專利名稱：單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜及其制造方法，尤指一種更為簡單快速的制造方法所制成的薄膜，其是取得經(jīng)電暈處理的聚四氟乙烯壓延膜經(jīng)延伸過程及定型后，獲致一微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜并于薄膜上形成孔分布、孔徑、厚度及孔隙率的均一性，為一具備高透氣性、高透濕氣性及防水的效果，而達成整體制程更為簡單、快速及效果的提升。
背景技術(shù)：
習知的鐵氟龍(Teflon)為一種樹脂，其化學名稱為聚四氟乙烯，是將四氟乙烯(C2F4)經(jīng)聚合作用所形成，因鐵氟龍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，其具備耐熱、耐低溫、耐蝕性、不沾粘性、低磨擦系數(shù)及自潤性等多項特性，除此之外，該鐵氟龍不易與其它物質(zhì)融合，而其它物質(zhì)也不易沾粘于上，所以大多作為相關(guān)業(yè)者所運用的材料之一。
因聚四氟乙烯具備了如上所述的種種優(yōu)點，于是便有業(yè)者將其加工而制成所謂的聚四氟乙烯薄片或膜片，并為多孔的特性，再加以層合于織物或非織物上而作為過濾器材或其它用途，如美國專利第5234739、6080472、5750242號、中國臺灣專利公告第538164、592783號所顯示的內(nèi)容。
由此可知，聚四氟乙烯經(jīng)加工處理后已被廣泛的運用于工業(yè)及民生用品上，于是針對聚四氟乙烯原料經(jīng)由各相關(guān)業(yè)者所欲使用或運用的領(lǐng)域而產(chǎn)生制程上的差異性，并為專利所保護，如美國專利第6702971、6852223、5098625、6228477、6410084、6676993、6854603、4096227號所示的內(nèi)容。
藉由上述所示的制程及制程所產(chǎn)制的制品不難得知最后所得的聚四氟乙烯薄片或膜片都具有多孔性的特征，但該等薄片及膜片仍有其有待改善之處，在于薄片或膜片本身孔分布性及孔徑大小的均一性，無法有效控制在一定范圍內(nèi)。
再者，若針對上述缺失加以改善，勢必需在制程中增添必要的制程及制程所需使用的設(shè)備，其大幅提升的成本也是業(yè)者所困擾之處。
另外，上述所示的制程，不難得知經(jīng)繁瑣的各階段所生產(chǎn)的制品，容易造成其中某一程序的控制不當或疏忽而導致不良品遽增，除不易控制品質(zhì)外也會影響制品的產(chǎn)能產(chǎn)量。
為此，如何有效避免上述的弊端，為各相關(guān)業(yè)者的努力與發(fā)展的方向。
有鑒于上述所未達完美之處，本案發(fā)明人遂以從事該行業(yè)多年的經(jīng)驗，累積相關(guān)制程及制品的技術(shù)，并致力于該等制程與制程所需使用的設(shè)備的整合運用，加以分析其制程與制程使用的設(shè)備的關(guān)聯(lián)性，使其發(fā)明出更優(yōu)于上述技術(shù)的制程及其制品，并本著精益求精的精神，積極研發(fā)改善，遂有本發(fā)明單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的制造方法產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的制造方法，其主要目的在于提供一種單軸拉伸多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜制程的簡化，以能夠提升品質(zhì)的控制、產(chǎn)能產(chǎn)量、降低損耗及成本。
本發(fā)明單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的制造方法，其次一主要目的在于提供一種經(jīng)由電暈處理的聚四氟乙烯壓延膜暨半成品經(jīng)由本發(fā)明的制程而能獲致該薄膜的厚度均一性、多孔分布均一性、孔徑大小均一性及孔隙率均一性的薄膜制品。
本發(fā)明單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的制造方法，其再一主要目的在于提供一種具備高透氣性、高透濕氣性及防水效果的薄膜制品。
藉由上述的制程及各制程控制要件而可獲致單軸拉伸多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜制程的簡化，以能夠提升品質(zhì)的控制、產(chǎn)能產(chǎn)量、降低損耗及成本。
藉由上述的制程及各制程控制要件而可獲得聚四氟乙烯壓延膜片經(jīng)由本發(fā)明的制程而得一厚度均一性、多孔分布均一性及孔徑大小均一性的薄膜制品。
綜上所述，本發(fā)明訴求明朗而簡單，為可達到預期效果，具備高效能的創(chuàng)作，應該能夠凸顯本案的新穎性及進步性雙重要件；為便于貴審查員能進一步了解有關(guān)本發(fā)明為達上述目的所采用的技術(shù)手段及其功效，茲例舉較佳實施例并配合圖式說明如下。


