JPS62225835A - ポリオレフイン系透湿性フイルムを使用した加湿器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 近苑ビル等の空調システムは省エネルギー・省スペース
・個別制御性の観点から小形分散設置システムに移行し
つつある。

また空調の質も従来の温度制御のみから、湿度制御が付
加されたものが主流になると予想されている。

〔従来技術〕

温度制御については種々の加熱及び冷却方式が既に実用
化され満足のいく状況にあるが、湿度制御に関しては以
下の様に未だ十分に満足のいく物がない状況にある。

既ち、加湿器に関しては自然蒸発方式・電熱方 方式・水スプレ一方式及び超音波本式等があるが、自然
蒸発方式は加湿能力が小さく、電熱方式は運転コストが
高く、水スプレ一方式では加湿効率が低いため大型化が
必要であり、ｔｅ超音波方式は初期コストが高ＩＡ寿命
が短かい等の欠点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこでこれらの各種方式の中でも初期コスト及び運転コ
ストが低く、最も実用性の高い自然蒸発方式の加湿器で
加湿能力を大幅に向上させ、安価・コンパクト且つ保守
管理不要な加湿器の製造方法について欽意検討を重ねた
う 〔間Ｍ膚を解決する手段〕 その結果第１図の如く限られた空間に水のスライス層を
多数保持することができれば加湿面積が著しく拡大し、
従ってこの加湿素子に温風を当てれば反対側より加湿さ
れ次温風が大量につ とれることを考えでいた。

遇する透湿性フィルムを用いれば良いが、加湿性能等か
ら持に充填剤式フボリオレフィン糸透湿性フィルムが極
めて好適に用いられることを見出し、この発明を完成さ
せるに至った。

〔発明の概要〕

この発明は、水は通過せず水蒸気のみを通過させうる様
な透湿性フィルムを用いて中空構造体を形成し、その中
に水を供給して上記中空構造体へ送風した空気に透湿性
フィルムを通過した水蒸気を含ませて加湿する加湿器に
訃いて、透湿性フィルムとして充填剤人シボリオレフィ
ン系透湿性フィルムを素材として用いることによシ、そ
のすぐれた性能から安価且つコンパクトな加湿器を提供
することを目的としている。

以下、本検討を項目別に更に詳細に説明する。

■　透湿性フィルム製造技術 原料として延伸による異長孔化性よ）ポリオレフィン樹
脂／充填剤の組合せが良く、ボ度ポリエチレン、メルト
インデックスＯ１／〜ｊ１密度０．９〜０．９’ｌの線
状低密度ポリエチレン、又はメルトインデックスｏ、ｓ
　−ｓ、ｏのポリプロピレン等が用いられる。

メルトインデックスがそれぞれの樹脂につき小さすぎる
と押出性が悪く、又大きすぎると流動性が高すぎ成形性
に困難を生ずる。

柔軟性を重んじる場合には線状低密度ポリエチレン樹脂
を、また、耐熱性を重んじる用途ではポリプロピレン樹
脂が好適に使用される。

充Ｖｊ４剤としては、ポリオレフィン樹脂との延伸時剥
離性・粒径均一性・入手しやすさ等を考慮し、無機充填
剤としては、炭酸カルシウム、メルク、クレー、カオリ
ン、シリカ、珪藻土、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム
、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、
水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、
酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、アル
ミナ、マイカ、アスベスト粉、ガラス粉、シラスバルー
ン、ゼオライト、珪酸白土等が使用され、特に炭酸カル
シウム、メルク、クレー、シリカ、珪藻土、硫酸バリウ
ム等が好適である。

有機充填剤としては、木粉、バルブ粉等のセルロース系
粉末等が使用される。これらは単独又は混合して用いら
れる。

充−ｔｍ　ｌｉＯの平均粒径としては／！ｒμ以下のも
のが好ましく、特に０．２−１μのものがより好ましい
。

粒径が大きすぎると延伸物の気孔の緻密性が悪く耐水圧
が低下して水かにじみ出る欠点があ）、また粒径が小さ
すぎると樹脂への分散性不良により水蒸気の通過性に局
所ムラが生じ、また全体として透湿性能が低下する。

