CN102933931A - 隔膜及使用该隔膜的热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是进一步改善隔膜的耐火性，本发明的隔膜(12)是将多孔质聚四氟乙烯膜(10)和透湿性树脂层(20)的复合膜(30)、以及增强材料(40)层叠而成的隔膜(12)，其中，多孔质聚四氟乙烯膜(10)的单位面积重量为0.5g/m2以上且7g/m2以下，透湿性树脂层(20)含有透湿性树脂和相对于100质量份的该透湿性树脂为5质量份以上且60质量份以下的阻燃剂。

Description

隔膜及使用该隔膜的热交换器
技术领域
本发明涉及用作热(全热)交换膜、加湿膜、除湿膜、全蒸发膜(例如用于将水和其他液体(乙醇等)分离的膜)等的隔膜及使用该隔膜的热交换器。
背景技术
作为现有的全热交换膜，采用含浸有亲水性阻燃剂的纸质的隔膜。但是，纸质的隔膜的耐水性低。例如，根据热交换器的使用状况，有时会有结露水附着于隔膜的情况。由于该结露水冻结而有时会有隔膜发生破损的情况。此外，有时还会有隔膜中含有的阻燃剂被结露水溶出，隔膜的阻燃性或潜热交换性能降低的情况。
专利文献1、2中记载了下述方案：以防止由结露水引起的隔膜的破裂为目的，使用在多孔质氟树脂的表面形成有透湿性树脂的连续层的层叠体。该层叠体通常用无纺布等增强。专利文献2中记载了为了提高该层叠体的阻燃性，使透湿性树脂层含有阻燃剂。
另一方面，专利文献3中记载了由驻极体过滤器和阻燃无纺布构成的除尘过滤器，在用于粘合驻极体过滤器和阻燃无纺布的粘合剂中还掺合了阻燃剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开平7-133994号公报
专利文献2:日本专利特开2006-150323号公报
专利文献3:日本专利特开2002-292214号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
如上所述，对于在各领域中使用的隔膜，为了即使在万一火灾时也将其损害限制在最小限度，通过使用阻燃剂来改善耐火性。但是，使用阻燃剂的技术已经进入一定程度的成熟范围，为了进一步改善耐火性，不仅仅是阻燃剂的使用，还要求采用其他的技术途径。可是，现阶段尚未发现有效的对策。
本发明是对使用了多孔质聚四氟乙烯膜的隔膜进行特殊化而创立的，更具体而言，是将多孔质聚四氟乙烯膜和透湿性树脂层的复合膜、以及增强材料层叠而成的隔膜的耐火性改善的发明。本发明的目的是，在透湿性树脂层使用阻燃剂的同时，还并用其他解决方案，从而将隔膜整体的耐火性改善至现有以上的水平。
解决技术问题所采用的技术方案
能够解决上述问题的本发明的隔膜是将多孔质聚四氟乙烯膜和透湿性树脂层的复合膜、以及增强材料层叠而成的隔膜，将上述多孔质聚四氟乙烯膜的单位面积重量设为0.5g/m2以上且7g/m2以下，使上述透湿性树脂层含有相对于100质量份的透湿性树脂为5质量份以上且60质量份以下的阻燃剂。特别是，通过将多孔质聚四氟乙烯膜的单位面积重量设为7g/m2以下，从而即使隔膜的一部分着火，也可以缩短到灭火为止的隔膜的火势蔓延的距离。具体而言，可通过后述的JIS-Z-2150-A法的试验方法进行检验。
上述隔膜中，优选采用上述复合膜中，上述增强材料固着于上述透湿性树脂层的形态。
上述隔膜中，优选作为上述透湿性树脂，使用亲水性聚氨酯树脂。
上述隔膜中，优选采用上述增强材料由纤维构成的形态。
上述隔膜中，优选上述纤维采用无纺布。
上述隔膜中，更优选在上述增强材料中还添加阻燃剂。
