したものである場合、リファイナー、ビーター等の離解機で機械的処理を行い、50μm程度に調整することが好ましい。
セルロース原料は、グルコース単位あたり3つのヒドロキシル基を有しており、各種の化学変性処理を行うことが可能である。本発明では、これらに対して変性を行ってもよく、また行わなくてもよいが、化学変性処理を行った方が、繊維の微細化が十分に進み、均一な繊維長及び繊維径が得られる。
セルロース原料を変性するための変性方法は特に制限されないが、例えば、酸化(カルボキシル化)、エーテル化(カルボキシメチル化)、カチオン化、エステル化、リン酸化、シランカップリング、フッ素化などの化学変性が挙げられる。中でも、酸化(カルボキシル化)、エーテル化(カルボキシメチル化)、カチオン化、エステル化が好ましく、以下ではこれらの詳細な方法について説明する。
酸化によりセルロース原料を変性する場合、得られる酸化セルロース又はセルロースナノファイバーの絶乾重量に対するカルボキシル基の量は、好ましくは0.5mmol/g以上、より好ましくは0.8mmol/g以上、さらに好ましくは1.0mmol/g以上である。上限は、好ましくは3.0mmol/g以下、より好ましくは2.5mmol/g以下、さらに好ましくは2.0mmol/g以下である。従って、0.5mmol/g以上3.0mmol/g以下が好ましく、0.8mmol/g以上2.5mmol/g以下がより好ましく、1.0mmol/g以上2.0mmol/g以下がさらに好ましい。
酸化の方法は特に限定されないが、1つの例としては、N−オキシル化合物、及び、臭化物、ヨウ化物若しくはこれらの混合物からなる群より選択される物質の存在下で酸化剤を用いて水中でセルロース原料を酸化する方法が挙げられる。この方法によれば、セルロース表面のグルコピラノース環のC6位の一級水酸基が選択的に酸化され、アルデヒド基、カルボキシル基、及びカルボキシレート基からなる群より選ばれる基が生じる。反応時のセルロース原料の濃度は特に限定されないが、5重量%以下が好ましい。
N−オキシル化合物の使用量は、原料となるセルロースを酸化できる触媒量であれば特に制限されない。例えば、絶乾1gのセルロースに対して、0.01mmol以上が好ましく、0.02mmol以上がより好ましい。上限は、10mmol以下が好ましく、1mmol以下がより好ましく、0.5mmol以下がさらに好ましい。従って、N−オキシル化合物の使用量は絶乾1gのセルロースに対して、0.01mmol以上10mmol以下が好ましく、0.01mmol以上1mmol以下がより好ましく、0.02mmol以上0.5mmol以下がさらに好ましい。
酸化は、2段階以上の反応に分けて実施してもよい。例えば、1段階目の反応終了後に濾別して得られた酸化セルロースを、再度、同一又は異なる反応条件で酸化させることにより、1段階目の反応で副生する食塩による反応阻害を受けることなく、効率よく酸化させることができる。
カルボキシル基量の測定方法の一例を以下に説明する。酸化セルロースの0.5重量%スラリー(水分散液)60mlを調製し、0.1M塩酸水溶液を加えてpH2.5とした後、0.05Nの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHが11になるまで電気伝導度を測定する。電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階において消費された水酸化ナトリウム量(a〔ml〕)から、下式を用いてカルボキシル基量を算出することができる:
カルボキシル基量〔mmol/g酸化セルロース又はセルロースナノファイバー〕=a〔ml〕×0.05/酸化セルロース重量〔g〕
エーテル化としては、カルボキシメチル(エーテル)化、メチル(エーテル)化、エチル(エーテル)化、シアノエチル(エーテル)化、ヒドロキシエチル(エーテル)化、ヒドロキシプロピル(エーテル)化、エチルヒドロキシエチル(エーテル)化、ヒドロキシプロピルメチル(エーテル)化などが挙げられる。この中から一例としてカルボキシメチル化の方法を以下に説明する。
カルボキシメチル化によりセルロース原料を変性する場合、得られるカルボキシメチル化セルロース又はセルロースナノファイバー中の無水グルコース単位当たりのカルボキシメチル基置換度は、0.01以上が好ましく、0.05以上がより好ましく、0.10以上であることがさらに好ましい。上限は、0.50以下が好ましく、0.40以下がより好ましく、0.35以下がさらに好ましい。従って、カルボキシメチル基置換度は、0.01以上0.50以下が好ましく、0.05以上0.40以下がより好ましく、0.10以上0.35以下がさらに好ましい。
マーセル化の反応温度は、通常0℃以上であり、好ましくは10℃以上である。上限は通常70℃以下、好ましくは60℃以下である。従って、反応温度は、通常0℃以上70℃以下、好ましくは10℃以上60℃以下である。反応時間は、通常15分以上、好ましくは30分以上である。上限は、通常8時間以下、好ましくは7時間以下である。従って、通常は15分以上8時間以下、好ましくは30分以上7時間以下である。
A =[(100×F’−(0.1NのH2SO4)(mL)×F)×0.
