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JP2008178863A - Method for producing selectively permeable membrane structure, selectively permeable membrane structure, and air conditioning system - Google Patents

Method for producing selectively permeable membrane structure, selectively permeable membrane structure, and air conditioning system Download PDF

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JP2008178863A
JP2008178863A JP2007286557A JP2007286557A JP2008178863A JP 2008178863 A JP2008178863 A JP 2008178863A JP 2007286557 A JP2007286557 A JP 2007286557A JP 2007286557 A JP2007286557 A JP 2007286557A JP 2008178863 A JP2008178863 A JP 2008178863A
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Abstract

【課題】気体の選択透過性及びSPM、nSPMの除去機能を有し、且つ多種多様な用途に耐えうる強度を有する選択透過膜構造体の製造方法を提供すること。
【解決手段】補強用メッシュ材302と補強用メッシュ材302に積層された選択透過膜13aとを有する選択透過膜構造体40aの製造方法は、補強用メッシュ材302の開口302bに目留め材332を充填する工程と、開口302bに充填された目留め材332の体積を収縮させる工程と、目留め材332で覆われていない補強用メッシュ材302の露出部302cと、開口302bに充填された目留め材332の露出部332aと、を覆うように、選択透過材料13sから選択透過膜13aを形成する工程と、選択透過膜13aを形成した後に、補強用メッシュ材302の開口302bから目留め材332を除去する工程と、を備える。
【選択図】図1
The present invention provides a method for producing a selectively permeable membrane structure having a gas selective permeability and a function of removing SPM and nSPM, and having a strength capable of withstanding various uses.
A method of manufacturing a selectively permeable membrane structure 40a having a reinforcing mesh material 302 and a selectively permeable membrane 13a laminated on the reinforcing mesh material 302 includes a sealing material 332 in an opening 302b of the reinforcing mesh material 302. , The step of shrinking the volume of the sealing material 332 filled in the opening 302b, the exposed portion 302c of the reinforcing mesh material 302 not covered with the sealing material 332, and the opening 302b. A step of forming the permselective membrane 13a from the permselective material 13s so as to cover the exposed portion 332a of the permeation material 332, and the formation of the permute from the opening 302b of the reinforcing mesh material 302 after the permselective membrane 13a is formed. Removing the material 332.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、選択透過構造体の製造方法、選択透過膜構造体、及び空調システムに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a selectively permeable structure, a selectively permeable membrane structure, and an air conditioning system.

近年、技術の進歩に伴い、例えば自動車等の気密性を高めることが難しかった空間においても気密性を高めることが可能となった。このような気密性の高い自動車に多くの乗員が長時間の乗車をした場合には、酸素濃度の低下や二酸化炭素濃度の上昇が起こり、乗員に頭痛や不快感をもたらすおそれがあるため、適度に外気を導入する必要がある。   In recent years, with the advance of technology, for example, it has become possible to improve airtightness even in a space where it was difficult to improve airtightness such as an automobile. If a large number of passengers ride in such highly airtight vehicles for a long time, the oxygen concentration may decrease or the carbon dioxide concentration may increase, causing a headache or discomfort to the passengers. It is necessary to introduce outside air.

しかしながら、都会の道路や幹線道路等は粉塵等の汚染物質により汚染されているため、乗員の健康を考えると外気をそのまま車内に導入することは大きな問題であった。この問題を解決するための1つの方法としては、大気中の汚染物質、例えば浮遊物質を除去するためのフィルタを、外気導入のための取り入れ口に設置する方法がある。   However, since urban roads and main roads are contaminated with pollutants such as dust, it is a big problem to introduce the outside air into the vehicle as it is for the health of passengers. As one method for solving this problem, there is a method in which a filter for removing pollutants in the atmosphere, for example, suspended substances, is installed at an intake for introducing outside air.

このようなフィルタとしては従来、不織布やメカニカルフィルタ等が用いられていた。また、特許文献1では、自動車全体の空調システムが提案されている。
特開2004−203367号公報
Conventionally, a nonwoven fabric, a mechanical filter, or the like has been used as such a filter. In Patent Document 1, an air conditioning system for the entire automobile is proposed.
JP 2004-203367 A

しかしながら、従来の不織布やメカニカルフィルタ等のフィルタでは、大気中の浮遊物質のうち粒径が10μm以下のもの(以下「SPM」という。)、特に粒径が100nm以下のもの(以下「nSPM」という。)を除去することが非常に困難であった。また、高分子材料からなる気体選択透過膜をフィルタに適用したとしても、SPM、nSPMの除去は可能であるものの、気体の透過性が不十分であり、外気を十分に導入する目的を達成することができないという問題があった。   However, conventional filters such as nonwoven fabrics and mechanical filters have a particle size of 10 μm or less (hereinafter referred to as “SPM”) among suspended substances in the atmosphere, particularly those having a particle size of 100 nm or less (hereinafter referred to as “nSPM”). .) Was very difficult to remove. Moreover, even if a gas selective permeable membrane made of a polymer material is applied to the filter, SPM and nSPM can be removed, but the gas permeability is insufficient and the object of sufficiently introducing outside air is achieved. There was a problem that I could not.

また、近年、自動車の気密性が高まっていることに伴い、上述のフィルタや気体選択透過膜を、空調システムのみならず自動車全体の多種多様な箇所に装備することが求められている。フィルタや気体選択透過膜を多種多様な箇所に装備するためには、フィルタや気体選択透過膜に対して、SPM、nSPMの除去機能および気体の透過性のみならず、多種多様な用途に耐えうる機械的強度を付与することも必要とされていた。   In recent years, as the airtightness of automobiles has increased, it is required to equip the above-mentioned filters and gas selective permeable membranes not only in the air conditioning system but also in various parts of the entire automobile. In order to equip filters and gas selective permeable membranes in a wide variety of locations, the filter and gas selective permeable membrane can withstand not only SPM and nSPM removal functions and gas permeability, but also various uses. There was also a need to impart mechanical strength.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、気体の選択透過性及びSPM、nSPMの除去機能を有し、且つ多種多様な用途に耐えうる強度を有する選択透過膜構造体の製造方法、選択透過膜構造体、及び選択透過膜構造体を備える空調システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a selective permeability of gas and a function of removing SPM and nSPM, and a method of manufacturing a selectively permeable membrane structure having strength that can withstand various uses, An object is to provide a selectively permeable membrane structure and an air conditioning system including the selectively permeable membrane structure.

上記目的を達成するため、本発明の選択透過膜構造体の第1の製造方法は、補強用メッシュ材の開口に目留め材を充填する工程と、開口に充填された目留め材の体積を収縮させる工程と、目留め材で覆われていない補強用メッシュ材の露出部と、開口に充填された目留め材の露出部と、を覆うように、選択透過材料から選択透過膜を形成する工程と、選択透過膜を形成した後に、補強用メッシュ材の開口から目留め材を除去する工程と、を備える。なお、本発明において、選択透過膜構造体とは、補強用メッシュ材と、補強用メッシュ材に積層された選択透過膜と、を有するものである。また、本発明において、「補強用メッシュ材の開口」とは、補強用メッシュ材の目に相当する。   In order to achieve the above object, a first method for producing a permselective membrane structure of the present invention includes a step of filling a sealing material in an opening of a reinforcing mesh material, and a volume of the sealing material filled in the opening. A permselective membrane is formed from a permselective material so as to cover the shrinking step, the exposed portion of the reinforcing mesh material not covered with the seam, and the exposed portion of the seam filled in the opening. And a step of removing the sealing material from the openings of the reinforcing mesh material after forming the permselective membrane. In the present invention, the permselective membrane structure includes a reinforcing mesh material and a permselective membrane laminated on the reinforcing mesh material. In the present invention, the “opening of the reinforcing mesh material” corresponds to the eyes of the reinforcing mesh material.

上記本発明においては、補強用メッシュ材の開口に目留め材を充填することによって、補強用メッシュ材が目留めされ、補強用メッシュ材に平滑な平面が形成される。よって、補強用メッシュ材の開口に目留め材を充填した後に選択透過材料から選択透過膜を形成することによって、選択透過材料が補強用メッシュ材の開口内に過度に(開口内を満たす程度に)進入することを防止でき、厚さが均一で表面が平滑な選択透過膜を形成することができる。   In the present invention, the reinforcing mesh material is sealed by filling the openings of the reinforcing mesh material with the sealing material, and a smooth flat surface is formed on the reinforcing mesh material. Therefore, by forming the permselective membrane from the permselective material after filling the openings of the reinforcing mesh material with the sealing material, the permselective material is excessively contained in the openings of the reinforcing mesh material. ) Can be prevented, and a permselective membrane having a uniform thickness and a smooth surface can be formed.

また上記本発明においては、選択透過膜を形成した後に、補強用メッシュ材の開口から目留め材を除去することによって、補強用メッシュ材の開口に面する選択透過膜における気体の透過性を確保することができる。   Further, in the present invention, after forming the permselective membrane, the gas permeability in the permselective membrane facing the opening of the reinforcing mesh material is secured by removing the sealing material from the opening of the reinforcing mesh material. can do.

更に上記本発明においては、開口に充填された目留め材の体積を収縮させる際に目留め材の体積収縮率を調整できるため、目留め材の体積収縮に伴って補強用メッシュ材の開口内に形成される空間の容積を調整できる。よって、目留め材の体積収縮に伴って補強用メッシュ材の開口内に形成される空間に導入する選択透過材料の体積も調整できる。その結果、成膜後の選択透過膜の厚み、特に開口に面する位置における選択透過膜の厚みを調整することが可能となる。また、目留め材の体積収縮によって補強用メッシュ材の開口内に形成される空間に選択透過材料を導入すると、成膜後の選択透過膜に補強用メッシュ材がめり込んだ構造ができて、この構造がアンカー効果を奏し、選択透過膜を補強用メッシュ材に強固に密着させることができる。   Further, in the present invention, since the volume shrinkage rate of the sealing material can be adjusted when the volume of the sealing material filled in the opening is contracted, the inside of the opening of the reinforcing mesh material is reduced along with the volume shrinkage of the sealing material. The volume of the space formed can be adjusted. Therefore, the volume of the permselective material introduced into the space formed in the opening of the reinforcing mesh material as the volume of the sealing material shrinks can also be adjusted. As a result, it is possible to adjust the thickness of the selectively permeable membrane after film formation, particularly the thickness of the selectively permeable membrane at a position facing the opening. In addition, when a permselective material is introduced into the space formed in the opening of the reinforcing mesh material due to the shrinkage of the volume of the sealing material, a structure in which the reinforcing mesh material is embedded in the permselective film after film formation is formed. The structure has an anchor effect, and the permselective membrane can be firmly adhered to the reinforcing mesh material.

本発明の選択透過膜構造体の第2の製造方法は、補強用メッシュ材の開口に目留め材を充填する工程と、開口に充填された目留め材の露出部に、目留め材との接着性及び選択透過材料との接着性を共に有する中間層を形成する工程と、開口に充填された目留め材の体積を収縮させる工程と、目留め材で覆われていない補強用メッシュ材の露出部及び中間層を覆うように、選択透過材料から選択透過膜を形成する工程と、選択透過膜が形成された後に、補強用メッシュ材の開口から目留め材及び中間層を除去する工程と、を備える。   The second method for producing a permselective membrane structure of the present invention includes a step of filling the opening in the reinforcing mesh material with a sealing material, and an exposed portion of the sealing material filled in the opening. A step of forming an intermediate layer having both adhesiveness and adhesiveness with a selectively permeable material, a step of shrinking the volume of the sealing material filled in the opening, and a reinforcing mesh material not covered with the sealing material. Forming a permselective membrane from the permselective material so as to cover the exposed portion and the intermediate layer, and removing the sealing material and the intermediate layer from the openings of the reinforcing mesh material after the permselective membrane is formed; .

上記第2の製造方法においては、上記第1の製造方法と同様の効果を奏することできる。さらに、上記第2の製造方法においては、目留め材と接着し、且つ選択透過材料とも接着性を有する中間層上で選択透過材料を膜状に成形するため、厚さが均一で表面が平滑な選択透過膜を形成することが容易となる。仮に、目留め材と接着し難い選択透過材料を用いて、補強用メッシュ材の露出部と、開口に充填された目留め材の露出部と、を直接覆うように選択透過膜を形成した場合、目留め材と選択透過材料が接着し難く、目留め材上において選択透過材料を膜状に成形し難い傾向があるが、上記第2の製造方法においては、目留め材と接着し、且つ選択透過材料とも接着性を有する中間層上で選択透過材料を成形するため、このような問題が発生しない。   In the said 2nd manufacturing method, there can exist an effect similar to the said 1st manufacturing method. Furthermore, in the second manufacturing method, since the permselective material is formed into a film on the intermediate layer that adheres to the sealant and has adhesion to the permselective material, the thickness is uniform and the surface is smooth. It becomes easy to form a selective permselective membrane. If a permselective material is formed that directly covers the exposed portion of the reinforcing mesh material and the exposed portion of the sealing material filled in the opening, using a selectively permeable material that is difficult to adhere to the sealing material. The sealing material and the permselective material are difficult to adhere to each other, and the permselective material tends to be difficult to be formed into a film on the seaming material. Such a problem does not occur because the permselective material is formed on the intermediate layer having adhesiveness with the permselective material.

上記本発明においては、開口に充填された目留め材の体積を収縮させる工程において、目留め材の体積収縮に伴い目留め材に被覆されていた補強用メッシュ材の一部を露出させることによって、補強用メッシュ材の露出部を形成することが好ましい。   In the present invention, in the step of shrinking the volume of the sealing material filled in the opening, by exposing a part of the reinforcing mesh material covered with the sealing material along with the volume shrinkage of the sealing material, It is preferable to form an exposed portion of the reinforcing mesh material.

目留め材は、それを乾燥させる処理等によって、容易に体積収縮する。よって、目留め材の体積収縮を利用すれば、補強用メッシュ材の露出部を容易に形成することができる。また、目留め材の体積収縮を利用すれば、選択透過膜の形成前の段階で、補強用メッシュ材の露出部を形成するために補強用メッシュ材を被覆する目留め材の一部を除去したり、目留め材の除去により補強用メッシュ材の表面を平坦化したりする工程が不要となる。   The sealing material easily shrinks in volume by a process of drying it. Therefore, the exposed portion of the reinforcing mesh material can be easily formed by utilizing the volume shrinkage of the sealing material. Moreover, if volume shrinkage of the sealing material is used, a part of the sealing material covering the reinforcing mesh material is removed in order to form the exposed portion of the reinforcing mesh material before the formation of the permselective membrane. And the step of flattening the surface of the reinforcing mesh material by removing the sealing material becomes unnecessary.

本発明の選択透過膜構造体は、上記本発明の選択透過膜構造体の第1、2の製造方法のいずれかによって得られる選択透過膜構造体であって、選択透過膜を形成するための選択透過材料が、オルガノシロキサン骨格を有するポリマー(以下、場合により「シリコーン系ポリマー」ともいう。)に固形添加剤が分散されてなり、選択透過材料から形成される膜(選択透過膜)に酸素及び窒素を透過させた場合に、23±2℃、膜間の圧力差1.05〜1.20atmにおける酸素及び窒素の透過係数(cm3・cm・sec-1・cm-2・cmHg-1)の関係が下記式(1)で表され、補強用メッシュ材の開口径が選択透過膜の膜厚より大きく、補強用メッシュ材の開口率が30%以上であることを特徴とする。

Figure 2008178863


[式中、P(O)は酸素の透過係数、P(N)は窒素の透過係数を示す。] The permselective membrane structure of the present invention is a permselective membrane structure obtained by any one of the first and second manufacturing methods of the permselective membrane structure of the present invention, for forming the permselective membrane. The permselective material is a polymer having an organosiloxane skeleton (hereinafter sometimes referred to as “silicone polymer”) in which a solid additive is dispersed, and oxygen is added to a membrane (selective permeation membrane) formed from the permselective material. When nitrogen and nitrogen are permeated, the permeability coefficient of oxygen and nitrogen (cm 3 · cm · sec -1 · cm -2 · cmHg -1) at 23 ± 2 ° C and a pressure difference of 1.05 to 1.20 atm between the membranes. ) Is expressed by the following formula (1), the opening diameter of the reinforcing mesh material is larger than the film thickness of the permselective membrane, and the opening ratio of the reinforcing mesh material is 30% or more.
Figure 2008178863


[Wherein, P (O 2 ) represents an oxygen permeability coefficient, and P (N 2 ) represents a nitrogen permeability coefficient. ]

なお、本発明において、「固形添加剤」とは、常温常圧で固形の添加剤をいい、可塑剤やイオン性液体等の液状物質は含まれない。   In the present invention, “solid additive” refers to an additive that is solid at normal temperature and pressure, and does not include liquid substances such as plasticizers and ionic liquids.

または、本発明の選択透過膜構造体は、上記本発明の選択透過膜構造体の第1、2の製造方法のいずれかによって得られる選択透過膜構造体であって、選択透過膜を形成するための選択透過材料が、シリコーン系ポリマーにイオン性液体を添加してなり、選択透過材料から形成される膜(選択透過膜)に酸素及び窒素を透過させた場合に、23±2℃、膜間の圧力差1.05〜1.20atmにおける酸素及び窒素の透過係数(cm3・cm・sec-1・cm-2・cmHg-1)の関係が下記式(1)で表され、補強用メッシュ材の開口径が前記選択透過膜の膜厚より大きく、補強用メッシュ材の開口率が30%以上であることを特徴とする。

Figure 2008178863


[式中、P(O)は酸素の透過係数、P(N)は窒素の透過係数を示す。] Alternatively, the permselective membrane structure of the present invention is a permselective membrane structure obtained by any one of the first and second manufacturing methods of the permselective membrane structure of the present invention, and forms a permselective membrane. The selective permeation material for this is formed by adding an ionic liquid to the silicone polymer, and the membrane (selective permeation membrane) formed from the permselective material allows oxygen and nitrogen to permeate at 23 ± 2 ° C. The relationship between oxygen and nitrogen permeability coefficients (cm 3 · cm · sec -1 · cm -2 · cmHg -1 ) at a pressure difference of 1.05 to 1.20 atm is expressed by the following formula (1) and is used for reinforcement. The opening diameter of the mesh material is larger than the film thickness of the permselective membrane, and the opening ratio of the reinforcing mesh material is 30% or more.
Figure 2008178863


[Wherein, P (O 2 ) represents an oxygen permeability coefficient, and P (N 2 ) represents a nitrogen permeability coefficient. ]

上記本発明の選択透過膜構造体が備える選択透過膜は、上述の選択透過材料(固形添加剤またはイオン性液体のいずれかと、シリコーン系ポリマーとを含む材料)から形成されるため、膜を透過する気体の流れにおいてクヌーセン流(Knudsen flow)が支配的となる。このような選択透過膜を備える選択透過膜構造体によれば、SPM、nSPM等の大気中の浮遊物質を除去することが可能であり、且つ気体の透過性を十分に確保することができる。   The permselective membrane included in the permselective membrane structure of the present invention is formed from the above-described permselective material (a material containing either a solid additive or an ionic liquid and a silicone-based polymer), and thus penetrates the membrane. The Knudsen flow is dominant in the flowing gas. According to the permselective membrane structure including such a permselective membrane, it is possible to remove airborne substances such as SPM and nSPM, and to sufficiently ensure gas permeability.

なお、本明細書中において、「クヌーセン流(Knudsen flow)」とは、分子の動きが問題となるほどの希薄な気体の流れをいい(化学大辞典3、化学大辞典編集委員会編、縮刷版44頁参照)、ガスの透過速度がその分子量に依存するという特徴を有する。また、「クヌーセン流が支配的である」とは、ガスの透過速度がその分子量に依存するようになることをいう。また、「気体の透過性が十分である」とは、23±2℃、膜間の圧力差1.05〜1.20atmにおける酸素及び窒素の透過係数が8.0×10−8cm3・cm・sec-1・cm-2・cmHg-1以上、好ましくは1.0×10−7cm3・cm・sec-1・cm-2・cmHg-1以上であることをいう。また、本明細書中において、「SPM、nSPM等の大気中の浮遊物質を除去することが可能」とは、nSPMの遮断率が80wt%以上(好ましくは90wt%以上、より好ましくは99wt%以上)であることをいう。nSPMの遮断率が80wt%以上である場合には、当然に、nSPMよりも粒径の大きいSPM等の大気中の浮遊物質も遮断することができる。nSPMの遮断率は、例えば実施例に記載の方法により測定することができる。 In this specification, “Knudsen flow” refers to a flow of gas that is so thin that the movement of molecules becomes a problem (Chemical Dictionary 3, Chemistry Dictionary Editorial Board, edited version). 44)), and the gas permeation rate depends on its molecular weight. Further, “the Knudsen flow is dominant” means that the gas permeation rate becomes dependent on the molecular weight. Further, “sufficient gas permeability” means that the permeability coefficient of oxygen and nitrogen at 23 ± 2 ° C. and a pressure difference between membranes of 1.05 to 1.20 atm is 8.0 × 10 −8 cm 3. cm · sec −1 · cm −2 · cmHg −1 or more, preferably 1.0 × 10 −7 cm 3 · cm −1 · cm −2 · cmHg −1 or more. Further, in this specification, “it is possible to remove airborne substances such as SPM and nSPM” means that the blocking rate of nSPM is 80 wt% or more (preferably 90 wt% or more, more preferably 99 wt% or more. ). When the blocking rate of nSPM is 80 wt% or more, naturally, suspended substances in the atmosphere such as SPM having a particle size larger than that of nSPM can be blocked. The blocking rate of nSPM can be measured, for example, by the method described in the examples.

選択透過膜における気体の透過性を向上させるためには、選択透過膜を薄膜化する必要がある。しかし、選択透過膜を薄膜化するほど気体の透過性が向上する反面、膜強度が低下して、膜が破損し易くなる傾向がある。そこで、本発明では、選択透過膜を補強用メッシュ材に積層して選択透過膜構造体とすることによって、薄膜化された選択透過膜を補強することができる。このような選択透過膜構造体は多種多様な用途に耐えうる強度を有することができる。   In order to improve the gas permeability in the permselective membrane, it is necessary to reduce the thickness of the permselective membrane. However, the thinner the permselective membrane, the better the gas permeability, but the membrane strength tends to decrease and the membrane tends to break. Therefore, in the present invention, the permselective membrane formed into a thin film can be reinforced by laminating the permselective membrane on the reinforcing mesh material to form a permselective membrane structure. Such a selectively permeable membrane structure can have a strength that can withstand a wide variety of applications.

また、本発明では、選択透過膜の補強材として、開口径が選択透過膜の膜厚より大きく、開口率が30%以上である補強用メッシュ材を用いることによって、選択透過膜における気体の透過性及び選択透過膜構造体全体としての気体の透過機能を損なうことなく、選択透過膜を補強することが可能となる。このように、多孔質フィルムや不織布に比べて気体の透過性に優れる補強用メッシュ材を用いた選択透過膜構造体においては、多孔質フィルムや不織布で選択透過膜を補強した選択透過膜構造体に比べて、選択透過膜構造体全体としての気体の透過機能を向上させることができる。   Further, in the present invention, as a reinforcing material for the selectively permeable membrane, a reinforcing mesh material having an opening diameter larger than the thickness of the selectively permeable membrane and an opening ratio of 30% or more is used. Thus, the permselective membrane can be reinforced without impairing the gas permeation function as a whole and the permselective membrane structure. Thus, in the permselective membrane structure using the reinforcing mesh material that is superior in gas permeability compared to the porous film or the nonwoven fabric, the permselective membrane structure in which the permselective membrane is reinforced with the porous film or the nonwoven fabric. Compared to the above, the gas permeation function of the permselective membrane structure as a whole can be improved.

上記固形添加剤は、フィラー、導電性ポリマー、又はこれらの混合物であることが好ましい。フィラーは、膜における気体の透過性の更なる向上の観点から、シリカ系フィラーであることが好ましく、多孔質フィラーであることが特に好ましい。なお、固形添加剤がフィラーである場合において、以下の(1)〜(3)のいずれかの条件を満たすことが好ましい。
(1)前記フィラーが、多孔質シリカ粒子であり、シリコーン系ポリマー100質量部に対して前記固形添加剤の添加量が25〜1560質量部である、
(2)前記フィラーが、平均粒径10〜120nmの、疎水性若しくは親水性表面を有する非多孔質シリカ粒子であり、シリコーン系ポリマー100質量部に対して前記固形添加剤の含有量が65〜3800質量部である、
(3)前記フィラーが、平均粒径10〜60nmの、親水性表面を有する非多孔質酸化チタン粒子であり、シリコーン系ポリマー100質量部に対する前記固形添加剤の含有量が330〜6400質量部である。
The solid additive is preferably a filler, a conductive polymer, or a mixture thereof. From the viewpoint of further improving gas permeability in the membrane, the filler is preferably a silica-based filler, and particularly preferably a porous filler. In addition, when a solid additive is a filler, it is preferable to satisfy | fill the conditions in any one of the following (1)-(3).
(1) The filler is porous silica particles, and the addition amount of the solid additive is 25 to 1560 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silicone-based polymer.
(2) The filler is non-porous silica particles having an average particle size of 10 to 120 nm and having a hydrophobic or hydrophilic surface, and the solid additive content is 65 to 100 parts by mass of the silicone-based polymer. 3800 parts by mass
(3) The filler is non-porous titanium oxide particles having a hydrophilic surface with an average particle diameter of 10 to 60 nm, and the content of the solid additive with respect to 100 parts by mass of the silicone-based polymer is 330 to 6400 parts by mass. is there.

上記導電性ポリマーとしては、ポリアニリン又は酸処理ポリアリニンを採用することもできる。ポリアニリン又は酸処理ポリアニリンは、シリコーン系ポリマーと同様に例えばトルエン等の溶媒に可溶である。このため、ポリアニリンを溶媒に溶解させることにより、シリコーン系ポリマーとの混合、分散を、容易かつ安定して行うことができる。   As the conductive polymer, polyaniline or acid-treated polyarinin can also be employed. Polyaniline or acid-treated polyaniline is soluble in a solvent such as toluene, as with the silicone-based polymer. For this reason, mixing and dispersion | distribution with a silicone type polymer can be performed easily and stably by dissolving polyaniline in a solvent.

本発明の空調システムは、空調対象空間への気体の供給及び/又は空調対象空間からの気体の排出が行われる選択透過膜構造体として、上記本発明の選択透過膜構造体を備える。これによれば、本発明の選択透過膜構造体を用いていることから、SPM、nSPM等の大気中の浮遊物質の空調対象空間への流入を防止することができ、且つ空調対象空間内にSPM、nSPM等の浮遊物質が存在する場合にはそれを除去することもできる。   The air conditioning system of the present invention includes the above-described selectively permeable membrane structure of the present invention as a selectively permeable membrane structure in which gas is supplied to and / or discharged from the air conditioned space. According to this, since the permselective membrane structure of the present invention is used, it is possible to prevent inflow of airborne substances such as SPM and nSPM into the air-conditioning target space. If there is a suspended substance such as SPM or nSPM, it can be removed.

本発明によれば、気体の選択透過性及びSPM、nSPMの除去機能を有し、且つ多種多様な用途に耐えうる強度を有する選択透過膜構造体の製造方法、当該製造方法により得られる選択透過膜構造体、及び当該選択透過膜構造体を備える空調システムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it has the selective permeability of gas, the removal function of SPM, nSPM, and the manufacturing method of the selectively permeable membrane structure which has the intensity | strength which can endure various uses, The selective transmission obtained by the said manufacturing method A membrane structure and an air conditioning system including the permselective membrane structure can be provided.

