專利名稱：不對稱多孔性膜材成型方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多孔性透氣膜材成型技術(shù)，特別涉及一種使膜材兩面形成不對稱孔徑，以此提高膜材自身支撐性的成型方法及其裝置。
背景技術(shù)：
一般常見的多孔濾材如聚四氟乙烯(C2F4)(俗稱鐵氟龍)等，是把四氟乙烯經(jīng)聚合作用形成。由于聚四氟乙烯是由碳原子和氟原子制成，不含氫，所以不會和氧發(fā)生反應(yīng)。聚四氟乙烯具有耐熱、耐低溫、耐蝕性、優(yōu)異的非粘著性及自潤性及低磨擦系數(shù)等特性。此外， 因為比較不易與其他物質(zhì)融合，使其他物質(zhì)不易沾在上面，并且，由于自身的多孔性的結(jié)構(gòu)不僅具有優(yōu)秀的滲透性，而且在過濾微粒的效果非常卓越。因此，聚四氟乙烯廣泛地被用在精確度化工醫(yī)學(xué)的濾清，和過濾器里為排水設(shè)備處理、酵素的洗凈和氨基酸發(fā)酵作業(yè)，動物細胞實驗，藥房和食物領(lǐng)域、高渾濁排水設(shè)備過程、環(huán)境保存領(lǐng)域譬如處理廢酸和廢物堿等寸。請參閱圖1，其為聚四氟乙烯的顯微圖片。聚四氟乙烯是由碳原子和氟原子聚合而成的多孔性材料，而在聚四氟乙烯材料上形成大小不一的不規(guī)則狀孔隙，因此以聚四氟乙烯材料制成的薄膜質(zhì)地柔軟、易變形而不具支撐性，因此必需將單一的聚四氟乙烯薄膜進行其它的加工處理，或是與其他材料結(jié)合，才能使聚四氟乙烯薄膜能方便地被加工利用。請參閱日本特開昭61-171505號「非對稱孔徑膜材料的制造方法」發(fā)明專利公開案，其主要揭示一種將聚四氟乙烯薄膜置低速轉(zhuǎn)動輥和高速轉(zhuǎn)動輥之間被拉伸的技術(shù)，其中該低速轉(zhuǎn)動輥的溫度約為50°C 300°C，該高速轉(zhuǎn)動輥的溫度約為130°C 320°C，憑借溫度與轉(zhuǎn)速的差異，使聚四氟乙烯薄膜在膜厚方向上形成溫度梯度，而讓接觸高速轉(zhuǎn)動輥的一側(cè)的氣孔率減少，而形成兩面孔徑不對稱的薄膜制品，并且在接觸高速轉(zhuǎn)動輥的一面因氣孔率減少而增大了拉伸強度，以提高聚四氟乙烯薄膜的支撐性。由于聚四氟乙烯薄膜的厚度僅有數(shù)十微米(ym)至數(shù)百微米，要讓轉(zhuǎn)動著且被加熱成不同溫度的低速轉(zhuǎn)動輥與高速轉(zhuǎn)動輥之間隙保持在數(shù)十微米至數(shù)百微米之間，需要相當高的精度要求，這在機構(gòu)的設(shè)置上有相當?shù)碾y度，而且會增加設(shè)備制造的成本。再者，被夾置在高速轉(zhuǎn)動輥與低速轉(zhuǎn)動輥之間的聚四氟乙烯薄膜也可能因為直接接觸熱傳導(dǎo)的關(guān)系，而使得聚四氟乙烯薄膜兩面間的溫度差異減少，進而影響到聚四氟乙烯薄膜兩面孔徑的不對稱性。有見于此，是以近來有關(guān)提高聚四氟乙烯薄膜支撐性的技術(shù)，便改采復(fù)合膜材的方式來進行。如中國發(fā)明公開第CN 1672779A「聚四乙烯支撐復(fù)合過濾膜的制造方法和使用的制造裝置」發(fā)明專利申請案，其揭示一種使聚四氟乙烯微孔濾膜與支撐材料同時通過加熱復(fù)合滾輥與冷卻復(fù)合滾輥之間，且使加熱復(fù)合滾輥的表面溫度高于支撐材料的熔點溫度，使冷卻復(fù)合滾輥的表面溫度低于支撐材料的熱變形溫度，能夠使支撐材料的表面部分熔化，并與聚四氟乙烯微孔濾膜有效地粘接復(fù)合。這樣可以克服單一聚四氟乙烯微孔濾膜不能自支撐、易變形，不利于折迭加工成折形濾芯的缺點。