1]/(水素型カルボキシメチル化セルロースの絶乾質量(g))
DS=0.162×A/(1−0.058×A)
A :水素型カルボキシメチル化セルロースの1gの中和に要する1N
のNaOH量(mL)
F’:0.1NのH2SO4のファクター
F :0.1NのNaOHのファクター
カチオン化によりセルロース原料を変性する場合、得られるカチオン化セルロースナノファイバーは、アンモニウム、ホスホニウム、スルホニウム等のカチオン、又は該カチオンを有する基を分子中に含んでいればよい。カチオン化セルロースナノファイバーは、アンモニウムを有する基を含むことが好ましく、四級アンモニウムを有する基を含むことがより好ましい。
カチオン化セルロースのグルコース単位当たりのカチオン置換度は、カチオン化剤の添加量、水及び/又はアルコールの組成比率のコントロールによって調整することができる。カチオン置換度とは、セルロースを構成する単位構造(グルコピラノース環)あたりの導入された置換基の個数を示す。言い換えると、カチオン置換度は、「導入された置換基のモル数をグルコピラノース環の水酸基の総モル数で割った値」として定義される。純粋セルロースは単位構造(グルコピラノース環)あたり3個の置換可能な水酸基を有しているため、カチオン置換度の理論最大値は3(最小値は0)である。
カチオン置換度=(162×N)/(1−151.6×N)
N :窒素含有量
エステル化の方法は特に限定されないが、例えば、セルロース原料に対し下記化合物Aを反応させる方法が挙げられる。セルロース原料に対し化合物Aを反応させる方法としては例えば、セルロース原料に化合物Aの粉末又は水溶液を混合する方法、セルロース原料のスラリーに化合物Aの水溶液を添加する方法等が挙げられる。これらのうち、反応の均一性が高まり、且つエステル化効率が高くなることから、セルロース原料又はそのスラリーに化合物Aの水溶液を混合する方法が好ましい。
セルロース原料の解繊は、セルロース原料に変性処理を施す前に行ってもよいし、後に行ってもよい。また、解繊は、一度に行ってもよいし、複数回行ってもよい。複数回の場合それぞれの解繊の時期はいつでもよい。
解繊に用いる装置は特に限定されないが、例えば、高速回転式、コロイドミル式、高圧式、ロールミル式、超音波式などのタイプの装置が挙げられ、高圧又は超高圧ホモジナイザーが好ましく、湿式の高圧又は超高圧ホモジナイザーがより好ましい。装置は、セルロース原料又は変性セルロース(通常は分散液)に強力なせん断力を印加できるものが好ましい。装置が印加できる圧力は、50MPa以上が好ましく、より好ましくは100MPa以上であり、さらに好ましくは140MPa以上である。装置は、セルロース原料又は変性セルロース(通常は分散液)に上記圧力を印加することができかつ強力なせん断力を印加できる、湿式の高圧又は超高圧ホモジナイザーが好ましい。これにより、解繊を効率的に行うことができる。
解繊(好ましくは高圧ホモジナイザーでの解繊)、又は必要に応じて解繊前に行う分散処理に先立ち、必要に応じて予備処理を行ってもよい。予備処理は、高速せん断ミキサーなどの混合、撹拌、乳化、分散装置を用いて行えばよい。
本発明において、セルロースナノファイバーは、分散液のまま用いてもよいが、必要に応じ乾燥処理を行うことにより、溶媒を一部あるいは完全に除去して、湿潤固形物あるいは乾燥固形物として用いてもよい。ここで湿潤固形物とは、分散液と乾燥固形物との中間の態様の固形物である。
