CN1171717C - 一种铁氟龙第三轴向多向性延伸膜的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种铁氟龙(ePTFE)第三轴向多向性延伸膜的制备方法。特征在于：铁氟龙以真空吸着方式或定温高压风吹方式进行第三轴向多向性延伸，达增加节点与纤维之间的空气含量、及纤维强度和节点的强度，以增加厚度，延伸后经表面热处理，紧接着降温到贴合布可承受的温度，即可在布上加粘结剂，进行贴合；如果不立即贴合，则用急速冷却系统加以急速降温，使厚度保持最好的状态，并于卷收时，用中心卷取方式进行，调整张力到最低可卷收之力，以防止卷收后底下部分的厚度降低。

Description

一种铁氟龙第三轴向多向性延伸膜的制备方法

技术领域

本发明提供一种铁氟龙(ePTFE)第三轴向多向性延伸膜的制备方法，尤指一种铁氟龙以真空吸着方式或定温高压风吹方式进行第三轴向多向性延伸，形成延伸膜，据以达增加节点与纤维之间的空气含量、及纤维强度和节点的强度，以增加厚度，延伸后表面热处理，接着就降温到贴合布可承受的温度，即可在布上加粘结剂，以利进行贴合；如果不立即贴合，则用急速冷却系统加以急速降温，使厚度保持最好的状态，并在卷收时，用中心卷取方式进行，调整张力到最低的可卷收之力，以防止卷收后底下部分的厚度变化。

背景技术

因铁氟龙材料的耐酸碱等特性，在工业上大量应用，而其另一特点是向外具有透湿，向内具有防水渗透的功效，故而在服装的使用上亦有其功效，身体穿着衣物有一项很重要条件就是要保暖，空气是世界上最佳的绝缘材料，而习用的铁氟龙材料，只能针对平面的延展，依本发明目的使膜成立体状，增加多孔效果。

由上所述，铁氟龙的应用相当广泛，然而在铁氟龙的制造上则尚有缺点急待改进，其中该铁氟龙原料由加温至一定程度后，再经展压扩展成为薄膜的型式，但此一传统作法仍仅能对铁氟龙产生X、Y轴的延伸制法，重复施行仅使铁氟龙变薄，而纤维的节点亦仅能平面上扩展，为其缺点。

发明内容

本发明的主要目的，即在于消除上述的缺点，而提供一种铁氟龙(ePTFE)第三轴向多向性延伸膜的制备方法，其中该铁氟龙以真空吸着方式或定温高压风吹方式进行第三轴向多向性延伸，达增加节点与纤维之间的空气含量、及纤维强度和节点的强度，以增加厚度，为其特征。

由此可见，本发明目的，在于提供一种铁氟龙(ePTFE)第三轴向多向性延伸膜制备方法，其中该铁氟龙延伸后表面热处理，再来就降温到贴合布可承受的温度，即可在布上加粘结剂，以利进行贴合，如果不立即贴合，则用急速冷却系统加以急速降温，使厚度保持最好的状态，并于卷收时，用中心卷取方式进行，张力的调整到最低可卷收之力，以防止卷收后底下部分的厚度降低。