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但是，利用支撐材料與聚四氟乙烯薄膜復(fù)合成過濾膜的方法，將會使得制成的過濾膜厚度明顯增大，厚度的增加會影響復(fù)合過濾膜的利用與后續(xù)加工。而且支撐材料與聚四氟乙烯薄膜黏接復(fù)合的部份會遮蔽聚四氟乙烯薄膜原有的孔隙，而造成復(fù)合過濾膜單位面積中氣孔率降低的問題。為克服前述種種技術(shù)的問題，本發(fā)明人先前即構(gòu)思一種「不對稱膜材成型方法及其裝置」并提出專利申請，經(jīng)國知局編列為申請?zhí)?00710088695. 3，并經(jīng)國知局審查后駁回，本發(fā)明人遂依據(jù)國知局的審查意見再三思量，而后發(fā)現(xiàn)該專利申請案有謬誤之處，因此再經(jīng)研究構(gòu)思，而發(fā)展出新的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于解決上述的問題而提供一種可降低制造成本且能提高自支撐性的不對稱膜材成型方法及其裝置。為達上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種不對稱多孔性膜材成型方法，至少包括下列步驟取用一多孔性透氣的膜材，該膜材具有兩面，而分別界定為一第一接觸面及一第二接觸面，使該第一、二接觸面分別形成有多個貫穿孔；及使該膜材通過一熱感裝置與一低溫裝置之間，并使該膜材的第一接觸面緊貼接觸該低溫裝置表面，該第二接觸面不與該熱感裝置接觸，而與該熱感裝置保持一段間距，使第二接觸面部份的各貫穿孔遇熱收縮，而第一接觸面的貫穿孔因低溫物理能量作用而未收縮。本發(fā)明同時提供一種不對稱多孔性膜材成型裝置，包括一膜材供應(yīng)裝置、一低溫裝置與一熱感裝置，該膜材供應(yīng)裝置供應(yīng)并運送膜材通過該低溫裝置與該熱感裝置之間， 該低溫裝置為一滾筒型態(tài)用以供膜材緊貼接觸地通過，該熱感裝置為一對應(yīng)于該低溫裝置的圓型罩體型態(tài)，使該熱感裝置與該低溫裝置之間形成一供膜材通過的容置空間，且該熱感裝置不與膜材接觸。由此，該低溫裝置與該熱感裝置分別發(fā)出低溫及高溫的物理能量，使該膜材鄰靠該熱感裝置的第二接觸面部份的各貫穿孔遇熱收縮，而該膜材緊貼于該低溫裝置的第一接觸面的貫穿孔因低溫物理能量作用而未收縮，讓膜材的第一、二接觸面形成不對稱大、小的貫穿孔。在一較佳實施例中，所述的膜材為聚四氟乙烯材質(zhì)，或其它具透氣性的塑性膜材， 且為單一材料薄膜或多層材料復(fù)合薄膜。在一較佳實施例中，所述的熱感裝置是利用超聲波、高周波或激光的能量對該膜材的預(yù)定面施以熱處理。在一較佳實施例中，所述的膜材供應(yīng)裝置具有一供應(yīng)滾輪與一卷收滾輪，而該低溫裝置是位于該供應(yīng)滾輪與該卷收滾輪之間。在一較佳實施例中，所述的膜材供應(yīng)裝置進一步設(shè)有兩個惰滾輪，兩個惰滾輪分別設(shè)于供應(yīng)滾輪與低溫裝置之間以及低溫裝置與卷收滾輪之間。在一較佳實施例中，所述的熱感裝置與低溫裝置的相對軸向位置設(shè)有使該熱感裝置相對于該低溫裝置滑動分離或定位的一滑動裝置。
在一較佳實施例中，所述的低溫裝置內(nèi)部填充有低溫液體。在一較佳實施例中，所述的熱感裝置的內(nèi)部設(shè)有一溫控裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于該低溫裝置為滾筒型態(tài)，而該熱感裝置為不需與膜材接觸的圓形罩體，結(jié)構(gòu)精度要求較低、易于制造而能降低制造成本。而膜材是由第一接觸面緊貼繞設(shè)而接觸滾筒型態(tài)的低溫裝置，而罩體型態(tài)的熱感裝置未與該第二接觸面接觸，但對通過的膜材有較長的作用行程，使膜材第二接觸面的各貫穿孔能遇熱收縮，而制成兩面具有不對稱大、小的貫穿孔的膜材；這樣可以讓單一的多孔性透氣膜材可以提高自身的支撐性。


圖1是聚四氟乙烯的顯微圖片；圖2是本發(fā)明不對稱多孔性膜材成型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；及圖3是本發(fā)明不對稱多孔性膜材成型方法的步驟圖。附圖標記說明1膜材供應(yīng)裝置；11供應(yīng)滾輪；12卷收滾輪；13、14惰滾輪；2低溫裝置；21低溫液體；3熱感裝置；31滑動裝置；32溫控裝置；4膜材；41第一接觸面；42第二接觸面；A容置空間；S10, S20步驟。