ポリオレフィン樹脂と充填剤との組成比はポリオレフィ
ン樹脂ｉｏｏ重量部に対し充填剤コ５〜ダ００Ｈ量部、
好ましくはｉｏｏ〜コ５０重量部とするのがよい。充＊
剤量が少なすぎると延伸後の多孔化がむずかしく、逆に
多すぎると成形性に難を生ずる。

更にはポリオレフィン樹脂／充填剤の組成せに可塑剤を
加えることによ）延伸多孔化をより均一にし、一層の透
湿性向上及び柔軟化フィルム強度向上を図ることもでき
る。該可塑剤としては液状またはワックス状のポリブタ
ジェン、ポリブテン、ポリイソプレン等のポリジエンま
たはそれらの水添物、末端に１分子当シ少なくとも／、
３個の水酸基を有する液状ｔたはワックス状のポリジエ
ンまたはそれらの水添物で数平均分子量がｅｏｏ−ｔｉ
＆ｏｏ。

をもつもの、またプロセスオイル、エポキシ化された植
物油、ポリエステル及びポリエーテルポリエステル等が
好適に使用される。これらの可塑剤は単独で用いても二
種以上を混合して用いてもよい。ポリオレフィン１００
２ａ量部に対し７〜１００重量部、好ましくは５〜５０
重量部である。

本透湿性フィルムの物性としてはＪよりｚＯλｏｒ法に
準拠（但し３０℃−９０Ｘ相対湿度）した透湿度がコ０
００　ｆｉ／−・ユｑｈｒ以上、好ましましくは４　ｏ
　ｏ　ｅｅｃ７ｉ　ｏ　ｏ　ａａ以下が加湿性能の点か
ら望ましく、また加工面も考慮すると、フィルム厚み３
０μ以上！Ｏθμ以下、好ましくは’Ｉ　ＯＮ、１００
　／Ｊ、更ＫＪよりＰｇ／／Ａ　ｉＣ拠るエルメンドル
フ引裂き強さとフィルム厚みとの積（即ち絶対引裂き強
さ）が１０９以上、好ましくは２０７７以上あることが
望まし更に該ポリオレフィン系透湿性フィルムは加湿使
用中に温風を受けることから通常用途のフィルムに比べ
熱安定剤処方を若干強化する方が好ましい。

一層加湿性能を向上させるべく多孔性を上げるために該
−軸方向を直角方向に延伸を行なう二軸延伸を行なって
もよい。その際一旦縦延伸後に横延伸（又はその逆）を
行なう逐次二軸延伸または縦横同時に行なう同時二軸延
伸のどちらも適用できる。該横延伸は箱型のオープンを
使うテンター法延伸、又はインフレチューブのまま加熱
して膨らますチューブラ法延伸で行なうことができる。

上記原料を用いてポリオレフィン系透湿性フィルムを得
るにはポリオレフィン樹脂の融点以上に加熱して、円環
ダイから押出すインフレーション法、又はフラットダイ
から押出すでダイ法でフィルムを成形しついで少なくと
も一軸方向に延伸処理を行なう。更には寸法安定性付与
のため、通常延伸温度以上且つポリオレフィン樹脂の融
点未滴の温にで熱弛緩を行なった方が望ましい。この熱
弛緩は７〜３ＯＸ、好ましくは５〜−５％である。

上記延伸プロセスによシボリオレフィン樹脂と充填剤の
界面に空孔（ボイド）が生成しこれによシ透湿性が発現
するが、その程度は原料組成・フィルム成膜条件及び延
伸条件によシ制御され、延伸条件としては延伸温度は融
点マイナス１０℃から融点マイナス／ｊ℃の間、延伸倍
率は少なくとも一軸方向にへコ〜ｂ、ｏ倍、熱弛緩温度
は融点マイナスｌＩｏ℃から融点マイナスＳ℃が好まし
い物性を与える。

二軸延伸の場合、延伸倍率は縦、横各々の方向に八−〜
４倍延伸すれば良い。

■　加湿器膜モジユール作成 上記方法によυ得られたポリオレフィン系透湿性フィル
ムに例えばに−図の如く中に柔軟なスペーサー（４）を
挿入して水の流路（５）を形成せしめ低い水頭圧で中空
構造体（６）の末端まで水が入るようにし、中空構造体
（６）の全長に亘って水蒸気が通過でき得る様にする。