本发明提供了二种铁氟龙第三轴向多向性的延伸膜的制备方法。

第一种制备方法特征在于：

(1)铁氟龙原料先经由加热及加压延展成型后制成铁氟龙定型薄膜；

(2)然后将该定型薄膜送至真空吸着制程模具内；

(3)在欲延伸的铁氟龙定型薄膜前进的方向上、下设置定温真空吸板；

(4)藉由定温真空吸板的上下吸引，而达铁氟龙第三轴向多方向性延伸。

其卷收制法是：

(1)延伸后，表面热处理；

(2)降温到贴合布可承受的温度；

(3)布上加粘结剂；

(4)进行贴合，完成其延伸后铁氟龙的卷收。

第二种制备方法的特征在于：

(1)铁氟龙原料先经由加热及加压延展成型后制成铁氟龙定型薄膜；

(2)然后将该定型薄膜送至定温高压风吹方式制程模具内；

(3)在欲延伸的铁氟龙定型薄膜前进的方向四周选其一向设定温高压风吹设备，而吹气的对向具一凹槽；高温为340-380℃，高压是5-7Kg/cm²；

(4)无数吹气及无数凹槽产生多处风吹膜伸长，而达其铁氟龙三轴多方向性延伸。

其卷收制法是：

(1)延伸后，表面热处理；

(2)急速冷却系统加以急速降温；

(3)用中心卷取方式进行卷收，调整张力到最低可卷收之力；

(4)完成卷收，完成其延伸后铁氟龙的卷收。

有关本发明所采用的技术、手段及其功效，兹举一较佳实施例并配合图式详细说明于后，相信本发明上述的目的、构造及特征，当可由之得以深入而具体的了解。

附图说明

图1是本发明提供的一种制法流程图。

图2是本发明提供的另一种制法流程图。

图3是本发明提供的第一种方法的卷收法流程图。

图4是本发明提供的另一种方法的卷收法流程图。

图5是本发明与习用成品局部放大示意图。

图中：

10-铁氟龙原料先经由加热及加压延展成型后制成铁氟龙定型薄膜

11-定型薄膜10送至真空吸着制程模具内

12-在欲延伸的铁氟龙定型薄膜前进的方向上、下设置定温真空吸板

13-藉由定温真空吸板的上下吸引，而使铁氟龙向第三轴向多方向性延伸，形成使铁氟龙第三轴向多向性延伸膜

15-定型薄膜10送至定温高压风吹方式制程模具内

16-在欲延伸的铁氟龙定向薄膜前进的方向四周选其一向设定温高压风吹设备，而吹气的对向用一凹槽

17-无数吹气及无数凹槽产生多处风吹膜伸长，而使铁氟龙向第三轴向多方性延伸，形成铁氟龙第三轴多向性延伸膜

20-延伸后，表面热处理后

21-降温到贴合布可承受的温度

22-布上加粘结剂

23-进行贴合

24-延伸后，表面热处理后

25-急速冷却系统加以急速降温

26-用中心卷取方式进行卷收，张力的调整到最低可卷收之力

27-完成卷收

具体实施方式

为进一步了解本发明的技术及方法，谨配合图式再予说明于后：

参阅图1所示，铁氟龙原料先经由加热及加压延展成型后制成铁氟龙定型薄膜10，然后将该定型薄膜10送至真空吸着制程模具的入口进料，在欲延伸的铁氟龙定型薄膜前进的方向上、下设置定温真空吸板12，吸板的气孔内90°及以外的各种角度如45°、60°或其他角度，据以藉由定温真空吸板的上下吸引，而使铁氟龙向第三轴多方向性延伸13，形成第三轴向多向性延伸膜。

参阅图2所示，铁氟龙原料先经由加热及加压延展成型后制成铁氟龙定型薄膜10，然后将该定型薄膜10送至定温高压风吹方式制程模具内15，其定温高压风吹方式制程模具的入口进料铁氟龙定型薄膜，在欲延伸的铁氟龙定型薄膜前进的方向四周选其一向设定温高压风吹设备，而吹气的对向用一凹槽16以承接风吹膜伸长的部分，据以无数吹气及无数凹槽产生多处风吹膜伸长，而使其铁氟龙向第三轴向多方向性延伸17。所述高温为340-380℃，高压为5-7Kg/cm²。

参阅图3所示，当延伸后，表面热处理后20，再来就降温到贴合布可承受的温度21，即可与布上加粘结剂22，以利进行贴合23。

参阅图4所示，当延伸后，经表面热处理24，紧接着用急速冷却系统加以急速降温25，使厚度保持最好的状态，并在卷收时，用中心卷取方式进行，调整张力到最低可卷收之力26，以防止卷收后底下部分的厚度降低，据以完成卷收27。热处理目的是强度增加，尺寸稳定，便于后续工序。

