CN111603944A

CN111603944A - 连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜及其制作方法

Info

Publication number: CN111603944A
Application number: CN202010419960.7A
Authority: CN
Inventors: 董文龙; 沈红梅; 黄赋; 王奕阳; 何启越; 钟程飞
Original assignee: Zhejiang Changxing Qiushi Membrane Technology Co ltd
Current assignee: Zhejiang Changxing Qiushi Membrane Technology Co ltd
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2020-05-18
Publication date: 2020-09-01

Abstract

本发明涉及膜分离技术领域，尤其涉及并公开了一种连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜，包括窄幅宽的带状薄膜、卷芯，由窄幅宽的带状薄膜低变形地连续叠加绕包在卷芯上卷绕形成连续长的轴式薄膜。本发明还公开了该薄膜的制作方法，包括如下步骤：1）将长幅宽的聚四氟乙烯微孔薄膜送入压辊夹紧后，分切生成多条窄幅宽的带状薄膜；2）每条窄幅宽的带状薄膜通过压辊夹紧后，在卷芯上低变形地连续叠加卷绕成连续长的轴式薄膜。本发明的连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜及其制作方法在变形率小的情况下极大地提高了薄膜的长度，能有效提高聚四氟乙烯微孔薄膜用于中空纤维膜绕包生产的效率，大幅降低生产成本，并提升膜产品的生产质量。

Description

连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜及其制作方法

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，尤其涉及一种连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜及其制作方法。

背景技术

聚四氟乙烯（PTFE）是一种热塑性塑料，具有高强、阻燃、耐久、自洁等特性。该材料耐酸碱，耐各种有机溶剂，几乎不溶于所有溶剂，化学性质稳定。自1938年被发现以后，在工业化生产中有广泛应用。微孔薄膜就是其众多应用中的一种。

PTFE微孔薄膜于1976年首次用于生产时称为Gore-Tex。它是以聚四氟乙烯为原料，经预混、挤压、压延、双向拉伸等特殊工艺生产的高效微孔过滤膜，具有原纤维状微孔结构，每平方厘米具有数百万个0.05~5 μm的微孔，孔隙率高达85%，广泛应用于膜分离技术领域。

随着中国对环保污染治理的重视，PTFE微孔薄膜的使用量和使用范围也在不断扩大，应用的领域包括污水处理、腐蚀性强的污水、液固分离、气水分离、油水分离、咸碱水蒸馏淡化等。随着中国经济的进一步高速发展和国内水资源的缺乏，这一产品的应用将进一步推广。

但是，目前市场上销售的聚四氟乙烯微孔薄膜宽幅较大，多为100 mm以上宽度。另外，薄膜长度不足，多为1000 m以下长度。这些薄膜产品满足不了那些对窄幅宽和大长度的薄膜要求的领域，如聚四氟乙烯中空纤维膜的绕包应用领域。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种具有窄幅宽和大长度，能使微孔薄膜用于大规模中空纤维膜的绕包生产效率得到极大提升的连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜及其制作方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜，包括窄幅宽的带状薄膜、卷芯，由窄幅宽的带状薄膜低变形地连续叠加绕包在卷芯上卷绕形成连续长的轴式薄膜。

作为优选，所述卷芯包括若干个轴节，相邻轴节3之间具有间距，窄幅宽的带状薄膜从第一轴节开始绕单轴节缠绕多层后，低变形的斜向蠕变到下一轴节继续绕本轴节缠绕多层，直至缠绕完最后一个轴节完成一次绕包，再从最后一个轴节开始以相同方式缠绕直到第一轴节重复完成一次绕包，反复绕包若干次。所述轴节的缠绕方式能够减小因轴径变化造成的薄膜变形量，多节的结构也能在同等轴径下增加薄膜的连续长度。

作为优选，所述窄幅宽的带状薄膜的幅宽为4~20 mm，薄膜厚度为5~50 μm，轴节长度为4~20 mm，间距宽小于2mm，轴节数量为2~20个，每轴节单次绕包长度50~500m，绕包次数5~30次，绕包总长度为500~20000m。

作为优选，一次绕包中每轴节缠绕层数相同，缠绕厚度为1~4 mm。

作为优选，其变形率小于5%。

连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜的制作方法，包括如下步骤：

1）将长幅宽的聚四氟乙烯微孔薄膜送入压辊夹紧后，分切生成多条窄幅宽的带状薄膜，分切的刀片间距为窄幅宽的带状薄膜的幅宽；

2）每条窄幅宽的带状薄膜通过压辊夹紧后，在卷芯上低变形地连续叠加卷绕成连续长的轴式薄膜。

作为优选，步骤2）中所述的卷芯包括若干个轴节，相邻轴节之间具有间距，窄幅宽的带状薄膜从第一轴节开始绕单轴节缠绕多层后，低变形的斜向蠕变到下一轴节继续绕本轴节缠绕多层，直至缠绕完最后一个轴节完成一次绕包，再从最后一个轴节开始以相同方式缠绕直到第一轴节重复完成一次绕包，反复绕包若干次。

