專利名稱：一種鐵氟龍第三軸向多向性延伸膜及制備方法
技術領域：
本發(fā)明提供一種鐵氟龍(ePTFE)第三軸向多向性延伸膜及制備方法，尤指一種鐵氟龍以真空吸著方式或定溫高壓風吹方式進行第三軸向多向性延伸，形成延伸膜，據以達增加節(jié)點與纖維之間的空氣含量、及纖維強度和節(jié)點的強度，以增加厚度，延伸后表面熱處理，接著就降溫到貼合布可承受的溫度，即可在布上加粘結劑，以利進行貼合；如果不立即貼合，則用急速冷卻系統(tǒng)加以急速降溫，使厚度保持最好的狀態(tài)，并在卷收時，用中心卷取方式進行，調整張力到最低的可卷收之力，以防止卷收后底下部分的厚度變化。
因鐵氟龍材料的耐酸堿等特性，在工業(yè)上大量應用，而其另一特點是向外具有透濕，向內具有防水滲透的功效，故而在服裝的使用上亦有其功效，身體穿著衣物有一項很重要條件就是要保暖，空氣是世界上最佳的絕緣材料，而習用的鐵氟龍材料，只能針對平面的延展，依本發(fā)明目的使膜成立體狀，增加多孔效果。
由上所述，鐵氟龍的應用相當廣泛，然而在鐵氟龍的制造上則尚有缺點急待改進，其中該鐵氟龍原料由加溫至一定程度后，再經展壓擴展成為薄膜的型式，但此一傳統(tǒng)作法仍僅能對鐵氟龍產生X、Y軸的延伸制法，重復施行僅使鐵氟龍變薄，而纖維的節(jié)點亦僅能平面上擴展，為其缺點。
本發(fā)明的主要目的，即在于消除上述的缺點，而提供一種鐵氟龍(ePTFE)第三軸向多向性延伸膜及制備方法，其中該鐵氟龍以真空吸著方式或定溫高壓風吹方式進行第三軸向多向性延伸，達增加節(jié)點與纖維之間的空氣含量、及纖維強度和節(jié)點的強度，以增加厚度，為其特征。
由此可見，本發(fā)明目的之一，在于提供一種鐵氟龍(ePTFE)第三軸向多向性延伸膜，其中該鐵氟龍延伸后表面熱處理，再來就降溫到貼合布可承受的溫度，即可在布上加粘結劑，以利進行貼合，如果不立即貼合，則用急速冷卻系統(tǒng)加以急速降溫，使厚度保持最好的狀態(tài)，并于卷收時，用中心卷取方式進行，張力的調整到最低可卷收之力，以防止卷收后底下部分的厚度降低。
有關本發(fā)明所采用的技術、手段及其功效，茲舉一較佳實施例并配合圖式詳細說明于后，相信本發(fā)明上述的目的、構造及特征，當可由之得以深入而具體的了解。


圖1是本發(fā)明提供的一種制法流程圖。
圖2是本發(fā)明提供的另一種制法流程圖。
圖3是本發(fā)明提供的第一種方法的卷收法流程圖。
圖4是本發(fā)明提供的另一種方法的卷收法流程圖。
圖5是本發(fā)明與習用成品局部放大示意圖。
圖中10-鐵氟龍原料先經由加熱及加壓延展成型后制成鐵氟龍定型薄膜11-定型薄膜10送至真空吸著制程模具內12-在欲延伸的鐵氟龍定型薄膜前進的方向上、下設置定溫真空吸板13-藉由定溫真空吸板的上下吸引，而使鐵氟龍向第三軸向多方向性延伸，形成使鐵氟龍第三軸向多向性延伸膜15-定型薄膜10送至定溫高壓風吹方式制程模具內16-在欲延伸的鐵氟龍定向薄膜前進的方向四周選其一向設定溫高壓風吹設備，而吹氣的對向用一凹槽17-無數吹氣及無數凹槽產生多處風吹膜伸長，而使鐵氟龍向第三軸向多方性延伸，形成鐵氟龍第三軸多向性延伸膜20-延伸后，表面熱處理后21-降溫到貼合布可承受的溫度22-布上加粘結劑23-進行貼合24-延伸后，表面熱處理后
