CN102371676A

CN102371676A - 大尺寸薄膜非平面延伸设备

Info

Publication number: CN102371676A
Application number: CN2010102483643A
Authority: CN
Inventors: 陈夏宗; 许评顺; 曾家彦
Original assignee: PRIVATE ZHONGYUAN UNIV
Current assignee: PRIVATE ZHONGYUAN UNIV; Chung Yuan Christian University
Priority date: 2010-08-09
Filing date: 2010-08-09
Publication date: 2012-03-14

Abstract

本发明是一种大尺寸薄膜非平面延伸设备，主要由输送机构与抵压机构所组成，输送机构用来夹持着薄膜的两侧，且将薄膜展开地沿预定路径输送通过抵压机构，而抵压机构具有非平面形式的抵压面用来压抵薄膜，使得被输送机构输送通过的薄膜能均匀地受力而被延伸，让薄膜的宽度增加，并且使薄膜上的孔洞分布均匀，而能提高制成薄膜的过滤面积。

Description

大尺寸薄膜非平面延伸设备

技术领域

本发明涉及一种微孔薄膜延伸设备的技术领域，尤指一种制程少且延伸后面积大且孔洞分布均匀的大尺寸薄膜非平面延伸设备。

背景技术

微孔薄膜是在社会需求下迅速发展的高科技产物，其中氟系树脂薄膜因其结构非常稳定且有特殊的化学性质，在产品加工应用上已被广泛的使用，其中就以聚四氟乙烯(Polytertrafluoroethylene；PTFE)薄膜应用最广，性能最出色。

聚四氟乙烯薄膜具有良好的抗化学特性与过滤能力，已被广泛地运用于环保、生物工程以及医学领域，随着环保、生物以及医学工程的发展，聚四氟乙烯薄膜的应用范围势必愈来愈广泛，多功能薄膜需求愈来愈高的情况下，开发薄膜技术的能力更需要进一步地提升。

一般而言，高分子薄膜材料具有易加工但结构难控制的特点，但氟系树脂(如PTFE)由于分子结构对称整齐，且键结力强，较难以一般高分子薄膜加工方式成膜，因此高分子膜的制备条件及操作因子控制是获得稳定膜结构和优异膜性能的关键。

对聚四氟乙烯薄膜而言，若在薄膜制程可将薄膜的微孔的孔径控制得愈小，孔径分布率愈大，则可过滤的标的物择性愈高，相对地也增加了薄膜的使用性与价值。

在目前的薄膜制程技术上，单向延伸膜的制程可使微孔的孔径降低至0.1±0.02μm，但在制膜设备的发展上，各种薄膜制程的设备发展各有其限制，经过数十年的发展，目前单向延伸薄膜的宽度只约300mm，超过300mm以上的宽度只能以双向延伸膜的制程来制作。

如中国台湾专利公告第I247665号「双轴延伸饱和聚酯系薄膜及其制造方法，积层体及其制造方法」发明专利，以及中国台湾专利公开第200736312号「双轴定向的微孔薄膜」发明专利申请案，于前揭的各专利中均已揭示有关双向延伸薄膜的技术。

双向延伸薄膜虽然具有较大的宽度，但其膜厚度太薄使其支撑性不足，不利于后续过滤设备的制程运用，因此双向延伸薄膜通常是与较厚的多孔性支撑膜热压结合成非对称性薄膜来作运用。

非对称性薄膜常见的制法是先制造多孔性支撑膜，再将双向延伸薄膜与多孔性支撑膜利用加热加压的滚轮压制成非对称性薄膜，使其在表面形成一层非常薄的密致皮层。非对称性薄膜的制造技术在制膜后需再二次加工涂布，因此在制程上需考滤涂布层的接着与成型性，而在设备的设计上，也需额外增加涂布与检测设备，其所消耗的成本与时间是非常可观的，因此非对称性薄膜的制造成本也相对较高。

而双向延伸薄膜仍是目前大面积薄膜市场的使用主流，但双向延伸制程中的横向延伸会使得薄膜的平均孔径与孔隙均增大，其孔洞大小不易降低，且受限于横向延伸设备的限制，膜孔分布不易均匀，若运用于更微小标的物的过滤将遭遇瓶颈。

因此，双向延伸薄膜的制造成本高、孔径较大且孔洞分布不均匀的问题仍有再加以改进的必要。

从而，如何保留单向延伸膜所具有孔径小的优点，并增加单向延伸膜的孔洞分布均匀性以及膜的面积便成为本发明的主要课题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于解决上述的问题而提供一种面积大、制程少且孔洞分布均匀的大尺寸薄膜的单向延伸设备。