该铁氟龙的纤维在习用传统制法中纤维只能依X、Y轴方向延展，故而纤维节点框成的孔目大小仅成平面变化，而当铁氟龙经由加工后，纤维的节点乃得以增加，而其增加系采立体式的变化，因而其孔目大小亦可呈立体的变化大小，而非局限于平面变化，孔目数量亦得到增加而厚度也增厚。

其铁氟龙延伸后的比重及气孔率如下表：

延伸后比重	气孔率
		1.6÷2＝0.8	50％
1.6÷4＝0.4	75％
		1.6÷8＝0.2	87.5％
1.6÷12＝0.13	91.7％
		1.6÷16＝0.1	93.75％
1.6÷20＝0.08	95％
		1.6÷24＝0.06	95.8％
1.6÷30＝0.053	96.7％

为进一步阐明发明的实质性特点，分下面4点论述：

1.什么程度时进行第三轴向多向性延伸：

铁氟龙(PTFE)本身真比重为2.15、假比重0.53左右。

由于要达真比重，非一般辗压机械所能达到，所以延伸后铁氟龙(ePTFE)在加工过程中，本身须添加20％左右煤油之类的助剂，加上本身假比重关系，混合压出，辗压后比重约1.6左右，其

如比重用2.2的话：

如比重用2.15的话：

如比重用2.1的话：

当经辗压出来的基材，其气孔率已有30％左右，亦可有透气的功能，只是效果不是很明显。(可用孔径测试方法(EBP)测试，测出其气孔大小及分布情况)。

理论上基材就可进行第三轴向多方向性延伸，但基材的纤维未形成前处理效果会很不明显，其基材延伸倍率2×2＝4以上来进行第三轴向多方向性延伸效果才能显现出来。

基材的延伸倍率以X轴向乘以Y轴向介于4～100之间均为理想的处理范围。

2.处理第三轴向多方向性延伸的实际基础，由图可清楚地看出，基材的纤维组织有非常明显的节点存在，节点因延伸倍率大小很清楚的看到纤维粗细及长短，还有节点的大小；第三轴向多方向性延伸是利用高压定位热风进行，其方式有两种，第一种是用真空吸着方式，在延伸膜前进的方向上、下设置定位真空吸板，吸板的气孔内90°及以外的各种角度如45°、60°或其他角度。

第二种方式是用定位高压风吹及吹气的对方用一凹槽以承接风吹膜伸长的部分，在膜厚的10倍以内，以防止过度吹伸而形成破裂现象。

3.延伸后铁氟龙(ePTFE)第三轴向多方向性膜增厚后的定型：

延伸的目的是在增加节点与纤维之间的空气含量、及纤维强度和节点的强度，以增加厚度。当延伸后，经表面热处理，紧接着降温到贴合布可承受的温度，即可在布上加粘结剂，以利进行贴合。如果不立即贴合，则用急速冷却系统加以急速降温，使厚度保持最好的状态，并在卷收时，用中心卷取方式进行，调整张力到最低可卷收之力，以防止卷收后底下部分的厚度变化。

4.延伸后铁氟龙(ePTFE)延伸后体积的增加与比重减少的关系：

延伸后铁氟龙(ePTFE)为当今高分子材料中最具特性的原料，其分子量高到有数千万，如此在生产加工时，一旦控制好条件，纤维化程度应可达到一个分子一条纤维接出，接到节点非常小，形成纤维与纤维交差的情况是最为理想的成品。

因此，实验证明，如能将基材延伸10倍，则其比重应为原料的1/10。但经多次试验结果均大于延伸后倍数应有的比重。例如，基材比重为1.5，当延伸10倍后，应为0.15，但是实际比重一定大于0.15，这是因为延伸原理是将节点与节点之间纤维拉长及拉到一定长度时，节点会再分裂出至少2个以上的多个节点，分子量越高越可产生多纤维少节点的延伸后铁氟龙(ePTFE)膜，是最为理想的结构。