25-急速冷卻系統(tǒng)加以急速降溫26-用中心卷取方式進行卷收，張力的調整到最低可卷收之力27-完成卷收為進一步了解本發(fā)明的技術及方法，謹配合圖式再予說明于后參閱圖1所示，鐵氟龍原料先經由加熱及加壓延展成型后制成鐵氟龍定型薄膜10，然后將該定型薄膜10送至真空吸著制程模具的入口進料，在欲延伸的鐵氟龍定型薄膜前進的方向上、下設置定溫真空吸板12，吸板的氣孔內90°及以外的各種角度如45°、60°或其他角度，據以藉由定溫真空吸板的上下吸引，而使鐵氟龍向第三軸多方向性延伸13，形成第三軸向多向性延伸膜。
參閱圖2所示，鐵氟龍原料先經由加熱及加壓延展成型后制成鐵氟龍定型薄膜10，然后將該定型薄膜10送至定溫高壓風吹方式制程模具內15，其定溫高壓風吹方式制程模具的入口進料鐵氟龍定型薄膜，在欲延伸的鐵氟龍定型薄膜前進的方向四周選其一向設定溫高壓風吹設備，而吹氣的對向用一凹槽16以承接風吹膜伸長的部分，據以無數吹氣及無數凹槽產生多處風吹膜伸長，而使其鐵氟龍向第三軸向多方向性延伸17。所述高溫為340-380℃，高壓為5-7Kg/cm2。
參閱圖3所示，當延伸后，表面熱處理后20，再來就降溫到貼合布可承受的溫度21，即可與布上加粘結劑22，以利進行貼合23。
參閱圖4所示，當延伸后，經表面熱處理24，緊接著用急速冷卻系統(tǒng)加以急速降溫25，使厚度保持最好的狀態(tài)，并在卷收時，用中心卷取方式進行，調整張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，據以完成卷收27。熱處理目的是強度增加，尺寸穩(wěn)定，便于后續(xù)工序。
該鐵氟龍的纖維在習用傳統(tǒng)制法中纖維只能依X、Y軸方向延展，故而纖維節(jié)點框成的孔目大小僅成平面變化，而當鐵氟龍經由加工后，纖維的節(jié)點乃得以增加，而其增加系采立體式的變化，因而其孔目大小亦可呈立體的變化大小，而非局限于平面變化，孔目數量亦得到增加而厚度也增厚。
其鐵氟龍延伸后的比重及氣孔率如下表
為進一步闡明發(fā)明的實質性特點，分下面4點論述1.什么程度時進行第三軸向多向性延伸鐵氟龍(PTFE)本身真比重為2.15、假比重0.53左右。
由于要達真比重，非一般輾壓機械所能達到，所以延伸后鐵氟龍(ePTFE)在加工過程中，本身須添加20％左右煤油之類的助劑，加上本身假比重關系，混合壓出，輾壓后比重約1.6左右，其
如比重用2.2的話氣孔率＝(1-1.62.2)×100%=100-72.73=27.27%]]>如比重用2.15的話氣孔率＝(1-1.62.15)×100%=100-74.42=25.58%]]>如比重用2.1的話氣孔率＝(1-1.62.1)×100%=100-76.20=23.80%]]>當經輾壓出來的基材，其氣孔率已有30％左右，亦可有透氣的功能，只是效果不是很明顯。(可用孔徑測試方法(EBP)測試，測出其氣孔大小及分布情況)。
理論上基材就可進行第三軸向多方向性延伸，但基材的纖維未形成前處理效果會很不明顯，其基材延伸倍率2×2＝4以上來進行第三軸向多方向性延伸效果才能顯現出來。
基材的延伸倍率以X軸向乘以Y軸向介于4～100之間均為理想的處理范圍。
2.處理第三軸向多方向性延伸的實際基礎，由圖可清楚地看出，基材的纖維組織有非常明顯的節(jié)點存在，節(jié)點因延伸倍率大小很清楚的看到纖維粗細及長短，還有節(jié)點的大??；第三軸向多方向性延伸是利用高壓定位熱風進行，其方式有兩種，第一種是用真空吸著方式，在延伸膜前進的方向上、下設置定位真空吸板，吸板的氣孔內90°及以外的各種角度如45°、60°或其他角度。