以下、場合により図面を用いて本発明の好適な一実施形態を詳細に説明するが、本発明はこれらに限られるものではない。   Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings depending on cases, but the present invention is not limited thereto.

(選択透過膜構造体)
図1に示すように、本実施形態の選択透過膜構造体40aは、補強用メッシュ材302と、補強用メッシュ材302に積層された選択透過膜13aと、を有する。選択透過膜13aを形成するための選択透過材料は、シリコーン系ポリマーと添加剤(固形添加剤又はイオン性液体)とからなり、選択透過材料から形成される選択透過膜13aに酸素及び窒素を透過させた場合に、23±2℃、膜間の圧力差1.05〜1.20atmにおける酸素及び窒素の透過係数(cm3・cm・sec-1・cm-2・cmHg-1)の関係が下記式(1)で表される。また、補強用メッシュ材302の開口径302aは選択透過膜13aの膜厚13tより大きく、補強用メッシュ材の開口率は30%以上である。

Figure 2008178863


[式中、P(O)は酸素の透過係数、P(N)は窒素の透過係数を示す。] (Selective membrane structure)
As shown in FIG. 1, the selectively permeable membrane structure 40 a of this embodiment includes a reinforcing mesh material 302 and a selectively permeable membrane 13 a laminated on the reinforcing mesh material 302. The permselective material for forming the permselective membrane 13a is composed of a silicone polymer and an additive (solid additive or ionic liquid), and transmits oxygen and nitrogen to the permselective membrane 13a formed from the permselective material. The oxygen and nitrogen permeation coefficients (cm 3 · cm · sec -1 · cm -2 · cmHg -1 ) at 23 ± 2 ° C and pressure difference between membranes of 1.05 to 1.20 atm. It is represented by the following formula (1). The opening diameter 302a of the reinforcing mesh material 302 is larger than the film thickness 13t of the permselective membrane 13a, and the opening ratio of the reinforcing mesh material is 30% or more.
Figure 2008178863


[Wherein, P (O 2 ) represents an oxygen permeability coefficient, and P (N 2 ) represents a nitrogen permeability coefficient. ]

本実施形態の選択透過膜構造体40aが備える選択透過膜13aは、上述の選択透過材料から形成されるため、選択透過膜13aに気体を透過させた場合に、膜を透過する気体の流れにおいてクヌーセン流(Knudsen flow)が支配的となる。このような選択透過膜13aを備える選択透過膜構造体40aによれば、SPM等の大気中の浮遊物質を除去することが可能であり、且つ気体の透過性を十分に確保することができる。   Since the permselective membrane 13a included in the permselective membrane structure 40a of the present embodiment is formed from the above-described permselective material, when the gas is transmitted through the permselective membrane 13a, The Knudsen flow becomes dominant. According to the permselective membrane structure 40a provided with such a permselective membrane 13a, it is possible to remove suspended substances in the atmosphere such as SPM, and to sufficiently ensure gas permeability.

選択透過膜13aにおける気体の透過性を向上させるためには、選択透過膜13aを薄膜化する必要がある。しかし、選択透過膜13aを薄膜化するほど気体の透過性が向上する反面、膜強度が低下して、膜が破損し易くなる傾向がある。そこで、本実施形態では、選択透過膜13aを補強用メッシュ材302に積層して選択透過膜構造体40aとすることによって、薄膜化された選択透過膜13aを補強することができる。このような選択透過膜構造体40aは多種多様な用途に耐えうる強度を有することができる。   In order to improve the gas permeability in the selectively permeable membrane 13a, it is necessary to make the selectively permeable membrane 13a thin. However, the thinner the selective permeable membrane 13a, the better the gas permeability. However, the membrane strength tends to decrease and the membrane tends to break. Therefore, in the present embodiment, the selectively permeable membrane 13a can be reinforced by laminating the selectively permeable membrane 13a on the reinforcing mesh material 302 to form the selectively permeable membrane structure 40a. Such a selectively permeable membrane structure 40a can have a strength that can withstand a wide variety of uses.

選択透過膜13aの厚み13tは、0.1〜10μmであることが好ましく、1〜5μmであることがより好ましい。本実施形態の選択透過材料から形成される選択透過膜13aでは、その膜厚に関係なく、膜を透過する気体の流れにおいてクヌーセン流が支配的になるが、選択透過膜13aの厚み13tを0.1〜10μmとすることにより、選択透過膜13aの気体透過性と成膜性(選択透過膜13aの成膜の容易性)とを両立し易くなる。特に、選択透過膜13aの厚み13tを1〜5μmとすることにより、選択透過膜13aの気体透過量を充分に確保することができると共に、選択透過膜13aに欠点が生じ難く、且つ成膜し易くなる。   The thickness 13t of the selectively permeable membrane 13a is preferably 0.1 to 10 μm, and more preferably 1 to 5 μm. In the permselective membrane 13a formed of the permselective material of the present embodiment, the Knudsen flow is dominant in the flow of gas that permeates the membrane regardless of the film thickness, but the thickness 13t of the permselective membrane 13a is reduced to 0. By setting the thickness to 1 to 10 μm, it becomes easy to achieve both gas permeability and film formability (ease of film formation of the selectively permeable film 13a) of the selectively permeable film 13a. In particular, by setting the thickness 13t of the selectively permeable membrane 13a to 1 to 5 μm, it is possible to secure a sufficient amount of gas permeation through the selectively permeable membrane 13a, and it is difficult for the selectively permeable membrane 13a to have defects, and it is formed. It becomes easy.

補強用メッシュ材302は、これに積層される選択透過膜13aの気体透過性を低下させない程度の気体透過性能(気体透過量)を有することが好ましく、補強用メッシュ材302におけるO又はNのいずれかの気体透過量は、1.0×10−4cm・sec−1・cm−2以上であることが好ましく、1.0×10−2cm・sec−1・cm−2以上であることがより好ましい。このような補強用メッシュ材302としては、表1に示すスクリーンメッシュ材を用いることが好ましい。なお、表1には、本発明の選択透過膜構造体40aが備える補強用メッシュ材302の代わりに選択透過膜13aの補強材として用いることができる多孔質フィルム及び不織布も参考例として示す。ただし、本発明においては、選択透過膜13aの補強材として、多孔質フィルム及び不織布に比べて気体の透過性に優れる補強用メッシュ材302を用いる。 The reinforcing mesh material 302 preferably has a gas permeation performance (gas permeation amount) that does not decrease the gas permeability of the selectively permeable membrane 13a laminated thereon. O 2 or N 2 in the reinforcing mesh material 302 Is preferably 1.0 × 10 −4 cm 3 · sec −1 · cm −2 or more, and 1.0 × 10 −2 cm 3 · sec −1 · cm −2. More preferably. As such a reinforcing mesh material 302, a screen mesh material shown in Table 1 is preferably used. In Table 1, a porous film and a non-woven fabric that can be used as a reinforcing material for the selectively permeable membrane 13a instead of the reinforcing mesh material 302 included in the selectively permeable membrane structure 40a of the present invention are also shown as reference examples. However, in the present invention, a reinforcing mesh material 302 that is more excellent in gas permeability than a porous film and a nonwoven fabric is used as a reinforcing material for the selectively permeable membrane 13a.

Figure 2008178863
Figure 2008178863

<表1における気体透過量の測定条件>
温度 :23±2℃
膜の下流の圧力(全圧):約1atm
膜の上流の圧力(全圧):約1atm
膜間の圧力差(全圧) :0
膜の下流のO分圧(分圧):約19%(残りはN)
膜の上流のO分圧(分圧):約20.9%(残りはN)
膜間のO圧力差(分圧) :1.9%。
<Measurement conditions of gas permeation amount in Table 1>
Temperature: 23 ± 2 ° C
Pressure downstream of membrane (total pressure): approx. 1 atm
Pressure upstream of membrane (total pressure): about 1 atm
Pressure difference between membranes (total pressure): 0
O 2 partial pressure (partial pressure) downstream of the membrane: about 19% (the rest is N 2 )
O 2 partial pressure upstream of the membrane (partial pressure): about 20.9% (the rest is N 2 )
O 2 pressure difference between membranes (partial pressure): 1.9%.

本実施形態では、選択透過膜13aの補強材として、開口径302aが選択透過膜13aの膜厚13tより大きく、開口率が30%以上である補強用メッシュ材302を用いることによって、選択透過膜13aにおける気体の透過性及び選択透過膜構造体全体としての気体の透過機能を損なうことなく、選択透過膜13aを補強することが可能となる。このように、多孔質フィルムや不織布に比べて気体の透過性に優れる補強用メッシュ材302を用いた選択透過膜構造体40aにおいては、多孔質フィルムや不織布で選択透過膜13aを補強した選択透過膜構造体に比べて、選択透過膜構造体全体としての気体の透過機能を向上させることができる。   In the present embodiment, as the reinforcing material for the selectively permeable membrane 13a, the reinforcing mesh material 302 having an opening diameter 302a larger than the film thickness 13t of the selectively permeable membrane 13a and an opening ratio of 30% or more is used. It is possible to reinforce the selectively permeable membrane 13a without impairing the gas permeability in 13a and the gas permeable function of the entire selectively permeable membrane structure. As described above, in the selectively permeable membrane structure 40a using the reinforcing mesh material 302 having excellent gas permeability as compared with the porous film or the nonwoven fabric, the selectively permeable membrane 13a is reinforced with the porous membrane or the nonwoven fabric. Compared with the membrane structure, the gas permeation function of the entire selectively permeable membrane structure can be improved.

(選択透過材料)
次に、本実施形態の選択透過膜構造体40aが備える選択透過膜13aを形成するための選択透過材料について詳説する。
(Selective transmission material)
Next, the permselective material for forming the permselective membrane 13a included in the permselective membrane structure 40a of the present embodiment will be described in detail.

選択透過材料は、シリコーン系ポリマーに固形添加剤が分散されてなる選択透過材料、またはシリコーン系ポリマーにイオン性液体を添加してなる選択透過材料のいずれかである。これらの選択透過材料のいずれかから形成される選択透過膜13aに酸素及び窒素を透過させた場合に、23±2℃、膜間の圧力差1.05〜1.20atmにおける酸素及び窒素の透過係数(cm3・cm・sec-1・cm-2・cmHg-1)の関係が下記式(1)で表される。 The permselective material is either a permselective material in which a solid additive is dispersed in a silicone polymer or a permselective material in which an ionic liquid is added to a silicone polymer. When oxygen and nitrogen are permeated through the selectively permeable membrane 13a formed from any of these selectively permeable materials, the oxygen and nitrogen permeate at 23 ± 2 ° C. and a pressure difference between the membranes of 1.05 to 1.20 atm. The relationship of the coefficient (cm 3 · cm · sec −1 · cm −2 · cmHg −1 ) is expressed by the following formula (1).

Figure 2008178863


[式中、P(O)は酸素の透過係数、P(N)は窒素の透過係数を示す。]
Figure 2008178863


[Wherein, P (O 2 ) represents an oxygen permeability coefficient, and P (N 2 ) represents a nitrogen permeability coefficient. ]

以下、上記式(1)における酸素の透過係数を窒素の透過係数で除した値(P(O)/P(N):以下、「分離比α」ともいう。)が、0.94以上1未満である場合は、選択透過材料からなる膜(選択透過膜13a)を透過する気体の流れにおいてクヌーセン流が支配的であるということができる。上述のように「クヌーセン流」は、ガスの透過速度がその分子量に依存するような流れであるが、膜を透過する気体の流れが理想的なクヌーセン流である場合には、気体の透過係数Pはその分子量の平方根に逆比例する。例えば、透過するガス成分が酸素及び窒素である場合には、それらの分離比αは、下記式(2)で表されるように0.935となる。 Hereinafter, the value obtained by dividing the oxygen permeability coefficient in the above formula (1) by the nitrogen permeability coefficient (P (O 2 ) / P (N 2 ): hereinafter also referred to as “separation ratio α”) is 0.94. If it is less than 1, it can be said that the Knudsen flow is dominant in the flow of gas that permeates the membrane (the selectively permeable membrane 13a) made of the selectively permeable material. As described above, the “Knusen flow” is a flow in which the gas permeation rate depends on its molecular weight, but when the gas flow through the membrane is an ideal Knudsen flow, the gas permeability coefficient P is inversely proportional to the square root of its molecular weight. For example, when the permeating gas components are oxygen and nitrogen, their separation ratio α is 0.935 as represented by the following formula (2).

Figure 2008178863


[式中、P(O)及びP(N)はそれぞれ酸素及び窒素の透過係数を示し、M(O)及びM(N)はそれぞれ酸素及び窒素の分子量を示す。]
Figure 2008178863


[Wherein, P (O 2 ) and P (N 2 ) represent oxygen and nitrogen permeability coefficients, respectively, and M (O 2 ) and M (N 2 ) represent molecular weights of oxygen and nitrogen, respectively. ]

これに対して、「溶解拡散流」と呼ばれる気体の流れがある。溶解拡散流とは、膜に対する気体の溶解度と膜内での気体の拡散係数との積に依存する流れをいい、一般にクヌーセン流に比べ膜中の気体の透過速度が遅い。従来のシリコーン系ポリマーを含有する膜においては、膜を透過する気体の流れにおいて溶解拡散流が支配的であり、酸素及び窒素の分離比αが1以上であることが知られている。   On the other hand, there is a gas flow called “dissolved diffusion flow”. The dissolved diffusion flow refers to a flow that depends on the product of the solubility of the gas in the membrane and the diffusion coefficient of the gas in the membrane, and generally has a slower gas permeation rate in the membrane than the Knudsen flow. In a conventional membrane containing a silicone-based polymer, it is known that the dissolved diffusion flow is dominant in the gas flow passing through the membrane, and the separation ratio α of oxygen and nitrogen is 1 or more.

これらのことから、本発明の選択透過膜構造体が備える選択透過膜においては、分離比α(P(O)/P(N))が上記式(1)で表されるものであることにより、膜を気体が透過する際にクヌーセン流が生じ、従来のものと比較して、気体の透過性が飛躍的に向上すると考えられる。 From these facts, in the permselective membrane provided in the permselective membrane structure of the present invention, the separation ratio α (P (O 2 ) / P (N 2 )) is represented by the above formula (1). Thus, it is considered that a Knudsen flow is generated when the gas passes through the membrane, and the gas permeability is dramatically improved as compared with the conventional one.

上述の選択透過材料から形成される選択透過膜により、クヌーセン流が生じる理由は必ずしも明らかでないが、本発明者らの考えを、図2を用いて以下に説明する。図2は、上記選択透過材料から形成される選択透過膜13aの模式断面図である。   The reason why the Knudsen flow is generated by the permselective membrane formed from the permselective material described above is not necessarily clear, but the present inventors' idea will be described below with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a permselective membrane 13a formed from the permselective material.

選択透過材料がシリコーン系ポリマーと固形添加剤と含む場合、選択透過膜13aは、シリコーン系ポリマー321と固形添加剤323とから構成され、それらの境界(シリコーン系ポリマー321と固形添加剤323との界面)には、クヌーセン流を生じる空隙325(例えば1〜100nmの空隙)が存在する。シリコーン系ポリマー321と固形添加剤323との親和性が低いことに起因して空隙325が生じているものと考えられる。なお、固形添加剤323自身にも、クヌーセン流が生じる空隙が形成されていることが好ましい。   When the permselective material includes a silicone polymer and a solid additive, the permselective membrane 13a is composed of a silicone polymer 321 and a solid additive 323, and a boundary between them (the silicone polymer 321 and the solid additive 323). At the interface), there are voids 325 (for example, voids of 1 to 100 nm) that generate Knudsen flow. It is considered that the void 325 is generated due to the low affinity between the silicone polymer 321 and the solid additive 323. In addition, it is preferable that the space | gap which a Knudsen flow produces is formed also in solid additive 323 itself.

このような選択透過膜13aにおいて、気体は、シリコーン系ポリマー321中を溶解拡散流により、空隙325中をクヌーセン流により透過する。また、固形添加剤323が多孔質体等のようにそれ自身が気体を通す性質を有するものであった場合には、気体が固形添加剤323中を透過することも考えられる。さらに、固形添加剤323同士が隣接する場合には、その隣接する固形添加剤323同士の界面に形成された空隙を気体がクヌーセン流により透過することも考えられ、シリコーン系ポリマー321中に空泡が存在する場合には、その空泡中を気体がクヌーセン流により透過することも考えられる。   In such a selectively permeable membrane 13a, the gas permeates through the silicone polymer 321 by a dissolved diffusion flow and through the void 325 by a Knudsen flow. In addition, when the solid additive 323 itself has a property of allowing a gas to pass therethrough, such as a porous body, the gas may be transmitted through the solid additive 323. Furthermore, when the solid additives 323 are adjacent to each other, it is also considered that gas permeates through the void formed at the interface between the adjacent solid additives 323 by the Knudsen flow. In the case where is present, gas may be transmitted through the air bubbles by the Knudsen flow.

選択透過材料がシリコーン系ポリマーとイオン性液体とを含む場合、この選択透過材料から形成される選択透過膜13aによりクヌーセン流が生じる理由は必ずしも明らかでないが、イオン性液体がシリコーン系ポリマー中で分散状態で存在していることに起因するものと推察される。特に、選択透過材料を、固化するイオン性液体と有機溶剤を用いて製造する場合において、このような分散が顕著になる。すなわち、イオン性液体が不溶な有機溶媒を、シリコーン系ポリマー用の溶媒として用いると(イオン性液体はトルエン等の非極性有機溶媒には通常不溶である)、イオン性液体は、そのような溶媒に溶けたポリマー中で懸濁状態で分散・分離する。その状態で溶媒を揮発すると、分離した状態でシリコーン系ポリマー中にイオン性液体が固定される。その後、膜の温度をイオン性液体の融点以下にすることにより、イオン性液体が固化され、シリコーン系ポリマーとイオン性液体の界面及びイオン性液体内部に隙間を生じ、その隙間をガスが高速で流れていると考えられる。   When the permselective material contains a silicone polymer and an ionic liquid, the reason why the Knudsen flow is generated by the permselective membrane 13a formed from the permselective material is not necessarily clear, but the ionic liquid is dispersed in the silicone polymer. It is inferred to be due to the existence in the state. In particular, when the permselective material is produced using an ionic liquid and an organic solvent that solidify, such dispersion becomes significant. That is, when an organic solvent insoluble in the ionic liquid is used as a solvent for the silicone polymer (the ionic liquid is usually insoluble in a nonpolar organic solvent such as toluene), the ionic liquid is in such a solvent. Disperse and separate in a suspended state in a polymer dissolved in When the solvent is volatilized in this state, the ionic liquid is fixed in the silicone polymer in a separated state. Thereafter, by setting the temperature of the membrane below the melting point of the ionic liquid, the ionic liquid is solidified, and a gap is formed at the interface between the silicone polymer and the ionic liquid and inside the ionic liquid. It is thought that it is flowing.

選択透過材料がシリコーン系ポリマーとイオン性液体と含む場合に選択透過材料から形成される選択透過膜13aによりクヌーセン流が生じる理由を、図2を用いて説明すると、選択透過膜13aは、シリコーン系ポリマー321とイオン性液体323とから構成され、それらの境界(ポリマー321とイオン性液体323との界面)には、クヌーセン流を生じる空隙325(例えば1〜100nmの空隙)が存在する。シリコーン系ポリマー321とイオン性液体323との親和性が低いことに起因して空隙25が生じているものと考えられる。   The reason why the Knudsen flow is generated by the selectively permeable film 13a formed from the selectively permeable material when the selectively permeable material includes a silicone polymer and an ionic liquid will be described with reference to FIG. It is composed of a polymer 321 and an ionic liquid 323, and there is a void 325 (for example, a void of 1 to 100 nm) that generates a Knudsen flow at the boundary (interface between the polymer 321 and the ionic liquid 323). It is considered that the void 25 is generated due to the low affinity between the silicone polymer 321 and the ionic liquid 323.

このような選択透過膜13aにおいて、気体は、シリコーン系ポリマー321中を溶解拡散流により、空隙325中をクヌーセン流により透過する。また、イオン性液体323が多孔質体等のようにそれ自身が気体を通す性質を有するものであった場合には、気体がイオン性液体323中を透過することも考えられる。さらに、イオン性液体323同士が隣接する場合には、その隣接するイオン性液体323同士の界面に形成された空隙を気体がクヌーセン流により透過することも考えられ、シリコーン系ポリマー321中に空泡が存在する場合には、その空泡中を気体がクヌーセン流により透過することも考えられる。   In such a selectively permeable membrane 13a, the gas permeates through the silicone polymer 321 by a dissolved diffusion flow and through the void 325 by a Knudsen flow. In addition, when the ionic liquid 323 has a property of allowing a gas to pass through like a porous body or the like, the gas may be transmitted through the ionic liquid 323. Furthermore, when the ionic liquids 323 are adjacent to each other, it is also possible that the gas permeates through the void formed at the interface between the adjacent ionic liquids 323 by the Knudsen flow. In the case where is present, gas may be transmitted through the air bubbles by the Knudsen flow.

上述のように、選択透過材料がシリコーン系ポリマーと固形添加剤と含む場合、又は選択透過材料がシリコーン系ポリマーとイオン性液体と含む場合のいずれにおいても、本発明の選択透過材料から形成される選択透過膜13aでは、気体がクヌーセン流により透過する距離が溶解拡散流により透過する距離よりも長くなるため、気体の透過性が飛躍的に向上すると推察される。また、溶解拡散流により気体が透過する部分に関しては、SPM及びnSPMはブロックされるので、SPM、nSPM等の大気中の浮遊物質を除去することが可能となると考えられる。   As described above, the permselective material is formed from the permselective material of the present invention regardless of whether the permselective material includes a silicone-based polymer and a solid additive, or when the permselective material includes a silicone-based polymer and an ionic liquid. In the permselective membrane 13a, the distance through which the gas permeates through the Knudsen flow is longer than the distance through which the gas permeates through the dissolved diffusion flow. In addition, since the SPM and the nSPM are blocked at the portion where the gas permeates through the dissolved diffusion flow, it is considered that the suspended substances in the atmosphere such as the SPM and the nSPM can be removed.

「シリコーン系ポリマー」としては、下記一般式(3),(4),(5)及び(6)で示されるシロキシ基(式中のRとしてはそれぞれ独立して炭素数1〜30までのアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基、更にはハロゲン原子が置換した上述の置換基等が挙げられる。)から選択される1つ又は2つ以上で構成される、ポリオルガノシロキサン、又は、ポリオルガノシロキシ単位とシリコーン以外の有機ポリマーとの共重合体、例えば、シリコーン変性シクロオレフィンポリマー、シリコーン変性プルランポリマー(例えば、特開平8−208989号公報に記載のもの)及びシリコーン変性ポリイミドポリマー(例えば特開2002−332305号公報に記載のもの)が挙げられる。
SiO1/2 …(3)
SiO2/2 …(4)
RSiO3/2 …(5)
SiO4/2 …(6)
The “silicone polymer” includes a siloxy group represented by the following general formulas (3), (4), (5) and (6) (in the formula, each R is independently an alkyl having 1 to 30 carbon atoms. A group, an aryl group, an aralkyl group, an alkenyl group, and the above-described substituents substituted with a halogen atom, etc.). Copolymers of organosiloxy units and organic polymers other than silicone, such as silicone-modified cycloolefin polymers, silicone-modified pullulan polymers (for example, those described in JP-A-8-208989) and silicone-modified polyimide polymers (for example, special And those described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-332305.
R 3 SiO 1/2 (3)
R 2 SiO 2/2 (4)
RSiO 3/2 (5)
SiO 4/2 (6)

「固形添加剤」は、フィラー、導電性ポリマー、又はこれらの混合物であることが好ましい。「フィラー」としては、有機物フィラー又は無機物フィラーを用いることができ、親水性表面を有する無機物フィラーが好ましい。このような無機物フィラーとしては、例えば、表面水酸基が存在するために親水性表面を有する、シリカ、ゼオライト、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム及び酸化亜鉛等の酸化物からなる酸化物系フィラーが挙げられる。これらの中で、シリコーン系ポリマーとのぬれ性の観点から、シリカ系フィラーが好ましい。シリカ系フィラーとしては、例えば、球状シリカ、多孔質シリカ(ゼオライト及びメソポーラスシリカを含む)、石英パウダー、ガラスパウダー、ガラスビーズ、タルク及びシリカナノチューブが挙げられる。   The “solid additive” is preferably a filler, a conductive polymer, or a mixture thereof. As the “filler”, an organic filler or an inorganic filler can be used, and an inorganic filler having a hydrophilic surface is preferable. Examples of such inorganic fillers include oxide fillers made of oxides such as silica, zeolite, alumina, titanium oxide, magnesium oxide and zinc oxide, which have a hydrophilic surface due to the presence of surface hydroxyl groups. . Among these, a silica filler is preferable from the viewpoint of wettability with a silicone polymer. Examples of the silica filler include spherical silica, porous silica (including zeolite and mesoporous silica), quartz powder, glass powder, glass beads, talc, and silica nanotube.

なお、添加されるフィラーの表面は疎水化されていないことが好ましい。必要に応じて、カップリング剤等を用いた表面処理、又は水和処理による親水化を施したフィラーを用いてもよい。   In addition, it is preferable that the surface of the filler added is not hydrophobized. As needed, you may use the filler which performed the surface treatment using a coupling agent etc., or the hydrophilization by the hydration process.

また、気体の透過性の観点から、フィラーは多孔質フィラーであることが好ましい。多孔質フィラーとしては、メソポーラスシリカ及びゼオライトが好ましい。フィラーの形状については、シリコーン系ポリマーとのぬれ性の観点から、表面の凹凸が実用上無視できるほど小さく、表面積が小さく、配向による特性に影響しない球状であることが好ましい。   From the viewpoint of gas permeability, the filler is preferably a porous filler. As the porous filler, mesoporous silica and zeolite are preferable. As for the shape of the filler, from the viewpoint of wettability with the silicone-based polymer, it is preferable that the surface irregularity is so small that it can be ignored practically, the surface area is small, and the spherical shape does not affect the characteristics due to orientation.

フィラーの粒径に関しては、選択材料から形成される膜の膜厚が薄くなる観点から、1nm〜100μmであることが好ましく、10nm〜10μmであることが特に好ましい。また、フィラーが疎水性若しくは親水性表面を有する非多孔質シリカ粒子である場合には、膜における気体の透過性の更なる向上の観点から、その平均粒径が10〜120nmであることが好ましく、10〜60nmであることがより好ましい。さらに、フィラーが親水性表面を有する非多孔質酸化チタン粒子である場合には、膜における気体の透過性の更なる向上の観点から、その平均粒径が10〜60nmであることが好ましい。   The particle diameter of the filler is preferably 1 nm to 100 μm, and particularly preferably 10 nm to 10 μm, from the viewpoint of reducing the thickness of the film formed from the selected material. When the filler is a non-porous silica particle having a hydrophobic or hydrophilic surface, the average particle size is preferably 10 to 120 nm from the viewpoint of further improving the gas permeability in the membrane. 10 to 60 nm is more preferable. Furthermore, when the filler is non-porous titanium oxide particles having a hydrophilic surface, the average particle diameter is preferably 10 to 60 nm from the viewpoint of further improving gas permeability in the membrane.