′１九フィルム端部（サイド）はヒートシール等により
水漏れ防止に十分な対策をとる。

更にコンパクト且つ広い加湿面積を得るためには例えば
＠３図に示すごとく上記透湿性フィルムを用いた中空構
造体（６）を波板（力（間隔板）と共に渦巻き状に積層
して積み、中空構造体（６）の末端まで常時水を補給す
べく上部に給水タンク（８）を設け、その間をパイプ（
９）で接続する。

以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが
本発明は実施例に限定されるものではない。

〔実施例１〕 メルトインデックス０．、Ｚ　（ＪよりＫＩ、７６０に
て測定）、密度０．９弘ｇ（ＪよりＫ７／／λによシ密
度勾配管法を用すて測定）の高密度ボリエｆＶ７Ｍ脂ｃ
ツバチック■ＢＲ００コ、ツバチックは三菱化成工業株
の登録商標）１００重量部に対し、平均粒径ハ３μの炭
酸カルシウム２００Ｍ量部を加えたポリエチレン組成物
ヲヘンシエルミキサーで均一混合し、二軸混練機により
造粒されたベレットを用いてインフレーション成形しｌ
ＳＯμのフィルムを得た。このフィルムをロール延伸機
で１００℃にて３倍に延伸し得られた透湿性フィルムを
用いて加湿素子を作ったところ後記衣１の如く良好な加
湿性能が得られた。

〔比較例１〕 実施例１と同じポリエチレン組成物からｉｏ。

μのインフレーション成形フィルムをへ１倍縦延伸し得
られたフィルムを用いた加湿素子の性能は後記衣２に示
す如く不十分であった。

〔比較例コ〕

実施例／で用いたのと同じ高密度ポリエチレン樹脂１０
０重量部に対し、平均粒径３０μの炭酸カルシウム２０
０重量部を加えｔ組成物を実施例１と同様にインフレー
ション成形し、更に一軸延伸したフィルムを用いて加湿
素子を作シ、この中へ水を供給したところ、水かにじみ
使用に耐えなかった。

〔比較例Ｊ〕

実施例／で用いたのと同じ高密度ポリエチレン樹脂ｉｏ
ｏ重量部に対し、平均粒径へＳμの炭酸カルシウム５ｏ
ｏｘｘ部を加えたものを二軸混線機で造粒したペレット
よジインフレージョン成形しようとしたが押出性不良且
つ不安定で成膜できなかった。

〔実施例−〕

メルトインデックスへ０１密度０．９コの線状低密度ポ
リエチレン樹脂（ツバチックＵ＠）、ｙｗλ／）１００
重量部に平均粒径へｊμの炭酸カルシウム−００重量部
の組成でＴダイ成形によ＃）３ｓｏμのシートを作シ延
伸温度１００℃、延伸倍率亭倍で縦延伸を行ない、更に
テンターによシ同一温度でダ倍に横延伸した。得られた
二軸延伸フィルムは柔軟性・均−性及び強度にすぐれ、
このフィルムを用いて作った加湿素子は後記衣１に示し
た如く極めてすぐれた加湿性能を示した。

〔実施例３〕 メルトフローレート八り、（ＪＩＢＫＡりＳｇにて測定
）密度０．９　／のポリプロピレン樹脂（）■ パテツクＰ　　、４１２００Ｂ、）ｔｏｏ重量部に対し
平均粒径へｊμの炭酸カルシウム／７１７ｆｒｔ部の原
料組成でＴダイ成形法により１００μのシートを作シ、
その後ロール延伸及びテンター延伸によシ／ＪｔＯ℃で
縦６．０倍、横６．０＠の二軸延伸フィルムを得た。こ
の二軸延伸フィルムは十分に均一多孔化しており、これ
により作った加湿素子は性能及び耐熱性にすぐれていた
。