为达前述目的，本发明的大尺寸薄膜非平面延伸设备主要由一输送机构与一抵压机构所组成，该输送机构用来夹持着薄膜的两侧，且将薄膜展开地沿预定路径输送，而该抵压机构至少具有一非平面形式的抵压面，且该抵压机构设置于该输送机构的输送路径中，以该抵压面压抵由该输送机构所输送的薄膜，使该薄膜被非平面形式的抵压面抵压而延伸。

于一较佳实施例中，该抵压面是一曲面。

于一较佳实施例中，该抵压面形成于一抵压件的表面。

于一较佳实施例中，该抵压件是一轮状物的结构形态，或者为一块状物的结构形态。

于一较佳实施例中，该抵压件是一可位移的结构形态，凭借位移而变化该抵压面与该薄膜的接触面积。

于一较佳实施例中，该抵压机构具有复个抵压件，各抵压件均为一轮状物的结构形态，而于各抵压件的外表面分别形成一抵压面，各抵压件的外径尺寸不相同，且各抵压件依外径尺寸由小至大顺序排列，使该输送机构所输送的薄膜曲绕经过各抵压件，而被各抵压件的抵压面逐步延伸。

于一较佳实施例中，该输送机构具有两排间隔排列的滚轮组，各滚轮组分别由两个对合的滚轮组成，而可由各滚轮组的两个滚轮夹持着该薄膜，使该薄膜两侧分别被一排滚轮组夹持着输送前进。

于一较佳实施例中，该抵压机构具有加热的功能，以对该抵压面加热，而可凭借该抵压面加热薄膜使其软化，以利于延伸。

于一较佳实施例中，进一步设置有一加热箱，该抵压机构设置于该加热箱中，且该输送机构穿越该加热箱，使薄膜在加热箱中被加热软化，再由该抵压面抵压而延伸。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：凭借非平面的曲面形式的抵压面来抵压薄膜，使得被输送机构输送通过的薄膜能均匀地受力而被双向延伸，让薄膜上的孔洞分布均匀，并且使薄膜的宽度增加，而能大幅地提高制成薄膜的过滤面积来增加过滤效益。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的平面结构示意图；

图3本发明的使用状态示意图；

图4是本发明的薄膜延伸示意图；

图5是本发明第二实施例的平面结构示意图；

图6是本发明第三实施例的平面结构示意图；

图7是本发明第四实施例的平面结构示意图；

图8是本发明第四实施例的俯视结构示意图；

图9是本发明第五实施例的平面结构示意图。

附图标记说明：输送机构1；滚轮组10；滚轮11；抵压机构2；抵压件21；抵压面22；薄膜3；薄膜3A；压力P；抵压件41；抵压面42；抵压机构5；抵压件51、53、55；抵压面52、54、56；薄膜3B；抵压件61；抵压面62；加热箱7。

具体实施方式

兹配合图式将本发明较佳实施例详细说明如下。

请参考图1至图4，图1是本发明的立体结构示意图；图2是本发明的平面结构示意图；图3本发明的使用状态示意图；图4是本发明的薄膜延伸示意图。

本发明的大尺寸薄膜非平面延伸设备主要由一输送机构1与一抵压机构2所组成。该输送机构1是用来夹持着薄膜3的两侧，且将薄膜展开地沿预定路径输送前进，而该抵压机构2具有一非平面形式的抵压面，且该抵压机构2设置于该输送机构1的输送路径中，以该抵压面压抵由该输送机构1所输送的薄膜3，使该薄膜3被非平面形式的抵压面抵压而延伸。

于本实施例中，该输送机构1具有两排间隔排列的滚轮组10，各滚轮组10分别由两个对合的滚轮11组成，而可由各滚轮组10的两个滚轮11夹持着该薄膜3，使该薄膜3两侧分别被一排滚轮组10夹持着输送前进。

而该抵压机构2具有一轮状物结构形态的抵压件21，且该抵压件21的表面形成一曲面形式的抵压面22，该抵压件21设置于该输送机构1的输送路径中，且使该抵压面22突出于该薄膜3的输送路径，并且该抵压机构2具有加热的功能，以对该抵压面22加热。于本实施例中，该加热功能可将该抵压面22加热至约150～250℃，使接触该抵压面22的薄膜3被加热而软化，而可利于薄膜3的延伸。

请参阅图3，当该输送机构1夹持着薄膜3输送前进时会通过突出于该薄膜3输送路径上的抵压件21的抵压面22，而可由曲面状的抵压面22抵撑薄膜3，使薄膜3被抵压而延伸成具有较大宽度的薄膜3A。