上述隔膜中，优选上述多孔质聚四氟乙烯膜的平均细孔径采用0.07～10μm。
上述隔膜中，优选采用上述阻燃剂中含有无机类化合物的形态。
上述隔膜中，优选采用作为上述无机类化合物，含有锑化合物或金属氢氧化物的形态。
上述隔膜中，优选采用上述阻燃剂中含有磷类阻燃剂的形态。
上述隔膜中，优选采用上述增强材料包含热熔性树脂纤维的形态。
上述隔膜中，优选作为上述热熔性树脂纤维，使用聚酯类纤维。
上述隔膜中，优选采用上述增强材料包含非热熔性纤维的形态。
上述隔膜中，优选作为上述非热熔性纤维，使用碳纤维。
上述隔膜中，优选作为上述非热熔性纤维，使用热固性树脂纤维。
上述隔膜中，优选上述热固性树脂纤维由聚酰亚胺纤维构成。
通过将上述隔膜用于热交换器，能够提供耐火性改善的热交换器。
另外，本说明书中提及的“层”及“膜”均不是为了区别它们的厚度而使用的。
发明效果
本发明中，构成将多孔质聚四氟乙烯膜和透湿性树脂层层叠而成的隔膜，将多孔质聚四氟乙烯膜的单位面积重量设为0.5g/m2以上且7g/m2以下，使透湿性树脂层含有相对于100质量份的透湿性树脂为5质量份以上且60质量份以下的阻燃剂，并将隔膜和增强材料层叠，从而能够将隔膜整体的耐火性改善至现有以上的水平。
附图说明
图1是本发明的实施方式的隔膜的剖视图。
图2是本发明的实施方式的其他隔膜的剖视图。
图3是示出使用隔膜的热交换器的一例的图。
图4是示出实施例1的多孔质PTFE膜的单位面积重量和耐火性的关系的图。
图5是示出实施例2的多孔质PTFE膜的单位面积重量和耐火性的关系的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式涉及的隔膜进行说明。图1是本发明的实施方式的隔膜的剖视图。如图1所示，本发明的实施方式的隔膜12是将多孔质聚四氟乙烯膜10和透湿性树脂层20的复合膜30、以及增强材料40层叠而成的隔膜。作为本发明的其他实施方式，如图2所示，使多孔质聚四氟乙烯膜10和透湿性树脂层20的层叠顺序与图1的例相反而得到复合膜30、并将该复合膜30和增强材料40层叠而成的隔膜也一样可以实施。
为了使隔膜12满足一定的耐火性能，透湿性树脂层20除含有透湿性树脂以外，还含有阻燃剂。详细内容如后所述，阻燃剂的含有比例是相对于100质量份的透湿性树脂为5质量份以上且60质量份以下。
以作为隔膜12的构成要素(膜10)使用多孔质聚四氟乙烯之类的特定材料为前提，本发明人进行了为提高隔膜12的耐火性的研究。其结果是，发现多孔质聚四氟乙烯膜10的单位面积重量为7g/m2以下时，隔膜12的耐火性大大地提高。一直以来，耐火性的改善主要依赖阻燃剂的掺合，但本发明中，透湿性树脂层中使用阻燃剂的同时，还将多孔质聚四氟乙烯膜10的单位面积重量设在特定的范围内，从而能够将隔膜整体的耐火性改善至现有以上的水平。耐火性是基于JIS-Z-2150-A法(薄材料的耐火试验方法(45°纲口灯法))的指标，根据将被试验材料(本发明中是隔膜12)靠近火焰时的炭化长度、余焰、余辉来确定。试验结果被分类为耐火1级、耐火2级、耐火3级，耐火1级的耐火性最高。
本发明中，为了进一步可靠地提高隔膜12的耐火性，优选将多孔质聚四氟乙烯膜10的单位面积重量设为6g/m2以下，更优选5g/m2以下，进一步优选4g/m2以下。另一方面，从耐火性方面考虑，对单位面积重量的下限没有特别限定，但为了防止多孔质聚四氟乙烯膜10的破裂而设为0.5g/m2以上。优选将单位面积重量设为0.7g/m2以上，更优选1.0g/m2以上，进一步优选1.5g/m2以上。