第二種方式是用定位高壓風吹及吹氣的對方用一凹槽以承接風吹膜伸長的部分，在膜厚的10倍以內，以防止過度吹伸而形成破裂現象。
3.延伸后鐵氟龍(ePTFE)第三軸向多方向性膜增厚后的定型延伸的目的是在增加節(jié)點與纖維之間的空氣含量、及纖維強度和節(jié)點的強度，以增加厚度。當延伸后，經表面熱處理，緊接著降溫到貼合布可承受的溫度，即可在布上加粘結劑，以利進行貼合。如果不立即貼合，則用急速冷卻系統(tǒng)加以急速降溫，使厚度保持最好的狀態(tài)，并在卷收時，用中心卷取方式進行，調整張力到最低可卷收之力，以防止卷收后底下部分的厚度變化。
4.延伸后鐵氟龍(ePTFE)延伸后體積的增加與比重減少的關系延伸后鐵氟龍(ePTFE)為當今高分子材料中最具特性的原料，其分子量高到有數千萬，如此在生產加工時，一旦控制好條件，纖維化程度應可達到一個分子一條纖維接出，接到節(jié)點非常小，形成纖維與纖維交差的情況是最為理想的成品。
因此，實驗證明，如能將基材延伸10倍，則其比重應為原料的1/10。但經多次試驗結果均大于延伸后倍數應有的比重。例如，基材比重為1.5，當延伸10倍后，應為0.15，但是實際比重一定大于0.15，這是因為延伸原理是將節(jié)點與節(jié)點之間纖維拉長及拉到一定長度時，節(jié)點會再分裂出至少2個以上的多個節(jié)點，分子量越高越可產生多纖維少節(jié)點的延伸后鐵氟龍(ePTFE)膜，是最為理想的結構。
本發(fā)明系采三度空間發(fā)展，習用者僅限于XY軸同平面多向性的軋壓所達到系越老越薄而使纖維長度延伸，而本發(fā)明所達成厚度越來越厚，而次膜用顯微鏡觀看(參閱圖5的本發(fā)明與習用品比較圖式)，其所呈現出來是非常明顯的纖維與節(jié)點的組成，經過不同的溫度及延伸倍率，其纖維與節(jié)點會有很明顯的不同，大倍率的延伸，將原有的節(jié)點再度分裂成纖維與更小的節(jié)點，如此的分裂而形成毫微米級(縮寫nm，全名nano milli)(毫微米(nm)為10的-9次方單位)纖維，厚度增加、總體體積增加外，氣孔率亦增加，其與習用者有相當大的差異性。
習用者有利用吹氣或真空作加工，然而其目的是要該鐵氟龍膜緊貼覆于模具上成型，據以制造出相同于模具形狀的成品，而本發(fā)明的使用上雖有利用到真空或吹氣，惟其目的再予基材加工而非成品加工，且本發(fā)明旨在將原有的節(jié)點再度分裂成纖維與更小的節(jié)點，如此的分裂而形成毫微米級(縮寫nm，全名nano milli)(毫微米(nm)為10的-9次方單位)纖維，而習用者僅止于將鐵氟龍成型固定其形狀，故而二者系完全不同。
本發(fā)明所述及其表格、公式，均系以即成的公式計算出藉本發(fā)明所制造出成品檢測值，故而其表格內數據僅系套公式所算出的結果，而表列及公式內容即為本發(fā)明實施后成品所計算的數值，其計算亦對原材基比較。
最后，ePTFE新三軸向多向性延伸膜的原料、組成、組份與物理特征說明如下，ePTFE是用超高分子量，聚四氯化乙烯為原料，經過特殊加工處理而成第三軸向多向性延伸膜，此膜用顯微鏡觀看，所呈現的是非常明顯的纖維與節(jié)點的組成，經過不同的溫度及延伸倍率，其纖維與節(jié)點會有很明顯的不同，大倍率的延伸，不是將已有的纖維長度延伸，而是將原有的節(jié)點再度分裂成纖維與更小的節(jié)點，如此的分裂而形成毫微米級(縮寫nm，全名nanomilli)(毫微米(nm)為10的-9次方單位)纖維。