具體實施例方式現(xiàn)配合附圖將本發(fā)明較佳實施例詳細說明如下。請參考圖2與圖3，圖2是本發(fā)明不對稱多孔性膜材成型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3 是本發(fā)明不對稱多孔性膜材成型方法的步驟圖。本實施例的不對稱多孔性膜材成型裝置主要是由一膜材供應(yīng)裝置1、一低溫裝置 2與一熱感裝置3所組成。該膜材供應(yīng)裝置1具有一供應(yīng)滾輪11與一卷收滾輪12，該低溫裝置2是位于供應(yīng)滾輪11與卷收滾輪12之間，并且該膜材供應(yīng)裝置1于該供應(yīng)滾輪11與低溫裝置2之間以及低溫裝置2與卷收滾輪12之間分別設(shè)有一惰滾輪13、14，而多孔性透氣膜材(以下簡稱膜材)4是由該供應(yīng)滾輪11輸出而后依序繞經(jīng)惰滾輪13、低溫裝置2、惰滾輪14，而后由卷收滾輪12卷收，使膜材4緊貼接觸地通過該低溫裝置2。該低溫裝置2為滾筒型態(tài)結(jié)構(gòu)，且其內(nèi)部充填有低溫液體21，而能對緊貼于該低溫裝置2的膜材4進行致冷處理。而該熱感裝置3為對應(yīng)于該低溫裝置2的圓型罩體型態(tài)，使該熱感裝置3與該低溫裝置2之間形成一供膜材4通過的容置空間A，且該熱感裝置3不與膜材4接觸，并且該熱感裝置3與低溫裝置2的相對軸向位置設(shè)有使該熱感裝置3相對于該低溫裝置2滑動分離或定位的一滑動裝置31。該熱感裝置3的內(nèi)部設(shè)有一溫控裝置32，且該熱感裝置3的熱源可以是超聲波、高周波或激光等熱源，而由該溫控裝置32控制該熱感裝置3對通過該容置空間A的膜材4的施以加熱處理。而本發(fā)明的不對稱多孔性膜材成型方法，包括下列步驟步驟SlO 取用一多孔性透氣的膜材
在本實施例中，該膜材4為單一的聚四氟乙烯薄膜，但并不以此為限，膜材也可以是其它具透氣性的塑性膜材，且可為單一材料膜材或多層材料復(fù)合膜材。而該膜材4分別具有兩面而界定為第一接觸面41及第二接觸面42，且因膜材4為多孔性材質(zhì)，因此在該第一接觸面41及第二接觸面42上分別形成有多個貫穿孔(圖中未示)，并且該膜材4是被預(yù)先卷繞于該供應(yīng)滾輪11，而后再由該供應(yīng)滾輪11供應(yīng)輸出。步驟S20 使該膜材通過熱感裝置與低溫裝置間的容置空間在本實施例中，該膜材4由該膜材供應(yīng)裝置1所供應(yīng)，因此在成型膜材之前，先通過該滑動裝置31使該熱感裝置3滑移而與該低溫裝置2分離，讓膜材4依序繞經(jīng)惰滾輪 13、低溫裝置2、惰滾輪14，而后由卷收滾輪12卷收，使該膜材4的第一接觸面41緊貼接觸該低溫裝置2表面，并且該第二接觸面42不與該熱感裝置3接觸，而與該熱感裝置3保持一段間距。進行膜材成型工作時，會由該膜材供應(yīng)裝置1輸送膜材4通過該熱感裝置3與該低溫裝置2之間，使該第二接觸面42部份的各貫穿孔因該熱感裝置3的加熱處理而收縮， 而該第一接觸面41則因與該低溫裝置2接觸，在低溫物理能量作用下不使第一接觸面41 的貫穿孔收縮。當膜材4被輸送通過該熱感裝置3與該低溫裝置2間之后，便會在膜材4的第一接觸面41與第二接觸面42形成不對稱孔徑的貫穿孔，而成型出所需的膜材成品，最后被該卷收滾輪12所卷收。由于本發(fā)明的低溫裝置2為滾筒型態(tài)，而該熱感裝置3為不與膜材4及低溫裝置 2接觸的圓形罩體，所以在裝置設(shè)備的結(jié)構(gòu)精度要求較低且易于制造，而能降低制造成本。再者，膜材4是由第一接觸面41緊貼繞設(shè)而接觸滾筒型態(tài)的低溫裝置2，且該熱感裝置3為圓形罩體型態(tài)，因此對通過的膜材4有較長的作用行程，使膜材4的第二接觸面 42不需與熱感裝置3直接接觸就能達到遇熱收縮的作用，而制成兩面具有不對稱大、小的貫穿孔的膜材；這樣就能提高單一多孔性透氣膜材自身的支撐性。