请配合参阅图4，由于本发明的抵压面22是非平面的曲面形式，因此该抵压面22抵压薄膜3时会产生均匀的压力P而将薄膜3的宽度扩延，由于该抵压面22抵压薄膜3的压力均匀分布，而且曲面形式的抵压面可以对薄膜3同时作双向的扩延，因此所延伸成型的薄膜3A上的孔洞分布均匀。

经实测，以本发明的设备对聚四氟乙烯薄膜作延伸，约可将薄膜的宽度延伸至500mm，与现有单向延伸膜300mm的宽度相较，宽度明显提升了许多，可以制备500mm×500mm以上过滤面积的薄膜，而可大幅提过滤面积来增加过滤效益。

并且使用本发明的设备只需单一的延伸制程即可完成，如此可有效地降低制造成本。

请再参阅图5，其是本发明第二实施例的平面结构示意图。其中该抵压件41是一可位移的结构形态，凭借位移而变化该抵压面42突出该薄膜输送路径的高度，进而改变与薄膜的接触面积。此一结构形态可供调整对薄膜延伸的程度，并且达到与前述第一实施例相同的功效。

再请参阅图6，其是本发明第三实施例的平面结构示意图。其中该抵压机构5具有三个抵压件51、53、55，各抵压件51、53、55均为一轮状物的结构形态，各抵压件51、53、55的外径尺寸不相同，且各抵压件51、53、55是依外径尺寸由小至大顺序排列，使该输送机构1所输送的薄膜3依序曲绕经过各抵压件51、53、55的各抵压面52、54、56，如此可将薄膜3逐步扩展延伸成具有较大宽度的薄膜3B。

请参阅图7与图8，图7是本发明第四实施例的平面结构示意图；图8是本发明第四实施例的俯视结构示意图。其中，该抵压件61是一块状物的结构形态，该抵压件61的顶部是一略呈椭圆球面形态的曲面形式的抵压面62，如此的结构也可达到与前述第一实施例相同的功效。

最后请参阅图9，其是本发明第五实施例的平面结构示意图，其中进一步设置有一加热箱7，该抵压机构2设置于该加热箱7中，且该输送机构1是穿越该加热箱7，使薄膜3在该加热箱7中被加热至150～250℃而软化，再由该抵压机构2的抵压面22抵压延伸，如此更可达到与前述第一实施例相同的功效。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种大尺寸薄膜非平面延伸设备，其特征在于，包括：

一输送机构，用来夹持着薄膜的两侧且将薄膜展开地沿预定路径输送；及

一抵压机构，其至少具有一非平面形式的抵压面，且该抵压机构设置于该输送机构的输送路径中，以该抵压面压抵由该输送机构所输送的薄膜，使该薄膜被非平面形式的抵压面抵压而延伸。

2.根据权利要求1所述的大尺寸薄膜非平面延伸设备，其特征在于：该抵压面是一曲面。

3.根据权利要求1或2所述的大尺寸薄膜非平面延伸设备，其特征在于：该抵压面形成于一抵压件的表面。

4.根据权利要求3所述的大尺寸薄膜非平面延伸设备，其特征在于：该抵压件是一轮状物的结构形态。

5.根据权利要求3所述的大尺寸薄膜非平面延伸设备，其特征在于：该抵压件是一块状物的结构形态。

6.根据权利要求3所述的大尺寸薄膜非平面延伸设备，其特征在于：该抵压件是一可位移的结构形态，凭借位移而变化该抵压面与该薄膜的接触面积。

7.根据权利要求1所述的大尺寸薄膜非平面延伸设备，其特征在于：该抵压机构具有复个抵压件，各抵压件均为一轮状物的结构形态，而于各抵压件的外表面分别形成一抵压面，各抵压件的外径尺寸不相同，且各抵压件依外径尺寸由小至大顺序排列，使该输送机构所输送的薄膜曲绕于经过各抵压件。

8.根据权利要求1所述的大尺寸薄膜非平面延伸设备，其特征在于：该输送机构具有两排间隔排列的滚轮组，各滚轮组分别由两个对合的滚轮组成，而可由各滚轮组的两个滚轮夹持着该薄膜，使该薄膜两侧分别被一排滚轮组夹持着输送前进。

9.根据权利要求1所述的大尺寸薄膜非平面延伸设备，其特征在于：该抵压机构具有加热的功能，用来加热该抵压面，使接触该抵压面的薄膜被加热软化。

10.根据权利要求1所述的大尺寸薄膜非平面延伸设备，其特征在于：进一步设置有一加热箱，该抵压机构设置于该加热箱中，且该输送机构穿越该加热箱，使薄膜在该加热箱中被加热软化。