このようなフィラーをシリコーン系ポリマーに添加する場合には、その添加量は、シリコーン系ポリマー100質量部に対して、1〜500質量部であることが好ましく、10〜300質量部であることがより好ましい。フィラーの添加量が1質量部未満である場合には、形成される膜の気体透過性を向上させる効果が得られ難くなる傾向にあり、500質量部を超える場合には、形成される膜の機械的強度が低下し、薄膜化し難くなる傾向にある。   When such a filler is added to the silicone-based polymer, the addition amount is preferably 1 to 500 parts by mass, and 10 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silicone-based polymer. More preferred. When the added amount of the filler is less than 1 part by mass, the effect of improving the gas permeability of the formed film tends to be difficult to obtain, and when it exceeds 500 parts by mass, There is a tendency that the mechanical strength is lowered and it is difficult to form a thin film.

「導電性ポリマー」としては、例えば、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリチオフェン及びポリピロールが挙げられ、ポリアニリンが好ましい。ポリアニリンは、シリコーン系ポリマーに対する親和性が低く、且つ良溶媒がシリコーン系ポリマーと異なる。これにより、ポリアニリンとシリコーン系ポリマーとの間の空隙が大きくなり、気体の透過性が向上すると考えられる。   Examples of the “conductive polymer” include polyaniline, polyacetylene, polythiophene and polypyrrole, and polyaniline is preferable. Polyaniline has a low affinity for the silicone-based polymer, and the good solvent is different from that of the silicone-based polymer. Thereby, the space | gap between polyaniline and a silicone type polymer becomes large, and it is thought that the gas permeability improves.

導電性ポリマーは、気体の透過性の観点から、酸により処理した後に添加することが好ましい。ポリアニリン等の導電性ポリマーは、酸と接触すると、ロイコ−エメラルディン(Leuco−Emeraldine)塩及び/又はエメラルディン(Emeraldine)塩を形成し、シリコーン系ポリマーに対する親和性が著しく低下する。これにより、シリコーン系ポリマーと導電性ポリマーとの間の空隙がより大きくなり、気体の透過性が向上すると考えられる。添加する酸としては、塩酸、過塩素酸、硫酸、硝酸、ビニルホスホン酸及びアクリル酸が挙げられる。   From the viewpoint of gas permeability, the conductive polymer is preferably added after being treated with an acid. When a conductive polymer such as polyaniline comes into contact with an acid, a leuco-emeraldine salt and / or an emeraldine salt are formed, and the affinity for the silicone-based polymer is significantly reduced. Thereby, it is thought that the space | gap between a silicone type polymer and a conductive polymer becomes larger, and the gas permeability improves. Examples of the acid to be added include hydrochloric acid, perchloric acid, sulfuric acid, nitric acid, vinylphosphonic acid, and acrylic acid.

このように酸により導電性ポリマーを処理する場合における酸の好ましい添加量は、シリコーン系ポリマーと導電性ポリマーとの組み合わせによって異なるが、導電性ポリマー100質量部に対して、0.5〜45.6質量部であることが好ましい。特に、シリコーン系ポリマーがシリコーン変性プルランポリマーであり、導電性ポリマーがポリアニリンである場合には、導電性ポリマー100質量部に対して0.9〜1.4質量部の2規定塩酸を添加することが好ましい。また、シリコーン系ポリマーがシリコーン変性シクロオレフィンポリマーであり、導電性ポリマーがポリアニリンである場合には、導電性ポリマー100質量部に対して4.6〜9.1質量部の2規定塩酸を添加することが好ましい。   Thus, although the preferable addition amount of the acid in the case of processing a conductive polymer with an acid changes with combinations of a silicone type polymer and a conductive polymer, it is 0.5-45 with respect to 100 mass parts of conductive polymers. It is preferably 6 parts by mass. In particular, when the silicone-based polymer is a silicone-modified pullulan polymer and the conductive polymer is polyaniline, 0.9 to 1.4 parts by mass of 2N hydrochloric acid is added to 100 parts by mass of the conductive polymer. Is preferred. When the silicone polymer is a silicone-modified cycloolefin polymer and the conductive polymer is polyaniline, 4.6 to 9.1 parts by mass of 2N hydrochloric acid is added to 100 parts by mass of the conductive polymer. It is preferable.

このような導電性ポリマー(導電性高分子であるポリアニリン(アルドリッチ社製、分子量:2万)をシクロへキサノンに溶解して固形分を2wt%に調整した溶液)をシリコーン系ポリマーに添加する場合には、その添加量は、シリコーン系ポリマー100質量部に対して、2.2〜80.0質量部であることが好ましく、5.0〜30質量部であることがより好ましい。導電性ポリマーの添加量が2.2質量部未満である場合には、形成される膜の気体透過性を向上させる効果が得られ難くなる傾向にあり、80.0質量部を超える場合には、形成される膜の気体透過性を向上させる効果が得られ難くなるとともに、成膜性が低下し、形成される膜の機械的強度が低下する傾向にある。   When such a conductive polymer (solution prepared by dissolving polyaniline (made by Aldrich, molecular weight: 20,000) as a conductive polymer in cyclohexanone and adjusting the solid content to 2 wt%) is added to the silicone polymer. The addition amount is preferably 2.2 to 80.0 parts by mass, more preferably 5.0 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silicone-based polymer. When the addition amount of the conductive polymer is less than 2.2 parts by mass, the effect of improving the gas permeability of the formed film tends to be difficult to obtain, and when it exceeds 80.0 parts by mass In addition, it is difficult to obtain the effect of improving the gas permeability of the film to be formed, the film formability is lowered, and the mechanical strength of the formed film tends to be lowered.

「イオン性液体」は、アニオンとカチオンとから構成され、溶媒に溶解させることなく、それ自身が加熱分解しない領域で溶解するイオン性化合物である。イオン性液体におけるカチオンとしては、例えば、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン、4級アンモニウムイオンが挙げられる。また、イオン性液体におけるアニオンとしては、例えば、Cl、Br、BF 、PF 、NO 、CFSO が挙げられる。イオン性液体の具体例としては、下記式(A)で示される1-ethyl-4-methylimidazolium-nitrateや、下記式(B)で示される1-ethyl-4-methylimidazolium-phosphateが挙げられる。本発明の選択透過材料に添加するイオン性液体は、その融点が20(常温)〜100℃であると好ましく、40〜60℃であるとより好ましい。 An “ionic liquid” is an ionic compound that is composed of an anion and a cation and dissolves in a region where it does not thermally decompose itself without being dissolved in a solvent. Examples of the cation in the ionic liquid include an imidazolium cation, a pyridinium cation, and a quaternary ammonium ion. Examples of anions in the ionic liquid include Cl , Br , BF 4 , PF 6 , NO 3 , and CF 3 SO 3 . Specific examples of the ionic liquid include 1-ethyl-4-methylimidazolium-nitrate represented by the following formula (A) and 1-ethyl-4-methylimidazolium-phosphate represented by the following formula (B). The ionic liquid added to the permselective material of the present invention preferably has a melting point of 20 (normal temperature) to 100 ° C, more preferably 40 to 60 ° C.

Figure 2008178863
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選択透過材料には、必要に応じて溶剤を添加してもよい。溶剤としては、例えば、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、N−メチルピロリドン(以下、「NMP」という。)、シクロヘキサン、シクロヘキサノンが挙げられる。溶剤の種類は、シリコーン系ポリマーの種類に応じて選択することができ、例えば、シリコーン変性プルランポリマーである場合には、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、NMP等を用いることができる。また、ポリアニリン等の導電性ポリマーを添加する場合には、シリコーン系ポリマーと導電性ポリマーとを別々の溶媒に溶解させた後に混合することが好ましい。例えば、シリコーン系ポリマーをトルエンに、ポリアニリンをシクロヘキサノンにそれぞれ溶解させた後に混合することが好ましい。   A solvent may be added to the permselective material as necessary. Examples of the solvent include toluene, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, N-methylpyrrolidone (hereinafter referred to as “NMP”), cyclohexane, and cyclohexanone. The type of solvent can be selected according to the type of silicone polymer. For example, in the case of a silicone-modified pullulan polymer, toluene, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, NMP, or the like can be used. Moreover, when adding conductive polymers, such as polyaniline, it is preferable to mix, after dissolving a silicone type polymer and a conductive polymer in a separate solvent. For example, it is preferable to mix after dissolving a silicone polymer in toluene and polyaniline in cyclohexanone.

選択透過材料は、必要に応じて混合されていてもよい。例えば、シリコーン系ポリマーがペレット状である場合には、押出機やニーダー等を用いて他の成分と混合させてもよい。また、シリコーン系ポリマーが溶媒に溶解したものである場合には、その溶液に他の成分を添加し攪拌することにより、混合させてもよい。さらに、混合した後に、溶媒を除去してもよい。   The permselective material may be mixed as necessary. For example, when the silicone polymer is in the form of pellets, it may be mixed with other components using an extruder, kneader or the like. Further, when the silicone polymer is dissolved in a solvent, it may be mixed by adding other components to the solution and stirring. Furthermore, the solvent may be removed after mixing.

上述の選択透過材料を用いて膜を形成させる場合には、用いる成分に対応する成膜加工方法を利用することができる。例えば、シリコーン系ポリマーが、ペレット状等である場合には、融解押出法、カレンダー等の加工方法により、膜を得ることができる。また、シリコーン系ポリマーが溶媒に溶解したものである場合には、キャスト法、コーター法、水面展開法等の加工方法により、膜を得ることができる。   When a film is formed using the above-described permselective material, a film forming method corresponding to the component to be used can be used. For example, when the silicone polymer is in the form of pellets, a film can be obtained by a processing method such as a melt extrusion method or a calendar. In addition, when the silicone polymer is dissolved in a solvent, a film can be obtained by a processing method such as a casting method, a coater method, a water surface development method, or the like.

(選択透過膜構造体の製造方法)
本実施形態に係る選択透過膜構造体40aは、本実施形態の第1の製造方法、第2の製造方法、又は第3の製造方法のいずれかによって得られる。以下、第1及び第2の各製造方法について説明する。
(Method for producing selectively permeable membrane structure)
The permselective membrane structure 40a according to the present embodiment is obtained by any one of the first manufacturing method, the second manufacturing method, or the third manufacturing method of the present embodiment. Hereinafter, the first and second manufacturing methods will be described.

本実施形態に係る選択透過膜構造体40aの第1の製造方法は、補強用メッシュ材302の開口に目留め材を充填する工程と、開口に充填された目留め材の体積を収縮させる工程と、目留め材で覆われていない補強用メッシュ材302の露出部と、開口に充填された目留め材の露出部と、を覆うように、上記選択透過材料から選択透過膜13aを形成する工程と、選択透過膜13aを形成した後に、補強用メッシュ材302の開口から目留め材を除去する工程と、を備える。以下、図3〜7を参照しつつ、各工程について説明する。   The first manufacturing method of the selectively permeable membrane structure 40a according to the present embodiment includes a step of filling the opening material of the reinforcing mesh material 302 with a sealing material and a step of shrinking the volume of the sealing material filled in the opening. Then, the permselective membrane 13a is formed from the permselective material so as to cover the exposed portion of the reinforcing mesh material 302 that is not covered with the sealing material and the exposed portion of the sealing material filled in the opening. And a step of removing the sealing material from the opening of the reinforcing mesh material 302 after forming the selectively permeable membrane 13a. Hereinafter, each process will be described with reference to FIGS.

まず、図3に示すように、PETフィルム330上に補強用メッシュ材302を設置する。次に、PETフィルム330上に設置された補強用メッシュ材302に、目留め材332をワイヤーコーターで塗布して、補強用メッシュ材302の開口302bに目留め材332を充填する(図4参照)。   First, as shown in FIG. 3, a reinforcing mesh material 302 is installed on the PET film 330. Next, a sealing material 332 is applied to the reinforcing mesh material 302 installed on the PET film 330 with a wire coater, and the opening 302b of the reinforcing mesh material 302 is filled with the sealing material 332 (see FIG. 4). ).

目留め材332としては、N,N−ジエチルアクリルアミド、(化学式:CH=C−ONHC、以下DEAAと記す)、ジエチレングリコールモノビニルエーテル(化学式:CH=C−(OCHCH−OH、以下DEGVと記す)、ポリエチレングリコール(化学式:HO−(CH−CH−O)−H(n=300)、以下PEGと記す)、N,N−ヒドロキシエチルアクリルアミド(化学式:CH=C−ONHCOH、以下HEAAと記す)等の少なくともいずれか、又はこれらを有機溶剤等で希釈して得られる塗料を用いればよい。特に目留め材332としてはHEAAが好ましい。HEAAを用いることによって、より確実に補強用メッシュ材302を目留めすることが可能となる。目留め材332としてHEAAを用いる場合、例えば、HEAAの濃度が80wt%となるようにHEAAをエタノールで希釈して塗料状とすればよい。HEAAを希釈するための溶剤(エタノール)の分量を調整することで、補強用メッシュ材302の目留め位置(開口部302bへの目留め材332の充填量)を調整することができ、結果として、成膜する選択透過膜13aの厚みを調整することができる。 As the sealing material 332, N, N-diethylacrylamide, (chemical formula: CH 2 = C—ONHC 2 H 5 C 2 H 5 , hereinafter referred to as DEAA), diethylene glycol monovinyl ether (chemical formula: CH 2 = C— (OCH) 2 CH 2) 2 -OH, hereinafter referred to as DEGV), polyethylene glycol (chemical formula: HO- (CH 2 -CH 2 -O ) n -H (n = 300), hereinafter referred to as PEG), n, N- hydroxy At least one of ethyl acrylamide (chemical formula: CH 2 = C—ONHC 2 H 5 OH, hereinafter referred to as HEAA) or a paint obtained by diluting these with an organic solvent or the like may be used. In particular, HEAA is preferable as the sealing material 332. By using HEAA, the reinforcing mesh material 302 can be more reliably spotted. When HEAA is used as the sealing material 332, for example, HEAA may be diluted with ethanol so as to have a paint form so that the concentration of HEAA is 80 wt%. By adjusting the amount of the solvent (ethanol) for diluting HEAA, it is possible to adjust the sealing position of the reinforcing mesh material 302 (filling amount of the sealing material 332 into the opening 302b), and as a result The thickness of the selectively permeable membrane 13a to be formed can be adjusted.

次に、図5に示すように、補強用メッシュ材302に塗布された目留め材332を熱処理することにより、開口302aに充填された目留め材332から希釈溶剤(エタノール)を揮発させ、目留め材332の体積を収縮させる。なお、開口302aに充填された目留め材332の体積を収縮させる工程において、目留め材332の体積収縮に伴い目留め材332に被覆されていた補強用メッシュ材302の一部を露出させることによって、補強用メッシュ材302の露出部302cを形成することが好ましい。   Next, as shown in FIG. 5, the sealing material 332 applied to the reinforcing mesh material 302 is heat-treated to volatilize the diluting solvent (ethanol) from the sealing material 332 filled in the opening 302a. The volume of the fastening material 332 is contracted. In the step of shrinking the volume of the sealing material 332 filled in the opening 302a, a part of the reinforcing mesh material 302 covered with the sealing material 332 is exposed as the volume of the sealing material 332 shrinks. Thus, the exposed portion 302c of the reinforcing mesh material 302 is preferably formed.

目留め材332は、それを乾燥させる熱処理等によって、体積収縮する。よって、目留め材332の体積収縮を利用すれば、補強用メッシュ材302の露出部302cを容易に形成することができる。また、目留め材332の体積収縮を利用すれば、選択透過膜13aの形成前に露出部302cを形成するために、補強用メッシュ材302を被覆する目留め材332の一部を除去する工程が不要となる。なお、後工程において、露出部302cと選択透過材料とを接着させることによって、補強用メッシュ材302に選択透過膜13aが固定される。また、補強用メッシュ材302の露出部302cを形成する方法は、目留め材332の体積収縮に限定されない。   The sealing material 332 shrinks in volume by a heat treatment for drying it. Therefore, the exposed portion 302c of the reinforcing mesh material 302 can be easily formed by utilizing the volume shrinkage of the sealing material 332. Further, if the volume shrinkage of the sealing material 332 is used, a part of the sealing material 332 that covers the reinforcing mesh material 302 is removed in order to form the exposed portion 302c before the selective permeable membrane 13a is formed. Is no longer necessary. In the subsequent process, the selectively permeable membrane 13a is fixed to the reinforcing mesh material 302 by bonding the exposed portion 302c and the selectively permeable material. Further, the method of forming the exposed portion 302 c of the reinforcing mesh material 302 is not limited to the volume shrinkage of the sealing material 332.

目留め材332の体積を収縮させた後、図6に示すように、補強用メッシュ材302の露出部302cと、開口302bに充填された目留め材332の露出部332aと、を覆うように、塗料状の選択透過材料13sをワイヤーコーター等で塗布する。次に、熱処理によって、選択透過材料13sの溶剤成分を除去することにより、選択透過材料13sから選択透過膜13aを成膜する。なお、塗料状の選択透過材料13sは、レベリング剤を更に含有していてもよい。塗料状の選択透過材料13sが、レベリング剤を更に含有することにより、選択透過材料13sと目留め材332との接着性が良好でない場合であっても、平滑な表面を有する選択透過膜13aを成膜することができる。   After shrinking the volume of the sealing material 332, as shown in FIG. 6, the exposed portion 302c of the reinforcing mesh material 302 and the exposed portion 332a of the sealing material 332 filled in the opening 302b are covered. Then, a paint-like selective transmission material 13s is applied with a wire coater or the like. Next, the selective permeable film 13a is formed from the selectively permeable material 13s by removing the solvent component of the selectively permeable material 13s by heat treatment. The paint-like selectively permeable material 13s may further contain a leveling agent. Since the paint-like selectively permeable material 13s further contains a leveling agent, the selectively permeable membrane 13a having a smooth surface can be obtained even when the adhesive property between the selectively permeable material 13s and the sealing material 332 is not good. A film can be formed.

次に、選択透過膜13aが積層された補強用メッシュ材302から、PETフィルム330を剥離する。そして、補強用メッシュ材302において選択透過膜13aが積層された面とは反対側の面の側から、補強用メッシュ材302の開口302bに充填された目留め材332を水で洗い流して除去する。目留め材332を除去した後、補強用メッシュ材302及び選択透過膜13aを乾燥して水分を除去することによって、図7に示す選択透過膜構造体40aが得られる。   Next, the PET film 330 is peeled from the reinforcing mesh material 302 on which the permselective membrane 13a is laminated. Then, the sealing material 332 filled in the openings 302b of the reinforcing mesh material 302 is removed by washing with water from the surface of the reinforcing mesh material 302 opposite to the surface on which the selectively permeable membrane 13a is laminated. . After removing the sealing material 332, the reinforcing mesh material 302 and the selectively permeable membrane 13a are dried to remove moisture, thereby obtaining the selectively permeable membrane structure 40a shown in FIG.

なお、補強用メッシュ材302の開口302bに充填された目留め材332を除去する方法は、水による洗浄に限定されない。例えば、目留め材332の成分が可溶な溶剤又は薬品等によって目留め材332を洗浄、除去しても良い。あるいは、補強用メッシュ材302に塗布された目留め材332のうち、除去すべき部分のみをUV(紫外線)又はEB(電子線)等の照射によって除去し易い状態へ改質した後に、除去すべき部分のみを除去してもよい。   The method for removing the sealing material 332 filled in the openings 302b of the reinforcing mesh material 302 is not limited to cleaning with water. For example, the sealing material 332 may be washed and removed with a solvent or chemicals in which the components of the sealing material 332 are soluble. Alternatively, only the portion to be removed of the sealing material 332 applied to the reinforcing mesh material 302 is modified to be easily removed by irradiation with UV (ultraviolet light) or EB (electron beam), and then removed. Only the power portion may be removed.

本実施形態においては、補強用メッシュ材302の開口302bに目留め材332を充填することによって、補強用メッシュ材302が目留めされ、補強用メッシュ材302に略平滑な平面が形成される。そして、補強用メッシュ材302の開口302bに目留め材332を充填した後に選択透過材料13sから選択透過膜13aを形成することによって、塗料状の選択透過材料13sが補強用メッシュ材302の開口302b内に過度に(開口302b内を満たす程度に)流れ込むことを防止でき、厚さが均一で表面が平滑な選択透過膜13aを形成することができる。   In the present embodiment, the reinforcing mesh material 302 is filled by filling the opening 302 b of the reinforcing mesh material 302 with the sealing material 332, and a substantially smooth flat surface is formed on the reinforcing mesh material 302. Then, after filling the opening 302 b of the reinforcing mesh material 302 with the sealing material 332, the selective permeable film 13 a is formed from the selective permeable material 13 s so that the paint-like selectively permeable material 13 s becomes the opening 302 b of the reinforcing mesh material 302. The selective permeation film 13a having a uniform thickness and a smooth surface can be formed because it can be prevented from flowing excessively (to the extent that the opening 302b is filled).

一般的なコーター法による基材上への積層成膜では、最適な加工条件に調整するために溶剤等で溶液粘度を調整した成膜材料を使用していた。特に薄膜の形成では、成膜材料の溶剤量を比較的多くして、低粘度に調整した成膜材料を使用するのが一般的であった。しかし、低粘度化した成膜材料では、その表面張力、流動性の点から、補強用メッシュ材のように開口径が大きい基材への塗工は難しかった。すなわち、塗工した成膜材料が補強用メッシュ材の開口部に流れ込んでしまうため、補強用メッシュ材と膜との積層状態が得られず、成膜精度(厚みの調整、厚みバラツキ)の点で、良好な膜を得ることができなかった。一方、本実施形態では、補強用メッシュ材302の開口302bに目留め材332を充填した後に選択透過材料13sから選択透過膜13aを形成することによって、塗工した選択透過材料13sが補強用メッシュ材302の開口部302bに流れ込むことを抑制できるため、上述の一般的なコーター法が有する問題を解決することができる。   In a multilayer film formation on a substrate by a general coater method, a film forming material whose solution viscosity is adjusted with a solvent or the like is used in order to adjust to an optimum processing condition. In particular, in the formation of a thin film, it is common to use a film-forming material adjusted to a low viscosity by relatively increasing the amount of solvent of the film-forming material. However, with a low-viscosity film-forming material, it has been difficult to apply to a substrate having a large opening diameter, such as a reinforcing mesh material, from the viewpoint of surface tension and fluidity. That is, since the applied film forming material flows into the openings of the reinforcing mesh material, the laminated state of the reinforcing mesh material and the film cannot be obtained, and the film forming accuracy (thickness adjustment, thickness variation) Thus, a good film could not be obtained. On the other hand, in this embodiment, the selectively permeable material 13s is applied to the reinforcing mesh 13a by forming the selectively permeable film 13a from the selectively permeable material 13s after filling the openings 302b of the reinforcing mesh material 302 with the sealing material 332. Since it can suppress flowing into the opening part 302b of the material 302, the problem which the above-mentioned general coater method has can be solved.

また本実施形態においては、選択透過膜13aを形成した後に、補強用メッシュ材302の開口302bから目留め材332を除去することによって、補強用メッシュ材302の開口302bに面する選択透過膜13aにおける気体の透過性を確保することができる。   Further, in the present embodiment, after forming the permselective membrane 13a, the permeation material 332 is removed from the opening 302b of the reinforcing mesh material 302 to thereby remove the permselective membrane 13a facing the opening 302b of the reinforcing mesh material 302. The gas permeability in can be ensured.

更に本実施形態においては、塗料状の目留め材332を希釈する溶剤量を調整することによって、開口302bに充填された目留め材332の体積を収縮させる際に目留め材332の体積収縮率を調整できる。したがって、目留め材332の体積収縮に伴って補強用メッシュ材302の開口302b内に形成される空間の容積を調整でき、この空間に導入される選択透過材料13sの体積も調整できる。その結果、成膜後の選択透過膜13aの厚み、特に開口302bに面する選択透過膜13aの厚み(開口302bの内側に位置する選択透過膜13aの厚み)を調整することが可能となる。また、目留め材332の体積収縮によって補強用メッシュ材302の開口302b内に形成される空間に選択透過材料13sを導入させると、成膜後の選択透過膜13aに補強用メッシュ材302がめり込んだ構造ができる。この構造がアンカー効果を奏し、選択透過膜13aを補強用メッシュ材302に強固に密着させることができる。   Furthermore, in this embodiment, the volume shrinkage rate of the sealant 332 is reduced when the volume of the sealant 332 filled in the opening 302b is contracted by adjusting the amount of the solvent that dilutes the paint-like sealant 332. Can be adjusted. Therefore, the volume of the space formed in the opening 302b of the reinforcing mesh material 302 can be adjusted with the volume shrinkage of the sealing material 332, and the volume of the selectively permeable material 13s introduced into this space can also be adjusted. As a result, it is possible to adjust the thickness of the selectively permeable film 13a after film formation, particularly the thickness of the selectively permeable film 13a facing the opening 302b (the thickness of the selectively permeable film 13a positioned inside the opening 302b). Further, when the permselective material 13s is introduced into the space formed in the opening 302b of the reinforcing mesh material 302 due to the volume shrinkage of the sealing material 332, the reinforcing mesh material 302 is embedded in the selectively permeable film 13a after film formation. You can make a structure. This structure has an anchor effect, and the permselective membrane 13a can be firmly adhered to the reinforcing mesh material 302.

次に、本実施形態に係る選択透過膜構造体40aの第2の製造方法について説明する。以下では、上述した第1の製造方法と第2の製造方法との相違点について説明し、第1の製造方法と第2の製造方法との共通点については説明を省略する。第1の製造法では、開口302bに充填された目留め材332の露出部332aを直接覆うように選択透過膜13aを形成するのに対して、第2の製造方法では、開口302bに充填された目留め材332の露出部332a上に中間層を形成した後で、中間層を覆うように選択透過膜13aを形成する点において、第1の製造方法と第2の製造法とは相違する。   Next, the 2nd manufacturing method of the permselective membrane structure 40a which concerns on this embodiment is demonstrated. Hereinafter, differences between the first manufacturing method and the second manufacturing method described above will be described, and description of common points between the first manufacturing method and the second manufacturing method will be omitted. In the first manufacturing method, the permselective film 13a is formed so as to directly cover the exposed portion 332a of the sealing material 332 filled in the opening 302b, whereas in the second manufacturing method, the opening 302b is filled. The first manufacturing method is different from the second manufacturing method in that the permselective film 13a is formed so as to cover the intermediate layer after the intermediate layer is formed on the exposed portion 332a of the sealing material 332. .

すなわち、本実施形態の選択透過膜構造体40aの第2の製造方法は、補強用メッシュ材302の開口302bに目留め材332を充填する工程と、開口302bに充填された目留め材332の露出部332aに、目留め材332との接着性及び選択透過材料13sとの接着性を共に有する中間層334を形成する工程と、開口302bに充填された目留め材332の体積を収縮させる工程と、目留め材で覆われていない補強用メッシュ材302の露出部302c及び中間層334を覆うように、選択透過材料13sから選択透過膜13aを形成する工程と、選択透過膜13aが形成された後に、補強用メッシュ材302の開口302bから目留め材332及び中間層334を除去する工程と、を備える。以下では、図8〜10を参照しつつ、本実施形態に係る第2の製造方法の各工程について説明する。   That is, the second manufacturing method of the permselective membrane structure 40a of the present embodiment includes the step of filling the opening 302b of the reinforcing mesh material 302 with the sealing material 332 and the sealing material 332 filled in the opening 302b. A step of forming an intermediate layer 334 having both adhesiveness to the sealing material 332 and adhesiveness to the selective transmission material 13s on the exposed portion 332a, and a step of shrinking the volume of the sealing material 332 filled in the opening 302b. A step of forming the selectively permeable film 13a from the selectively permeable material 13s so as to cover the exposed portion 302c of the reinforcing mesh material 302 and the intermediate layer 334 that are not covered with the sealing material, and the selectively permeable film 13a is formed. And removing the sealing material 332 and the intermediate layer 334 from the opening 302b of the reinforcing mesh material 302. Below, each process of the 2nd manufacturing method which concerns on this embodiment is demonstrated, referring FIGS.