圖1是本發(fā)明的流程實施例示意圖；圖2是本發(fā)明的流程所使用的設(shè)備實施例示意圖；圖3是本發(fā)明的半成品的顯微圖片實施例示意圖；圖4是本發(fā)明的成品的顯微圖片實施例示意圖；圖5是本發(fā)明的半成品的熔融曲線實施例示意圖；圖6是本發(fā)明的成品的熔融曲線實施例示意圖；圖7是本發(fā)明的透濕度測試數(shù)據(jù)示意圖。
圖號說明10 半成品 12’ 羅拉20 延伸過程13’ 羅拉21 第一階段延伸14’ 第一拉伸輪22 第二階段延伸15’ 羅拉23 預定型 16’ 第二拉伸輪
30 定型 17’ 第三拉伸輪40 卷取 18’ 第四拉伸輪50 成品 19’ 第一加熱裝置10’進料輪20’ 第二加熱裝置11’羅拉 21’ 卷繞滾輪具體實施方式
為能使貴審查員清楚本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成，以及整體運作方式，茲配合圖式說明如下首先，就鐵氟龍雙向延伸膜的特性加以分析，其鐵氟龍是利用超高分子量的聚四氟乙烯為主要原料，經(jīng)過特殊加工處理而制成雙向延伸膜，此膜利用高倍率電子顯微鏡觀看，可得知其是由非常明顯的纖維與節(jié)點所組成，經(jīng)過不同的溫度及延伸倍率，而導致纖維與節(jié)點會有明顯的不同，較大倍率的延伸，并非將已有的纖維長度延伸，而是將連結(jié)于纖維與纖維間的節(jié)點再度分裂成更細微的纖維與更小的節(jié)點，藉由分裂而形成所謂微米級纖維的薄膜或納米級纖維的薄膜，而該等薄膜也是目前工業(yè)所急需運用于各領(lǐng)域的產(chǎn)品或組件上。
因此本發(fā)明專利乃在于延伸過程與溫度控制上為主要訴求的重點，也藉由此一重點而可獲得簡化制程、降低成本及提升產(chǎn)能產(chǎn)量的目的，再者經(jīng)由本發(fā)明所制得聚四氟乙烯薄膜更能達到厚度、孔分布、孔徑及孔隙率均一性的目的，并兼具高透氣性、高透濕氣性及防水的目的。
請參閱圖1所示，是為本發(fā)明單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜得制造方法的流程圖，其主要流程是將半成品10經(jīng)延伸過程20、定型30后，再藉由卷取40過程達到薄膜成品50的輸出。
請配合參閱圖1、圖2所示，是為本發(fā)明單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的制造方法的流程圖及該流程所需使用的設(shè)備，該制程所需使用的基本原料為一半成品10，該半成品10則界定為一般習知所能購得的片狀聚四氟乙烯壓延膜且為一連續(xù)的料帶，將半成品10藉由進料輪10’輸入，經(jīng)羅拉11’、12’、13’進入延伸過程20，而該延伸過程20包括第一階段延伸21、第二階段延伸22及預定型23，當半成品10即料帶輸送至第一拉伸輪14’經(jīng)羅拉15’與第二拉伸輪16’間時，界定為第一階段延伸21，該第一階段延伸21是利用進料時羅拉11’、12’、13’與第一拉伸輪14’、第二拉伸輪16’間的速度差，進而調(diào)整半成品10暨聚四氟乙烯壓延膜片的供給量并同時施予縱向拉伸的力量，其第一階段延伸21的延伸量對未經(jīng)第一階段延伸21前的延伸量所得的延伸比為1.5倍，當輸送至第三拉伸輪17’與第四拉伸輪18’間時，界定為第二階段延伸22，該第二階段延伸22是施予橫向拉伸的力量，并于第二階段延伸22的同時或之前藉由第一加熱裝置19’進行預定型23的加熱過程，在加熱過程中所進行的第二階段延伸22其延伸量對第一階段延伸21的延伸量所得的延伸比為4～8倍，由于延伸比較大，故需經(jīng)預定型23的同時或預先加熱過程來達到第二階段延伸22所需的延伸量暨提升膜片本身較高的展延性，并可避免一次延伸造成延伸量過大而導致膜片本身斷裂、厚度、孔徑及孔隙率不均勻的弊端，而此第一階段延伸21、第二階段延伸22及預定型23概括為延伸過程20，其延伸過程20的總延伸比為6～12倍，經(jīng)過延伸過程20輸送至第二加熱裝置20’時，界定為定型30，該定型30是針對延伸過程20所產(chǎn)生一厚度、孔徑及孔隙率達到所需的要求或標準的膜片，藉由第二加熱裝置20’進行加熱的程序，以令膜片達到厚度、孔徑及孔隙率均一性及固定，避免產(chǎn)生膜片回伸(縮)的不良現(xiàn)象，最后藉由卷繞滾輪21’以適當不致使薄膜斷裂的卷繞速度卷取40并為成品50輸出。