〔実施例ケ〕

実施例ユで用いたのと同じ線状低密度ポリエチレン樹脂
１００］ｌ量部に対し、平均粒径へＳμの炭酸カルシウ
ム１７０重量部、及び可塑剤として末端に−Ｈ基を有し
、分子量２０００１水酸基価ＩＩＩＩＫＯＨη／ｇ、ヨ
ウ素価５ｙ７ｉｏｏｉの液状ポリジエン水添物ｉｏ重量
部を加え、ヘンシェルミキサーで均−混合後、二軸混練
機ニよシ造粒したペレットを用いてインフレーション成
形によシコ００μのフィルムを作った。該フィルムをロ
ール延伸機によりｔｏ℃でＪ、３倍に延伸した一軸延伸
フイルムは十分な透湿性・強度及び柔軟性を有し、該フ
ィルムを用いて作った加湿素子の性能は十分満足し得る
ものであった。尚末端にＯＲ基を有する液状ポリジエン
水添物は以下の参考例／のように作成した。

参考例／（ポリヒドロキシ飽和炭化水素の製造）ポリヒ
ドロキシポリブタジェンとし°Ｃ１日本曹達（掬裂液状
ポリプタジエ／Ｇ−〇〇〇　（分子量ユ ２００θ）を用いたほかは、参考例りと同様にして水添
した。得られたポリマーは、ヨウ素価！ｒＪｉ／１００
１．水酸基価ｑ亭ＫＯＨキ／ｙで、３０℃での粘度が７
　？ｊボイズの液状物であった。

〔実施例！〕 μの炭酸カルシウム／７０重量部、及び可塑剤として末
端にＯＨを有し、分子１１　ｊ　／　００．０１（基含
有量が０．ｇ　ｍｅｑ　／　Ｊｉ’であるワックス状ホ
リシエン水添物ｌコ重量部を加え均一混合した原料をペ
レット化後インフレーション成形して一〇〇μのフィル
ムを得、これをロール延伸機によ＃）ｇｏ℃で４．０倍
に延伸した一軸延伸フイルムは十分な加湿性能を有して
いた。

尚、本末端にＯＨ基を有したワックス状ポリジエン水添
物は以下の参考例−のように作った。

参考例、２（ポリヒドロキシ飽和炭化水素の製造）容量
ｉｏｔ、のオートクレーブに市販のポリヒドロキシポリ
ブタジェン〔アーコ（Ａｒ０Ｏ）　社Ｈ：Ｒ−１１ｊＨ
Ｔ、数平均分子量Ｍｎ；Ｊ／１０、ＯＨ基：　０＠ｔ　
Ｊ　ｍｅｑ／ｊｉ、シＸ　−／、’Ｉ　：　／　ｋ　Ｘ
、トランス−ハケ＝３ざ九、ビニル：　−２７Ｘ　）　
Ｊ　ｋｆｉ、シクロヘキサンＪｋＱ及びカーボン担持ル
テニウム（５尾）触媒（日本エンゲルハルト社製）、ｙ
ｏｏｇを仕込み、精製アルゴンガスでもって系内を置換
した後、高純度水素ガスをオートクレーブ１に供給し、
同時に加熱を開始し、約３Ｑ分を要して定常条件（内温
約ｉｏｏ℃、内圧的ｓ　ｏ　ｔｃｇ７ｃｒｉ　）に到達
させた。この条件に約ｉｓ時間維持した後、水素化反応
を停止し、以下常法に従ってポリマーをａ製、乾燥した
。

得られたポリマーは赤外吸収スペクトルによる分析の結
果、殆んど二重結合を含まぬ飽和炭化水素ポリマーであ
ることが確認された。ま九、水添物の一〇Ｒ基含有量は
０．ｇ　ｍｅｑ　／　１１であった。

〔実施例６〕 実施例−で用いたのと同じ線状低密度ポリエチレン樹脂
ｉｏｏ重量部に対し、平均粒径へＳμの炭酸カルシウム
／　？　Ｏｇ量部、及び実施例ダで用いた可塑剤と分子
量／　０００のエポキシ化大豆油（アデカアーガス化学
■、ｏ−ｔ３ｏＰ）とをそれぞれざ重量部加えたもので
Ｔダイ法により、ｙｏｏｇのフィルムを得、これを９０
℃で縦横それぞれ３倍に延伸した。このフィルムを用い
て作った加湿器は良好な性能を示した。