まず、図8に示すように、PETフィルム330上に補強用メッシュ材302を設置した後、PETフィルム330上に設置された補強用メッシュ材302に、目留め材332をワイヤーコーターで塗布して、補強用メッシュ材302の開口302bに目留め材332を充填する。   First, as shown in FIG. 8, after the reinforcing mesh material 302 is installed on the PET film 330, a sealing material 332 is applied to the reinforcing mesh material 302 installed on the PET film 330 by a wire coater. The sealing material 332 is filled in the opening 302b of the reinforcing mesh material 302.

次に、目留め材332が塗布された補強用メッシュ材302上に、目留め材332との接着性及び選択透過材料13sとの接着性を共に有する塗料を塗布し、この塗料から中間層334を形成する。その結果、補強用メッシュ材302の開口302bに充填された目留め材332の露出部332aが中間層334で被覆される。中間層334としては、目留め材332との接着性及び選択透過材料13sとの接着性を共に有する層であればよく、例えば、ポリビニルアルコール(以下、PVAと記す)等を含む層を中間層334とすればよい。なお、PVAは、HEAAのような目留め材332に比べて水に溶解し難いので、後工程において中間層334を除去し易くするために、PVAを含む中間層334は薄くすることが好ましく、その厚さは、0.01〜30μm程度であることが好ましい。   Next, a coating material having both adhesiveness with the sealing material 332 and adhesiveness with the selectively permeable material 13s is applied onto the reinforcing mesh material 302 to which the sealing material 332 is applied, and the intermediate layer 334 is applied from this coating material. Form. As a result, the exposed portion 332 a of the sealing material 332 filled in the opening 302 b of the reinforcing mesh material 302 is covered with the intermediate layer 334. The intermediate layer 334 may be a layer having both adhesiveness with the sealing material 332 and adhesiveness with the selective transmission material 13s. For example, a layer containing polyvinyl alcohol (hereinafter referred to as PVA) or the like is an intermediate layer. It may be 334. Since PVA is less soluble in water than a sealing material 332 such as HEAA, it is preferable to make the intermediate layer 334 containing PVA thinner in order to facilitate removal of the intermediate layer 334 in a later step. The thickness is preferably about 0.01 to 30 μm.

中間層334として用いるPVAとしては、例えば、重合度が400〜4000程度、ケン化度が80mol%以上であるような公知のPVAを用いることができるが、本実施形態では、水溶性が高いPVAを用いることが好ましく、具体的には、重合度が100〜400程度、ケン化度が0〜90mol%程度であるPVAを用いることが好ましい。より具体的には、重合度が200〜250程度、ケン化度が約81mol%であるPVA(日本酢ビ・ポバール社製JL−05E)、又は重合度が200〜250程度、ケン化度が約88mol%であるPVA(日本酢ビ・ポバール社製ASP05)を用いることが好ましい。また、一般的なPVAの水酸基、酢酸基以外の官能基を有する変性PVAを用いても良い。   As the PVA used as the intermediate layer 334, for example, a known PVA having a degree of polymerization of about 400 to 4000 and a degree of saponification of 80 mol% or more can be used. In this embodiment, PVA having high water solubility is used. More specifically, it is preferable to use PVA having a degree of polymerization of about 100 to 400 and a degree of saponification of about 0 to 90 mol%. More specifically, the polymerization degree is about 200 to 250 and the saponification degree is about 81 mol% PVA (JL-05E manufactured by Nippon Vinegar Poval Co.), or the polymerization degree is about 200 to 250 and the saponification degree is about It is preferable to use PVA (ASP05 manufactured by Nippon Vinegar Poval) which is about 88 mol%. Moreover, you may use the modified PVA which has functional groups other than the hydroxyl group and acetic acid group of general PVA.

中間層34の形成後、熱処理により、開口302bに充填された目留め材332及び中間層334に含まれる溶媒成分を除去し、目留め材332及び中間層334の体積を収縮させ、補強用メッシュ材302の露出部302cを形成する(図9参照)。   After the formation of the intermediate layer 34, the sealing material 332 filled in the opening 302b and the solvent component contained in the intermediate layer 334 are removed by heat treatment, and the volume of the sealing material 332 and the intermediate layer 334 is contracted, thereby reinforcing the mesh. An exposed portion 302c of the material 302 is formed (see FIG. 9).

次に、補強用メッシュ材302の露出部302c及び中間層334を覆うように、塗料状の選択透過材料13sをワイヤーコーター等で塗布する。次に、熱処理によって、選択透過材料13sの溶剤成分を除去することにより、選択透過材料13sから選択透過膜13aを成膜する(図10参照)。   Next, a paint-like selective transmission material 13s is applied by a wire coater or the like so as to cover the exposed portion 302c of the reinforcing mesh material 302 and the intermediate layer 334. Next, a selective permeable film 13a is formed from the selectively permeable material 13s by removing the solvent component of the selectively permeable material 13s by heat treatment (see FIG. 10).

選択透過膜13aの成膜後、選択透過膜13aが積層された補強用メッシュ材302から、PETフィルム330を剥離する。そして、補強用メッシュ材302において選択透過膜13aが積層された面とは反対側の面の側から、補強用メッシュ材302の開口302bに充填された目留め材332と、その奥の中間層334とを、水による洗浄等によって除去する。目留め材332及び中間層334を除去した後、補強用メッシュ材302及び選択透過膜13aを乾燥して水分を除去することによって、図7に示す選択透過膜構造体40aが得られる。   After forming the selectively permeable membrane 13a, the PET film 330 is peeled from the reinforcing mesh material 302 on which the selectively permeable membrane 13a is laminated. Then, from the side of the reinforcing mesh material 302 opposite to the surface on which the selectively permeable membrane 13a is laminated, the sealing material 332 filled in the openings 302b of the reinforcing mesh material 302, and the intermediate layer behind the sealing material 332 334 is removed by washing with water or the like. After removing the sealing material 332 and the intermediate layer 334, the reinforcing mesh material 302 and the selectively permeable membrane 13a are dried to remove moisture, thereby obtaining the selectively permeable membrane structure 40a shown in FIG.

上記第2の製造方法においては、上記第1の製造方法と同様の効果を奏することできる。さらに、上記第2の製造方法においては、目留め材332と接着し、且つ選択透過材料13sとも接着性を有する中間層334の表面で選択透過材料13sを成形するため、選択透過材料13sを膜状に成形し易く、厚さが均一で表面が平滑な選択透過膜13aを形成することが容易となる。仮に、目留め材332と接着し難い選択透過材料13sを用いて、補強用メッシュ材302の露出部302cと、開口302bに充填された目留め材332の露出部332aと、を直接覆うように選択透過膜13aを形成した場合、目留め材332と選択透過材料13sが接着し難く、目留め材332の表面において選択透過材料13sを膜状に成形し難い傾向があるが、上記第2の製造方法においては、目留め材332と接着し、且つ選択透過材料13sとも接着性を有する中間層334の表面で選択透過材料13sを成形するため、このような問題が発生しない。すなわち、上記第2の製造方法においては、目留め材332と選択透過材料13sの両方と相性の良い中間層334を介することによって、目留め材332への選択透過材料13sのぬれ性(成膜性)を向上させることができ、選択透過材料13sの成膜精度を向上させることができる。なお、選択透過膜13aの成膜後、目留め材332と中間層334とを開口302bから除去する際に、補強用メッシュ材302をマスクとして機能させて、中間層334のエッチングを行うことにより、選択透過膜13aと補強用メッシュ材302との間に中間層334の一部を残存させてもよい。この場合、中間層334として、接着効果を有する材料(熱等の二次的負荷で接着性を発現する材料)を用いれば、選択透過膜13aと補強用メッシュ材302との接着(固定化)も可能となる。   In the said 2nd manufacturing method, there can exist an effect similar to the said 1st manufacturing method. Furthermore, in the second manufacturing method, the selectively permeable material 13s is formed on the surface of the intermediate layer 334 that adheres to the sealing material 332 and also has adhesiveness to the selectively permeable material 13s. It is easy to form a permselective membrane 13a having a uniform thickness and a smooth surface. Temporarily, using the selectively permeable material 13s that is difficult to adhere to the sealing material 332, the exposed portion 302c of the reinforcing mesh material 302 and the exposed portion 332a of the sealing material 332 filled in the opening 302b are directly covered. When the permselective membrane 13a is formed, the sealing material 332 and the permselective material 13s are difficult to adhere to each other, and it is difficult to form the permselective material 13s into a film shape on the surface of the sealing material 332. In the manufacturing method, the permselective material 13s is formed on the surface of the intermediate layer 334 that adheres to the sealing material 332 and also has the adhesiveness to the permselective material 13s, so that such a problem does not occur. That is, in the second manufacturing method, the wettability of the selective transmission material 13s to the sealing material 332 (film formation) is provided via the intermediate layer 334 compatible with both the sealing material 332 and the selective transmission material 13s. The film forming accuracy of the selective transmission material 13s can be improved. In addition, when the sealing material 332 and the intermediate layer 334 are removed from the opening 302b after the selective permeable film 13a is formed, the reinforcing mesh material 302 is used as a mask and the intermediate layer 334 is etched. A part of the intermediate layer 334 may remain between the permselective membrane 13a and the reinforcing mesh material 302. In this case, if a material having an adhesive effect (a material that develops an adhesive property by a secondary load such as heat) is used as the intermediate layer 334, the selectively permeable membrane 13a and the reinforcing mesh material 302 are bonded (immobilized). Is also possible.

(空調システム)
上述した本実施形態に係る選択透過膜構造体40aは、例えば以下で説明する空調システムに用いることができる。この空調システムは、空調対象空間への気体の供給及び/又は空調対象空間からの気体の排出が行われる膜として、選択透過膜構造体40aを備える。この空調システムとしては、例えば、外気導入のための取り入れ口(外気導入口)に上述の選択透過膜構造体40aが設置されたものが挙げられる。空調対象空間としては、例えば、自動車、住宅、新幹線、飛行機等の、空間内の気体と外気とを交換することが必要な空間が挙げられ、その具体例としては、図11に示されるような自動車が挙げられる。
(Air conditioning system)
The permselective membrane structure 40a according to the present embodiment described above can be used, for example, in an air conditioning system described below. This air conditioning system includes a selectively permeable membrane structure 40a as a membrane for supplying gas to the air conditioned space and / or discharging gas from the air conditioned space. As this air-conditioning system, for example, a system in which the above-mentioned selective permeable membrane structure 40a is installed at an intake for introducing outside air (outside air introduction port) can be mentioned. As the air-conditioning target space, for example, a space such as an automobile, a house, a bullet train, an airplane, and the like that needs to exchange the gas in the space with the outside air can be cited, and a specific example thereof is as shown in FIG. An automobile is mentioned.

図11は、空調システムの一形態である自動車を前後方向に切断した概略断面図である。自動車10の車室19は、車室壁11と選択透過膜構造体40aとを備え、外気導入のための取り入れ口に設置された選択透過膜構造体40a以外の部分では、実質的に外気と遮断されている。   FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of an automobile, which is one form of an air conditioning system, cut in the front-rear direction. The vehicle compartment 19 of the automobile 10 includes the compartment wall 11 and the permselective membrane structure 40a, and is substantially free from outside air at portions other than the permselective membrane structure 40a installed at the intake for introducing the external air. Blocked.

車室壁11は、鉄、アルミニウム、ガラス等の気体を実質的に透過させない材料により構成されている。選択透過膜構造体40aが有する選択透過膜13aの厚さは、0.1〜10μmであることが好ましい。自動車10における選択透過膜構造体40aの具体的な設置場所としては、例えば図12に示すエアコンユニット内の外気導入のための取り入れ口が挙げられる。   The vehicle interior wall 11 is made of a material that does not substantially transmit gas, such as iron, aluminum, and glass. The thickness of the selectively permeable membrane 13a included in the selectively permeable membrane structure 40a is preferably 0.1 to 10 μm. As a specific installation location of the selectively permeable membrane structure 40a in the automobile 10, for example, there is an intake for introducing outside air in the air conditioner unit shown in FIG.

図12は、本発明の空調システムの一形態である自動車におけるエアコンユニット30の一部を示す模式断面図である。図12に示すように、エアコンユニット30は、エアコンユニットケース35、遠心式送風ファン37及び選択透過膜構造体40aを備える。エアコンユニットケース35は、外気導入口35a、内気導入口35b及び開口部35cを有する。送風ファン37は、エアコンユニットケース35において、内気が循環する経路上に設置されている。選択透過膜構造体40aは、エアコンユニットケース35に、外気導入口35aを閉塞するように設置されている。   FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a part of an air conditioner unit 30 in an automobile which is an embodiment of the air conditioning system of the present invention. As shown in FIG. 12, the air conditioner unit 30 includes an air conditioner unit case 35, a centrifugal blower fan 37, and a selectively permeable membrane structure 40a. The air conditioner unit case 35 has an outside air inlet 35a, an inside air inlet 35b, and an opening 35c. The blower fan 37 is installed in the air conditioner unit case 35 on a path through which the inside air circulates. The selectively permeable membrane structure 40a is installed in the air conditioner unit case 35 so as to close the outside air inlet 35a.

このようなエアコンユニット30によれば、外気導入口35aから選択透過膜構造体40aを通して外気が、内気導入口35bから内気がエアコンユニット内に導入され、開口部35cを通して自動車の車室に外気及び/又は内気が供給される。また、外気導入口35aから選択透過膜構造体40aを通して内気が車外へ排出される場合もある。   According to such an air conditioner unit 30, outside air is introduced from the outside air introduction port 35a through the permselective membrane structure 40a, and inside air is introduced from the inside air introduction port 35b into the air conditioner unit. / Or inside air is supplied. In some cases, the inside air is discharged from the outside air inlet 35a through the selectively permeable membrane structure 40a to the outside of the vehicle.

エアコンユニットケース35は、ポリプロピレンのようなある程度の弾性を有し、機械的強度に優れた樹脂により形成されている。遠心式送風ファン37としては、従来自動車における内気循環のために用いられているものを用いることができる。   The air conditioner unit case 35 is made of a resin having a certain degree of elasticity such as polypropylene and having excellent mechanical strength. As the centrifugal blower fan 37, those conventionally used for circulating the inside air in an automobile can be used.

車両10における選択透過膜構造体40aの具体的な設置場所としては、上述した以外に、圧力調整用換気装置(図13)、天井(図14〜16)、フロントガラス(図17)、ピラー(図20、21)、床(図22)、又はドア(図23〜27)等も挙げられる。以下、これらの設置場所の詳細な例について説明する。   In addition to the above, the specific permeable membrane structure 40a in the vehicle 10 is installed in place of the pressure adjusting ventilator (FIG. 13), the ceiling (FIGS. 14 to 16), the windshield (FIG. 17), the pillar ( 20 and 21), a floor (FIG. 22), a door (FIGS. 23 to 27), and the like. Hereinafter, detailed examples of these installation locations will be described.

(圧力調整用換気装置の構成)
図13は、本発明の選択透過膜構造体を圧力調整用換気装置内に備える車両の一形態を示す概略構成図である。
(Configuration of pressure adjustment ventilator)
FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a vehicle provided with the permselective membrane structure of the present invention in a pressure adjusting ventilator.

本実施形態の圧力調整用換気装置110は、図13(a)に示すように、車両10後部のバンパ34近傍の左右両側面に配置されている。そして、車両10の後方から見た車両10の後部部分の断面図である図13(b)に示すように、圧力調整用換気装置110は、筐体38、ダンパ32、及び選択透過膜構造体40aから構成される。   As shown in FIG. 13A, the pressure adjusting ventilator 110 of the present embodiment is disposed on both left and right side surfaces in the vicinity of the bumper 34 at the rear of the vehicle 10. As shown in FIG. 13B, which is a cross-sectional view of the rear portion of the vehicle 10 as viewed from the rear of the vehicle 10, the pressure adjusting ventilator 110 includes a housing 38, a damper 32, and a selectively permeable membrane structure. 40a.

圧力調整用換気装置110は、一部が略長方形に切り取られた車両10のボディ122部分に、ボディ122内部に埋め込まれるように取り付けられている。つまり、圧力調整用換気装置110の筐体38が角筒状に形成され、角筒状に形成された筐体38の車両10外側の端面にはフランジが設けられている。そして、そのフランジが溶接などでボディ122に固定されている。   The pressure adjusting ventilator 110 is attached to a body 122 portion of the vehicle 10 that is partially cut into a substantially rectangular shape so as to be embedded inside the body 122. That is, the casing 38 of the pressure adjusting ventilator 110 is formed in a rectangular tube shape, and a flange is provided on an end surface of the casing 38 formed in the rectangular tube shape on the outside of the vehicle 10. The flange is fixed to the body 122 by welding or the like.

筐体38は、ボディ122に固定されている端部と反対側の端部(奥端部)の下面が車室19側に上向き斜めに曲げられている。この曲げられている部分をダンパ受け部38aと呼ぶ。後述するように、ドアが閉じた状態でダンパ32の下端部が、ダンパ受け部38aに車両10外側から車室19に向かって接触するようになっている。   In the housing 38, the lower surface of the end (back end) opposite to the end fixed to the body 122 is bent obliquely upward toward the passenger compartment 19. This bent portion is called a damper receiving portion 38a. As will be described later, the lower end portion of the damper 32 comes into contact with the damper receiving portion 38a from the outside of the vehicle 10 toward the vehicle compartment 19 with the door closed.

そして、ダンパ32が筐体38にヒンジ32aで取り付けられている。具体的には、ダンパ32の上辺部分と角筒状の筐体38の奥部の内側の上壁内側とがヒンジ32aによって結合され、ダンパ32がヒンジ32aを中心として回動可能に取り付けられている。   The damper 32 is attached to the housing 38 with a hinge 32a. Specifically, the upper side portion of the damper 32 and the inner inner upper wall of the rectangular tubular casing 38 are coupled by a hinge 32a, and the damper 32 is attached to be rotatable about the hinge 32a. Yes.

圧力調整用換気装置110においては、車両10のドア(図示せず)が閉ると、車室19内の圧力が上昇する。すると、その上昇した圧力によって、ダンパ32が車室19側から車両10外側に向かって押される。すると、ダンパ32は、ヒンジ32aを中心として回動し開状態、つまり、図13(b)中のβの状態になる。   In the pressure adjusting ventilator 110, when the door (not shown) of the vehicle 10 is closed, the pressure in the passenger compartment 19 increases. Then, the damper 32 is pushed toward the vehicle 10 outer side from the vehicle interior 19 side by the increased pressure. Then, the damper 32 is rotated about the hinge 32a and is in an open state, that is, a state β in FIG.

ダンパ32が開状態になると図13(a)の矢印で示すドア閉時の空気の流れが生じ、車室19内の空気が車室19外に逃れる。このように、ドアが閉まるとダンパ32が開状態になって、車室19内圧力の上昇を緩和する。   When the damper 32 is in the open state, an air flow occurs when the door is closed as indicated by an arrow in FIG. 13A, and the air in the passenger compartment 19 escapes outside the passenger compartment 19. As described above, when the door is closed, the damper 32 is opened, and the rise in the pressure inside the passenger compartment 19 is alleviated.

一方、ドアが閉じた状態では、車室19内の圧力上昇がないので、ダンパ32には車室19側から圧力が加わらない。ダンパ32に車室19側から圧力が加わらなければ、ダンパ32は、自重によりヒンジ32aを中心として車室19側に回動する。ダンパ32が回動してダンパ32の下端部がダンパ受け部38aに接触すると、それ以上回動できなくなる。したがって、ダンパ32が閉状態、つまり、図6(b)中のαの状態になって車室19が密閉状態になる。   On the other hand, in the state where the door is closed, there is no pressure increase in the compartment 19, so no pressure is applied to the damper 32 from the compartment 19 side. If pressure is not applied to the damper 32 from the vehicle compartment 19 side, the damper 32 rotates to the vehicle compartment 19 side with the hinge 32a as a center by its own weight. When the damper 32 rotates and the lower end portion of the damper 32 comes into contact with the damper receiving portion 38a, it cannot be rotated any further. Therefore, the damper 32 is in a closed state, that is, the state of α in FIG.

なお、車両10外側から車室19に向かってダンパ32に圧力が加わったときにも、ダンパ32はヒンジ32aを中心として車室19側に回動しようとするが、そのときもダンパ32の下端部がダンパ受け部38aに接触する。したがって、ダンパ32はそれ以上回動できないので、ダンパ32は閉状態となり、車室19が密閉状態になる。   Even when pressure is applied to the damper 32 from the outside of the vehicle 10 toward the vehicle compartment 19, the damper 32 tries to rotate toward the vehicle compartment 19 around the hinge 32 a. The portion contacts the damper receiving portion 38a. Therefore, since the damper 32 cannot rotate any more, the damper 32 is in a closed state, and the vehicle compartment 19 is in a sealed state.

(天井)
図14〜16は、本発明の選択透過膜構造体を天井部分に備える、本発明の空調システムの一形態である車両を示す概略構成図である。図14(a)に示すように本実施形態における車両10は、天井部分に選択透過膜構造体40aが設けられている。以下、本実施形態における天井部分の具体的な形態について説明する。
(ceiling)
FIGS. 14-16 is a schematic block diagram which shows the vehicle which is one form of the air conditioning system of this invention provided with the permselective membrane structure of this invention in a ceiling part. As shown to Fig.14 (a), the vehicle 10 in this embodiment is provided with the permselective membrane structure 40a in the ceiling part. Hereinafter, the specific form of the ceiling part in this embodiment is demonstrated.

[実施形態1A]
実施形態1Aの天井部分は、図14(b)に示すように、車両10の天井部分に設けられた空洞70、車両10の外壁22の一部に設けられた外気導入口26及び外気排出口28、空洞70の一部に設けられた選択透過膜構造体40a等からなる。
[Embodiment 1A]
As shown in FIG. 14B, the ceiling portion of the embodiment 1A includes a cavity 70 provided in the ceiling portion of the vehicle 10, an outside air inlet 26 and an outside air outlet provided in a part of the outer wall 22 of the vehicle 10. 28, a selectively permeable membrane structure 40a provided in a part of the cavity 70, and the like.

空洞70は、車両10の天井部分の車室19内に面する内壁24と車室19外に面する外壁22とで形成されている。なお、外壁22及び内壁24は、鉄、アルミニウム、ガラスなどの実質的に気体を透過させない材質の材料によって構成されている。   The cavity 70 is formed by an inner wall 24 that faces the interior of the vehicle compartment 19 and an outer wall 22 that faces the exterior of the vehicle interior 19. The outer wall 22 and the inner wall 24 are made of a material that does not substantially transmit gas, such as iron, aluminum, and glass.

外気導入口26は、車両10の進行方向側から空洞70へ外気を導入するために、空洞70を形成する外壁22に設けられた孔であり、外気排出口28は、空洞70へ導入した外気を車両10の進行方向反対側へ排出するために空洞70を形成する外壁22に設けられた孔である。   The outside air inlet 26 is a hole provided in the outer wall 22 that forms the cavity 70 in order to introduce outside air into the cavity 70 from the traveling direction side of the vehicle 10, and the outside air outlet 28 is the outside air introduced into the cavity 70. Is a hole provided in the outer wall 22 that forms the cavity 70 to discharge the vehicle 10 to the opposite side of the traveling direction of the vehicle 10.

外気導入口26及び外気排出口28は、車両10の横方向を長手方向として穿たれた略四角形状の細長い孔であり、長手方向及び短手方向の長さは、車種や空洞70に導入する外気の量によって決定される。   The outside air inlet 26 and the outside air outlet 28 are substantially rectangular elongated holes formed with the lateral direction of the vehicle 10 as the longitudinal direction, and the lengths in the longitudinal direction and the lateral direction are introduced into the vehicle type and the cavity 70. Determined by the amount of outside air.

選択透過膜構造体40aは、空洞70を形成する内壁24に、選択透過膜構造体40aの少なくとも一部が外気導入口26により空洞70へ導入された外気と接し、他の部分が車室19内の空気と接するように配置されている。   In the selectively permeable membrane structure 40a, at least a part of the selectively permeable membrane structure 40a is in contact with the outside air introduced into the cavity 70 by the outside air inlet 26 on the inner wall 24 forming the cavity 70, and the other portion is in the vehicle interior 19. It is arranged in contact with the air inside.

具体的には、図14(b)に示すように、車両10の内壁24の一部を略四角形状に切り取る。そして、選択透過膜構造体40aを略四角形状に切り取った内壁24部分と同じ大きさの略四角平板形状に形成し、周囲を補強材で補強する。ここで、選択透過膜構造体40aの周囲を補強する補強材のうち、車両10の進行方向の補強材を前方補強材12a、車両10の進行方向反対側の補強材を後方補強材12bという。   Specifically, as shown in FIG. 14B, a part of the inner wall 24 of the vehicle 10 is cut into a substantially square shape. Then, the permselective membrane structure 40a is formed in a substantially square plate shape having the same size as the inner wall 24 portion cut out in a substantially square shape, and the periphery is reinforced with a reinforcing material. Here, among the reinforcing materials that reinforce the periphery of the selectively permeable membrane structure 40a, the reinforcing material in the traveling direction of the vehicle 10 is referred to as a front reinforcing material 12a, and the reinforcing material on the opposite side of the traveling direction of the vehicle 10 is referred to as a rear reinforcing material 12b.

そして、内壁24を略四角形状に切り取った部分に、補強材で周囲を補強した選択透過膜構造体40aを取り付ける。なお、ここでは内壁24を略四角形状に切り取ったが、特に略四角形状に切り取る必要はなく、天井の形状などに合わせて他の形状、例えば、円形や台形あるいは、複数の直線や曲線からなるより複雑な形状に切り取ってもよい。   Then, a permselective membrane structure 40a whose periphery is reinforced with a reinforcing material is attached to a portion obtained by cutting the inner wall 24 into a substantially square shape. Here, the inner wall 24 is cut into a substantially square shape, but it is not particularly necessary to cut it into a substantially square shape. The inner wall 24 is made of another shape such as a circle, a trapezoid, or a plurality of straight lines or curves according to the shape of the ceiling. You may cut out to a more complicated shape.

次に、外気導入口26及び外気排出口28から空洞70へ水滴が浸入しないようにした空調システムについて図15に基づいて説明する。図15(a)〜(c)は、空洞70へ水滴が浸入しないようにするための構造を示す図である。   Next, an air conditioning system that prevents water droplets from entering the cavity 70 from the outside air inlet 26 and the outside air outlet 28 will be described with reference to FIG. FIGS. 15A to 15C are diagrams illustrating a structure for preventing water droplets from entering the cavity 70. FIG.

[実施形態2A]
図15(a)は、空洞70へ水滴が浸入しないようにする手段、すなわち水滴浸入防止手段として前部開閉扉27a及び後部開閉扉27cが備えられた形態(実施形態2A)を示す図である。前部開閉扉27a及び後部開閉扉27cは、各々外壁22にヒンジ27b,27dで取り付けられており、ヒンジ27b,27dを中心として回動することによって車両10の進行方向に沿って開閉する。
[Embodiment 2A]
FIG. 15A is a view showing a form (Embodiment 2A) in which a front opening / closing door 27a and a rear opening / closing door 27c are provided as means for preventing water droplets from entering the cavity 70, that is, as water drop intrusion prevention means. . The front opening / closing door 27a and the rear opening / closing door 27c are attached to the outer wall 22 by hinges 27b, 27d, respectively, and open / close along the traveling direction of the vehicle 10 by rotating around the hinges 27b, 27d.