下面，对作为隔膜12的基本构成要素的多孔质聚四氟乙烯膜10、透湿性树脂层20、增强材料40进行更详细的说明。
[多孔质聚四氟乙烯膜10]
多孔质聚四氟乙烯是通过拉伸进行多孔质化而得的聚四氟乙烯(PTFE)材料。多孔质聚四氟乙烯膜10能够提高空孔率。此外，能形成极微细的孔。
多孔质聚四氟乙烯膜10可如下得到：将PTFE的细粉与成形助剂混合而得的糊料成形，从该成形体除去成形助剂后以高温高速拉伸，再根据需要进行烧成。其详细内容记载于例如日本专利特公昭51-18991号公报中。此外，拉伸可以是单轴拉伸，也可以是双轴拉伸。单轴拉伸的多孔质聚四氟乙烯膜10具有下述特征：在微观上存在与拉伸方向大致正交的细小的岛状结(折叠晶体)，将这些结相互连接的帘状的原纤维(所述折叠晶体通过拉伸而解开并拉出的直链状的分子束)沿拉伸方向取向。另一方面，双轴拉伸的多孔质聚四氟乙烯膜10具有下述微观上的特征：原纤维呈放射状展开，连接原纤维的结呈岛状散布，形成存在大量由原纤维和结划出的空间的蛛网状的纤维质结构。双轴拉伸的多孔质聚四氟乙烯膜10与单轴拉伸的相比更容易宽度宽化，纵向和横向的物性平衡优异，每单位面积的生产成本降低，因此特别优选采用。
多孔质聚四氟乙烯膜10的平均细孔径为例如0.07～10μm左右。如果平均细孔径过于小，则多孔质膜10的透湿性降低，因此隔膜12的透湿能力降低，将隔膜12用作热交换膜时的热交换能力降低。更优选平均细孔径为0.09μm以上。相反地，如果平均细孔径过于大，则透湿性树脂层20容易进入多孔质聚四氟乙烯膜10的细孔内。其结果是，透湿性树脂的实质上的厚度(透湿树脂部的厚度＋多孔质膜内的透湿树脂部的厚度)变厚，水分的移动时间变长而透湿性降低。更优选为5μm以下。
另外，多孔质聚四氟乙烯膜10的平均细孔径是指使用库尔特电子公司(コ一ルタ一エレクトロニクス社)的库尔特微孔测径仪测得的孔径的平均值。多孔质聚四氟乙烯膜10的平均细孔径可通过拉伸倍率等进行适当控制。
多孔质聚四氟乙烯膜10的空孔率可根据上述平均细孔径进行适当设定，但推荐例如50％以上(优选60％以上)、98％以下(优选90％以下)。
通过测定多孔质聚四氟乙烯膜10的质量W和包括空孔部的表观体积V可算出体积密度D(D=W/V:单位为g/cm3)，使用该体积密度D和完全没有形成空孔时的密度Dstandard(PTFE树脂的情况下为2.2g/cm3)，根据下述式可算出多孔质聚四氟乙烯膜10的空孔率。另外，算出体积V时的厚度，取决于用刻度盘式测厚仪测定(使用得乐株式会社(テクロツク社)制“SM-1201”，在不施加除主体弹簧负荷以外的负荷的状态下测定)时的平均厚度。
空孔率(％)＝[1-(D/Dstandard)]×100
多孔质聚四氟乙烯膜10的透气度为例如500秒以下，优选10秒以下。如果透气度的值过于大，则膜的透湿性变低，所得的隔膜12的透湿性不足够。此外，将隔膜12用作热交换膜或全蒸发膜时，发生热交换能力的降低及分离效率的降低。对于透气度的测定方法，在以下叙述。
[透湿性树脂层20]
透湿性树脂层20是由透湿性树脂构成的无孔膜状的层，是可使热和湿气(水蒸汽)透过而不使空气透过的起到隔膜的作用的部分。作为透湿性树脂，可以使用非水溶性的树脂，但对于本发明的隔膜12，由于提高了耐结露性，因此即使是水溶性的树脂也可以通过不水溶解化来使用。作为不水溶解化的方法，有例如并用热处理和添加交联剂的方法。
作为透湿性树脂，可例举亲水性聚氨酯。此外，可以使用聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酸。