乾燥処理を行う際には、再分散性を向上させるために、予めセルロースナノファイバーの分散液に水溶性高分子を混合させた上で乾燥処理を行ってもよい。水溶性高分子としては例えば、セルロース誘導体(カルボキシメチルセルロース及びその塩、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース)、キサンタンガム、キシログルカン、デキストリン、デキストラン、カラギーナン、ローカストビーンガム、アルギン酸、アルギン酸塩、プルラン、澱粉、かたくり粉、クズ粉、陽性澱粉、燐酸化澱粉、コーンスターチ、アラビアガム、ローカストビーンガム、ジェランガム、ゲランガム、ポリデキストロース、ペクチン、キチン、水溶性キチン、キトサン、カゼイン、アルブミン、大豆蛋白溶解物、ペプトン、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ソーダ、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、ポリアミノ酸、ポリ乳酸、ポリリンゴ酸、ポリグリセリン、ラテックス、ロジン系サイズ剤、石油樹脂系サイズ剤、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミド・ポリアミン樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアミン、植物ガム、ポリエチレンオキサイド、親水性架橋ポリマー、ポリアクリル酸塩、でんぷんポリアクリル酸共重合体、タマリンドガム、ジェランガム、ペクチン、グァーガム及びコロイダルシリカ並びにそれら1つ以上の混合物が挙げられる。この中でも、カルボキシメチルセルロース及びその塩を用いることが相溶性の点から好ましい。
吸湿剤は、塩化リチウム、乳酸ナトリウムのようなアルカリ金属塩、塩化カルシウム、塩化マグネシウムなどのアルカリ土類金属塩、リン酸アンモニウム、スルファミン酸アンモニウムなどのアンモニウム塩、スルファミン酸グアニジンや塩酸グアニジンなどのグアニジン塩などを使用することができ、特に吸湿性に優れ安価な塩化カルシウムが好適に使用できる。これらの化合物は単独でも2種類以上を混合してもよい。また、吸湿剤のうち難燃剤として使用できるものは、基紙に難燃性を付与するために配合することもできる。
本発明の全熱交換用素子用紙は、セルロースナノファイバーを含有する薬液と吸湿剤を含有する薬液とを、製紙用繊維からなる基紙に含浸または塗工することにより製造することができる。
セルロースナノファイバーを含有する薬液と吸湿剤を含有する薬液とは、同一の薬液とすることが、各成分の塗工量を正確に見積もることができるため好ましい。セルロースナノファイバーと吸湿剤とを含有する薬液は、セルロースナノファイバーの分散液に、吸湿剤を添加することにより得られる。セルロースナノファイバー分散液に添加する吸湿剤の割合は、固形分質量部でセルロースナノファイバーの1質量部に対し吸湿剤を2質量部以上30質量部以下、好ましくは5質量部以上20質量部以下配合する。吸湿剤の配合が2質量部未満では十分な透湿性が得られない。また、吸湿剤の配合割合が30質量部を越えると透気抵抗度が不足して好ましくない。
(1)坪量
250mm×200mmの大きさの試料を重量既知の秤量瓶に入れ、105℃で2時間乾燥した後の重量を測定し、試料1平方メートルあたりの絶乾重量を算出して、坪量(g/m2)とした。
基紙1平方メートルあたりに塗布した塗工液のウェット重量に塗工液の固形分濃度を乗じて全付着量(g/m2)とした。また、塗工液に含まれるセルロースナノファイバーと吸湿剤の固形分構成比で全付着量を案分してセルロースナノファイバー付着量(g/m2)と吸湿剤付着量(g/m2)を算出した。
試料を25℃、35%RHの恒温恒湿槽内で1時間調和した後、ハイブリッヂ紙厚計で5点の厚さを測定し、平均値を算出して厚さ(μm)とした。
JIS Z0208(1976)透湿度(カップ法)に規定する器具を用い、測定環境の温湿度条件を変更して測定を行った。試験片を装着した透湿カップを20℃、65%RHに設定した恒温恒湿槽内に24時間静置して重量増加を測定し、測定面積1平方メートルの24時間あたりの重量変化を算出して透湿度(g/m2・24hr)とした。