ヒンジ27bの取り付け位置は、車両10の進行方向に沿って、外気導入口26の後方、かつ、選択透過膜構造体40aの前方補強材12aの前方である。また、ヒンジ27dの取り付け位置は、車両10の進行方向に沿って外気排出口28の前方、かつ、選択透過膜構造体40aの後方補強材12bの後方である。   The attachment position of the hinge 27b is behind the outside air inlet 26 and in front of the front reinforcing member 12a of the selectively permeable membrane structure 40a along the traveling direction of the vehicle 10. The attachment position of the hinge 27d is in front of the outside air outlet 28 along the traveling direction of the vehicle 10 and behind the rear reinforcing member 12b of the selectively permeable membrane structure 40a.

前部開閉扉27a及び後部開閉扉27cは、外気の圧力によって開閉する。つまり、車両10が走行すると外気導入口26から空洞70内に外気が導入される。外気導入口26から導入された外気は前部開閉扉27aに当たる。すると、前部開閉扉27aの外気導入口26側の面には外気によって圧力が生じるので、その圧力によって前部開閉扉27aは開く。   The front opening / closing door 27a and the rear opening / closing door 27c are opened and closed by the pressure of the outside air. That is, outside air is introduced into the cavity 70 from the outside air inlet 26 when the vehicle 10 travels. The outside air introduced from the outside air inlet 26 strikes the front opening / closing door 27a. Then, since pressure is generated by the outside air on the surface of the front opening / closing door 27a on the outside air inlet 26 side, the front opening / closing door 27a is opened by the pressure.

逆に、車両10が停止すると、外気導入口26から外気が導入されない。したがって、前部開閉扉27aの外気導入口26側の面には圧力が発生しないので、前部開閉扉27aは閉じる。   Conversely, when the vehicle 10 stops, outside air is not introduced from the outside air inlet 26. Therefore, no pressure is generated on the surface of the front opening / closing door 27a on the outside air inlet 26 side, so the front opening / closing door 27a is closed.

後部開閉扉27cも前部開閉扉27aと同じように空洞70へ導入される外気によって開閉する。前部開閉扉27aが開いたときの最大角度θは、選択透過膜構造体40aの前方補強材12aの位置によって決まる。つまり、前部開閉扉27aが最大に開いたときに前部開閉扉27aの下端部分が前方補強材12aよりも車両10の進行方向側に位置するように最大角度θが決まるのである。   The rear opening / closing door 27c is also opened / closed by the outside air introduced into the cavity 70 in the same manner as the front opening / closing door 27a. The maximum angle θ when the front opening / closing door 27a is opened is determined by the position of the front reinforcing member 12a of the selectively permeable membrane structure 40a. That is, the maximum angle θ is determined so that the lower end portion of the front opening / closing door 27a is positioned on the traveling direction side of the vehicle 10 with respect to the front reinforcing member 12a when the front opening / closing door 27a is opened to the maximum.

このようにすれば、前部開閉扉27aに外気が当たって前部開閉扉27aが最大角度θまで開いた場合であっても、前部開閉扉27aに外気に含まれる水滴が当たって、その水滴が図中下方に滴下しても選択透過膜構造体40aの表面に付着することがない。つまり、選択透過膜構造体40aの表面に水滴が付着しなくなるので、選択透過膜構造体40aの気体透過性能を保持することができる。   In this way, even when outside air hits the front opening / closing door 27a and the front opening / closing door 27a opens to the maximum angle θ, water droplets contained in outside air hit the front opening / closing door 27a. Even if a water droplet drops downward in the figure, it does not adhere to the surface of the selectively permeable membrane structure 40a. That is, since water droplets do not adhere to the surface of the selectively permeable membrane structure 40a, the gas permeable performance of the selectively permeable membrane structure 40a can be maintained.

[実施形態3A]
図15(b)は、水滴浸入防止手段として堰を用いた形態、すなわち、外気導入口26と選択透過膜構造体40aの前方補強材12aとの間に前部堰27eが配置され、選択透過膜構造体40aの後方補強材12bと外気排出口28との間に後部堰27fが配置された形態(実施形態3A)を示す図である。
[Embodiment 3A]
FIG. 15B shows a configuration using a weir as a water droplet intrusion preventing means, that is, a front weir 27e is disposed between the outside air inlet 26 and the front reinforcing member 12a of the permselective membrane structure 40a, and is selectively permeated. It is a figure which shows the form (Embodiment 3A) by which the rear part weir 27f is arrange | positioned between the back reinforcement material 12b of the membrane structure 40a, and the external air discharge port 28. FIG.

前部堰27eは、車両10の進行方向に前後に配置された略四角形状の細長い一対の板材から構成されている。一対の板材は、その長手方向が車両10の車幅方向となるように取り付けられており、一対の板材のうち、外気導入口26側に配置された板材は、車両10の外壁22に取り付けられ、内壁24との間に隙間ができるように取り付けられている。また、選択透過膜構造体40a側に配置された板材は、車両10の内壁24に取り付けられ、外壁22との間に隙間ができるように取り付けられている。なお、各板材の長手方向は、水滴が選択透過膜構造体40aへ浸入させないようにするため、車両10の車幅方向における選択透過膜構造体40aの長さよりも若干長くなっている。   The front weir 27e is composed of a pair of substantially rectangular strips arranged in the front-rear direction in the traveling direction of the vehicle 10. The pair of plate members are attached such that the longitudinal direction thereof is the vehicle width direction of the vehicle 10, and the plate member disposed on the outside air inlet 26 side of the pair of plate members is attached to the outer wall 22 of the vehicle 10. It is attached so that a gap may be formed between the inner wall 24 and the inner wall 24. Further, the plate material arranged on the selectively permeable membrane structure 40 a side is attached to the inner wall 24 of the vehicle 10 so that a gap is formed between the plate member and the outer wall 22. The longitudinal direction of each plate is slightly longer than the length of the selectively permeable membrane structure 40a in the vehicle width direction of the vehicle 10 in order to prevent water droplets from entering the selectively permeable membrane structure 40a.

後部堰27fは、1枚の板材から構成されている。板材は、外気排出口28を形成する外壁22の端部に車両10の下方、かつ、車両10の進行方向に向かって斜め前方に向かって取り付けられている。この板材も車両10の車幅方向における選択透過膜構造体40aの長さ以上の長さを有している。   The rear weir 27f is composed of a single plate material. The plate material is attached to the end of the outer wall 22 that forms the outside air outlet 28 below the vehicle 10 and obliquely forward in the traveling direction of the vehicle 10. This plate material also has a length equal to or longer than the length of the selectively permeable membrane structure 40a in the vehicle width direction of the vehicle 10.

このような前部堰27eによれば、空洞70へ導入される外気に含まれる水滴は、まず前部堰27eを構成する板材のうち外気導入口26側の板材により除去され、内壁24の外面上に滴下し、内壁24の外面上を伝わってドレイン(図示せず)から車両10の外部へ排出される。また、外気導入口26側の板材によって除去仕切れずに残った水滴は、選択透過膜構造体40a側の板材で除去され、内壁24の外面を伝わってドレイン(図示せず)から車両10の外部へ排出される。したがって、外気導入口26から空洞70へ水滴が浸入することがなくなる。   According to such a front weir 27e, water drops contained in the outside air introduced into the cavity 70 are first removed by the plate on the outside air inlet 26 side of the plate constituting the front weir 27e, and the outer surface of the inner wall 24 is removed. Dropped upward, travels on the outer surface of the inner wall 24 and is discharged from the drain (not shown) to the outside of the vehicle 10. Further, the water droplets remaining without being separated by the plate on the outside air inlet 26 side are removed by the plate on the side of the permselective membrane structure 40a, and are transmitted along the outer surface of the inner wall 24 from the drain (not shown) to the outside of the vehicle 10. Is discharged. Accordingly, water drops do not enter the cavity 70 from the outside air inlet 26.

また、後部堰27fでは、外気排出口28から外気が排出されるので、外気排出口28への外気の流入に伴う水滴の浸入よりも車両10を形成する外板からの雨粒などの跳ね返りを防ぐことができればよい。したがって、上記のように板材を外気排出口28の端部に板材を取り付ければ、空洞70への水滴の浸入を防止することができる。   In addition, since the outside air is discharged from the outside air discharge port 28 in the rear dam 27f, the splash of raindrops and the like from the outer plate forming the vehicle 10 is prevented rather than the ingress of water droplets accompanying the inflow of outside air to the outside air discharge port 28. I can do it. Therefore, if the plate material is attached to the end portion of the outside air outlet 28 as described above, it is possible to prevent water droplets from entering the cavity 70.

このように、外気導入口26や外気排出口28から空洞70へ水滴が浸入することがなくなるので、空洞70に設置された選択透過膜構造体40aの表面に水滴が付着することがない。選択透過膜構造体40aの表面に水滴が付着しなくない。よって、選択透過膜構造体40aが酸素や二酸化炭素を透過させることを妨げることがない。   As described above, since water droplets do not enter the cavity 70 from the outside air inlet 26 or the outside air outlet 28, the water droplets do not adhere to the surface of the selectively permeable membrane structure 40a installed in the cavity 70. Water droplets do not adhere to the surface of the selectively permeable membrane structure 40a. Therefore, it does not prevent the permselective membrane structure 40a from transmitting oxygen or carbon dioxide.

[実施形態4A]
次に、車室19内の酸素濃度に応じて、空洞70に外気を導入する場合(実施形態4A)について図14及び図15(c)により説明する。
[Embodiment 4A]
Next, a case where outside air is introduced into the cavity 70 in accordance with the oxygen concentration in the passenger compartment 19 (Embodiment 4A) will be described with reference to FIGS. 14 and 15C.

(構成)
実施形態4Aにおける空調システムは、図14及び図15(c)に示すように、実施形態1A〜3Aに示す空調システムに、前部ファン29a、後部ファン29b、酸素センサ18及び制御部90が加えられた構成となっている。
(Constitution)
As shown in FIGS. 14 and 15C, the air conditioning system in Embodiment 4A includes a front fan 29a, a rear fan 29b, an oxygen sensor 18, and a control unit 90 in addition to the air conditioning systems shown in Embodiments 1A to 3A. It is the composition which was made.

前部ファン29a及び後部ファン29bは、外気を導入する旨の外気導入指令に基づき空洞70へ導入する外気の量を調整可能とするためのものである。   The front fan 29a and the rear fan 29b are for adjusting the amount of outside air introduced into the cavity 70 based on an outside air introduction command for introducing outside air.

前部ファン29aは、図15(c)に示すように、前部堰27e(図15(b)参照)と同様に、空洞70において外気導入口26と前方補強材12aとの間に配置されている。また、後部ファン29bは、図15(c)に示すように、空洞70において、外気排出口28と選択透過膜構造体40aの後方補強材12bとの間に配置されている。   As shown in FIG. 15C, the front fan 29a is disposed between the outside air inlet 26 and the front reinforcing member 12a in the cavity 70, similarly to the front weir 27e (see FIG. 15B). ing. Further, as shown in FIG. 15C, the rear fan 29b is disposed in the cavity 70 between the outside air outlet 28 and the rear reinforcing member 12b of the selectively permeable membrane structure 40a.

酸素センサ18は、車室19内の酸素濃度を検出するためのものであり、図14に示すように、車両10のダッシュボードに埋め込まれている。
制御部90は、酸素センサ18により検出された車室19内の酸素濃度が所定の濃度である場合に、外気を導入する旨の外気導入指令を前部ファン29a及び後部ファン29bへ出力するものであり、CPU(Central Processing Unit),ORM(Object/Relational Mapping),RAM(Random Access Memory),I/O(Input/Output)等(図示せず)から構成されている。なお、制御部90は、図14に示すように、車両10のダッシュボード内部に格納されている。
The oxygen sensor 18 is for detecting the oxygen concentration in the passenger compartment 19 and is embedded in the dashboard of the vehicle 10 as shown in FIG.
The control unit 90 outputs an outside air introduction command for introducing outside air to the front fan 29a and the rear fan 29b when the oxygen concentration in the passenger compartment 19 detected by the oxygen sensor 18 is a predetermined concentration. It consists of a CPU (Central Processing Unit), ORM (Object / Relational Mapping), RAM (Random Access Memory), I / O (Input / Output), etc. (not shown). The control unit 90 is stored inside the dashboard of the vehicle 10 as shown in FIG.

(作動と特徴)
以上のように構成された空調システムでは、酸素センサ18で検出された酸素濃度が制御部90へ送られる。
(Operation and features)
In the air conditioning system configured as described above, the oxygen concentration detected by the oxygen sensor 18 is sent to the control unit 90.

制御部90では、酸素センサ18から送られてきた酸素濃度の情報に基づいて、酸素濃度が所定の値以下であるか否かが判定される。そして、酸素濃度が所定の値以下であると判定された場合には、前部ファン29a及び後部ファン29bに外気導入指令が出力され、外気が空洞70へ導入される。逆に、制御部90において、酸素濃度が所定の値を超えていると判定された場合には、前部ファン29a及び後部ファン29bに外気導入指令が出力されない。なお、酸素濃度の「所定の値」とは、車室19内の快適性を保つために必要とされる酸素濃度を示す。   The controller 90 determines whether or not the oxygen concentration is equal to or lower than a predetermined value based on the oxygen concentration information sent from the oxygen sensor 18. When it is determined that the oxygen concentration is equal to or lower than the predetermined value, an outside air introduction command is output to the front fan 29a and the rear fan 29b, and the outside air is introduced into the cavity 70. On the other hand, when the control unit 90 determines that the oxygen concentration exceeds the predetermined value, the outside air introduction command is not output to the front fan 29a and the rear fan 29b. It should be noted that the “predetermined value” of the oxygen concentration indicates the oxygen concentration required for maintaining the comfort in the passenger compartment 19.

前部ファン29a及び後部ファン29bは、制御部90からの指令を受けると作動し、単に外気導入口26が設けられているだけの場合よりも、外気をより多く空洞70内に導入する。   The front fan 29a and the rear fan 29b operate when receiving a command from the control unit 90, and introduce more outside air into the cavity 70 than when the outside air introduction port 26 is simply provided.

このように、実施形態4Aの空調システムによれば、車室19内の酸素濃度が所定の値以下のときだけ空洞70へ外気が導入される。したがって、炭化水素等を一定量含んだ外気が選択透過膜構造体40aに常に接することがなくなるので、炭化水素等が常に選択透過膜構造体40aに吸着あるいは吸収されることがなくなる。よって、選択透過膜構造体40aの選択分離性能の劣化を遅く、つまり、選択透過膜構造体40aを長寿命化することができる。   Thus, according to the air conditioning system of Embodiment 4A, outside air is introduced into the cavity 70 only when the oxygen concentration in the passenger compartment 19 is equal to or lower than a predetermined value. Therefore, since the outside air containing a certain amount of hydrocarbon or the like is not always in contact with the selectively permeable membrane structure 40a, the hydrocarbon or the like is not always adsorbed or absorbed by the selectively permeable membrane structure 40a. Therefore, the deterioration of the selective separation performance of the selectively permeable membrane structure 40a is delayed, that is, the lifetime of the selectively permeable membrane structure 40a can be extended.

なお、ここでは、酸素センサ18を用いる場合について説明したが、酸素センサ18に代えて二酸化炭素センサを用い、車室19内の二酸化炭素濃度が高くなったときに前部ファン29a及び後部ファン29bを作動させて外気を空洞70へ導入するようにしてもよい。   Although the case where the oxygen sensor 18 is used has been described here, a carbon dioxide sensor is used instead of the oxygen sensor 18, and the front fan 29a and the rear fan 29b are used when the carbon dioxide concentration in the passenger compartment 19 increases. May be activated to introduce outside air into the cavity 70.

また、上述の酸素センサ18や二酸化炭素センサの他にも、微小固体成分の濃度を検出するセンサや微小固体成分の個数をカウントするセンサ等を用いて、それらの濃度等に応じて外気を空洞70内に導入するようにしてもよい。   In addition to the oxygen sensor 18 and the carbon dioxide sensor described above, a sensor that detects the concentration of a minute solid component, a sensor that counts the number of minute solid components, and the like are used, and the outside air is hollowed according to the concentration and the like. You may make it introduce in 70.

[その他の実施形態]
(1)上記実施形態1A〜4Aでは、車両10の天井部分の内壁24の一部を選択透過膜構造体40aで形成していたが、図16に示すように、内壁24の天井部分に穴を開けるようにしてもよい。
[Other Embodiments]
(1) In Embodiments 1A to 4A described above, a part of the inner wall 24 of the ceiling portion of the vehicle 10 is formed by the selectively permeable membrane structure 40a. However, as shown in FIG. May be opened.

つまり、図16(a)に示すように、内壁24の天井部分に多数の小穴を開け、穴の空いた部分を選択透過膜構造体40aで覆う。このとき、開けられた多数の小穴が全て選択透過膜構造体40aで覆われるようにし、かつ、選択透過膜構造体40aの周囲を補強するための補強材12が内壁24に密着して、外気導入口26から導入された外気が直接車室19に進入しないようにする。   That is, as shown in FIG. 16A, a large number of small holes are formed in the ceiling portion of the inner wall 24, and the perforated portion is covered with the selectively permeable membrane structure 40a. At this time, all of the many small holes opened are covered with the selectively permeable membrane structure 40a, and the reinforcing material 12 for reinforcing the periphery of the selectively permeable membrane structure 40a is in close contact with the inner wall 24, so that the outside air The outside air introduced from the introduction port 26 is prevented from entering the vehicle compartment 19 directly.

このとき図16(b)に示すように、微小固体成分に比べ塵などを除去するためのフィルタを選択透過膜構造体40aの表面に設けるようにしてもよい。さらに、上述の小穴の代りに図16(c)に示すように、内壁24の天井部分を切り取り、その部分をメッシュ状の材料で塞ぎ、その表面に選択透過膜構造体40aを配置するようにしてもよい。   At this time, as shown in FIG. 16B, a filter for removing dust and the like as compared with the minute solid component may be provided on the surface of the selectively permeable membrane structure 40a. Furthermore, instead of the small holes described above, as shown in FIG. 16 (c), the ceiling portion of the inner wall 24 is cut off, the portion is closed with a mesh-like material, and the permselective membrane structure 40a is disposed on the surface. May be.

(ガラス)
[実施形態1B:フロントガラス]
図17は、本発明の選択透過膜構造体をフロントガラス部分に備える、本発明の空調システムの一形態である車両(実施形態1B)を示す概略構成図である。図17(b)に示すように、車両10のフロントガラスの下部に選択透過膜構造体40aが設けられており、カバー112、外気導入口126、外気排出口128、前部堰127a、後部堰127b、選択透過膜構造体40a等が設けられている。
(Glass)
[Embodiment 1B: Windshield]
FIG. 17 is a schematic configuration diagram showing a vehicle (Embodiment 1B) that is an embodiment of the air-conditioning system of the present invention that includes the selectively permeable membrane structure of the present invention in a windshield portion. As shown in FIG. 17B, a selectively permeable membrane structure 40a is provided at the lower part of the windshield of the vehicle 10, and includes a cover 112, an outside air inlet 126, an outside air outlet 128, a front weir 127a, a rear weir. 127b, a selectively permeable membrane structure 40a, and the like are provided.

カバー112は、水滴を遮断するために、選択透過膜構造体40aの外気に接する側を覆うものである。カバー112は、車両10の正面から見て略長方形となるように、また、車両10の横方向から見てフロントガラス130に沿って湾曲するように形成されている。   The cover 112 covers the side of the selectively permeable membrane structure 40a that contacts the outside air in order to block water droplets. The cover 112 is formed to be substantially rectangular when viewed from the front of the vehicle 10 and to be curved along the windshield 130 when viewed from the lateral direction of the vehicle 10.

カバー112の長手方向及び短手方向の長さは、各々後述する平板状に形成された選択透過膜構造体40aの長手方向及び短手方向の長さよりも若干長くなっており、平板状の選択透過膜構造体40aの片面全部を覆うことができるようになっている。   The length in the longitudinal direction and the short direction of the cover 112 is slightly longer than the length in the longitudinal direction and the short direction of the selective permeable membrane structure 40a formed in a flat plate shape to be described later. The entire surface of the permeable membrane structure 40a can be covered.

カバー112の車両進行方向側の端部に、カバー112で覆われた空間120(以下、単に空間120と呼ぶ。)へ外気を導入するための外気導入口126が設けられており、車両進行方向反対側の端部に、空間120に導入された外気を排出するための外気排出口128が設けられている。   An outside air inlet 126 for introducing outside air into a space 120 (hereinafter simply referred to as the space 120) covered with the cover 112 is provided at an end of the cover 112 on the vehicle traveling direction side. An outside air discharge port 128 for discharging outside air introduced into the space 120 is provided at the opposite end.

外気導入口126及び外気排出口128は、車両10の横方向を長手方向として穿たれた略長方形の細長い孔であり、孔の大きさ、つまり、孔の長手方向及び短手方向の長さは、車種や空間120に導入する外気の量によって決定される。   The outside air introduction port 126 and the outside air discharge port 128 are substantially rectangular elongated holes that are bored with the lateral direction of the vehicle 10 as the longitudinal direction, and the sizes of the holes, that is, the lengths of the holes in the longitudinal direction and the transverse direction are as follows. It is determined by the vehicle type and the amount of outside air introduced into the space 120.

また、外気導入口126の空間120側の近傍に前部堰127aが配置されており、フロントガラス130と選択透過膜構造体40aの上側の境界近傍の空間120内のフロントガラス130の外部に後部堰127bが配置されている。   Further, a front weir 127a is disposed in the vicinity of the space 120 side of the outside air inlet 126, and the rear portion is disposed outside the windshield 130 in the space 120 near the upper boundary between the windshield 130 and the selectively permeable membrane structure 40a. A weir 127b is arranged.

前部堰127aは、車両10の進行方向に前後に配置された略長方形の細長い板材から構成されている。板材は、その長手方向が車両10の車幅方向となるように取り付けられており、選択透過膜構造体40aとの間に隙間ができるように取り付けられている。なお、板材の長手方向は、水滴が選択透過膜構造体40aへ浸入させないようにするため、車両の10車幅方向における選択透過膜構造体40aの長さよりも若干長くなっている。   The front weir 127 a is configured by a substantially rectangular long and narrow plate member disposed in the front-rear direction in the traveling direction of the vehicle 10. The plate material is attached so that the longitudinal direction thereof is the vehicle width direction of the vehicle 10, and is attached so that a gap is formed between the plate material and the selectively permeable membrane structure 40a. The longitudinal direction of the plate material is slightly longer than the length of the selectively permeable membrane structure 40a in the 10 vehicle width direction of the vehicle in order to prevent water droplets from entering the selectively permeable membrane structure 40a.

後部堰127bは、前部堰127aと同様の板材から構成されている。この板材も車両10の車幅方向における選択透過膜構造体40aの長さ以上の長さを有している。このような前部堰127aによって、空間120へ導入される外気に含まれる水滴は、前部堰127aにより除去され、車両10のボディ外面上に滴下し、ボディの外面上を伝わってドレイン(図示せず)から車両10の外部へ排出される。   The rear dam 127b is made of the same plate material as the front dam 127a. This plate material also has a length equal to or longer than the length of the selectively permeable membrane structure 40a in the vehicle width direction of the vehicle 10. The water droplets contained in the outside air introduced into the space 120 by the front dam 127a are removed by the front dam 127a, dropped on the outer surface of the body of the vehicle 10, and transferred to the drain (see FIG. From the vehicle 10 to the outside of the vehicle 10.

また、後部堰127bによって、フロントガラス130の外表面を伝わって空間120に浸入しようとする水滴が遮断され、遮断された水滴は、ドレイン(図示せず)により車両10の外部へ排出される。   Further, the rear weir 127b blocks water droplets that try to enter the space 120 along the outer surface of the windshield 130, and the blocked water droplets are discharged to the outside of the vehicle 10 by a drain (not shown).

選択透過膜構造体40aは、車両10のフロントガラス130の一部を構成するように配置されている。具体的には、図17(b)に示すように、車両10のフロントガラス130の下部の一部を車幅方向が長手方向となるように略長方形に切り取る。そして、略長方形に切り取ったフロントガラス130と同じ大きさの略長方形平板状に選択透過膜構造体40aを形成し、略長方形平板状に形成した選択透過膜構造体40aをフロントガラス130が切り取られた部分にはめ込む。   The selectively permeable membrane structure 40a is disposed so as to constitute a part of the windshield 130 of the vehicle 10. Specifically, as shown in FIG. 17B, a part of the lower portion of the windshield 130 of the vehicle 10 is cut into a substantially rectangular shape so that the vehicle width direction is the longitudinal direction. Then, the permselective membrane structure 40a is formed in a substantially rectangular flat plate having the same size as the front glass 130 cut into a substantially rectangular shape, and the front glass 130 is cut out of the permselective membrane structure 40a formed in a substantially rectangular flat plate shape. Fit in the part.

選択透過膜構造体40aの大きさ、つまり、長手方向及び短手方向の長さは、車両10の車種や空間120に導入する外気の量によって決定される。   The size of the selectively permeable membrane structure 40 a, that is, the length in the longitudinal direction and the short direction is determined by the vehicle type of the vehicle 10 and the amount of outside air introduced into the space 120.

[実施形態2B:リアウィンドウ]
次に、選択透過膜構造体40aを多孔質ガラス132に装着したものでリアウィンドウ139を形成した形態(実施形態2B)について図18に基づいて説明する。図18は、リアウィンドウ139を、選択透過膜構造体40aが装着された多孔質ガラス132で構成したときの概略構成図である。
[Embodiment 2B: Rear window]
Next, the form (Embodiment 2B) in which the permselective membrane structure 40a is mounted on the porous glass 132 and the rear window 139 is formed will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a schematic configuration diagram when the rear window 139 is configured by the porous glass 132 to which the selectively permeable membrane structure 40a is attached.

本実施形態の車両空調システムは、図18(a)に示すようなリアウィンドウ139のガラス部分を、図18(b)に示すような選択透過膜構造体40aが装着された多孔質ガラス132で置き換えたものである。   In the vehicle air-conditioning system of the present embodiment, the glass portion of the rear window 139 as shown in FIG. 18A is replaced with the porous glass 132 having the selectively permeable membrane structure 40a as shown in FIG. 18B. It is a replacement.

多孔質ガラス132は、その材料の全体に細孔を有しており、空気を車室19内と車室19外との双方向へ透過させる機能を有している。   The porous glass 132 has pores in the entire material, and has a function of allowing air to pass in both directions inside and outside the vehicle compartment 19.

この多孔質ガラス132の車室19側の全面に選択透過膜構造体40aが密着した状態で装着されている。また、多孔質ガラス132に装着された選択透過膜構造体40aの車室19側には、選択透過膜構造体40aを補強するためにメッシュ状の材料で形成された補強材134が装着されている。   The permselective membrane structure 40a is mounted in close contact with the entire surface of the porous glass 132 on the vehicle compartment 19 side. In addition, a reinforcing material 134 made of a mesh-like material is attached to the selectively permeable membrane structure 40a attached to the porous glass 132 on the side of the passenger compartment 19 to reinforce the selectively permeable membrane structure 40a. Yes.

図18(c)に示すように、図18(b)におけるメッシュ状の補強材134と選択透過膜構造体40aとの間に防塵用フィルタ136を備えるものを用いてもよい。防塵用フィルタ136を備えることにより、車室19内の埃等が直接選択透過膜構造体40aに付着することを防止できる。   As shown in FIG.18 (c), you may use what is provided with the filter 136 for dust prevention between the mesh-shaped reinforcing material 134 and the permselective membrane structure 40a in FIG.18 (b). By providing the dustproof filter 136, it is possible to prevent dust or the like in the passenger compartment 19 from directly attaching to the selectively permeable membrane structure 40a.