只要能起到上述作用，则对透湿性树脂层20的厚度没有特别限定，透湿性树脂层20的厚度例如为0.01μm～100μm左右，优选0.1～50μm左右，进一步优选0.1～10μm左右。如果过于薄，则有可能发生涂布不均匀和气孔。另一方面，如果过于厚，则造成透湿性树脂层20的透湿性降低。
上述透湿性树脂层20含有阻燃剂。由于含有阻燃剂，因此能够提高透湿性树脂层20的阻燃性(耐火性)，其结果是，能够确保隔膜12整体的阻燃性在一定以上的水平。阻燃剂的含量是相对于100质量份的透湿性树脂为5质量份以上且60质量份以下。将阻燃剂的下限值设为5质量份的原因是出于保证阻燃性的有效性的观点考虑，更优选设为8质量份，进一步优选设为10质量份。另一方面，如果以超过60质量份的量含有阻燃剂，则透湿性树脂的含量相对地减少，因此会导致不能起到作为透湿性树脂层20的作用。因此，将阻燃剂的含量的上限值设为60质量份。更优选设为50质量份，进一步优选设为40质量份。添加到透湿性树脂层20的方法为，将阻燃剂添加到透湿性树脂的原材料中，用合成树脂混合机等将它们混合即可。
对阻燃剂的种类没有特别限定，可根据所需的阻燃性的级别来适当选择。考虑到对环境的影响，理想的是使用非卤素类阻燃剂。更具体而言，可使用芳香族磷酸酯类阻燃剂、磷酸胍类阻燃剂、脂环族磷酸酯类阻燃剂等。芳香族磷酸酯类阻燃剂为非水溶性，如果加热至构成增强材料40的纤维状树脂的玻璃化温度以上的温度，则会被纤维吸收，因此即使与结露水等接触也不会溶出，可期待稳定的阻燃效果。由于磷酸胍类阻燃剂和脂环族磷酸酯类阻燃剂具有吸水性，因此可期待作为吸湿剂的效果。另外，作为阻燃剂也可以使用无机类化合物。作为无机类化合物，可使用锑化合物或金属氢氧化物。
理想的是，隔膜12整体满足JIS-Z-2150-A法规定的耐火3级左右或UL94规定的VTM-2左右的阻燃性。
透湿性树脂层20还可以包含吸湿剂。如果包含吸湿剂，则可以使透湿性树脂层20的保水量增大，进一步提高透湿性。作为吸湿剂，可以使用水溶性的盐。具体而言，可以使用锂盐或磷酸盐等。
本发明的隔膜12的透气度例如是3000秒以上。如果透气度过于小，则存在被隔膜隔离的流体发生混合之虞。另外，对透气度的上限没有特别限定，也可以完全不透气。还有，透气度表示格利数(日文：ガ一レ一数)。格利数是指，100cm3的空气以1.23kPa的压力流过每1平方英寸(6.45cm2)的面积所需的时间(秒)(JIS-P-8117)。
此外，本发明的隔膜12的透湿度是例如3000g/m2/24小时以上。如果透湿度过于低，则水蒸汽的透过不充分，水分在隔膜12表面凝集而发生结露，从而成为膜劣化的原因。优选为6000g/m2/24小时以上，更优选10000g/m2/24小时以上。透湿度越高越好，对上限没有限定。另外，透湿度是以JIS-L-1099(B-1法)为基准测得的值。
[增强材料40]
上述增强材料40可增强上述复合膜30，并且具有不将被处理流体(例如应进行热交换及湿度交换的外部空气等)和复合膜30隔断的程度的空隙(透气性)。上述增强材料40的空孔率为例如30～95％左右。
增强材料40通常由纤维状的树脂形成。通过使用纤维状的树脂，可以简便地制造具有规定的空孔率的增强材料40。由纤维状树脂形成的增强材料40可以是织布、编织布、无纺布、网中的任一种。特别优选的纤维状增强材料40为无纺布。由于无纺布具有由大量纤维构成的细微的空隙部分(纤维间的间隙)，因此可发挥透湿性。