JIS P8117(2009)透気度および透気抵抗度に記載の王研式試験機法に準拠して5回の測定の平均値を算出し、透気抵抗度(王研)(秒)とした。
針葉樹晒クラフトパルプ40質量%と広葉樹晒クラフトパルプ60質量%をカナダ標準ろ水度250mlCSFになるように混合叩解し、パルプ質量に対してポリアミドポリアミンエピクロルヒドリン系湿潤紙力剤(星光PMC株式会社製、商品名:WS−535)を絶乾量で0.25質量%添加して抄紙原料を調成し、長網式抄紙機で抄紙後、スーパーカレンダー処理して坪量32g/m2(絶乾重量)の塗工用基紙を得た。
パルプを混ぜることができる撹拌機に、針葉樹晒クラフトパルプ(日本製紙株式会社製)を乾燥質量で200g、水酸化ナトリウムを乾燥質量で111g(発底原料の無水グルコース残基当たり2.25倍モル)加え、パルプ固形分が20%(w/v)になるように水を加えた。その後、30℃で30分撹拌した後にモノクロロ酢酸ナトリウムを216g(有効成分換算、パルプのグルコース残基当たり1.5倍モル)添加した。30分撹拌した後に、70℃まで昇温し1時間撹拌した。その後、反応物を取り出して中和、洗浄して、グルコース単位当たりのカルボキシメチル置換度0.25のカルボキシメチル化したパルプを得た。これを水で固形分1.2%とし、高圧ホモジナイザーにより20℃、150MPaの圧力で5回処理することにより解繊しカルボキシメチル化セルロースナノファイバー(以下、CM−CNFという)を得た。平均繊維径は15nm、アスペクト比は50であった。
CM−CNFの水分散液(固形分濃度1.2質量%)90質量部に水45質量部と塩化カルシウム(セントラル硝子株式会社製)17.6質量部とを加えて翼付撹拌機で分散、溶解して塗工液を調製した。基紙の片面にマイヤーバーで上記塗工液を塗工し、乾燥して本発明の全熱交換素子用紙を得た。この用紙について付着量、透気抵抗度、透湿度を測定した。結果を表1に示す。
CM−CNFの水分散液(固形分濃度1.2質量%)90質量部へ塩化カルシウム(セントラル硝子株式会社製)5.52質量部を加えて翼付撹拌機で分散、溶解して塗工液を調製した。基紙の片面にマイヤーバーで前記塗工液を塗工し、乾燥して本発明の全熱交換素子用紙を得た。この用紙について付着量、透気抵抗度、透湿度を測定した。結果を表1に示す。
塩化カルシウムの配合部を11.7質量部としたこと以外は実施例2と同様にして本発明の全熱交換素子用紙を得た。この用紙について付着量、透気抵抗度、透湿度を測定した。結果を表1に示す。
CM−CNFの水分散液(固形分濃度1.2質量%)60質量部に水30質量部と塩化カルシウム(セントラル硝子株式会社製)11.7質量部とを加えて翼付撹拌機で分散、溶解して塗工液を調製した。基紙の片面にマイヤーバーで前記塗工液を塗工し、乾燥して本発明の全熱交換素子用紙を得た。この用紙について付着量、透気抵抗度、透湿度を測定して表1に示した。
針葉樹由来の漂白済み未叩解クラフトパルプ(白色度85%)5.00g(絶乾)をTEMPO(Sigma Aldrich社)39mg(絶乾1gのセルロースに対し0.05mmol)と臭化ナトリウム514mg(絶乾1gのセルロースに対し1.0mmol)を溶解した水溶液500mlに加え、パルプが均一に分散するまで撹拌した。反応系に次亜塩素酸ナトリウム水溶液を次亜塩素酸ナトリウムが5.5mmol/gになるように添加し、室温にて酸化反応を開始した。反応中は系内のpHが低下するが、3M水酸化ナトリウム水溶液を逐次添加し、pH10に調整した。次亜塩素酸ナトリウムを消費し、系内のpHが変化しなくなった時点で反応を終了した。
反応後の混合物をガラスフィルターで濾過してパルプ分離し、パルプを十分に水洗することで酸化されたパルプ(カルボキシル化セルロース)を得た。この時のパルプ収率は90%であり、酸化反応に要した時間は90分、カルボキシル基量は1.6mmol/gであった。これを水で1.1%(w/v)に調整し、超高圧ホモジナイザー(20℃、150Mpa)で3回処理して、カルボキシル化セルロースナノファイバー(以下、T−CNFという)の水分散液を得た。平均繊維径は3nm、アスペクト比は250であった。