また、図18(d)に示すように、図18(b)におけるメッシュ状の補強材134を用いる代わりに、選択透過膜構造体40aを2枚の多孔質ガラス132a,132bで挟み込みんで、多孔質ガラス132a、選択透過膜構造体40a及び多孔質ガラス132bがこの順番に積層されるようにしてもよい。   Further, as shown in FIG. 18 (d), instead of using the mesh-like reinforcing material 134 in FIG. 18 (b), the permselective membrane structure 40a is sandwiched between two porous glasses 132a and 132b, and porous. The porous glass 132a, the permselective membrane structure 40a, and the porous glass 132b may be laminated in this order.

[実施形態3B:サンルーフ]
次に、選択透過膜構造体40aを多孔質ガラス132に装着したものでサンルーフ138を形成した形態(実施形態2B)について図19に基づいて説明する。図19は、サンルーフ138を選択透過膜構造体40aを装着した多孔質ガラス132で構成したときの構成図である。
[Embodiment 3B: Sunroof]
Next, an embodiment (embodiment 2B) in which the sunroof 138 is formed by attaching the permselective membrane structure 40a to the porous glass 132 will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a configuration diagram when the sunroof 138 is configured by the porous glass 132 on which the permselective membrane structure 40a is mounted.

この空調システムは、図19(b)に示すようなサンルーフ138のガラス部分を図19(a)に示すように選択透過膜構造体40aを装着した多孔質ガラス132で置き換えるとともに、サンルーフ138を形成する車両10の内壁24に多数の孔を設けたものである。   In this air conditioning system, the glass portion of the sunroof 138 as shown in FIG. 19B is replaced with the porous glass 132 having the selectively permeable membrane structure 40a as shown in FIG. 19A, and the sunroof 138 is formed. A large number of holes are provided in the inner wall 24 of the vehicle 10.

このようすると、外気はサンルーフ138を構成する多孔質ガラス132の外表面に沿って車両進行方向から車両進行方向反対方向へ向かって流れる。このとき、選択透過膜構造体40aを介して車室19内の空気と外気との交換が行われる。   In this way, outside air flows from the vehicle traveling direction toward the opposite direction of the vehicle traveling direction along the outer surface of the porous glass 132 constituting the sunroof 138. At this time, the air in the passenger compartment 19 and the outside air are exchanged via the selectively permeable membrane structure 40a.

(ピラー)
図20は、本発明の選択透過膜構造体をピラー部分に備える、本発明の空調システムの一形態である車両を示す概略断面図である。車両10は、図20に示すように、実質的に空気を通さないアルミやガラス等の壁面で囲まれ、外気が進入しない車両10と外気が進入することができるトランクやエンジンルームなどの車室19外の空間とからなる。
(Pillar)
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing a vehicle, which is an embodiment of the air conditioning system of the present invention, provided with the permselective membrane structure of the present invention in the pillar portion. As shown in FIG. 20, the vehicle 10 is surrounded by wall surfaces such as aluminum and glass that are substantially impermeable to air, and the vehicle 10 in which outside air does not enter and the vehicle compartment such as a trunk and an engine room in which outside air can enter. It consists of 19 outside spaces.

また、車室19を構成する壁面の一部として、ピラー50,52,54を備えている。このピラー50,52,54には、車室19前部のフロントガラスの両端部分に設けられたフロントピラー50、車両10両側のウィンドウの車両10前後方向のほぼ中央部分に設けられたセンターピラー52、車室19後部のリアウィンドウの両端部分に設けられたリアピラー54がある。   In addition, pillars 50, 52, and 54 are provided as part of the wall surface constituting the passenger compartment 19. The pillars 50, 52, 54 include a front pillar 50 provided at both end portions of the windshield at the front of the vehicle compartment 19, and a center pillar 52 provided at a substantially central portion in the vehicle 10 longitudinal direction of the windows on both sides of the vehicle 10. There are rear pillars 54 provided at both ends of the rear window at the rear of the passenger compartment 19.

また、車両10にはエアコン(図示せず)が備えられている。このエアコンは、内気循環モードのみを備えている。   Further, the vehicle 10 is provided with an air conditioner (not shown). This air conditioner has only the inside air circulation mode.

次に、空調システムの構成について図21を用いて説明する。図21(a)は、車両10及び車両10に設けられた各ピラー50,52,54の概略構成図であり、図21(b)はセンターピラー52の構造を模式的に示した概略構造図である。   Next, the configuration of the air conditioning system will be described with reference to FIG. 21A is a schematic configuration diagram of the vehicle 10 and the pillars 50, 52, and 54 provided in the vehicle 10, and FIG. 21B is a schematic configuration diagram schematically illustrating the structure of the center pillar 52. It is.

図21(a)に示すように、車両10には、フロントピラー50、センターピラー52、リアピラー54が備えられている。各ピラー50,52,54は同じ構造であるので、以下センターピラー52を例に詳細を説明する。   As shown in FIG. 21A, the vehicle 10 includes a front pillar 50, a center pillar 52, and a rear pillar 54. Since the pillars 50, 52, and 54 have the same structure, the details will be described below using the center pillar 52 as an example.

センターピラー52は、図21(b)に示すように、上端部52e及び下端部52fが楕円形状をした中空の円柱状に形成されている。円柱の車室19外側の側面に外気取入れ口52a及び外気排出口52bを有し、車室19内側の側面に内気取入れ口52c及び内気排出口52dを有している。   As shown in FIG. 21B, the center pillar 52 is formed in a hollow columnar shape in which an upper end portion 52e and a lower end portion 52f are elliptical. An outer air intake port 52a and an outdoor air discharge port 52b are provided on the side surface of the cylindrical casing 19 outside, and an inner air intake port 52c and an internal air discharge port 52d are provided on the inner side surface of the vehicle casing 19.

また、外気取入れ口52aはセンターピラー52の下部に設けられ、外気排出口52bはセンターピラー52の上部に設けられている。さらに、内気取入れ口52cはセンターピラー52の上部に設けられ、内気排出口52dはセンターピラー52の上部に設けられている。   The outside air inlet 52 a is provided at the lower part of the center pillar 52, and the outside air outlet 52 b is provided at the upper part of the center pillar 52. Further, the inside air intake port 52 c is provided at the upper part of the center pillar 52, and the inside air discharge port 52 d is provided at the upper part of the center pillar 52.

また、センターピラー52の中空部分に、外気取入れ口52aから取り入れられ、外気排出口52bから排出される外気と、内気取入れ口52cから取り入れられ、内気排出口52dから排出される内気とを隔てるように選択透過膜構造体40aが設置されている。   In addition, the hollow portion of the center pillar 52 is taken in from the outside air intake port 52a and separates the outside air discharged from the outside air outlet port 52b from the inside air discharged from the inside air inlet port 52c and discharged from the inside air outlet port 52d. The permselective membrane structure 40a is installed in the above.

具体的には、センターピラー52の楕円形状の上下端部52e,52fの長手軸に、選択透過膜構造体40aの上下端部が各々一致するように選択透過膜構造体40aが配置される。そして、選択透過膜構造体40aの上端部がセンターピラー52の楕円形状の上端部52eの内側に接着剤で密着して固定され、選択透過膜構造体40aの下端部がセンターピラー52の楕円形状の下端部52fの内側に接着剤で密着して固定される。   Specifically, the selectively permeable membrane structure 40a is arranged so that the upper and lower ends of the selectively permeable membrane structure 40a coincide with the longitudinal axes of the upper and lower ends 52e and 52f of the elliptical shape of the center pillar 52, respectively. The upper end portion of the selectively permeable membrane structure 40a is fixed in close contact with the inside of the elliptical upper end portion 52e of the center pillar 52 with an adhesive, and the lower end portion of the selectively permeable membrane structure 40a is the elliptical shape of the center pillar 52. The lower end portion 52f of the slab is fixed in close contact with an adhesive.

また、蛇腹状に折られた選択透過膜構造体40aの上下端部は、センターピラー52の楕円断面形状を有する円柱側面の劣弧部分内側面に円柱の中心軸方向に接着剤で密着して固定されている。   Further, the upper and lower end portions of the selectively permeable membrane structure 40a folded in a bellows shape are in close contact with the inner surface of the subarc arc portion of the side surface of the cylinder having the elliptical cross section of the center pillar 52 with an adhesive in the central axis direction of the column. It is fixed.

なお、図21(b)においては、選択透過膜構造体40aを模式的に平板状に図示しているが、蛇腹状に折られた形状を有していてもよい。   In addition, in FIG.21 (b), although the permselective membrane structure 40a is typically illustrated in flat form, you may have the shape folded in the shape of a bellows.

また、選択透過膜構造体40aの車室19外側の表面には温度センサ60が設けられており、センターピラー52内部には2つのファン56a,56bが設けられている。温度センサ60は、選択透過膜構造体40aの表面温度を計測するためのものであり、熱電対やペルチェ素子など、選択透過膜構造体40aの表面温度を電気信号に変換して出力するものである。   Further, a temperature sensor 60 is provided on the surface of the selectively permeable membrane structure 40 a on the outer side of the passenger compartment 19, and two fans 56 a and 56 b are provided inside the center pillar 52. The temperature sensor 60 is for measuring the surface temperature of the selectively permeable membrane structure 40a, and converts the surface temperature of the selectively permeable membrane structure 40a such as a thermocouple or a Peltier element into an electrical signal and outputs it. is there.

ファン56a,56bは、外気取入れ口52aから外気排出口52bに至る外気導入経路及び内気取入れ口52cから内気排出口52dに至る内気循環経路に設置されている。そして、温度センサ60で計測した選択透過膜構造体40aの表面温度が選択透過膜構造体40aの所定の温度となった場合に作動し、外気取入れ口52aから外気、内気取入れ口52cから内気を取り入れて選択透過膜構造体40aを冷却(空冷)する。   The fans 56a and 56b are installed in the outside air introduction path from the outside air intake port 52a to the outside air discharge port 52b and the inside air circulation path from the inside air intake port 52c to the inside air discharge port 52d. Then, it operates when the surface temperature of the selectively permeable membrane structure 40a measured by the temperature sensor 60 reaches a predetermined temperature of the selectively permeable membrane structure 40a, and the outside air is taken in from the outside air inlet 52a and the inside air is taken in from the inside air inlet 52c. The selectively permeable membrane structure 40a is cooled (air cooled).

以上にセンターピラー52を例として説明したが、フロントピラー50、リアピラー54においても同様である。   Although the center pillar 52 has been described above as an example, the same applies to the front pillar 50 and the rear pillar 54.

(床)
図22は、本発明の選択透過膜構造体を床部分に備える、本発明の空調システムの一形態である車両を示す概略断面図である。図22(a)は、車両10の概略縦断面図であり、図22(b)は、床部150の拡大図である。
(floor)
FIG. 22 is a schematic cross-sectional view showing a vehicle, which is an embodiment of the air conditioning system of the present invention, provided with the permselective membrane structure of the present invention on the floor portion. FIG. 22A is a schematic longitudinal sectional view of the vehicle 10, and FIG. 22B is an enlarged view of the floor 150.

車両10は、図22(a)に示すように、実質的に空気を通さないアルミニウムやガラスなどの壁面で囲まれ、外気が進入しない車室19と外気が進入することができるトランクやエンジンルームなどの車室19外の空間とからなる。   As shown in FIG. 22 (a), the vehicle 10 is surrounded by a wall surface such as aluminum or glass that is substantially impermeable to air, and a vehicle compartment 19 into which outside air does not enter and a trunk or engine room into which outside air can enter. And the space outside the vehicle compartment 19.

また、車室19の床部150は図22(b)に示すように床板152と外板154との間に空間151が形成されている。また、車両10にはエアコン(図示せず)が備えられている。このエアコンは、内気循環モードのみを備えている。   Further, as shown in FIG. 22B, a space 151 is formed between the floor plate 152 and the outer plate 154 in the floor portion 150 of the vehicle compartment 19. Further, the vehicle 10 is provided with an air conditioner (not shown). This air conditioner has only the inside air circulation mode.

(空調システムの構造)
次に、空調システムの構成について説明する。図22(b)は床部150の構造を模式的に示した概略構造図である。
(Structure of air conditioning system)
Next, the configuration of the air conditioning system will be described. FIG. 22B is a schematic structural diagram schematically showing the structure of the floor 150.

図22(b)に示すように、床部150は、車室19内側に面した床板152及び車室19外側に面した外板154から構成されている。床板152と外板154の間には、床板152、外板154及び側板153a,153bによって空間151が形成されており、その空間151内部に選択透過膜構造体40aが配置されている。   As shown in FIG. 22B, the floor 150 is composed of a floor plate 152 facing the inside of the vehicle compartment 19 and an outer plate 154 facing the outside of the vehicle compartment 19. A space 151 is formed between the floor plate 152 and the outer plate 154 by the floor plate 152, the outer plate 154, and the side plates 153a and 153b, and the selectively permeable membrane structure 40a is disposed in the space 151.

床板152には、車室19内側から空間151内へ内気を取り入れるための内気取入れ口152a及び空間151内へ取り入れた内気を車室19内側へ排出する内気排出口152bが設けられている。   The floor plate 152 is provided with an inside air intake port 152a for taking in the inside air from the inside of the vehicle compartment 19 into the space 151 and an inside air discharge port 152b for discharging the inside air taken into the space 151 into the inside of the vehicle compartment 19.

内気取入れ口152aは、車両10進行方向に対して運転席よりも前方、具体的には、運転者の足下に配置されている。また、内気排出口152bは、車両10進行方向に対して運転席よりも後方、具体的には後部座席の直前に設けられている。   The inside air intake port 152a is disposed in front of the driver's seat with respect to the traveling direction of the vehicle 10, specifically, below the driver's feet. Further, the inside air discharge port 152b is provided behind the driver's seat with respect to the traveling direction of the vehicle 10, specifically, immediately before the rear seat.

外板154には、空間151を形成する外板154に、車室19外側から空間151内へ外気を取り入れるための外気取入れ口154c、及び空間151内へ取り入れた外気を車室19外側へ排出する外気排出口154dが設けられている。   The outer plate 154 includes an outer plate 154 that forms the space 151, an outside air intake 154 c for taking outside air into the space 151 from the outside of the vehicle compartment 19, and outside air taken into the space 151 to the outside of the vehicle compartment 19. An outside air outlet 154d is provided.

外気取入れ口154cは、車両10進行方向に対して運転席よりも前方、具体的には、運転者の足下に配置されている。また、外気排出口154dは、車両10進行方向に対して運転席よりも後方、具体的には後部座席の直前に設けられている。   The outside air inlet 154c is disposed in front of the driver's seat with respect to the traveling direction of the vehicle 10, specifically, below the driver's feet. Further, the outside air discharge port 154d is provided behind the driver's seat with respect to the traveling direction of the vehicle 10, specifically, immediately before the rear seat.

空間151内には、車室19内側と車室19外側とを隔てるように選択透過膜構造体40aが配置されている。具体的には、選択透過膜構造体40aは平板状に形成されており、その端辺が空間151を形成する側板153a,153bの空間151側の面に接着材やシール材で密着して固定されている。   In the space 151, a selectively permeable membrane structure 40a is disposed so as to separate the inside of the vehicle compartment 19 from the outside of the vehicle compartment 19. Specifically, the permselective membrane structure 40a is formed in a flat plate shape, and the side edges of the side plates 153a and 153b that form the space 151 are closely fixed to the surface of the space 151 with an adhesive or a sealing material. Has been.

なお、図22(b)においては、選択透過膜構造体40aを模式的に平板状に図示しているが、蛇腹状に折られた形状を有していてもよい。   In addition, in FIG.22 (b), although the permselective membrane structure 40a is typically illustrated in flat form, you may have the shape folded in the shape of a bellows.

また、選択透過膜構造体40aの車室19外側の表面には温度センサ60が設けられており、空間151内部には2つのファン56a,56bが設けられている。温度センサ60は、選択透過膜構造体40aの表面温度を計測するためのものであり、熱電対、白金抵抗体、サーミスタなど、選択透過膜構造体40aの表面温度を電気信号に変換して出力するものである。   Further, a temperature sensor 60 is provided on the surface of the selectively permeable membrane structure 40a on the outer side of the passenger compartment 19, and two fans 56a and 56b are provided in the space 151. The temperature sensor 60 is for measuring the surface temperature of the selectively permeable membrane structure 40a, and converts the surface temperature of the selectively permeable membrane structure 40a such as a thermocouple, a platinum resistor, and a thermistor into an electrical signal and outputs the electrical signal. To do.

ファン56a,56bは、内気取入れ口152aから内気排出口152bに至る内気循環経路及び外気取入れ口154cから外気排出口154dに至る外気導入経路に設置されている。そして、温度センサ60で計測した選択透過膜構造体40aの表面温度が選択透過膜構造体40aの所定の温度となった場合に作動し、外気取入れ口154cから外気、内気取入れ口152aから内気を取り入れて選択透過膜構造体40aを冷却(空冷)する。   The fans 56a and 56b are installed in the inside air circulation path from the inside air intake port 152a to the inside air discharge port 152b and the outside air introduction path from the outside air intake port 154c to the outside air discharge port 154d. Then, it operates when the surface temperature of the permselective membrane structure 40a measured by the temperature sensor 60 reaches a predetermined temperature of the permselective membrane structure 40a, and takes outside air from the outside air inlet 154c and inside air from the inside air inlet 152a. The selectively permeable membrane structure 40a is cooled (air cooled).

(ドア)
[実施形態1C]
(空調システムの構成)
図23(a)は、本発明の選択透過膜構造体をドア部分に備える、本発明の空調システムの一形態である車両10の側面図であり、図23(b)は、ドア140を車両10の車幅方向に切った概略断面図である。
(door)
[Embodiment 1C]
(Configuration of air conditioning system)
FIG. 23 (a) is a side view of the vehicle 10 as an embodiment of the air-conditioning system of the present invention provided with the selectively permeable membrane structure of the present invention at the door portion, and FIG. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view taken in the 10 vehicle width direction.

空調システムは、図23に示すように、ドア140に設けられた内装材164、選択透過膜構造体40a、外気取入れ口52a及び外気排出口52bから構成される。また、ドア140の略中心線上には、ガラスなどで形成された窓80が取り付けられている。外気取入れ口52aは、車室19外側から外気を取り入れるためにドア140の窓80よりも車室19外側のドア140の上部に設けられた孔である。また、外気排出口52bは、外気取入れ口52aから取り入れた外気を車室19外側へ排出するためにドア140の窓80よりも車室19外側のドア140の下部に設けられた孔である。   As shown in FIG. 23, the air conditioning system includes an interior material 164 provided on the door 140, a selectively permeable membrane structure 40a, an outside air inlet 52a, and an outside air outlet 52b. Further, a window 80 made of glass or the like is attached on a substantially center line of the door 140. The outside air intake 52a is a hole provided in the upper part of the door 140 outside the vehicle compartment 19 rather than the window 80 of the door 140 in order to take outside air from the outside of the vehicle compartment 19. The outside air discharge port 52b is a hole provided in the lower portion of the door 140 outside the vehicle compartment 19 than the window 80 of the door 140 in order to discharge the outside air taken in from the outside air intake port 52a to the outside of the vehicle compartment 19.

内装材164は、車室19内側に面して装着され、空気を透過させる材料で形成されている。具体的には、無機化合物および有機化合物を多孔質形状、繊維形状又は薄膜形状のうちの1つあるいはそれらを複合形状で形成したものである。内装材164は、その細孔を空気が透過できるようになっていれば特に限定するものではない。好ましくは、数10ナノメートルから数100ナノメートルが好ましい。   The interior material 164 is mounted facing the inside of the passenger compartment 19 and is formed of a material that allows air to pass therethrough. Specifically, an inorganic compound and an organic compound are formed in one of a porous shape, a fiber shape, or a thin film shape or a composite shape thereof. The interior material 164 is not particularly limited as long as air can permeate through the pores. Preferably, several tens of nanometers to several hundreds of nanometers are preferable.

また、内装材164には、図23(d)に示すように、内装材164内部の細孔の壁面に脱臭材17が担持されている。   Further, as shown in FIG. 23 (d), the deodorizing material 17 is carried on the interior material 164 on the wall surfaces of the pores inside the interior material 164.

脱臭材17は、加熱触媒による脱臭材であり、銅、マンガン、白金、ニッケル、鉄、タンタル、アルミニウム、チタンのうちの1つ又は2つ以上を組み合わせた酸化物である。この脱臭材17を細孔をもつ内装材164である無機化合物多孔質体に担持させてある。無機多孔質体の孔径は、選択透過膜への気体の供給の妨げにならなければ、いずれの孔径でも良い。一例としては、数10から数100マイクロメータが好ましい。   The deodorizing material 17 is a deodorizing material by a heating catalyst, and is an oxide obtained by combining one or more of copper, manganese, platinum, nickel, iron, tantalum, aluminum, and titanium. The deodorizing material 17 is supported on an inorganic compound porous body which is an interior material 164 having pores. The pore size of the inorganic porous material may be any pore size as long as it does not interfere with the gas supply to the selectively permeable membrane. As an example, tens to hundreds of micrometers are preferable.

選択透過膜構造体40aは、内装材164の車室19外側に密着して配置されている。   The selectively permeable membrane structure 40 a is disposed in close contact with the outside of the interior 19 of the interior material 164.

そして、選択透過膜構造体40aが平板状に形成されたものが図23(c)に示すように、車室19外側から導入される外気の流れる方向に対して平板の面が略平行になるように、換言すれば、蛇腹の凸部が外気の流れと略平行になるように蛇腹状に折られている。   As shown in FIG. 23 (c), the permselective membrane structure 40a formed in a flat plate shape has a substantially flat plate surface parallel to the direction in which the outside air introduced from the outside of the passenger compartment 19 flows. In other words, the bellows convex portion is folded in a bellows shape so as to be substantially parallel to the flow of outside air.

このように、選択透過膜構造体40aを内装材164の車室19外側に密着して配置し、外気取入れ口52a及び外気排出口52bをドア140の窓80の車室19外側に設けることにより、ドア140において、車室19内側と車室19外側とを隔て、かつ、外気取入れ口52aから取り入れた外気が選択透過膜構造体40aの車室19外側の面に当たるようになっている。   As described above, the permselective membrane structure 40a is disposed in close contact with the outside of the interior 19 of the interior material 164, and the outside air intake 52a and the outside air outlet 52b are provided outside the interior of the door 80 of the window 80 of the door 140. In the door 140, the outside air taken in from the outside air intake port 52a is applied to the surface of the selectively permeable membrane structure 40a outside the compartment 19 with the inside of the compartment 19 and the outside of the compartment 19 separated.

(空調システムの作動と特徴)
以上のように構成された空調システムでは、外気取入れ口52aから取り入れられた外気が選択透過膜構造体40aの車室19外側の面に接触する。選択透過膜構造体40aの車室19外側の面に接触した外気は外気排出口52bから排出される。
(Operation and features of air conditioning system)
In the air conditioning system configured as described above, the outside air taken in from the outside air inlet 52a comes into contact with the surface of the selectively permeable membrane structure 40a on the outer side of the vehicle compartment 19. The outside air that has come into contact with the surface of the selectively permeable membrane structure 40a outside the vehicle compartment 19 is discharged from the outside air discharge port 52b.

車両10の走行中には、外気取入れ口52aから取り入れられる外気の量が増えるので、車両10走行中には、選択透過膜13の車室19外側の面に外気が当たり続ける。つまり、選択透過膜13の車室19外側の面には、一定濃度の酸素、二酸化炭素及び微小固体成分を有する外気が供給され続ける。   While the vehicle 10 is traveling, the amount of outside air taken in from the outside air intake 52a increases, so that the outside air continues to hit the surface of the selectively permeable membrane 13 outside the vehicle compartment 19 while the vehicle 10 is traveling. That is, outside air having a constant concentration of oxygen, carbon dioxide, and minute solid components continues to be supplied to the surface of the selectively permeable membrane 13 outside the vehicle compartment 19.

したがって、車両10走行中には、外気をブロワ等で車室19内側へ導入しなくても、選択透過膜13によって車室19内側の酸素と二酸化炭素の濃度を外気と同じ濃度に保つことができる。そして、ブロワを作動させる必要がないので、車載バッテリに対する負荷を低減することができる。   Therefore, the oxygen and carbon dioxide concentrations inside the compartment 19 can be kept at the same concentration as the outside air by the selectively permeable membrane 13 even when the outside air is not introduced into the compartment 19 by a blower or the like while the vehicle 10 is traveling. it can. And since it is not necessary to operate a blower, the load with respect to a vehicle-mounted battery can be reduced.

また、内装材164の多孔質体の細孔に脱臭材17が担持されているので、選択透過膜構造体40aを透過して選択透過膜構造体40aの車室19内側に至った外気に悪臭成分が含まれていても脱臭材17でその悪臭成分が除去される、したがって、車室19内側に悪臭成分が進入することがないので、車室19内側を快適に保つことができる。   Further, since the deodorizing material 17 is carried in the pores of the porous body of the interior material 164, bad smell is generated in the outside air that has permeated the permselective membrane structure 40a and reached the inside of the cabin 19 of the permselective membrane structure 40a. Even if the component is contained, the malodorous component is removed by the deodorizing material 17, and therefore, the malodorous component does not enter the interior of the passenger compartment 19, so that the interior of the passenger compartment 19 can be kept comfortable.

また、選択透過膜13が蛇腹状に折られているので、選択透過膜13の表面積が大きい。選択透過膜13の表面積が大きければ、酸素や二酸化炭素の交換量が増えるので、車室19内側の酸素や二酸化炭素の濃度に変化があっても、それらの濃度を短時間で一定の値に戻すことができる。   Further, since the selectively permeable membrane 13 is folded in a bellows shape, the surface area of the selectively permeable membrane 13 is large. If the surface area of the selectively permeable membrane 13 is large, the amount of exchange of oxygen and carbon dioxide increases, so even if there is a change in the concentration of oxygen or carbon dioxide inside the passenger compartment 19, these concentrations can be kept constant in a short time. Can be returned.

[実施形態2C]
次に、選択透過膜構造体40aに種々の機能を有する機能材などを配置したものについて図25及び図26に基づいて説明する。図24(a)は、車両10の側面図であり、図24(b)は、ドア140を車両10の車幅方向に切った概略断面図である。また、図25は、ドア140を車両10の車幅方向に切った概略断面図である。
[Embodiment 2C]
Next, what arrange | positioned the functional material etc. which have a various function in the permselective membrane structure 40a is demonstrated based on FIG.25 and FIG.26. FIG. 24A is a side view of the vehicle 10, and FIG. 24B is a schematic cross-sectional view in which the door 140 is cut in the vehicle width direction of the vehicle 10. FIG. 25 is a schematic cross-sectional view in which the door 140 is cut in the vehicle width direction of the vehicle 10.

実施形態2Cにおける空調システムでは、図24(b)に示すように、選択透過膜構造体40aの車室19外側に除塵フィルタ14を密着させて装着している。   In the air conditioning system according to Embodiment 2C, as shown in FIG. 24B, the dust filter 14 is attached in close contact with the outside of the cabin 19 of the selectively permeable membrane structure 40a.

除塵フィルタ14は、選択透過膜構造体40aの細孔よりも大きな孔を持つ材料で構成されており、例えば、活性炭素繊維、不織布、樹脂繊維、帯電繊維などの膜状の材料と繊維状、不織布状、板状、波板状あるいは粒状の基材から構成されている。   The dust filter 14 is made of a material having pores larger than the pores of the selectively permeable membrane structure 40a. For example, the dust filter 14 is made of a membrane material such as activated carbon fiber, nonwoven fabric, resin fiber, and charged fiber, It is composed of a non-woven fabric, plate, corrugated plate or granular substrate.