作为无纺布，优选使用单位面积重量小的无纺布，也可以使用不含阻燃剂的纺粘无纺布、热轧无纺布、湿式无纺布或者用针刺制法、水刺法、熔喷法等其他制法制作的无纺布。无纺布的材料可以使用聚酯类·烯烃类·苯乙烯类·芳族聚酰胺类、聚苯硫醚(PPS)等熔融树脂。
此外，为了进一步改善隔膜12的阻燃性，作为增强材料40的材料，也可以使用在纤维中混入阻燃剂的阻燃无纺布。例如有东洋纺织株式会社(東洋紡績株式会社)制的HEIM(ハイム，注册商标)、旭化成株式会社(旭化成株式会社)制的ELTAS FR(エルタスF R，注册商标)。此外，同样也可以使用采用了它们所使用的原棉的阻燃无纺布。此外，也可以使用采用了不熔融的尼龙、丙烯酸、碳等的纤维的无纺布。
在实施复合膜30和增强材料40的接合时，可以采用例如使用粘合剂的方法。作为粘合剂，可以使用通用的粘合剂，但优选使用透湿性树脂。其原因是可保持隔膜12整体的透湿度。作为透湿性树脂材料，除如上例举的亲水性聚氨酯外，可使用聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酸。作为这种粘合剂的涂布方法，可考虑例如在复合膜30上涂布透湿性树脂后立即在固化前贴合增强材料40。
作为增强材料40的纤维材料，如果使用热熔性树脂，则在实施与复合膜30的接合时也可采用利用热熔接的方法。该情况下，与涂布粘合剂的情况相比，可简化隔膜12的制造工序。
例如，如上述图2所示，在将增强材料(树脂)40和多孔质聚四氟乙烯膜10接合时，可以显著提高多孔质聚四氟乙烯膜10和增强材料40的固着性。其原因是增强材料40的一部分渗入到多孔质聚四氟乙烯膜10的细孔中。
作为形成增强材料40的纤维，也可以将热熔性树脂和非热熔性树脂组合而使用。如果单独使用热熔性树脂，则树脂过度熔融，导致形成致密的膜，其结果是有时会透湿性降低或产生褶皱。通过与非热熔性树脂组合，可防止形成致密的膜。还有，为了增大隔膜12的表面积而实施波纹加工等变形加工时，如果由热熔性树脂和非热熔性树脂形成增强材料40，则由于热熔性树脂的作用而在变形加工时容易赋予形状，由于非热熔性树脂的作用而容易维持其形态。
将热熔性树脂和非热熔性树脂组合而使用时，可以使用将热熔性树脂和非热熔性树脂混合而得的混合纤维，例如可以使用热熔性树脂覆盖在非热熔性树脂的周围的具有能开纤(日文：割繊)的结构的混合纤维，也可以使用热熔性树脂和非热熔性树脂两者一体成形而得的纤维。作为这种一体型的纤维，可例举例如非热熔性树脂的周围被热熔性树脂覆盖的具有芯鞘结构的纤维。
此外，不局限于上述纤维，也可以使用由熔点及材质不同的树脂形成的具有芯鞘结构的纤维。此外，作为增强材料40，也可以使用将热熔融树脂用作粘合剂且将由非热熔融树脂构成的纤维组一体化而成的无纺布。
作为形成增强材料40的纤维所使用的树脂，推荐吸湿性低的树脂。吸湿性越高，结露时强度降低，导致隔膜12容易变形或破损。作为吸湿性低的树脂，可例举例如丙烯酸类树脂及尼龙类树脂、聚酯类树脂、聚乳酸类树脂、聚烯烃类树脂等。由于吸湿性和解吸湿性高的增强材料还能提高透湿性能，因此推荐。作为吸湿性高的树脂，可例举维尼纶、聚氨酯等。另外，使用阻燃剂时，由于聚烯烃类树脂的表面能高，因此难以固定阻燃剂。因此，使用阻燃剂时，可优选使用聚烯烃类以外的树脂(例如丙烯酸类树脂及尼龙类树脂、维尼纶类树脂、聚酯类树脂、聚乳酸类树脂等)。