另其卷收亦為鐵氟龍(ePTFE)第三軸向多向性延伸膜的制法，即其卷收張力不當，讓前述的延伸喪失作用，足以影響到生產的產品，故而本發(fā)明經由多道張力控制系統(tǒng)達成此項卷收目的，卷收亦為鐵氟龍(ePTFE)第三軸向多向性延伸膜的制法步驟之一。
權利要求
1.一種鐵氟龍第三軸向多向性的延伸膜，其特征在于，鐵氟龍基材大倍率的延伸，使原有的節(jié)點與節(jié)點的纖維拉長及拉長到一定長度時，節(jié)點分裂出至少二個節(jié)點以上的多個更小節(jié)點；纖維的節(jié)點增加采用立體式變化，孔目大小也是立體的變化，孔目數量得到增加而厚度也增加，以形成鐵氟龍第三軸向延伸膜。
2.按權利要求1所述的鐵氟龍第三軸向多向性的延伸膜，其特征在于，鐵氟龍的分子量愈高，愈可產生多纖維少節(jié)點的延伸膜。
3.按權利要求1所述的鐵氟龍第三軸向多向性的延伸膜，其特征在于，所述的基材延伸倍率以X軸向乘以Y軸向，介于4～100之間為宜；延伸膜的厚度在10倍以內。
4.一種鐵氟龍第三軸向多向性的延伸膜的制備方法，其特征在于(1)鐵氟龍原料先經由加熱及加壓延展成型后制成鐵氟龍定型薄膜；(2)然后將該定型薄膜送至真空吸著制程模具內；(3)在欲延伸的鐵氟龍定型薄膜前進的方向上、下設置定位真空吸板；(4)藉由定溫真空吸板的上下吸引，而達鐵氟龍第三軸向多方向性延伸。
5.一種鐵氟龍第三軸向多向性的延伸膜的制備方法，其特征在于(1)鐵氟龍原料先經由加熱及加壓延展成型后制成鐵氟龍定型薄膜；(2)然后將該定型薄膜送至定溫高壓風吹方式制程模具內；(3)在欲延伸的鐵氟龍定型薄膜前進的方向四周選其一向設定溫高壓風吹設備，而吹氣的對向具一凹槽；(4)無數吹氣及無數凹槽產生多處風吹膜伸長，而達其鐵氟龍三軸多方向性延伸。
6.按權利要求4所述的鐵氟龍第三軸向多向性的延伸膜的制備方法，其特征在于卷收制法是(1)延伸后，表面熱處理；(2)降溫到貼合布可承受的溫度；(3)布上加粘結劑；(4)進行貼合，完成其延伸后鐵氟龍的卷收。
7.按權利要求5所述的鐵氟龍第三軸向多向性的延伸膜的制備方法，其特征在于卷收制法是(1)延伸后，表面熱處理；(2)急速冷卻系統(tǒng)加以急速降溫；(3)用中心卷取方式進行卷收，調整張力到最低可卷收之力；(4)完成卷收，完成其延伸后鐵氟龍的卷收。
8.按權利要求5所述的鐵氟龍第三軸向多向性的延伸膜的制備方法，其特征在于高溫是340-380℃，高壓為5-7Kg/cm2。
全文摘要
一種鐵氟龍(ePTFE)第三軸向多向性延伸膜及制備方法。特征在于:鐵氟龍以真空吸著方式或定溫高壓風吹方式進行第三軸向多向性延伸,達增加節(jié)點與纖維之間的空氣含量、及纖維強度和節(jié)點的強度,以增加厚度,延伸后經表面熱處理,緊接著降溫到貼合布可承受的溫度,即可在布上加粘結劑,進行貼合;如果不立即貼合,則用急速冷卻系統(tǒng)加以急速降溫,使厚度保持最好的狀態(tài),并于卷收時,用中心卷取方式進行,調整張力到最低可卷收之力,以防止卷收后底下部分的厚度降低。
文檔編號B29C55/12GK1387991SQ0111299
公開日2003年1月1日 申請日期2001年5月25日 優(yōu)先權日2001年5月25日
發(fā)明者周欽俊 申請人:周欽俊