樹脂繊維としては、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、アクリルなどが用いられる。そして、それらの何れか1つ又はそのうちの2つ以上を組み合わせて編み込むように構成される。   As the resin fiber, polypropylene, nylon, polyester, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyethylene, polyvinylidene fluoride, acrylic, or the like is used. Then, any one of them or a combination of two or more of them is knitted.

また帯電繊維には、外部の電極からイオンを強制的に打ち込むエレクトロ・エレクトレット法を用いてポリプロピレンなどのポリマーの繊維を帯電させたエレクトレット繊維がある。また、ポリマーとしては、ポリプロピレンの他に、フッ素樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン類、ポリスチレン誘導体、ポリスチレン、ポリアミド、ポリビニルハライド、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネートなどを用いることができる。   In addition, as the charged fiber, there is an electret fiber in which a polymer fiber such as polypropylene is charged by using an electro-electret method in which ions are forcibly implanted from an external electrode. In addition to polypropylene, fluorine resin, silicon resin, epoxy resin, polyolefins, polystyrene derivatives, polystyrene, polyamide, polyvinyl halide, polyurethane, polyvinyl chloride, polycarbonate, and the like can be used as the polymer.

また、帯電繊維の帯電法として、エレクトロ・エレクトレット法の他に、電界下で紫外線などを照射するフォト・エレクトレット法、高分子ポリマーに応力を加えて塑性流動させるメカノ・エレクトレット法、温度を上昇させた状態で高分子ポリマーの高電界を印加するサーモ・エレクトレット法、温度を上昇させ磁場をかけるマグネット・エレクトレット法、γ線などの電磁波を照射するラジオ・エレクトレット法などを使用することができる。このように、選択透過膜構造体40aの車室19外側に除塵フィルタ14が設けられているので、選択透過膜構造体40aの車室19外側の面に接触する外気から粉塵が除去される。したがって、選択透過膜構造体40aの車室19外側の面に粉塵が付着することがないので、選択透過膜構造体40aの気体の透過性能が低下することがない。   In addition to the electro-electret method, the electrification method of charged fibers, photo-electret method of irradiating ultraviolet rays etc. under electric field, mechano-electret method of applying high stress to plastic polymer and plastic flow, raising the temperature A thermo-electret method in which a high electric field of a polymer is applied in a heated state, a magnet-electret method in which a temperature is increased and a magnetic field is applied, a radio-electret method in which electromagnetic waves such as γ rays are irradiated, and the like can be used. Thus, since the dust removal filter 14 is provided outside the vehicle compartment 19 of the selectively permeable membrane structure 40a, dust is removed from the outside air that contacts the surface of the selectively permeable membrane structure 40a outside the vehicle compartment 19. Therefore, dust does not adhere to the surface of the selectively permeable membrane structure 40a on the outer side of the cabin 19, so that the gas permeable performance of the selectively permeable membrane structure 40a does not deteriorate.

また、図25(a)に示すように、選択透過膜構造体40aの車室19外側に除湿材16を密着して配置するようにしてもよい。   Further, as shown in FIG. 25 (a), the dehumidifying material 16 may be disposed in close contact with the outside of the cabin 19 of the selectively permeable membrane structure 40a.

除湿材16は、選択透過膜構造体40aの車室19外側に密着して配置され、選択透過膜構造体40aの車室19外側の面に接触する外気に含まれる湿気を除去するものである。具体的には、吸水性ポリマー、綿状パルプ、給水紙、シリカゲル、酸化カルシウム、酸化マグネシウム又は塩化カルシウムを多孔質体と混合させたもの、あるいは、電解質ポリマー又は親水性ポリマーからなる吸水性ポリマー、アクリル重合体、ビニルアルコール又はアクリル酸ポリマーなどが選択透過膜構造体40aの車室19外側に積層されている。   The dehumidifying material 16 is disposed in close contact with the outer side of the casing 19 of the selectively permeable membrane structure 40a, and removes moisture contained in the outside air contacting the surface of the selectively permeable membrane structure 40a on the outer side of the casing 19. . Specifically, a water-absorbing polymer, cotton-like pulp, water supply paper, silica gel, calcium oxide, magnesium oxide or calcium chloride mixed with a porous body, or a water-absorbing polymer made of an electrolyte polymer or a hydrophilic polymer, An acrylic polymer, vinyl alcohol, acrylic acid polymer, or the like is laminated on the outer side of the casing 19 of the selectively permeable membrane structure 40a.

このようにすると、選択透過膜構造体40aの車室19外側の面に接触する外気に含まれる湿気を除去することができるので、選択透過膜構造体40aの表面に水分が付着することがない。したがって、選択透過膜構造体40aにおける気体の透過性能を所定の性能に保つことができる。   In this way, moisture contained in the outside air contacting the surface of the selectively permeable membrane structure 40a outside the vehicle compartment 19 can be removed, so that moisture does not adhere to the surface of the selectively permeable membrane structure 40a. . Therefore, the gas permeation performance in the selectively permeable membrane structure 40a can be maintained at a predetermined performance.

また、選択透過膜構造体40aを介して水分が車室19内側に浸入することがないので、車室19の窓80のくもりを防止することができる。なお、「湿気を除去する」とは、湿気を完全になくすということではなく、湿気を許容値の範囲に保つために湿気を除去するという意味である。   Moreover, since moisture does not enter the interior of the compartment 19 through the permselective membrane structure 40a, clouding of the window 80 in the compartment 19 can be prevented. Note that “removing moisture” does not mean that moisture is completely eliminated, but means that moisture is removed in order to keep the moisture within the allowable range.

さらに、図25(b)に示すように、選択透過膜構造体40aの車室19外側に送風機118を備えるようにしてもよい。   Furthermore, as shown in FIG. 25 (b), a blower 118 may be provided outside the vehicle compartment 19 of the selectively permeable membrane structure 40a.

送風機118は、選択透過膜構造体40aに対して車室19外側に備えられ、外気取入れ口52aから取り入れた車室19外側の外気を選択透過膜構造体40aの車室19外側の表面に供給するためのものである。   The blower 118 is provided outside the compartment 19 with respect to the selectively permeable membrane structure 40a, and supplies the outside air outside the compartment 19 taken from the outside air intake 52a to the surface outside the compartment 19 of the selectively permeable membrane structure 40a. Is to do.

このようにすれば、送風機118により、車室19外側の外気が選択透過膜構造体40aに対して送風される。したがって、選択透過膜構造体40aの車室19外側の面に新たな外気が当たり続けるので、選択透過膜構造体40aの車室19外側の酸素及び二酸化炭素の濃度は一定になる。したがって、車室19内の酸素及び二酸化炭素の濃度が変化しても短時間でも一定値に戻すことができる。また、選択透過膜構造体40aを介して水分が車室19内側に浸入することがないので、車室19の窓80のくもりを防止することができる。   If it does in this way, the outside air of the vehicle interior 19 will be ventilated by the air blower 118 with respect to the selectively permeable membrane structure 40a. Accordingly, fresh outside air continues to strike the surface of the selectively permeable membrane structure 40a outside the vehicle compartment 19, so that the oxygen and carbon dioxide concentrations outside the compartment 19 of the selectively permeable membrane structure 40a are constant. Therefore, even if the concentration of oxygen and carbon dioxide in the passenger compartment 19 changes, it can be returned to a constant value even in a short time. Moreover, since moisture does not enter the interior of the compartment 19 through the permselective membrane structure 40a, clouding of the window 80 in the compartment 19 can be prevented.

[実施形態3C]
次に、上述の実施形態1C及び2Cのように選択透過膜構造体40aを内装材164に密着させて配置する代わりに、外気取入れ口52a及び外気排出口52bをドア140の内側から覆うように配置した実施形態について図26及び図27に基づいて説明する。図26(a)は、車両10の側面図であり、図26(b)は、ドア140を車両10の車幅方向に切った概略断面図である。また、図27は、ドア140を車両10の車幅方向に切った概略断面図である。
[Embodiment 3C]
Next, instead of arranging the permselective membrane structure 40a in close contact with the interior material 164 as in Embodiments 1C and 2C described above, the outside air inlet 52a and the outside air outlet 52b are covered from the inside of the door 140. Arranged embodiments will be described with reference to FIGS. 26 and 27. FIG. FIG. 26A is a side view of the vehicle 10, and FIG. 26B is a schematic cross-sectional view in which the door 140 is cut in the vehicle width direction of the vehicle 10. FIG. 27 is a schematic cross-sectional view of the door 140 cut in the vehicle width direction of the vehicle 10.

実施形態3Cにおける空調システムでは、図26(b)に示すように、ドア140は、車室19外側に面する外壁50aと車室19内側に面する内壁50bとで構成された空間151を有している。また、外気取入れ口52aは、外壁50aの下部に外気排出口52bよりも上方に設けられている。   In the air conditioning system in Embodiment 3C, as shown in FIG. 26 (b), the door 140 has a space 151 composed of an outer wall 50a facing the outside of the passenger compartment 19 and an inner wall 50b facing the inner side of the passenger compartment 19. is doing. The outside air intake 52a is provided below the outside wall 50a above the outside air outlet 52b.

また、外気排出口52bは、外壁50aの下部に設けられており、選択透過膜構造体40aは、空間151に外気取入れ口52a及び外気排出口52bを覆うように、空間151に図中右上から左下に斜めに配置されている。また、選択透過膜構造体40aは、その車室内側の片面全体を補強材13cにより補強されている。さらに、選択透過膜構造体40a及び外壁50aに挟まれた部分には、蓄熱体15が設けられている。   Moreover, the outside air discharge port 52b is provided in the lower part of the outer wall 50a, and the permselective membrane structure 40a enters the space 151 from the upper right in the figure so that the space 151 covers the outside air intake port 52a and the outside air discharge port 52b. It is arranged diagonally in the lower left. Moreover, as for the selectively permeable membrane structure 40a, the whole one side by the side of the vehicle interior is reinforced with the reinforcing material 13c. Further, a heat storage body 15 is provided in a portion sandwiched between the selectively permeable membrane structure 40a and the outer wall 50a.

補強材13cの材料としては、有機系高分子、無機化合物又は炭素を含む材料を用いることができ、例えば、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエーテルサルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、フッ素樹脂(例えば、PTFE、PEFなど)、ガラス(たとえば繊維状)、セルロースなどから選ばれる単一材料もしくは2つ以上の材料が挙げられる。この補強材13cは、多孔構造をとることが好ましく、例えば、数10から数100ナノメータの径の細孔が形成されていることが好ましい。   As the material of the reinforcing material 13c, an organic polymer, an inorganic compound, or a material containing carbon can be used. For example, polyolefin, polycarbonate, polyethersulfone, polyvinylidene fluoride, polyethylene, fluororesin (for example, PTFE, PEF etc.), glass (for example, fibrous), single material selected from cellulose, etc., or two or more materials. The reinforcing material 13c preferably has a porous structure, and for example, pores having a diameter of several tens to several hundreds of nanometers are preferably formed.

蓄熱体15は、選択透過膜構造体40aを直接又は補強材13cを介して間接的に加熱するものである。また、蓄熱体15は、外部から供給される熱を蓄え、蓄えた熱で選択透過膜構造体40aを加熱する。具体的には、ハニカム構造のセラミック、無機塩類水和物、パラフィン又はワックスなどを多孔質体に担持させた、選択透過膜構造体40aや補強材13cよりも熱伝導性の高い材料から構成されている。   The heat storage body 15 heats the permselective membrane structure 40a directly or indirectly through the reinforcing material 13c. Moreover, the heat storage body 15 stores the heat supplied from the outside, and heats the permselective membrane structure 40a with the stored heat. Specifically, it is composed of a material having higher thermal conductivity than the selectively permeable membrane structure 40a or the reinforcing material 13c, in which a porous ceramic is supported by honeycomb structure ceramic, inorganic salt hydrate, paraffin or wax. ing.

また、蓄熱体15は、外部から供給される熱として、太陽光の輻射熱を蓄えるようになっている。つまり、選択透過膜構造体40aがドア140内部に置かれた場合に車両10を照らす太陽光の輻射熱が蓄積されるのである。   Moreover, the heat storage body 15 stores the radiant heat of sunlight as heat supplied from the outside. That is, when the selectively permeable membrane structure 40a is placed inside the door 140, the radiant heat of sunlight that illuminates the vehicle 10 is accumulated.

なお、図27(a)に示すように、選択透過膜構造体40aの車室19外側に除湿材16を備えるようにすると、選択透過膜構造体40aの車室19外側の面に接触する外気に含まれる湿気を除去することができるので、選択透過膜構造体40aの表面に水分が付着することがない。したがって、選択透過膜構造体40aの気体の透過性能を保持することができる。   As shown in FIG. 27 (a), when the dehumidifying material 16 is provided outside the casing 19 of the selectively permeable membrane structure 40a, outside air that contacts the surface of the selectively permeable membrane structure 40a outside the casing 19 is provided. Therefore, moisture does not adhere to the surface of the selectively permeable membrane structure 40a. Therefore, the gas permeation performance of the selectively permeable membrane structure 40a can be maintained.

さらに、図27(b)に示すように、補強材13cの車室19内側に送風機118を装着するようにしてもよい。このようにすると、送風機118により車室19内側に外気を吸い込むようにすると、外気取入れ口52aから取り入れられ、選択透過膜構造体40aの車室19外側の面に接触する外気の量が増す。   Further, as shown in FIG. 27 (b), a blower 118 may be mounted inside the vehicle compartment 19 of the reinforcing member 13c. In this way, when the outside air is sucked into the vehicle interior 19 by the blower 118, the amount of the external air that is taken in from the external air intake 52a and contacts the surface of the selectively permeable membrane structure 40a outside the vehicle interior 19 increases.

したがって、車室19内側に取り入れられる酸素や車室19外側に排出される二酸化炭素の量が増えるので、車室19内側の酸素や二酸化炭素の濃度が変化しても短い時間で一定値に戻すことができる。   Accordingly, the amount of oxygen taken into the passenger compartment 19 and the amount of carbon dioxide discharged outside the passenger compartment 19 increases, so that even if the concentration of oxygen or carbon dioxide inside the passenger compartment 19 changes, it returns to a constant value in a short time. be able to.

上述の空調システムを備える自動車によれば、SPM等の大気中の浮遊物質の車室への流入を防止することができ、且つ車内にSPM等の浮遊物質が存在する場合にはそれを除去することもできる。   According to the automobile equipped with the air conditioning system described above, it is possible to prevent inflow of floating substances in the atmosphere such as SPM into the passenger compartment, and to remove floating substances such as SPM in the vehicle. You can also.

(実施例1)
Pluronic P123(BASF社製、(エチレンオキサイド)20(プロピレンオキサイド)70(エチレンオキサイド)20)88g、水2640g、塩酸453.5mlの混合液を室温でメカニカルスターラーを用いて撹拌し、Pluronic P123が溶解した後、テトラエトキシシラン(関東化学社製)187.8gを滴下して、さらに12時間撹拌した。35℃に保ったオーブンで20時間加熱し、さらに100℃に保ったオーブンで24時間加熱した。生成した白色固体を水洗浄、濾取し、真空ポンプを用いて乾燥した。その後、550℃に保った焼成炉で6時間焼成し、選択透過材料の添加剤であるメソポーラスシリカ(56.3g)を得た。
(Example 1)
Pluronic P123 (manufactured by BASF, (ethylene oxide) 20 (propylene oxide) 70 (ethylene oxide) 20 ), 88 g of water, 2640 g of water, and 453.5 ml of hydrochloric acid were stirred at room temperature using a mechanical stirrer to dissolve Pluronic P123 Then, 187.8 g of tetraethoxysilane (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) was added dropwise, and the mixture was further stirred for 12 hours. Heating was performed in an oven maintained at 35 ° C. for 20 hours, and further heating was performed in an oven maintained at 100 ° C. for 24 hours. The produced white solid was washed with water, filtered, and dried using a vacuum pump. Thereafter, the mixture was baked in a baking furnace maintained at 550 ° C. for 6 hours to obtain mesoporous silica (56.3 g) which is an additive for the permselective material.

次に、シリコーン系ポリマーであるシリコーン変性プルランポリマー(信越化学工業社製、X−22−8400)をトルエンで溶解して、トルエンに含まれるシリコーン変性プルランポリマー(固形分)の含有率を10wt%に調整した。この溶液12gに対して、上述のメソポーラスシリカ0.098g(シリコーン変性プルラン樹脂固形分100質量部に対する添加量が81.7重量部となるメソポーラスシリカ)を配合し、超音波分散機を用いて混合し、選択透過材料を得た。   Next, a silicone-modified pullulan polymer (X-22-8400, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), which is a silicone-based polymer, is dissolved in toluene, and the content of the silicone-modified pullulan polymer (solid content) contained in toluene is 10 wt%. Adjusted. The above-mentioned mesoporous silica 0.098g (mesoporous silica with an addition amount of 81.7 parts by weight with respect to 100 parts by mass of silicone-modified pullulan resin) is blended with 12 g of this solution, and mixed using an ultrasonic disperser. Thus, a permselective material was obtained.

次に、補強用メッシュ材であるPET64−HCをPETフィルム上に設置した後、PETフィルム上に設置されたPET64−HCに、目留め材塗料をワイヤーコーターで塗布して、PET64−HCの開口に目留め材塗料を充填し、目留めを行った。目留め材塗料としては、HEAA樹脂(固形分)を50wt%の含有率で含むエタノール溶液を用いた。   Next, after PET64-HC, which is a reinforcing mesh material, is placed on the PET film, a sealing material paint is applied to the PET64-HC placed on the PET film with a wire coater, and the opening of the PET64-HC The filler was filled with a sealing material paint and sealed. As the sealing material paint, an ethanol solution containing HEAA resin (solid content) at a content of 50 wt% was used.

PET64−HCの開口に目留め材塗料を充填した後に、PET64−HCに塗布された目留め材塗料を熱処理し、PET64−HCの開口に充填された目留め材塗料から希釈溶剤であるエタノールを揮発させることにより、目留め材の体積を収縮させ、PET64−HCの露出部を形成した。   After filling the opening of PET64-HC with the sealing material paint, the sealing material paint applied to PET64-HC is heat-treated, and the dilution solvent ethanol is added from the sealing material paint filled in the opening of PET64-HC. By volatilizing, the volume of the sealing material was contracted to form an exposed portion of PET64-HC.

次に、PET64−HCの露出部と、開口に充填された目留め材の露出部と、を覆うように、上述の選択透過材料をワイヤーコーターで塗布した。次に、熱処理によって、選択透過材料の溶剤成分(トルエン)を除去することにより、選択透過材料から選択透過膜を成膜した。   Next, the above-mentioned permselective material was applied with a wire coater so as to cover the exposed portion of PET64-HC and the exposed portion of the filler filling the opening. Next, a selectively permeable film was formed from the selectively permeable material by removing the solvent component (toluene) of the selectively permeable material by heat treatment.

次に、選択透過膜が積層されたPET64−HCから、PETフィルムを剥離した。そして、PET64−HCにおいて選択透過膜が積層された面とは反対側の面の側から、PET64−HCの開口に充填された目留め材を水で洗い流して除去した。目留め材を除去した後、PET64−HC及び選択透過膜を乾燥して水分を除去することによって、実施例1の選択透過膜構造体を得た。なお、選択透過膜構造体が備える選択透過膜の平均膜厚は3.8μmとした。   Next, the PET film was peeled from the PET 64-HC on which the permselective membrane was laminated. Then, the sealing material filled in the opening of the PET 64-HC was removed from the surface of the PET 64-HC opposite to the surface on which the permselective membrane was laminated by washing with water. After removing the sealing material, the PET64-HC and the selectively permeable membrane were dried to remove moisture, thereby obtaining the selectively permeable membrane structure of Example 1. In addition, the average film thickness of the permselective membrane with which the permselective membrane structure is provided was 3.8 μm.

(実施例2〜4,7〜9)
補強用メッシュ材の種類、目留め材塗料が含有する樹脂の種類、目留め材塗料における樹脂(固形分)の含有率(wt%)、選択透過材料が含む添加剤の種類、シリコーン変性プルラン樹脂固形分100質量部に対する添加剤の添加量(質量部)を表2に示すものとしたこと以外は、実施例1と同様の材料及び製造方法を用いて、実施例2〜4,7〜9の各選択透過膜構造体をそれぞれ作成した。なお、表2に示すNanoTek SiOはシーアイ化成社製の添加剤である。
(Examples 2-4, 7-9)
Types of mesh materials for reinforcement, types of resins contained in sealant paints, resin (solid content) content (wt%) in sealant paints, types of additives contained in permselective materials, silicone-modified pullulan resin Examples 2 to 4, 7 to 9 using the same materials and production methods as in Example 1 except that the amount of additive (parts by mass) added to 100 parts by mass of the solid content is shown in Table 2. Each of the permselective membrane structures was prepared. In addition, NanoTek SiO 2 shown in Table 2 is an additive manufactured by CI Kasei Co., Ltd.

Figure 2008178863
Figure 2008178863

(実施例5)
実施例5では、補強用メッシュ材の種類、目留め材塗料が含有する樹脂の種類、目留め材塗料における樹脂(固形分)の含有率(wt%)、選択透過材料が含む添加剤の種類、シリコーン変性プルラン樹脂固形分100質量部に対する添加剤の添加量(質量部)を表2に示すものとしたこと以外は、実施例1と同様の材料を用いて選択透過膜構造体を作成した。また、実施例5の選択透過膜構造体は、以下にように、実施例1とは異なる製造方法で作成した。
(Example 5)
In Example 5, the type of reinforcing mesh material, the type of resin contained in the sealing material paint, the content (wt%) of the resin (solid content) in the sealing material paint, the type of additive contained in the permselective material A selectively permeable membrane structure was prepared using the same material as in Example 1 except that the additive amount (parts by mass) of the additive relative to 100 parts by mass of the silicone-modified pullulan resin solids was as shown in Table 2. . Moreover, the selectively permeable membrane structure of Example 5 was produced by a manufacturing method different from that of Example 1 as described below.

まず、補強用メッシュ材であるPET85−HCをPETフィルム上に設置した後、PETフィルム上に設置されたPET85−HCに、目留め材塗料をワイヤーコーターで塗布して、PET85−HCの開口に目留め材塗料を充填した。   First, PET85-HC, which is a reinforcing mesh material, is placed on a PET film, and then a sealing material paint is applied to the PET85-HC placed on the PET film with a wire coater to open the opening of the PET85-HC. The sealant paint was filled.

次に、目留め材塗料が塗布されたPET85−HC上に、目留め材との接着性及び選択透過材料との接着性を共に有する塗料を塗布し、この塗料から中間層を形成した。中間層の厚さは、約2.6μmとした。中間層を形成するための塗料としては、目留め材のHEAA及び上述の選択透過材料との接着性を共に有するPVA(品番:JL−05E、日本酢ビ・ポバール社製)の含有率が20wt%である水溶液を用いた。   Next, a coating having both adhesiveness to the sealing material and adhesiveness to the selectively permeable material was applied onto PET85-HC to which the sealing material coating was applied, and an intermediate layer was formed from this coating material. The thickness of the intermediate layer was about 2.6 μm. As a coating material for forming the intermediate layer, the content of PVA (product number: JL-05E, manufactured by Nihon Ventures & Poval Co., Ltd.) having both adhesiveness to the sealing material HEAA and the above-mentioned selective transmission material is 20 wt. % Aqueous solution was used.

中間層の形成後、熱処理により、PET85−HCの開口に充填された目留め材及び中間層に含まれる溶媒成分を除去し、目留め材及び中間層の体積を収縮させ、PET85−HCの露出部を形成した。   After the formation of the intermediate layer, the sealing material filled in the opening of the PET 85-HC and the solvent component contained in the intermediate layer are removed by heat treatment, and the volume of the sealing material and the intermediate layer is contracted to expose the PET 85-HC. Part was formed.

次に、PET85−HCの露出部及び中間層を覆うように、上述の選択透過材料をワイヤーコーターで塗布した。次に、熱処理によって、選択透過材料の溶剤成分を除去することにより、選択透過材料から選択透過膜を成膜した。   Next, the above-mentioned permselective material was applied with a wire coater so as to cover the exposed portion and the intermediate layer of PET85-HC. Next, a selectively permeable film was formed from the selectively permeable material by removing the solvent component of the selectively permeable material by heat treatment.

選択透過膜の成膜後、選択透過膜が積層されたPET85−HCから、PETフィルムを剥離した。そして、PET85−HCにおいて選択透過膜が積層された面とは反対側の面の側から、PET85−HCの開口に充填された目留め材と、その奥の中間層とを、水による洗浄等によって除去した。目留め材及び中間層を除去した後、PET85−HC及び選択透過膜を乾燥して水分を除去することによって、実施例5の選択透過膜構造体を得た。   After the formation of the selectively permeable membrane, the PET film was peeled from the PET85-HC on which the selectively permeable membrane was laminated. Then, from the surface opposite to the surface of the PET 85-HC on which the permselective membrane is laminated, the sealing material filled in the opening of the PET 85-HC and the intermediate layer behind it are washed with water, etc. Removed by. After removing the sealing material and the intermediate layer, the PET85-HC and the selectively permeable membrane were dried to remove moisture, thereby obtaining the selectively permeable membrane structure of Example 5.

(実施例6)
中間層を形成するための塗料として、PVA(日本酢ビ・ポバール社製、ASP05)の含有率が20wt%である水溶液を用いたこと以外は、実施例5と同様の材料及び方法を用いて、実施例6の選択透過膜構造体を形成した。
(Example 6)
As the coating material for forming the intermediate layer, the same materials and methods as in Example 5 were used, except that an aqueous solution having a PVA content (ASP05, manufactured by Nippon Vinegar Poval Co., Ltd.) was 20 wt%. Then, the permselective membrane structure of Example 6 was formed.

(比較例1,2)
比較例1,2では、補強用メッシュ材の種類、目留め材塗料が含有する樹脂の種類、目留め材塗料における樹脂(固形分)の含有率(wt%)、選択透過材料が含む添加剤の種類、シリコーン変性プルラン樹脂固形分100質量部に対する添加剤の添加量(質量部)を表2に示すものとした以外は実施例1と同様の材料を用いて選択透過膜構造体を形成した。また、比較例1,2では、目留め材で補強用メッシュ材を目留めすることなく、補強メッシュ材に直接選択透過材料を塗布することによって、選択透過膜を作成した。
(Comparative Examples 1 and 2)
In Comparative Examples 1 and 2, the type of reinforcing mesh material, the type of resin contained in the sealing material paint, the content (wt%) of the resin (solid content) in the sealing material paint, and the additive contained in the permselective material The selectively permeable membrane structure was formed using the same material as in Example 1 except that the additive amount (parts by mass) of the additive relative to 100 parts by mass of the silicone-modified pullulan resin solids was as shown in Table 2. . Moreover, in Comparative Examples 1 and 2, the permselective membrane was created by directly applying the permselective material to the reinforcing mesh material without using the reinforcing mesh material to keep the mesh.

実施例1〜9、および比較例1,2において、補強用メッシュ材に選択透過材料を塗布し、選択透過膜を形成した際に、選択透過膜の成膜状態(厚さの均一性、表面の平滑性)を評価した。   In Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2, when the permselective material was applied to the reinforcing mesh material to form the permselective film, the film formation state of the permselective film (thickness uniformity, surface Smoothness).