以上說明對本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解， 在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效的設(shè)計，但都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求限定的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種不對稱多孔性膜材成型方法，其特征在于，至少包括下列步驟取用一多孔性透氣的膜材，該膜材具有兩面，而分別界定為一第一接觸面及一第二接觸面，使該第一接觸面和第二接觸面分別形成有多個貫穿孔；及使該膜材通過一熱感裝置與一低溫裝置之間，并使該膜材的第一接觸面緊貼接觸該低溫裝置表面，該第二接觸面不與該熱感裝置接觸，而與該熱感裝置保持一段間距；該低溫裝置與該熱感裝置分別發(fā)出低溫及高溫的物理能量，使該膜材鄰靠該熱感裝置的第二接觸面部份的各貫穿孔遇熱收縮，而該膜材緊貼于該低溫裝置的第一接觸面的貫穿孔因低溫物理能量作用而未收縮，讓膜材的第一接觸面和第二接觸面形成不對稱大、小的貫穿孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不對稱多孔性膜材成型方法，其特征在于所述的膜材為具透氣性的塑性膜材，且為單一材料薄膜或多層材料復(fù)合薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不對稱多孔性膜材成型方法，其特征在于該熱感裝置是利用超聲波、高周波或激光的能量對該膜材的預(yù)定面施以熱處理。
4.一種不對稱多孔性膜材成型裝置，其特征在于，包括一膜材供應(yīng)裝置、一低溫裝置與一熱感裝置，該膜材供應(yīng)裝置供應(yīng)并運送膜材通過該低溫裝置與該熱感裝置之間，該低溫裝置為一滾筒型態(tài)用以供膜材緊貼接觸地通過，該熱感裝置為一對應(yīng)于該低溫裝置的圓型罩體型態(tài)，使該熱感裝置與該低溫裝置之間形成一供膜材通過的容置空間，且該熱感裝置不與膜材接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的不對稱多孔性膜材成型裝置，其特征在于所述的膜材供應(yīng)裝置具有一供應(yīng)滾輪與一卷收滾輪，而該低溫裝置是位于該供應(yīng)滾輪與該卷收滾輪之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的不對稱多孔性膜材成型裝置，其特征在于所述的膜材供應(yīng)裝置進一步設(shè)有兩個惰滾輪，兩個惰滾輪分別設(shè)于供應(yīng)滾輪與低溫裝置之間以及低溫裝置與卷收滾輪之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的不對稱多孔性膜材成型裝置，其特征在于該熱感裝置與低溫裝置的相對軸向位置設(shè)有使該熱感裝置相對于該低溫裝置滑動分離或定位 的一滑動裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的不對稱多孔性膜材成型裝置，其特征在于該熱感裝置是利用超聲波、高周波或激光的能量對該膜材的預(yù)定面施以熱處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的不對稱多孔性膜材成型裝置，其特征在于該低溫裝置內(nèi)部填充有低溫液體。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的不對稱多孔性膜材成型裝置，其特征在于該熱感裝置的內(nèi)部設(shè)有一溫控裝置。
全文摘要
一種不對稱多孔性膜材成型方法及其裝置，其中，所述方法至少包括下列步驟取用一多孔性透氣的膜材，該膜材具有兩面，而分別界定為一第一接觸面及一第二接觸面，使該第一接觸面和第二接觸面分別形成有多個貫穿孔；及使該膜材通過一熱感裝置與一低溫裝置之間，并使該膜材的第一接觸面緊貼接觸該低溫裝置表面，該第二接觸面不與該熱感裝置接觸，而與該熱感裝置保持一段間距；該低溫裝置與該熱感裝置分別發(fā)出低溫及高溫的物理能量，使該膜材鄰靠該熱感裝置的第二接觸面部份的各貫穿孔遇熱收縮，而該膜材緊貼于該低溫裝置的第一接觸面的貫穿孔因低溫物理能量作用而未收縮，讓膜材的第一接觸面和第二接觸面形成不對稱大、小的貫穿孔。
文檔編號B01D69/00GK102441329SQ20101050517
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者許評順, 陳夏宗, 黃鐳迪 申請人:私立中原大學(xué)