針對上述制程及設(shè)備關(guān)聯(lián)性的說明與應用，在各制程程序中的控制要件如下所述半成品是為一經(jīng)過電暈處理的聚四氟乙烯壓延膜片，其膜片厚度介于0.10～0.15mm，寬度介于160～300mm，密度介于0.8～1.3g/cm3，表面為無孔隙的狀態(tài)；延伸過程包含第一階段延伸、預定型及第二階段延伸，其總延伸比介于6～12倍，該第一階段延伸是施予縱向拉伸的力量，該第二階段延伸是同時或預先進行預定型的加熱并施予橫向拉伸的力量，第二階段延伸的延伸量則大于第一階段延伸的延伸量，該預定型的加熱溫度控制在80～150℃間，且預定型的加熱過程所控制的時間為3～5秒；定型將其溫度控制在300～400℃間，且在加熱過程所控制的時間為10秒；卷?。怀善穯屋S拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜，其薄膜厚度可依實際需求控制介于0.03～0.06mm間，寬度1600mm，孔隙率為80％～85％，耐水壓是使用JIS L-1092的測試方法所得的數(shù)值為9000MM-H2O以上(含9000MM-H2O)，透濕度是分別使用JIS L-1099A1的測試方法所得的數(shù)值介于9995～11713g/M2×24hrs間及使用ASTM E-96所測得的數(shù)值介于13045～15445g/M2×24hrs間；經(jīng)由上述主要階段的制程控制要件及所得各階段制程而產(chǎn)生的薄膜結(jié)構(gòu)特性的變化，藉卷取而獲得成品暨單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的輸出。
請參閱圖3所示，為本發(fā)明單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的制造方法，其半成品10暨聚四氟乙烯壓延膜片的結(jié)構(gòu)特性圖標，由圖中可明顯看出原纖維的分布；再請同時參閱圖4所示，為本發(fā)明單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的制造方法，其成品50暨聚四氟乙烯薄膜的結(jié)構(gòu)特性圖標，由圖中可明顯看出原纖維與節(jié)點的分布，與原先半成品10所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)特性的差異，其主要差異在于原纖維與節(jié)點聯(lián)結(jié)間所產(chǎn)生的孔隙率、孔徑、孔分布以及原纖維與節(jié)點組織分布的均一性。
請參閱圖5所示，本發(fā)明單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的制造方法，其中，該半成品10暨聚四氟乙烯壓延膜片的熔融曲線由圖中可看出，該溫度由約50℃持續(xù)加熱至約350℃時，可得到一數(shù)值為344.89℃的吸熱峰，請同時參閱圖6所示，成品50暨聚四氟乙烯薄膜的熔融曲線由圖中可看出，該溫度亦由約50℃持續(xù)加熱至約350℃時，可得到一數(shù)值為336.51℃的吸熱峰，此吸熱峰數(shù)值與先前半成品10所測得的數(shù)值為一極小的變化，換言之，由半成品10藉由本發(fā)明的一制造方法所得的成品50，其熔融曲線的變化差異在一定范圍之內(nèi)，故不因本發(fā)明的制程而導致成品50與原先半成品10吸熱峰產(chǎn)生極大的差異，而得到一穩(wěn)定性的單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜。
請參閱圖7所示，為本發(fā)明制程所得的聚四氟乙烯薄膜暨成品50取樣測試，利用JIS L-1099A1及ASTM E-96的測試方法所測得一透濕度數(shù)值的數(shù)據(jù)，其中，該JIS L-1099A1所測得的數(shù)值介于9995～11713g/M2×24hrs間，該ASTM E-96所測得之數(shù)值介于13045～15445g/M2×24hrs間，均高于一般習知薄膜的透濕度數(shù)值，故由數(shù)據(jù)中可看出該成品50為一具備高透濕度的微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜。
上述耐水壓及透濕度的測試方法并不限制本發(fā)明微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的透濕度及其數(shù)值，任何以其它方法測得的數(shù)值換算成本發(fā)明所使用的測試方法而介于所得的數(shù)值間，均在申請專利范圍中受到保護。
藉由上述的制程及各制程控制要件而可獲致單軸拉伸多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜制程的簡化，以能夠提升品質(zhì)的控制、產(chǎn)能產(chǎn)量、降低損耗及成本。
藉由上述的制程及各制程控制要件而可獲得聚四氟乙烯壓延膜片經(jīng)由本發(fā)明的制程而得一厚度均一性、多孔分布均一性及孔徑大小均一性的薄膜制品。
藉由上述的制程及各制程控制要件而可獲致具備高透氣性、高透濕性及防水效果的薄膜制品。