理想的是将增强材料40的单位面积重量设为2～100g/m2，优选3～50g/m2，进一步优选5～40g/m2。这是因为，如果单位面积重量过于小，则无法起到增强的效果，另一方面，如果单位面积重量过于大，则导致全热交换效率降低。如果增强材料40的单位面积重量过于大，则隔膜12的透湿能力降低，还会造成使用该隔膜12的装置(热交换器、加湿器、除湿器等)大型化。此外，将隔膜12作为热交换膜使用时，热交换能力降低。另一方面，如果增强材料40的单位面积重量过于小，则会损害隔膜12的加工性。
对增强材料40的厚度没有特别限定，可以是例如5μm以上(优选10μm以上)、1000μm以下(优选500μm以下)左右。
[热交换器]
作为上述隔膜12的用途的一例，对使用隔膜12的热交换器进行说明。图3是示出使用隔膜12的热交换器的一例的图。
图3中，1表示间隔物，12表示作为热交换膜使用的隔膜，3表示排出空气的气流，4表示吸入空气的气流。间隔物1呈波状，与隔膜12交替地层叠。此时，间隔物1的波形方向以与相邻的其他间隔物1的波形方向互相正交的方式进行配置，来形成排出空气的流路和吸入空气的流路。
例如，在排出空气3是暖室内的暖暖地加湿的空气、吸入空气4是室外的干冷空气的情况下，两者在通过由间隔物1和隔膜12形成的各流路时，可通过隔膜12进行热和湿气的交换。其结果是，吸入空气4在被加温的同时，以经加湿的状态被吸入暖室内。因此，在暖室内的加热效率提高的同时还能够对室内的空气调湿。
实施例
以下，例举实施例对本发明进行更具体的说明，但本发明并不限定于下述实施例，当然也可以在符合上下文中记载的技术内容的范围内适当地加以改变来实施，这些改变都包含在本发明的技术范围内。
(实施例1)
准备多孔质聚四氟乙烯膜(多孔质PTFE膜)的单位面积重量不同的5种隔膜试样(试样编号1A～5A)，进行确认各试样的耐火性等的试验。多孔质PTFE膜的单位面积重量分别为3g/m2、6g/m2、9g/m2、12g/m2、20g/m2。
作为透湿性树脂材料，使用亲水性聚氨酯树脂(陶氏化学公司(ダウケミカル社)制“ハイポ一ル2000”)，相对于100质量份的亲水性聚氨酯树脂混合40质量份的日华化学株式会社(日華化学(株))制的磷类阻燃剂(商品名“ニツカフアイノン”)，将混合而得的混合物以约10g/m2的比例涂布在多孔质PTFE膜上，得到多孔质PTFE膜和透湿性树脂层的复合膜。
作为增强材料，使用由将磷类阻燃剂共聚而得的聚酯纤维构成的纺粘无纺布(东洋纺织株式会社制的HEIM(注册商标)H3201(单位面积重量20g/m2，厚度0.15mm))。在上述亲水性聚氨酯树脂固化之前将增强材料和复合膜贴合以制成隔膜。
表1示出各试样的规格和试验结果。图4是将表1中的多孔质PTFE膜的单位面积重量和耐火性的关系制成的图。
[表1]
根据表1及图4可知，多孔质PTFE膜的单位面积重量为20g/m2的试样5A中，隔膜的炭化长度为17cm，耐火性不合格。与此相对，多孔质PTFE膜的单位面积重量为9g/m2、12g/m2的试样3A、4A中，隔膜的炭化长度为14～15cm，符合耐火3级标准。还有，令人惊讶的是，多孔质PTFE膜的单位面积重量为3g/m2、6g/m2的试样中，隔膜的炭化长度显著地减少为4cm，耐火性符合1级的标准的程度。此外，阻燃耐久性(温水浸渍后的耐火性，在后面详述)也没有降低。根据这些结果，可以说多孔质PTFE膜的单位面积重量为7g/m2以下(优选6g/m2以下)的情况下，耐火性格外优异。
(实施例2)
准备多孔质PTFE膜的单位面积重量或增强材料的种类不同的6种隔膜试样(试样编号1B～6B)，进行确认各试样的耐火性等的试验。多孔质PTFE膜的单位面积重量分别为3g/m2、3g/m2、6g/m2、9g/m2、12g/m2、12g/m2。