作为优选，所述窄幅宽的带状薄膜的幅宽为4~20 mm，薄膜厚度为5~50 μm，轴节的长度为4~20 mm，间距小于2mm，轴节的数量为2~20个，每轴节单次绕包长度50~500m，绕包次数5~30次，绕包总长度为500~20000m。

作为优选，步骤1）所述的长幅宽的聚四氟乙烯微孔薄膜为双向拉伸法制备的微孔薄膜，薄膜平均孔径为0.05~5μm，薄膜厚度为5~50μm，幅宽为21~1000mm。

本发明的连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜及其制作方法通过将长幅宽的聚四氟乙烯微孔薄膜分切成窄幅宽的带状薄膜，再叠加绕包成连续长的轴式薄膜，极大地提高了薄膜的长度，能有效提高聚四氟乙烯微孔薄膜用于中空纤维膜绕包生产的效率，大幅降低生产成本，并提升膜产品的生产质量。

附图说明

图1为本发明实施例1连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图1中薄膜表面放大10000倍下的扫描电镜（SEM）图像。

图4为本发明实施例1连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜制作方法的实施示意图。

图中1、长幅宽的聚四氟乙烯微孔薄膜；2、窄幅宽的带状薄膜；3、轴节；4、橡胶压辊；5、切刀；6、卷芯；7、间距；8、第一缠绕层；9、第二缠绕层；10、第三缠绕层。

具体实施方式

下面结合图 1-4与具体实施方式对本发明做进一步的说明。

实施例1

连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜，如附图1、2所示，包括窄幅宽的带状薄膜2、卷芯6，由窄幅宽的带状薄膜2低变形地连续叠加绕包在卷芯上6卷绕形成连续长的轴式薄膜。

所述卷芯6包括8个轴节3，相邻轴节3之间具有间距7，窄幅宽的带状薄膜2从第一轴节3开始绕单轴节3缠绕50层，缠绕厚度为2mm之后，低变形的斜向蠕变到下一轴节3继续绕本轴节3缠绕50层，直至缠绕完最后一个轴节3完成一次绕包，再从最后一个轴节3开始以相同方式缠绕直到第一轴节3重复完成一次绕包，反复绕包5次。

所述窄幅宽的带状薄膜2的幅宽为10 mm，薄膜厚度为40 μm，轴节3长度为10 mm，间距7宽1mm，轴节3数量为8个，每轴节3单次绕包长度300m，绕包次数5次，绕包总长度为12000m，其变形率为1%。本实施例采用的微孔薄膜的微观结构和变形率分别使用扫描电子显微镜和力学性能试验机进行测定。薄膜表面放大10000倍下的扫描电镜（SEM）图像如附图3所示，平均孔径为2μm，表面均匀，没有明显变形。

连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜的制作方法，如附图4所示，包括如下步骤：

1）将长幅宽的聚四氟乙烯微孔薄膜1送入第一组橡胶压辊4夹紧后，通过切刀5分切生成3条窄幅宽的带状薄膜2；其中长幅宽的聚四氟乙烯微孔薄膜1为双向拉伸法制备的微孔薄膜，薄膜平均孔径为0.2μm，薄膜厚度为40μm，幅宽为40mm，窄幅宽的带状薄膜2的幅宽为10 mm，薄膜厚度为40 μm，

2）每条窄幅宽的带状薄膜2通过第二组橡胶压辊4夹紧后，在卷芯6上低变形地连续叠加卷绕成连续长的轴式薄膜。

步骤2）中所述卷芯6包括8个轴节3，相邻轴节3之间具有间距7，窄幅宽的带状薄膜2从第一轴节3开始绕单轴节3缠绕50层，缠绕厚度为2mm之后，低变形的斜向蠕变到下一轴节3继续绕本轴节3缠绕50层，直至缠绕完最后一个轴节3完成一次绕包，再从最后一个轴节3开始以相同方式缠绕直到第一轴节3重复完成一次绕包，反复绕包5次。

其中轴节3长度为10 mm，间距7宽1mm，轴节3数量为8个，每轴节3单次绕包长度300m，绕包次数5次，绕包总长度为12000m，其变形率为1%。

实施例2

连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜及其制作方法其他部分与实施例1相同，不同之处在于：

长幅宽的聚四氟乙烯微孔薄膜1为薄膜平均孔径为0.1μm，薄膜厚度为30μm，幅宽为70mm，分切成4条幅宽为15 mm，薄膜厚度为30 μm的窄幅宽的带状薄膜2。

轴节3长度为15 mm，间距7宽0.8mm，轴节3数量为5个，窄幅宽的带状薄膜2从第一轴节3开始绕单轴节3缠绕100层，缠绕厚度为3mm之后，低变形的斜向蠕变到下一轴节3继续绕本轴节3缠绕100层，直至缠绕完最后一个轴节3完成一次绕包，再从最后一个轴节3开始以相同方式缠绕直到第一轴节3重复完成一次绕包，反复绕包6次。每轴节3单次绕包长度200m，绕包总长度为6000m，其变形率为0.6%。

实施例3

长幅宽的聚四氟乙烯微孔薄膜1为薄膜平均孔径为0.1μm，薄膜厚度为40μm，幅宽为520mm，分切成25条幅宽为20 mm，薄膜厚度为40 μm的窄幅宽的带状薄膜2。