〔実施例７〕 実施例−で用いたのと同じ線状低密度ポリエチレン樹脂
ｉｏｏ重量部に対し、実施例コと同一の炭酸カルシウム
／７０重量部及び分子ｆｔコ２０００の水酸基末端液状
ポリブタジェン（日本曹達工業株、Ｇ−コ０００）を１
０重量部加えインフレーション成形によりｓｏｏβのフ
ィルムを得、これをｒ　ｏ℃で３．３倍に延伸したとこ
ろ良好な透湿性及び加湿性能が得られた。

〔比較例ダ〕

実施例／で用いたのと同じ高密度ポリエチレン便脂ｉｏ
ｏ重量部に対し実施例１で用いたのと同じ炭酸カルシウ
ムを一〇Ｍｆ＆部加えインフレーション成形し７ｆ（２
００μのフィルムラｉｏ。

℃でざ倍延伸したが多孔化が不十分であった。

〔比較例！〕

実施例弘と同一原料、同一条件インフレーション成形フ
ィルムを１０！ｒ”ｃで３．５倍に一軸延伸したところ
このフィルムの透湿性、加湿性能とも不十分であった。

〔比較例６〕 実施例弘と同一の原料組成物を用い、ＩｒＯμのインフ
レーション成形フィルムを作９、このフィルムをざ０℃
で３．３倍に一軸延伸したものは３７μであシ、透湿性
は十分であったが、製品加工時ヒートシール強度不十分
で、信頼性が乏しかった。

実施例ｇ 実施例ヶと同一原料、同一条件でインフレーション成形
したフィルムを、ざ０℃で３．５倍に延伸した後、ｉｏ
ｏ℃で／θ％熱施緩を行なった。このフィルムの熱収縮
率を測定したところ、ＡＯ’Ｃ２’１時間後の収縮は３
！Ａであシ、きわめて良い寸法安定性であった。

〔発明の効果〕

本発明において使用する特定の物性を有する充＠剤入シ
ボリオレフイン系透湿性フィルムは加湿性能にすぐれ、
またヒートシール等二次加工性にすぐれ、これを使用し
た本発明の加湿器安価で極めてすぐれた加湿性能を発揮
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明加湿器の原理を表わす図であり、第２図
は透湿性フィルムを用いた中空構造体の一層の断面図、
第３図は本発明加湿器の一例を示す図で、中空構造体と
波板を積層して作成した渦巻き状の加湿素子と給水タン
クの模式（１）水のスライス層 （２）　　乾燥した温風 （３１加湿された温風 （４）　　スペーサー（芯材） （５）水流路 （６）　　ポリオレフィン系透湿性フィルム使用中空構
造体（７）波板 （８）給水タンク （９）給水パイプ （ほか１名） 第１図 第２呂 、星３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）水の通過を防止し、水蒸気を通過させうるポリオ
   レフィン系透湿性フィルムで形成された中空構造体の中
   空部に水を供給し、上記中空構造体に送風した空気に該
   透湿性フィルムを通過した水蒸気を含ませて加湿するよ
   うにした加湿器において、該ポリオレフィン系透湿性フ
   ィルムがポリオレフィン樹脂１００重量部に対し、平均
   粒径１５μ以下の充填剤 ２５〜４００重量部とから成り、少なくとも一軸方向に
   延伸し、且つ下記の物性を有するフィルムであることを
   特徴とする加湿器。 ｉ）ＪＩＳＺ０２０８準拠（３０℃−９０％相対湿度）
   透湿度が２０００ｇ／ｍ＾２・２４ｈｒ以上。 ｉｉ）ＪＩＳＰ８１１７に拠る透気度が１０００ｓｅｃ
   ／１００ｃｃ以下。 ｉｉｉ）ＪＩＳＰ８１１６に拠る引裂き強さとフィルム
   厚みとの積が１０ｇ以上。 ｉｖ）フィルム厚さが３０μ以上５００μ以下。
2. （２）ポリオレフィン樹脂が高密度ポリエチレン、線状
   低密度ポリエチレン又はポリプロピレンから成る特許請
   求の範囲第１項記載の加湿器。
3. （３）延伸処理が少なくとも１．２倍の一軸延伸である
   ポリオレフィン系透湿性フィルムから成る特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の加湿器。
4. （４）延伸処理が少なくとも縦横各軸方向に１．２倍の
   二軸延伸であるポリオレフィン系透湿性フィルムから成
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載の加湿器。