作为透湿性树脂材料，使用亲水性聚氨酯树脂(陶氏化学公司制“ハイポ一ル2000”)，相对于100质量份的亲水性聚氨酯树脂混合40质量份的日华化学株式会社制的磷类阻燃剂(商品名“ニツカフアイノン”)，将混合而得的混合物以约10g/m2的比例涂布在多孔质PTFE膜上，得到多孔质PTFE膜和透湿性树脂层的复合膜。
作为增强材料，使用由不含阻燃剂的聚酯纤维构成的纺粘无纺布(东洋纺织株式会社制的ECULE(エク一レ，注册商标):商品号3151A(单位面积重量15g/m2，厚度0.12mm)，或者商品号3201A(单位面积重量20g/m2，厚度0.15mm))。在上述亲水性聚氨酯树脂固化之前将增强材料和复合膜贴合以制成隔膜。
表2示出各试样的规格和试验结果。图5是将表2中的使用商品号3151A(单位面积重量15g/m2)的试样(1B、3B、4B、5B)的多孔质PTFE膜的单位面积重量和耐火性的关系制成的图。
[表2]
Figure BDA00002556380600131
根据表2可知，多孔质PTFE膜的单位面积重量为9～12g/m2的试样4B～6B中，隔膜的炭化长度为16～18cm，耐火性不合格。与此相对，多孔质PTFE膜的单位面积重量为3～6g/m2的试样1B～3B中，与实施例1同样地隔膜的炭化长度显著地减少为4～5cm，耐火性符合1级标准。此外，阻燃耐久性也没有降低。
与是否作为增强材料使用不含阻燃剂的纤维无关，实施例2中，从表2及图5可知，与实施例1同样地多孔质PTFE膜的单位面积重量为7g/m2以下(优选6g/m2以下)的情况下，耐火性格外优异。
(实施例3)
准备多孔质PTFE膜的单位面积重量不同的5种隔膜试样(试样编号1C～5C)，进行确认各试样的耐火性等的试验。多孔质PTFE膜的单位面积重量分别为3g/m2、6g/m2、9g/m2、12g/m2、20g/m2。
作为透湿性树脂材料，使用亲水性聚氨酯树脂(陶氏化学公司制“ハイポ一ル2000”)，将亲水性聚氨酯树脂以约10g/m2的比例涂布在多孔质PTFE膜上，从而得到多孔质PTFE膜和透湿性树脂层的复合膜。实施例3中，在透湿性树脂膜中没有混合阻燃剂。
作为增强材料，使用由将磷类阻燃剂共聚而得的聚酯纤维构成的纺粘无纺布(东洋纺织株式会社制的HEIM(注册商标)H3201(单位面积重量20g/m2，厚度0.18mm))。在上述亲水性聚氨酯树脂固化之前将增强材料和复合膜贴合以制成隔膜。表3示出各试样的规格和试验结果。
[表3]
Figure BDA00002556380600151
根据表3可知，与多孔质拉伸PTFE的单位面积重量的大小无关，全部的试样中耐火性均为不合格。由此可确认构成隔膜的一部分的透湿性树脂层中必须含有阻燃剂。
(实施例4)
准备透湿性树脂膜中混合的阻燃剂的掺合比率不同的3种隔膜试样(试样编号1D～3D)，进行确认各试样的耐火性等的试验。多孔质PTFE膜的单位面积重量为3g/m2。
作为透湿性树脂材料，使用亲水性聚氨酯树脂(陶氏化学公司制“ハイポ一ル2000”)，相对于100质量份的亲水性聚氨酯树脂混合20质量份、混合40质量份、完全没有混合日华化学株式会社(日華化学(株))制的磷类阻燃剂(商品名“ニツカフアイノン”)而得到混合物(试样2D)、混合物(试样3D)和混合物(试样1D)三种，将该三种混合物分别以约10g/m2的比例涂布在多孔质PTFE膜上，得到多孔质PTFE膜和透湿性树脂层的复合膜。
作为增强材料，使用由将磷类阻燃剂共聚而得的聚酯纤维构成的纺粘无纺布(东洋纺织株式会社制的HEIM(注册商标)H3201(单位面积重量20g/m2，厚度0.15mm))。在上述亲水性聚氨酯树脂固化之前将增强材料和复合膜贴合以制成隔膜。表4示出各试样的规格和试验结果。