轴节3长度为20 mm，间距7宽0.7mm，轴节3数量为6个，窄幅宽的带状薄膜2从第一轴节3开始绕单轴节3缠绕80层，缠绕厚度为3.2mm之后，低变形的斜向蠕变到下一轴节3继续绕本轴节3缠绕80层，直至缠绕完最后一个轴节3完成一次绕包，再从最后一个轴节3开始以相同方式缠绕直到第一轴节3重复完成一次绕包，反复绕包8次。每轴节3单次绕包长度150m，绕包总长度为7200m，其变形率为0.8%。

实施例4

长幅宽的聚四氟乙烯微孔薄膜1为薄膜平均孔径为0.4μm，薄膜厚度为35μm，幅宽为90mm，分切成10条幅宽为8 mm，薄膜厚度为40 μm的窄幅宽的带状薄膜2。

轴节3长度为8 mm，间距7宽0.5mm，轴节3数量为9个，窄幅宽的带状薄膜2从第一轴节3开始绕单轴节3缠绕40层，缠绕厚度为1.4mm之后，低变形的斜向蠕变到下一轴节3继续绕本轴节3缠绕40层，直至缠绕完最后一个轴节3完成一次绕包，再从最后一个轴节3开始以相同方式缠绕直到第一轴节3重复完成一次绕包，反复绕包6次。每轴节3单次绕包长度350m，绕包总长度为18900m，其变形率为0.4%。

从上述实施例与比较例可以看出，本发明的方法叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜极大地提高了薄膜的长度，能有效提高聚四氟乙烯微孔薄膜用于中空纤维膜绕包生产的效率，大幅降低生产成本，并最大限度地减小了微孔薄膜在分切绕包中的变形率，提升了薄膜的品质。

综上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围，凡依本申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims

1.连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜，其特征在于：包括窄幅宽的带状薄膜（2）、卷芯（6），由窄幅宽的带状薄膜（2）低变形地连续叠加绕包在卷芯上（6）卷绕形成连续长的轴式薄膜。

2.根据权利要求1所述的连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜，其特征在于：所述卷芯（6）包括若干个轴节（3），相邻轴节（3）之间具有间距（7），窄幅宽的带状薄膜（2）从第一轴节（3）开始绕单轴节（3）缠绕多层后，低变形的斜向蠕变到下一轴节（3）继续绕本轴节（3）缠绕多层，直至缠绕完最后一个轴节（3）完成一次绕包，再从最后一个轴节（3）开始以相同方式缠绕直到第一轴节（3）重复完成一次绕包，反复绕包若干次。

3.根据权利要求2所述的连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜，其特征在于：所述窄幅宽的带状薄膜（2）的幅宽为4~20 mm，薄膜厚度为5~50 μm，轴节（3）长度为4~20 mm，间距（7）宽小于2mm，轴节（3）数量为2~20个，每轴节（3）单次绕包长度50~500m，绕包次5~30次，绕包总长度为500~20000m。

4.根据权利要求2所述的连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜，其特征在于：一次绕包中每轴节（3）缠绕层数相同，缠绕厚度为2~4 mm。

5.根据权利要求2所述的连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜，其特征在于：其变形率小于5%。

6.连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）将长幅宽的聚四氟乙烯微孔薄膜（1）送入压辊夹紧后，分切生成多条窄幅宽的带状薄膜（2）；

2）每条窄幅宽的带状薄膜（2）通过压辊夹紧后，在卷芯（6）上低变形地连续叠加卷绕成连续长的轴式薄膜。

7.根据权利要求6所述的连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜的制作方法，其特征在于：步骤2）中所述的卷芯（6）包括若干个轴节（3），相邻轴节（3）之间具有间距（7），窄幅宽的带状薄膜（2）从第一轴节（3）开始绕单轴节（3）缠绕多层后，低变形的斜向蠕变到下一轴节（3）继续绕本轴节（3）缠绕多层，直至缠绕完最后一个轴节（3）完成一次绕包，再从最后一个轴节（3）开始以相同方式缠绕直到第一轴节（3）重复完成一次绕包，反复绕包若干次。

8.根据权利要求7所述的连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜的制作方法，其特征在于：一次绕包中每轴节（3）缠绕层数相同，缠绕厚度为1~4 mm。

9.根据权利要求7所述的连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜的制作方法，其特征在于：所述窄幅宽的带状薄膜（2）的幅宽为4~20 mm，薄膜厚度为5~50 μm，轴节（3）的长度为4~20 mm，间距（7）小于2mm，轴节（3）的数量为2~20个，每轴节（3）单次绕包长度50~500m，绕包次数5~30次，绕包总长度为500~20000m。

10.根据权利要求6所述的连续轴式叠加绕包的聚四氟乙烯微孔薄膜的制作方法，其特征在于：步骤1）所述的长幅宽的聚四氟乙烯微孔薄膜（1）为双向拉伸法制备的微孔薄膜，薄膜平均孔径为0.05~5μm，薄膜厚度为5~50μm，幅宽为21~1000mm。