如上所述，本發(fā)明單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的制造方法，的確能藉由上述制程，達到所述的功效目的，于是依法提呈新型專利的申請；然而，以上的實施說明及圖式所示，是本創(chuàng)作較佳實施例，并非以此局限本創(chuàng)作，是以，舉凡與本創(chuàng)作的構(gòu)造、裝置、特征等近似、雷同，均應屬本創(chuàng)作的創(chuàng)設(shè)目的及申請專利范圍的內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的制造方法，其特征在于該方法所需使用的基本原料為一半成品，該半成品為聚四氟乙烯壓延膜，將半成品藉由進料輪輸入，經(jīng)羅拉進入延伸過程，而該延伸過程為半成品輸送至第一拉伸輪與第四拉伸輪間時，界定為延伸過程，在延伸過程中需藉由第一加熱裝置加熱，此界定為預定型，經(jīng)延伸過程后輸送至第二加熱裝置時，界定為定型，最后藉由卷繞滾輪而進行卷取并得到拉伸多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜成品的輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的制造方法，其特征在于該延伸過程包括第一階段延伸及第二階段延伸，當半成品輸送至第一拉伸輪與第二拉伸輪間時，界定為第一階段延伸，當輸送至第三拉伸輪與第四拉伸輪間時，界定為第二階段延伸，且在第二階段延伸的同時或之前，進行預定型的過程。
3.一種單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的制造方法，其特征在于該方法包括下列步驟半成品是為一經(jīng)過電暈處理的聚四氟乙烯壓延膜片，其膜片厚度介于0.10～0.15mm，寬度介于160～300mm，密度介于0.8～1.3g/cm3，表面為無孔隙的狀態(tài)；延伸過程包含第一階段延伸、預定型及第二階段延伸，其總延伸比介于6～12倍，該第一階段延伸是施予縱向拉伸的力量，該第二階段延伸是同時或預先進行預定型的加熱并施予橫向拉伸的力量，第二階段延伸的延伸量則大于第一階段延伸的延伸量，該預定型的加熱溫度控制在80～150℃間，且預定型的加熱過程所控制的時間為3～5秒；定型將其溫度控制在300～400℃間，且在加熱過程所控制的時間為10秒；卷?。怀善穯屋S拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜，其薄膜厚度可依實際需求控制介于0.03～0.06mm間，寬度1600mm，孔隙率為80％～85％，耐水壓是使用JIS L-1092的測試方法所得的數(shù)值為9000MM-H2O以上，透濕度系使用JIS L-1099A1的測試方法所得的數(shù)值介于9995～11713g/M2×24hrs間。
4.如權(quán)利要求3所述的單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的制造方法，其特征在于該第一階段延伸的延伸量對未經(jīng)第一階段延伸前的延伸量所得的延伸比為1.5倍，該第二階段延伸其延伸量對第一階段延伸的延伸量所得的延伸比為4～8倍。
5.如權(quán)利要求3所述的單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的制造方法，其特征在于該透濕度也可使用ASTM E-96的測試方法，其所測得的數(shù)值介于13045～15445g/M2×24hrs間。
6.如權(quán)利要求3或5所述的單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的制造方法，其特征在于該耐水壓及透濕度數(shù)值的測試方法，也可用其它習知的測試方法測得該數(shù)值。
全文摘要
本發(fā)明是提供一種單軸拉伸微多孔質(zhì)聚四氟乙烯薄膜的制造方法，該薄膜的制造方法是將半成品暨經(jīng)過電暈處理的聚四氟乙烯壓延膜經(jīng)延伸過程及定型后，獲致一薄膜品質(zhì)暨結(jié)構(gòu)特性均一性的拉伸微多孔質(zhì)薄膜，再藉由卷取過程達到薄膜成品的輸出，而經(jīng)由上述制程所得的薄膜為一具備高透氣性、高透濕氣性及防水的效果，除此之外，本發(fā)明的制造方法為一簡化的制程，可達到成本的降低、提升產(chǎn)能產(chǎn)量外，更可提供織物、非織物、服飾或需具備上述功能的披覆物所加以層合或運用，實為一促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展及利用并兼具新穎性及進步性的制造方法。
文檔編號B29L7/00GK1947991SQ20051011259
公開日2007年4月18日 申請日期2005年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月12日
發(fā)明者陳國欽 申請人:興采實業(yè)股份有限公司