[表4]
Figure BDA00002556380600171
根据表4可知，透湿性树脂膜中含有阻燃剂的试样2D和试样3D中，获得耐火1级，与实施例3同样地确认透湿性树脂层中必须含有阻燃剂。
由上述各实验例所得的隔膜的透气度均为10000秒以上。此外，对隔膜的其他物性如下进行评价。
(1)耐火性
以JIS-Z-2150-A法为基准(加热时间为10秒)，考察隔膜的耐火性。考察试验后的透湿性隔膜材料的炭化长度，以下述基准进行评价。
合格(耐火1级):炭化长度为50mm以下；
合格(耐火2级):炭化长度超过50mm且为100mm以下；
合格(耐火3级):炭化长度超过100mm且为150mm以下；
不合格:炭化长度超过150mm。
(2)阻燃耐久性
是指将隔膜在50℃的温水中浸渍5小时，进行干燥后，按照上述JIS-Z-2150-A法进行试验时的耐火性。在温水中浸渍后再进行耐火性试验的原因是，假定结露等来考察有无由阻燃剂流出引起的性能劣化。
产业上利用的可能性
本发明的隔膜能够普遍用于热交换器、加湿器、除湿器、采用全蒸发膜的分离装置等要求耐火性的用途。此外，也可以用于建材用途、车辆用材料、消防服和战斗服等防火服用途。
符号的说明
10 多孔质聚四氟乙烯膜
20 透湿性树脂层
30 复合膜
40 增强材料
12 隔膜

Claims (17)

1.一种隔膜，其为将多孔质聚四氟乙烯膜和透湿性树脂层的复合膜、以及增强材料层叠而成的隔膜，其特征在于，所述多孔质聚四氟乙烯膜的单位面积重量为0.5g/m2以上且7g/m2以下，所述透湿性树脂层含有透湿性树脂和相对于100质量份的该透湿性树脂为5质量份以上且60质量份以下的阻燃剂。
2.如权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述增强材料固着于所述透湿性树脂层。
3.如权利要求1或2所述的隔膜，其特征在于，所述透湿性树脂为亲水性聚氨酯树脂。
4.如权利要求1～3中任一项所述的隔膜，其特征在于，所述增强材料由纤维构成。
5.如权利要求4所述的隔膜，其特征在于，所述纤维为无纺布。
6.如权利要求1～5中任一项所述的隔膜，其特征在于，所述增强材料中添加有阻燃剂。
7.如权利要求1～6中任一项所述的隔膜，其特征在于，所述多孔质聚四氟乙烯膜的平均细孔径为0.07～10μm。
8.如权利要求1～7中任一项所述的隔膜，其特征在于，所述阻燃剂中含有无机类化合物。
9.如权利要求8所述的隔膜，其特征在于，作为所述无机类化合物，含有锑化合物或金属氢氧化物。
10.如权利要求1～9中任一项所述的隔膜，其特征在于，所述阻燃剂中含有磷类阻燃剂。
11.如权利要求1～10中任一项所述的隔膜，其特征在于，所述增强材料包含热熔性树脂纤维。
12.如权利要求11所述的隔膜，其特征在于，所述热熔性树脂纤维为聚酯类纤维。
13.如权利要求1～10中任一项所述的隔膜，其特征在于，所述增强材料包含非热熔性纤维。
14.如权利要求13所述的隔膜，其特征在于，所述非热熔性纤维为碳纤维。
15.如权利要求13所述的隔膜，其特征在于，所述非热熔性纤维为热固性树脂纤维。
16.如权利要求15所述的隔膜，其特征在于，所述热固性树脂纤维为聚酰亚胺纤维。
17.一种热交换器，其特征在于，其使用权利要求1～16中任一项所述的隔膜。
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