目留め材で補強用メッシュ材を目留めした実施例1〜9では、補強用メッシュ材の開口に選択透過材料が過度に流入することがなく、厚さが均一で表面が平滑な選択透過膜を有する選択透過膜構造体を得ることができた。特に、目留め材として、HEAA樹脂含むエタノール溶液を用いた実施例1〜6では、目留め材による目留めが確実になされ、選択透過膜の成膜状態が良好であることが確認された。   In Examples 1 to 9 in which the reinforcing mesh material is sealed with the sealing material, the selectively permeable material does not flow excessively into the openings of the reinforcing mesh material, and the selective permeable membrane has a uniform thickness and a smooth surface. A permselective membrane structure having the following characteristics was obtained. In particular, in Examples 1 to 6 using the ethanol solution containing the HEAA resin as the sealing material, it was confirmed that the sealing with the sealing material was ensured and the film formation state of the permselective membrane was good.

一方、目留め材で補強用メッシュ材を目留めすることなく、補強メッシュ材に直接選択透過材料を塗布することによって選択透過膜を成膜した比較例1,2では、補強用メッシュ材の開口内に選択透過材料が過度に流入してしまい、厚さが均一で表面が平滑な選択透過膜を得ることができなかった。   On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 in which the permselective film was formed by directly applying the permselective material to the reinforcing mesh material without keeping the reinforcing mesh material with the seam material, the openings of the reinforcing mesh material were used. The permselective material excessively flowed in, and a permselective membrane having a uniform thickness and a smooth surface could not be obtained.

(気体透過係数の評価)
選択透過膜の膜厚を表3に示す値としたこと以外は、実施例3と同様の方法で、実施例3aの選択透過膜構造体を形成した。選択透過膜の膜厚を表3に示す値としたこと以外は、実施例4と同様の方法で、実施例4aの選択透過膜構造体を形成した。選択透過膜の膜厚を表3に示す値としたこと以外は、実施例6と同様の方法で、実施例6aの選択透過膜構造体を形成した。選択透過膜の膜厚を表3に示す値としたこと以外は、比較例1と同様の方法で、比較例1aの選択透過膜構造体を形成した。実施例3a,4a,6a及び比較例1aで得られた膜について、気体透過率測定装置(GTRテック社製、型番:GTR−20XAMDE)を用い、下記の測定条件で、酸素及び窒素についての気体透過係数を測定した。得られた結果を表3に示す。
<測定条件>
温度 :23±2℃
膜の下流の圧力:約0.0013atm
膜の上流の圧力:1.05〜1.20atm
膜間の圧力差 :1.05〜1.20atm
(Evaluation of gas permeability coefficient)
A selectively permeable membrane structure of Example 3a was formed in the same manner as in Example 3 except that the thickness of the selectively permeable membrane was changed to the value shown in Table 3. A selectively permeable membrane structure of Example 4a was formed in the same manner as in Example 4 except that the thickness of the selectively permeable membrane was changed to the value shown in Table 3. A selectively permeable membrane structure of Example 6a was formed in the same manner as in Example 6 except that the thickness of the selectively permeable membrane was changed to the value shown in Table 3. A selectively permeable membrane structure of Comparative Example 1a was formed in the same manner as Comparative Example 1 except that the thickness of the selectively permeable membrane was changed to the values shown in Table 3. About the film | membrane obtained by Example 3a, 4a, 6a and the comparative example 1a, the gas about oxygen and nitrogen was measured on the following measurement conditions using the gas-permeability measuring apparatus (the GTR tech company make, model number: GTR-20XAMDE). The transmission coefficient was measured. The obtained results are shown in Table 3.
<Measurement conditions>
Temperature: 23 ± 2 ° C
Pressure downstream of membrane: about 0.0013 atm
Pressure upstream of membrane: 1.05-1.20 atm
Pressure difference between membranes: 1.05-1.20 atm

(nSPM遮断率の評価)
実施例3a,4a,6a及び比較例1aで得られた膜について、図28の概略図に示す装置を用い、次の(1)〜(5)のプロセスで、nSPM遮断率の測定を行った。得られた結果を表3に示す。
(1)ナノ粒子発生装置(Palas社製、型番:GFG−1000)により10〜500nmのカーボン粒子を発生させた。
(2)膜をサンプルホルダー(膜面積:MAX16[cm])にセットし、バルブ(V1)を閉じ、B層を減圧した(差圧1[kPa])。
(3)B層を減圧した後、バルブ(V1)を開き、B層内が大気圧に戻る際に透過するガスに乗せてナノ粒子を膜に供給し、膜を透過した粒子をB層にためた。
(4)B層内の粒子重量を、粒子カウンター(TSI社製、型番:SMPS−3034)で粒子重量を計測した。
(5)以下の式に基づいて遮断率を算出した。
nSPM遮断率[wt%]=100×{(Cin−Cout)/Cin}
(式中、「Cin」は、膜上流での粒子濃度[単位:μg/ml]を示し、「Cout」は、膜透過後の粒子濃度[単位:μg/ml]を示す。)
(Evaluation of nSPM cutoff rate)
About the film | membrane obtained in Example 3a, 4a, 6a and Comparative Example 1a, the apparatus shown to the schematic of FIG. 28 was used and the nSPM interruption | blocking rate was measured with the process of following (1)-(5). . The obtained results are shown in Table 3.
(1) Carbon particles of 10 to 500 nm were generated by a nanoparticle generator (manufactured by Palas, model number: GFG-1000).
(2) The membrane was set in a sample holder (membrane area: MAX16 [cm 2 ]), the valve (V1) was closed, and the B layer was depressurized (differential pressure 1 [kPa]).
(3) After depressurizing the B layer, the valve (V1) is opened, and the nanoparticles are supplied to the film on the gas that permeates when the inside of the B layer returns to the atmospheric pressure. Accumulated.
(4) The particle weight in the B layer was measured with a particle counter (manufactured by TSI, model number: SMPS-3034).
(5) The blocking rate was calculated based on the following formula.
nSPM cutoff rate [wt%] = 100 × {(Cin−Cout) / Cin}
(In the formula, “Cin” indicates the particle concentration [unit: μg / ml] upstream of the membrane, and “Cout” indicates the particle concentration after passing through the membrane [unit: μg / ml].)

Figure 2008178863
Figure 2008178863

(参考例1〜3)
参考例1〜3では、目留め材を用いず、補強用メッシュ材の種類、選択透過材料が含む添加剤の種類、及びシリコーン変性プルラン樹脂固形分100質量部に対する添加剤の添加量(質量部)を表3に示すものとした以外は、実施例1と同様の材料を用いて選択透過膜構造体を作成した。また、参考例1〜3では、実施例1とは異なる以下の方法で選択透過膜構造体を作成した。まず、参考例1〜3では、支持フィルムである離型PETフィルム上にコーター法で水溶性のPVA膜を成膜した。PVA膜の平均膜厚は、表4に示す値とした。次に、PVA膜の上に、表4に示す選択透過材料をコーター法で塗布し、選択透過膜を形成した。この選択透過膜を補強用メッシュ材(PET85−HC)に転写した後、これを水に浸漬してPVA膜を溶解することにより、選択透過膜構造体を形成した。
(Reference Examples 1-3)
In Reference Examples 1 to 3, without using a sealing material, the type of reinforcing mesh material, the type of additive included in the permselective material, and the additive amount (100 parts by mass) relative to 100 parts by mass of the silicone-modified pullulan resin solid content The permselective membrane structure was made using the same material as in Example 1 except that the material shown in Table 3 was used. In Reference Examples 1 to 3, selectively permeable membrane structures were prepared by the following method different from Example 1. First, in Reference Examples 1 to 3, a water-soluble PVA film was formed on a release PET film as a support film by a coater method. The average film thickness of the PVA film was a value shown in Table 4. Next, the permselective material shown in Table 4 was applied on the PVA membrane by a coater method to form a permselective membrane. This selectively permeable membrane was transferred to a reinforcing mesh material (PET85-HC), and then immersed in water to dissolve the PVA membrane, thereby forming a selectively permeable membrane structure.

Figure 2008178863
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参考例1〜3においても、選択透過膜の成膜状態(厚さの均一性、表面の平滑性)を評価した。   Also in Reference Examples 1 to 3, the film formation state (thickness uniformity, surface smoothness) of the selectively permeable membrane was evaluated.

参考例1〜3のいずれにおいても、厚さが均一で表面が平滑な選択透過膜を有する選択透過膜構造体を得ることができた。特に、離型PETフィルム上に形成された水溶性のPVA膜が薄いほど、完成後の選択透過膜構造体に付着したPVA膜の残渣が少ないことが確認された。   In any of Reference Examples 1 to 3, a selectively permeable membrane structure having a selectively permeable membrane having a uniform thickness and a smooth surface could be obtained. In particular, it was confirmed that the thinner the water-soluble PVA membrane formed on the release PET film, the smaller the residue of the PVA membrane attached to the completed selectively permeable membrane structure.

図1は、本発明の一実施形態に係る選択透過膜構造体の概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view of a selectively permeable membrane structure according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る選択透過膜構造体が備える選択透過膜を透過する気体の流れを示すイメージ図である。FIG. 2 is an image diagram showing the flow of gas that permeates through the permselective membrane included in the permselective membrane structure according to one embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施形態に係る選択透過膜構造体の第1の製造方法が備える工程を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing steps included in the first method for producing a selectively permeable membrane structure according to one embodiment of the present invention. 図4は、本発明の一実施形態に係る選択透過膜構造体の第1の製造方法が備える工程を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic view showing steps included in the first method for manufacturing a selectively permeable membrane structure according to one embodiment of the present invention. 図5は、本発明の一実施形態に係る選択透過膜構造体の第1の製造方法が備える工程を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing steps included in the first method for producing a selectively permeable membrane structure according to one embodiment of the present invention. 図6は、本発明の一実施形態に係る選択透過膜構造体の第1の製造方法が備える工程を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic view showing steps included in the first method for producing a selectively permeable membrane structure according to one embodiment of the present invention. 図7は、本発明の一実施形態に係る選択透過膜構造体の概略断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a selectively permeable membrane structure according to an embodiment of the present invention. 図8は、本発明の一実施形態に係る選択透過膜構造体の第2の製造方法が備える工程を示す概略図である。FIG. 8 is a schematic view showing the steps included in the second method for producing a selectively permeable membrane structure according to one embodiment of the present invention. 図9は、本発明の一実施形態に係る選択透過膜構造体の第2の製造方法が備える工程を示す概略図である。FIG. 9 is a schematic view showing steps included in the second method for producing a selectively permeable membrane structure according to one embodiment of the present invention. 図10は、本発明の一実施形態に係る選択透過膜構造体の第2の製造方法が備える工程を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic view illustrating steps included in the second method for manufacturing a selectively permeable membrane structure according to one embodiment of the present invention. 図11は、本発明の選択透過膜構造体を備える空調システムの一実施形態を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an embodiment of an air conditioning system including the selectively permeable membrane structure of the present invention. 図12は、本発明の選択透過膜構造体を備える本発明の空調システムの一形態である自動車におけるエアコンユニットの一部を示す模式断面図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a part of an air conditioner unit in an automobile which is an embodiment of the air conditioning system of the present invention including the selectively permeable membrane structure of the present invention. 図13(a)は、本発明の選択透過膜構造体を圧力調整用換気装置内に備える車両の一形態を示す概略構成図であり、図13(b)は、車両の後方から見た車両の後部部分の断面図である。FIG. 13 (a) is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a vehicle provided with the permselective membrane structure of the present invention in a pressure adjusting ventilator, and FIG. 13 (b) is a vehicle viewed from the rear of the vehicle. It is sectional drawing of the rear part. 図14(a)は、本発明の選択透過膜構造体を天井部分に設けた車両を示す概略構成図であり、図14(b)は、図14(a)に示す天井部分の拡大断面図である。FIG. 14A is a schematic configuration diagram showing a vehicle provided with the permselective membrane structure of the present invention on the ceiling portion, and FIG. 14B is an enlarged sectional view of the ceiling portion shown in FIG. It is. 図15(a)、図15(b)、図15(c)は、本発明の選択透過膜構造体を天井部分に設けた車両における天井部分の拡大断面図である。15 (a), 15 (b), and 15 (c) are enlarged cross-sectional views of a ceiling portion in a vehicle in which the permselective membrane structure of the present invention is provided on the ceiling portion. 図16(a)、図16(b)、図16(c)は、本発明の選択透過膜構造体を天井部分に設けた車両における天井部分の拡大断面図である。16 (a), 16 (b), and 16 (c) are enlarged cross-sectional views of a ceiling portion in a vehicle in which the permselective membrane structure of the present invention is provided on the ceiling portion. 図17(a)は、本発明の選択透過膜構造体をフロントガラス部分に備える車両の一形態を示す概略構成図であり、図17(b)は、図17(a)に示す車両のフロントガラス部分の拡大断面図である。FIG. 17 (a) is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a vehicle provided with the permselective membrane structure of the present invention in the windshield portion, and FIG. 17 (b) is a front view of the vehicle shown in FIG. 17 (a). It is an expanded sectional view of a glass part. 図18は、本発明の選択透過材料からなる選択透過膜をリアウィンドウ部分に備える、本発明の空調システムの一形態である車両を示す概略構成図である。FIG. 18 is a schematic configuration diagram showing a vehicle which is one form of the air conditioning system of the present invention, and includes a permselective membrane made of the permselective material of the present invention in the rear window portion. 図19(a)は、車両のサンルーフを、本発明の選択透過膜構造体を装着した多孔質ガラスで構成したときの構成図であり、図19(b)は、本発明の選択透過膜構造体をサンルーフに備える車両の一形態を示す概略構成図である。FIG. 19A is a configuration diagram when the sunroof of the vehicle is made of porous glass equipped with the permselective membrane structure of the present invention, and FIG. 19B is the permselective membrane structure of the present invention. It is a schematic structure figure showing one form of vehicles provided with a body on a sunroof. 図20は、本発明の選択透過膜構造体を備えるピラーを有する車両の概略断面図である。FIG. 20 is a schematic cross-sectional view of a vehicle having a pillar including the selectively permeable membrane structure of the present invention. 図21(a)は、本発明の選択透過膜構造体を備えるピラーを有する車両及び車両に設けられた各ピラーの概略構成図であり、図21(b)は、本発明の選択透過膜構造体を備えるセンターピラーの構造を模式的に示した概略構造図である。FIG. 21A is a schematic configuration diagram of a vehicle having a pillar including the selectively permeable membrane structure of the present invention and each pillar provided in the vehicle, and FIG. 21B is a selectively permeable membrane structure of the present invention. It is the schematic structure figure which showed typically the structure of the center pillar provided with a body. 図22(a)は、本発明の選択透過膜構造体を床部に備える車両の概略断面図であり、図22(b)は、図22(a)に示す床部の拡大図である。FIG. 22A is a schematic cross-sectional view of a vehicle provided with the permselective membrane structure of the present invention on the floor, and FIG. 22B is an enlarged view of the floor shown in FIG. 図23(a)は、本発明の選択透過膜構造体をドアに備える車両の側面図であり、図23(b)は、本発明の選択透過膜構造体を備えるドアを車両の車幅方向に切った概略断面図である。FIG. 23A is a side view of a vehicle provided with the selectively permeable membrane structure of the present invention in a door, and FIG. 23B shows the door provided with the selectively permeable membrane structure of the present invention in the vehicle width direction. It is the schematic sectional drawing cut into two. 図24(a)は、本発明の選択透過膜構造体をドアに備える車両の側面図であり、図24(b)は、本発明の選択透過膜構造体を備えるドアを車両の車幅方向に切った概略断面図である。FIG. 24A is a side view of a vehicle provided with the selectively permeable membrane structure of the present invention in a door, and FIG. 24B shows the door provided with the selectively permeable membrane structure of the present invention in the vehicle width direction of the vehicle. It is the schematic sectional drawing cut into two. 図25(a)、図25(b)は、本発明の選択透過膜構造体を備えるドアを車両の車幅方向に切った概略断面図である。25 (a) and 25 (b) are schematic cross-sectional views in which a door provided with the permselective membrane structure of the present invention is cut in the vehicle width direction of the vehicle. 図26(a)は、本発明の選択透過膜構造体をドアに備える車両の側面図であり、図26(b)は、本発明の選択透過膜構造体を備えるドアを車両の車幅方向に切った概略断面図である。FIG. 26A is a side view of a vehicle provided with the selectively permeable membrane structure of the present invention in a door, and FIG. 26B shows the door provided with the selectively permeable membrane structure of the present invention in the vehicle width direction. It is the schematic sectional drawing cut into two. 図27(a)、図27(b)は、本発明の選択透過膜構造体を備えるドアを車両の車幅方向に切った概略断面図である。27 (a) and 27 (b) are schematic cross-sectional views in which a door provided with the permselective membrane structure of the present invention is cut in the vehicle width direction of the vehicle. 図28は、nSPM遮断率の測定を行った装置の概略図である。FIG. 28 is a schematic diagram of an apparatus for measuring the nSPM cutoff rate.

符号の説明Explanation of symbols

10…車両、11…車室壁、12a…前方補強材、12b…後方補強材、13a・・・選択透過膜、13c…補強材、13s・・・選択透過材料、14,36…除塵フィルタ、16…除湿材、17…脱臭材、18…酸素センサ、19…車室、22…外壁、24…内壁、26、126…外気導入口、27a…前部開閉扉、27b,27d…ヒンジ、27c…後部開閉扉、27e…前部堰、27f…後部堰、28…外気排出口、29a…前部ファン、29b…後部ファン、30…エアコンユニット、32…ダンパ、32a…ヒンジ、34…バンパ、35…エアコンユニットケース、35a…外気導入口、35b…内気導入口、35c…開口部、37…遠心式送風ファン、38…筐体、40a・・・選択透過膜構造体、50…フロントピラー、52…センターピラー、52a,154c…外気取入れ口、52b,128,154d…外気排出口、52c,152a…内気取入れ口、52d,152b…内気排出口、52e…上端部、52f…下端部、53…側板、54…リアピラー、60…温度センサ、70…空洞、80…窓、90…制御部、110…圧力調整用換気装置、112…カバー、118…送風機、120…空間、122…ボディ、126…外気導入口、127a…前部堰、127b…後部堰、130…フロントガラス、132…多孔質ガラス、138…サンルーフ、140…ドア、150…床部、151…空間、152…床板、154…外板、156a,156b…ファン、164…内装材、302・・・補強用メッシュ材、302b・・・補強用メッシュ材の開口、302c・・・補強用メッシュ材の露出部、321…シリコーン系ポリマー、323…固形添加剤、325…空隙、332・・・目留め材、332a・・・目留め材の露出部。334・・・中間層。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vehicle, 11 ... Vehicle compartment wall, 12a ... Front reinforcement material, 12b ... Back reinforcement material, 13a ... Selective permeation membrane, 13c ... Reinforcement material, 13s ... Selective permeation material, 14, 36 ... Dust removal filter, DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 ... Dehumidifying material, 17 ... Deodorizing material, 18 ... Oxygen sensor, 19 ... Car compartment, 22 ... Outer wall, 24 ... Inner wall, 26, 126 ... Outside air inlet, 27a ... Front opening door, 27b, 27d ... Hinge, 27c ... rear opening / closing door, 27e ... front dam, 27f ... rear dam, 28 ... outside air outlet, 29a ... front fan, 29b ... rear fan, 30 ... air conditioner unit, 32 ... damper, 32a ... hinge, 34 ... bumper, 35 ... Air conditioner unit case, 35a ... Outside air inlet, 35b ... Inside air inlet, 35c ... Opening, 37 ... Centrifugal blower fan, 38 ... Housing, 40a ... Selective permeable membrane structure, 50 ... Front pillar, 52 Center pillar, 52a, 154c ... Outside air inlet, 52b, 128,154d ... Outside air outlet, 52c, 152a ... Inside air inlet, 52d, 152b ... Inside air outlet, 52e ... Upper end, 52f ... Lower end, 53 ... Side plate , 54 ... Rear pillar, 60 ... Temperature sensor, 70 ... Cavity, 80 ... Window, 90 ... Control part, 110 ... Ventilator for pressure adjustment, 112 ... Cover, 118 ... Blower, 120 ... Space, 122 ... Body, 126 ... Outside air Inlet, 127a ... front weir, 127b ... rear weir, 130 ... windshield, 132 ... porous glass, 138 ... sunroof, 140 ... door, 150 ... floor, 151 ... space, 152 ... floor plate, 154 ... outer plate 156a, 156b ... fan, 164 ... interior material, 302 ... reinforcing mesh material, 302b ... opening of reinforcing mesh material, 302 ... exposed portion of the reinforcing mesh, 321 ... silicone polymer, 323 ... solid additives, 325 ... gap, 332 ... second closure member, the exposed portion of 332a ... first fastening member. 334: Intermediate layer.

Claims (6)

補強用メッシュ材の開口に目留め材を充填する工程と、
前記開口に充填された前記目留め材の体積を収縮させる工程と、
前記目留め材で覆われていない前記補強用メッシュ材の露出部と、前記開口に充填された前記目留め材の露出部と、を覆うように、選択透過材料から選択透過膜を形成する工程と、
前記選択透過膜を形成した後に、前記補強用メッシュ材の前記開口から前記目留め材を除去する工程と、を備える、
前記補強用メッシュ材と前記補強用メッシュ材に積層された前記選択透過膜とを有する選択透過膜構造体の製造方法。
Filling the openings in the reinforcing mesh material with a sealing material;
Shrinking the volume of the sealing material filled in the opening;
Forming a permselective membrane from a permselective material so as to cover the exposed portion of the reinforcing mesh material not covered with the seam material and the exposed portion of the seam material filled in the opening. When,
After forming the permselective membrane, removing the sealing material from the opening of the reinforcing mesh material,
A method for producing a selectively permeable membrane structure comprising the reinforcing mesh material and the selectively permeable membrane laminated on the reinforcing mesh material.
補強用メッシュ材の開口に目留め材を充填する工程と、
前記開口に充填された前記目留め材の露出部に、前記目留め材との接着性及び選択透過材料との接着性を共に有する中間層を形成する工程と、
前記開口に充填された前記目留め材の体積を収縮させる工程と、
前記目留め材で覆われていない前記補強用メッシュ材の露出部及び前記中間層を覆うように、前記選択透過材料から選択透過膜を形成する工程と、
前記選択透過膜が形成された後に、前記補強用メッシュ材の前記開口から前記目留め材及び前記中間層を除去する工程と、を備える、
前記補強用メッシュ材と前記補強用メッシュ材の上に積層された前記選択透過膜とを有する選択透過膜構造体の製造方法。
Filling the openings in the reinforcing mesh material with a sealing material;
Forming an intermediate layer having both adhesiveness with the sealing material and adhesiveness with the selectively permeable material at an exposed portion of the sealing material filled in the opening;
Shrinking the volume of the sealing material filled in the opening;
Forming a permselective membrane from the permselective material so as to cover the exposed portion of the reinforcing mesh material and the intermediate layer not covered with the sealing material;
After the selectively permeable membrane is formed, the step of removing the sealing material and the intermediate layer from the opening of the reinforcing mesh material,
A method for producing a selectively permeable membrane structure comprising the reinforcing mesh material and the selectively permeable membrane laminated on the reinforcing mesh material.
前記開口に充填された前記目留め材の体積を収縮させる工程において、前記目留め材の体積収縮に伴い前記目留め材で被覆されていた前記補強用メッシュ材の一部を露出させることによって、前記補強用メッシュ材の前記露出部を形成することを特徴とする請求項1または2に記載の選択透過膜構造体の製造方法。   In the step of shrinking the volume of the sealing material filled in the opening, by exposing a part of the reinforcing mesh material covered with the sealing material along with the volume shrinkage of the sealing material, The method for producing a permselective membrane structure according to claim 1, wherein the exposed portion of the reinforcing mesh material is formed. 請求項1〜3のいずれかに記載の選択透過膜構造体の製造方法によって得られる選択透過膜構造体であって、
前記選択透過膜を形成するための選択透過材料が、オルガノシロキサン骨格を有するポリマーに固形添加剤が分散されてなり、
前記選択透過材料から形成される膜に酸素及び窒素を透過させた場合に、23±2℃、膜間の圧力差1.05〜1.20atmにおける酸素及び窒素の透過係数(cm3・cm・sec-1・cm-2・cmHg-1)の関係が下記式(1)で表され、
前記補強用メッシュ材の開口径が前記選択透過膜の膜厚より大きく、
前記補強用メッシュ材の開口率が30%以上であることを特徴とする選択透過膜構造体。
Figure 2008178863


[式中、P(O)は酸素の透過係数、P(N)は窒素の透過係数を示す。]
A selectively permeable membrane structure obtained by the method for producing a selectively permeable membrane structure according to any one of claims 1 to 3,
The permselective material for forming the permselective membrane has a solid additive dispersed in a polymer having an organosiloxane skeleton,
When oxygen and nitrogen are allowed to permeate through the membrane made of the permselective material, the permeability coefficient of oxygen and nitrogen (cm 3 · cm · cm) at 23 ± 2 ° C. and a pressure difference between the membranes of 1.05 to 1.20 atm. sec -1 · cm -2 · cmHg -1 ) is expressed by the following formula (1):
An opening diameter of the reinforcing mesh material is larger than a film thickness of the selectively permeable membrane,
The permselective membrane structure, wherein the reinforcing mesh material has an aperture ratio of 30% or more.
Figure 2008178863


[Wherein, P (O 2 ) represents an oxygen permeability coefficient, and P (N 2 ) represents a nitrogen permeability coefficient. ]
請求項1〜3のいずれかに記載の選択透過膜構造体の製造方法によって得られる選択透過膜構造体であって、
前記選択透過膜を形成するための選択透過材料が、オルガノシロキサン骨格を有するポリマーにイオン性液体を添加してなり、
前記選択透過材料から形成される膜に酸素及び窒素を透過させた場合に、23±2℃、膜間の圧力差1.05〜1.20atmにおける酸素及び窒素の透過係数(cm3・cm・sec-1・cm-2・cmHg-1)の関係が下記式(1)で表され、
前記補強用メッシュ材の開口径が前記選択透過膜の膜厚より大きく、
前記補強用メッシュ材の開口率が30%以上であることを特徴とする選択透過膜構造体。
Figure 2008178863


[式中、P(O)は酸素の透過係数、P(N)は窒素の透過係数を示す。]
A selectively permeable membrane structure obtained by the method for producing a selectively permeable membrane structure according to any one of claims 1 to 3,
The permselective material for forming the permselective membrane is obtained by adding an ionic liquid to a polymer having an organosiloxane skeleton,
When oxygen and nitrogen are allowed to permeate through the membrane made of the permselective material, the permeability coefficient of oxygen and nitrogen (cm 3 · cm · cm) at 23 ± 2 ° C. and a pressure difference between the membranes of 1.05 to 1.20 atm. sec -1 · cm -2 · cmHg -1 ) is expressed by the following formula (1):
An opening diameter of the reinforcing mesh material is larger than a film thickness of the selectively permeable membrane,
The permselective membrane structure, wherein the reinforcing mesh material has an aperture ratio of 30% or more.
Figure 2008178863


[Wherein, P (O 2 ) represents an oxygen permeability coefficient, and P (N 2 ) represents a nitrogen permeability coefficient. ]
空調対象空間への気体の供給及び/又は空調対象空間からの気体の排出が行われる選択透過膜構造体を備える空調システムであって、
前記選択透過膜構造体は請求項4または5に記載の選択透過膜構造体である空調システム。
An air conditioning system comprising a selectively permeable membrane structure that supplies gas to and / or discharges gas from the air conditioning target space,
The air-conditioning system according to claim 4 or 5, wherein the selectively permeable membrane structure is the selectively permeable membrane structure.
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