[發明專利]一種高性能ePTFE微孔膜的連續生產設備

在審

• 申請號: 201711304089.0
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107962789A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 項朝衛;白亞飛;趙緒忠;徐正琦;沈維海;李卓;錢明亮;緒超
• 申請（專利權）人: 項朝衛
• 主分類號: B29C69/02
• 分類號: B29C69/02;B29C55/16;B29C55/14;B29C47/14;B29C43/24;B29L7/00
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技術領域

本發明ePTFE膜的制造技術領域，涉及一種高性能ePTFE微孔膜的連續生產設備。

背景技術

ePTFE微孔膜由于其耐化學腐蝕性、熱穩定性、高孔隙率、防水透氣性等優異性能，已經被廣泛地應用在航天服、航空密封、大氣除塵、戶外服裝、汽車、水過濾、滅菌、醫療、水過濾、電子、生物醫學、醫療等諸多領域。由于ePTFE微孔膜制造技術的復雜性（涉及到材料、高分子、化工、機械、電氣、力學等學科），一直被國外技術壟斷，無論是國外的專利、專著還是會議論文、期刊雜志都查閱不到相關ePTFE微孔膜的織造工藝與設備資料，可謂諱莫如深。

國內十幾年來有很多院校、科研單位、生產企業開展ePTFE微孔膜制造技術的研究，總體看來，前段是套用ePTFE生料帶的制造工藝與設備，后段則是套用塑料薄膜如BOPP薄膜的橫向拉伸工藝與設備進行生產，雖然取得了不小的成果，但也存在很大的問題。在膜的性能方面主要表現為孔徑尺寸比較大，對于小于1μm孔徑的ePTFE微孔膜生產難度較大、孔徑大小難于控制、孔徑尺寸分布波動范圍大、膜的厚度均勻性不高、力學強度低以及各向均勻性差、膜的成品率低、批次穩定性不好、制造成本高。目前國內ePTFE微孔膜的制造工藝流程為：①溶劑油與ePTFE粉末混料、②陳化、③打坯、④推擠、⑤壓延、⑥脫脂、⑦縱向拉伸、⑧橫向拉伸、⑨熱定型、⑩收卷10道工序，有的廠家還多與十道。除了⑥和⑦可以合并為一個設備、⑧與⑨可以合并為一個設備，也就是可以看做線連續外，其余都是間斷操作的。這中間斷操作不僅僅因引頭等問題大大降低了產品的成品率，還因為這中間斷操作的方法帶來了生產工藝的極端不穩定，更加嚴重地降低了成品率和產品的質量以及工藝穩定性調整的難度。這中間斷的ePTFE微孔膜生產工藝，一直制約著國產ePTFE微孔膜產品質量的提高和制造成本的降低，同時也使得ePTFE微孔膜的批量穩定性不能有效的控制，所以國產ePTFE微孔膜與西方先進國家相比，尤其是與美國、德國等國家相比，還有很大的努力空間。

為了解決這個問題，國內也曾做過一些努力，比如改進國產的推擠摸頭、從國外進口平板模具推擠機組，都是想將ePTFE微孔膜的生產工藝連續起來，但皆因坯與坯之間的結合存在無法彌補的缺陷而宣告失敗。

發明內容

為實現上述目的本發明采用以下技術方案：一種高性能ePTFE微孔膜的連續生產設備，包括推擠及壓延機組、密閉式微張力儲布機、雙向同步拉伸機、ePTFE微孔膜收卷機，所述推擠及壓延機組、密閉式微張力儲布機、雙向同步拉伸機、ePTFE微孔膜收卷機依次順序連接；圓柱形ePTFE料坯在推擠及壓延機組纖維化，并擠出ePTFE膠條及被壓成壓延帶，壓延帶進入密閉式微張力儲布機，由密閉式微張力儲布機過來的壓延帶進入雙向同步拉伸機，被預熱、拉伸、脫脂、燒結定型，由ePTFE微孔膜收卷機收卷成膜。

作為本案發明進一步方案，雙向同步拉伸機包括端部轉向鏈輪與鏈軌、縱向與橫向同步拉伸區、脫脂區、燒結區；ePTFE壓延帶進入雙向同步拉伸機，被預熱后在縱向與橫向同步拉伸區拉伸：鏈條沿著導軌前進，鏈條上的鏈鋏夾住ePTFE壓延帶的兩邊實現橫向拉伸；同時由于鏈鋏之間的距離連續地、逐漸地加大，在橫拉的同時實現了縱向拉伸；在脫脂區利用溫度揮發掉膜中的溶劑油；在燒結區利用高溫定型膜的結構形態制備為成品膜；鏈鋏、鏈條在回轉進入入口之前恢復到原來的狀態，繼續下一個循環。

作為本案發明進一步方案，推擠及壓延機組包括油缸、導桿、推桿、圓柱形料缸、坯料、推擠摸頭、EPTFE膠條、導向魚尾、壓延機、壓延帶、三輥恒張力牽引機、液壓站；油缸及導桿設置于液壓站上，油缸的一端與推桿連接，推桿在油缸的帶動下沿導桿在圓柱形料缸內移動，在推桿前段活塞處設有壓力傳感器，圓柱形料缸端部為推擠摸頭，在推桿的推力作用下圓柱形料缸內的坯料在推擠摸頭處推擠成EPTFE膠條，推擠出的ePTFE膠條經過導向魚尾進入壓延機被壓成壓延帶，經過三輥恒張力牽引機使壓延帶進入密閉式微張力儲布機。

作為本案發明進一步方案，推擠模頭的錐角α為15～100°，較好的是20～90°，最好的是30～80°；壓縮比R為20～300，較好的50～280，最好的是100～260；長徑比S為0～50，較好的是1～40，最好的是5～35。

作為本案發明進一步方案，壓延機的壓延間隙40～350μm，較好的是50～300μm，最好的是60～240μm；壓延速度1～30米/分，較好的是2～30米/分，最好的是5～30米/分。