T−CNFの水分散液(固形分濃度1.1質量%)120質量部に水60質量部と塩化カルシウム(セントラル硝子株式会社製)25.2質量部とを加えて翼付撹拌機で分散、溶解して塗工液を調製した。基紙の片面にマイヤーバーで前記塗工液を塗工し乾燥してT−CNFと塩化カルシウムの片面塗工紙を得た。この片面塗工紙の反対面に、T−CNFの水分散液(固形分濃度1.1質量%)90質量部へ水45質量部を加えて翼付撹拌機で分散した塗工液をマイヤーバーで塗工後、乾燥して両面に塗工が施された本発明の全熱交換素子用紙を得た。この用紙について付着量、透気抵抗度、透湿度を測定した。結果を表1に示す。
パルプを撹拌することができるパルパーに、針葉樹晒クラフトパルプ(日本製紙株式会社製)を乾燥重量で200g、水酸化ナトリウムを乾燥重量で24g加え、パルプ固形濃度が15%になるように水を加えた。その後、30℃で30分撹拌した後に70℃まで昇温し、カチオン化剤として3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライドを200g(有効成分換算)添加した。1時間反応した後に、反応物を取り出して中和、洗浄して、グルコース単位当たりのカチオン置換度0.05のカチオン変性されたパルプを得た。これを固形濃度1.2%とし、高圧ホモジナイザーにより20℃、140MPaの圧力で2回処理しカチオン化セルロースナノファイバー(以下、C−CNFという)を得た。平均繊維径は25nm、アスペクト比は50であった。
C−CNFの水分散液(固形分濃度1.2質量%)90質量部に水45質量部と塩化カルシウム(セントラル硝子株式会社製)17.6質量部とを加えて翼付撹拌機で分散、溶解して塗工液を調製した。基紙の片面にマイヤーバーで前記塗工液を塗工し乾燥してC−CNFと塩化カルシウムの片面塗工紙を得た。この片面塗工紙の反対面に、C−CNFの水分散液(固形分濃度1.2質量%)90質量部へ水45質量部を加えて翼付撹拌機で分散した塗工液をマイヤーバーで塗工、乾燥して両面に塗工が施された本発明の全熱交換素子用紙を得た。この用紙について付着量、透気抵抗度、透湿度を測定した。結果を表1に示す。
CM−CNFの水分散液(固形分濃度1.2質量%)90質量部に水45質量部と塩化カルシウム(セントラル硝子株式会社製)17.6質量部とを加えて翼付撹拌機で分散、溶解して塗工液を調製した。基紙の片面にマイヤーバーで前記塗工液を塗工し乾燥してCM−CNFと塩化カルシウムの片面塗工紙を得た。この片面塗工紙の反対面に、CM−CNFの水分散液(固形分濃度1.2質量%)60質量部へ水30質量部を加えて翼付撹拌機で分散した塗工液をマイヤーバーで塗工、乾燥して両面に塗工が施された本発明の全熱交換素子用紙を得た。この用紙について付着量、透気抵抗度、透湿度を測定した。結果を表1に示す。
CM−CNFの水分散液(固形分濃度1.2質量%)60質量部に水30質量部と酢酸カリウム(和光純薬工業株式会社製)3.6質量部とを加えて翼付撹拌機で分散、溶解して塗工液を調製した。基紙の片面にマイヤーバーで前記塗工液を塗工し、乾燥して本発明の全熱交換素子用紙を得た。この用紙について付着量、透気抵抗度、透湿度を測定した。
結果を表1に示す。
CM−CNFの水分散液(固形分濃度1.2質量%)60質量部に水30質量部と塩化リチウム(和光純薬工業株式会社製)3.6質量部とを加えて翼付撹拌機で分散、溶解して塗工液を調製した。基紙の片面にマイヤーバーで前記塗工液を塗工し、乾燥して本発明の全熱交換素子用紙を得た。この用紙について付着量、透気抵抗度、透湿度を測定した。結果を表1に示す。