本发明系采三度空间发展，习用者仅限于XY轴同平面多向性的轧压所达到系越老越薄而使纤维长度延伸，而本发明所达成厚度越来越厚，而次膜用显微镜观看(参阅图5的本发明与习用品比较图式)，其所呈现出来是非常明显的纤维与节点的组成，经过不同的温度及延伸倍率，其纤维与节点会有很明显的不同，大倍率的延伸，将原有的节点再度分裂成纤维与更小的节点，如此的分裂而形成毫微米级(缩写nm，全名nano milli)(毫微米(nm)为10的-9次方单位)纤维，厚度增加、总体体积增加外，气孔率亦增加，其与习用者有相当大的差异性。

习用者有利用吹气或真空作加工，然而其目的是要该铁氟龙膜紧贴覆于模具上成型，据以制造出相同于模具形状的成品，而本发明的使用上虽有利用到真空或吹气，惟其目的再予基材加工而非成品加工，且本发明旨在将原有的节点再度分裂成纤维与更小的节点，如此的分裂而形成毫微米级(缩写nm，全名nano milli)(毫微米(nm)为10的-9次方单位)纤维，而习用者仅止于将铁氟龙成型固定其形状，故而二者系完全不同。

本发明所述及其表格、公式，均系以即成的公式计算出藉本发明所制造出成品检测值，故而其表格内数据仅系套公式所算出的结果，而表列及公式内容即为本发明实施后成品所计算的数值，其计算亦对原材基比较。

最后，ePTFE新三轴向多向性延伸膜的原料、组成、组份与物理特征说明如下，ePTFE是用超高分子量，聚四氯化乙烯为原料，经过特殊加工处理而成第三轴向多向性延伸膜，此膜用显微镜观看，所呈现的是非常明显的纤维与节点的组成，经过不同的温度及延伸倍率，其纤维与节点会有很明显的不同，大倍率的延伸，不是将已有的纤维长度延伸，而是将原有的节点再度分裂成纤维与更小的节点，如此的分裂而形成毫微米级(缩写nm，全名nanomilli)(毫微米(nm)为10的-9次方单位)纤维。

另其卷收亦为铁氟龙(ePTFE)第三轴向多向性延伸膜的制法，即其卷收张力不当，让前述的延伸丧失作用，足以影响到生产的产品，故而本发明经由多道张力控制系统达成此项卷收目的，卷收亦为铁氟龙(ePTFE)第三轴向多向性延伸膜的制法步骤之一。

Claims (5)

1.一种铁氟龙第三轴向多向性的延伸膜的制备方法，其特征在于：

(1)铁氟龙原料先经由加热及加压延展成型后制成铁氟龙定型薄膜；

(2)然后将该定型薄膜送至真空吸着制程模具内；

(3)在欲延伸的铁氟龙定型薄膜前进的方向上、下设置定温真空吸板；

(4)藉由定温真空吸板的上下吸引，而达铁氟龙第三轴向多方向性延伸。

2.按权利要求1所述的铁氟龙第三轴向多向性的延伸膜的制备方法，其特征在于卷收制法是：

(1)延伸后，表面热处理；

(2)降温到贴合布可承受的温度；

(3)布上加粘结剂；

(4)进行贴合，完成其延伸后铁氟龙的卷收。

3.一种铁氟龙第三轴向多向性的延伸膜的制备方法，其特征在于：

(1)铁氟龙原料先经由加热及加压延展成型后制成铁氟龙定型薄膜；

(2)然后将该定型薄膜送至定温高压风吹方式制程模具内；

(3)在欲延伸的铁氟龙定型薄膜前进的方向四周选其一向设定温高压风吹设备，而吹气的对向具一凹槽；

(4)无数吹气及无数凹槽产生多处风吹膜伸长，而达其铁氟龙三轴多方向性延伸。

4.按权利要求3所述的铁氟龙第三轴向多向性的延伸膜的制备方法，其特征在于卷收制法是：

(1)延伸后，表面热处理；

(2)急速冷却系统加以急速降温；

(3)用中心卷取方式进行卷收，调整张力到最低可卷收之力；

(4)完成卷收，完成其延伸后铁氟龙的卷收。

5.按权利要求3所述的铁氟龙第三轴向多向性的延伸膜的制备方法，其特征在于高温是340-380℃，高压为5-7Kg/cm²。

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