実施例5の両面塗工紙から50mm×80mmの試験片2枚を切り出し、F面(フェルト面)側とW面(ワイヤー面)側を重ね、20℃、75%RHの恒温恒湿槽内で15分間調和した後、ロール温度90℃、ロール線圧40kg/cmの1ニップ式カレンダー装置(由利ロール機械株式会社製)を通して2枚の試験片を圧着した。圧着した試験片の長手方向の一端を少し剥がし、1枚の端部をデジタルフォースゲージ(日本電産シンポ株式会社製、装置名:FGP−0.5型)に装着した試料掴み部に挟み、他の1枚の端部を手でつかんで引張り、長手方向に約70mm剥がして剥離抵抗の最大値を読み取り、試料幅5cmあたりの剥離抵抗とした。熱圧ロールを用いて強制圧着された試験片の剥離抵抗は50g/5cm以下であり、ブロッキング性は極めて弱いと評価した。
また、その他の実施例のブロッキング性においても、圧着させた一部が剥がれず、母材が破壊されることはなかった。
CM−CNFを無配合としたこと以外は実施例1と同様にして本発明の全熱交換素子用紙を得た。この用紙について付着量、透気抵抗度、透湿度を測定した。結果を表1に示す。なお、基紙はカレンダー処理での高密度化により紙厚が薄く、透気抵抗度が高くなっていたが、塗工過程による湿潤と乾燥作用により密度、厚さ、透気抵抗度はカレンダー処理前に近い状態に戻り、紙厚が厚く、透気抵抗度が低くなった。
<比較例2>
塩化カルシウムを無配合とし、CM−CNF付着量が0.3g/m2となるようにした以外は実施例1と同様にして全熱交換素子用紙を得た。この用紙について付着量、透気抵抗度、透湿度を測定した。結果を表1に示す。
<比較例3>
塗工を行っていない基紙について透気抵抗度、透湿度を測定した。結果を表1に示す。
坪量55g/m2の難燃紙(透気抵抗度 4秒)の片面に、固形分換算でポリビニルアルコール(株式会社クラレ製)14質量部、塩化リチウム(和光純薬工業株式会社製)10質量部、水76質量部からなる塗工液を塗布、乾燥して、片面に吸湿剤を含む水溶性高分子層が塗工された全熱交換素子用紙を作製した。この用紙の吸湿剤塗布量は固形分換算で2.5g/m2、ポリビニルアルコール塗布量は固形分換算で3.5g/m2であった。透気抵抗度は23000秒、透湿度は1200g/m2・24hrであり、全熱交換素子用紙として十分な空気遮蔽性と透湿性を有していた。
この用紙について、前記ブロッキング性評価と同様の方法で熱圧ロールを用いた強制圧着試験を行い、剥離抵抗を測定した結果、剥離抵抗が300g/cm以上と極めて大きく、一部は剥がれずに母材が破壊したため、ブロッキング性が非常に強いと評価した。
Claims (4)
- 製紙用繊維として100mlCSF以上500mlCSF以下のパルプを含む基紙と、
前記基紙の少なくとも一面に、吸湿剤、セルロースナノファイバーを含有する塗工層と、
を有し、
前記吸湿剤が、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、グアニジン塩のいずれかであり、
透気抵抗度が700秒以上であることを特徴とする全熱交換素子用紙。 - 前記製紙用繊維が、セルロース繊維であることを特徴とする請求項1に記載の全熱交換素子用紙。
- 前記セルロースナノファイバーが、カルボキシメチル化セルロースナノファイバー、カルボキシル化セルロースナノファイバー、カチオン化セルロースナノファイバー、エステル化セルロースナノファイバーの少なくとも一種であることを特徴とする請求項1または2に記載の全熱交換素子用紙。
- 製紙用繊維として100mlCSF以上500mlCSF以下のパルプを含む基紙の少なくとも片面に、吸湿剤とセルロースナノファイバーとを含有する薬液を塗工し、
前記吸湿剤が、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、グアニジン塩のいずれかであることを特徴とする全熱交換素子用紙の製造方法。
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